基于加权Ripley's K-function的多尺度景观格局分析——以江苏盐城滨海湿地为例

以1987,1992,1997,2002,2007年的遥感影像为例,首次尝试使用加权Ripley's K-function的多尺度格局分析方法,计算了20年来景观异质性在江苏盐城滨海湿地的时间变化和空间分布趋势。通过对研究区的样带划分以及景观类型的点状化处理,建立滨海湿地样带图层和1987—2007年间各类型景观的点格局数据库,从而分析滨海湿地不同类型景观的空间聚集特征变化。基于加权Ripley's K-function的计算表明,在各级空间尺度和时间变化上,各类型湿地的斑块都呈现出空间聚集分布状态,且1987年以来,不同湿地类型的聚集空间特征尺度和空间分布强度均出现了大幅的增减变化,除互花米草滩之外的自然湿地的聚集空间特征尺度和强度都有明显下降甚至少到无法被检测到,而人工湿地却呈现聚集特征尺度和强度的双增长,且该聚集程度有逐渐增强的趋势。分析表明,既考虑样点的空间位置信息又考虑样点分布范围的加权Ripley's K-function方法能很好地表征湿地景观在多尺度上的变异,且与传统空间景观指数等分析方法的结论在一定程度上保持一致。

辽宁省“三生”功能时空演变及其碳排放效应

[目的]探究辽宁省“三生”功能时空演变及其碳排放效应,为“双碳”目标下的国土空间规划提供依据。[方法]基于土地利用多功能性分类识别辽宁省国土“三生”功能,结合直接和间接排放因子法核算碳排放量,探索“三生”功能与碳排放量空间关系及其时空分异性,揭示“三生”功能时空演变的碳排放效应。[结果]①2005—2020年辽宁省“三生”功能空间分布格局总体变化不大,大部分地区以生产和生态功能为主,生活功能区扩张明显,各地级市中心与周边区域空间差异明显。②2005—2013年,辽宁省各县域碳排放量增长迅速,2013—2020年增速缓慢,但空间差异愈发显著,碳排放高值明显集中在沈阳市和大连市。③辽宁省“三生”功能与碳排放量空间布局及数量变化的相关性总体较强,但空间差异明显且影响因素复杂。[结论]辽宁省各县域需要在自然地理条件约束和经济社会发展需求引导下,在明确各自土地主导功能定位的基础上,依托自身区域优势与资源禀赋,加强区域协作,以实现全域碳减排。

人体动作姿态的自动识别方法研究

提出了一种人体动作姿态的自动识别算法,用运动历史图像和运动能量图像分别表示动作姿态发生的区域以及动作姿态发生的过程,并从中提取出改进的不变矩作为特征向量进行人体动作姿态的自动识别,实验结果表明,该算法显著地提高了人体动作姿态的识别效率.

加权空间函数优化FCM的SAR图像分割

传统模糊c-均值聚类算法没有考虑图像像素空间信息特征,在应用于合成孔径雷达图像分割时,由于合成孔径雷达图像中斑点噪声的影响,通常不能得到正确的分割结果.基于此问题提出加权空间隶属度和加权空间函数并应用于c-均值聚类算法,加权空间隶属度是多尺度条件下空间各相邻像素的位置和强度信息的加权隶属度值,加权空间函数中各加权空间隶属度的影响系数由自适应遗传算法优化,最终的隶属度值由加权空间函数修正.由于在这种聚类过程中融入了优化的空间信息,因此弱化了斑点噪声的影响,提高了分割精度.这种算法应用于实际合成孔径雷达图像分割实验,结果表明此算法对初始分类结果不敏感,具有较强的抗噪性能,改善了SAR图像的分割结果.

克里金参数估值法及其在参数估计分析中的应用

为考虑岩土介质参数的空间分布的结构性和随机性等不确定因素,引入了克里金参数估值法。采用变异函数描述参数在空间结构上的变化,建立其空间变异规律的数学模型,从而实现对岩土参数的估值。通过实例分析揭示了克里金估值法具有反映"过滤效应"和"集团效应"的优点,对不同位置的数据赋予不同的权重系数,能够有效地反映参数空间变异结构,有利于对参数的合理化分析。

面向空间信息智能分发的动态化用户偏好模型研究

用户偏好模型的构建方法是制约空间信息智能分发理论取得进展的关键瓶颈。现有的空间信息智能分发算法和系统存在空间范围定位不准确、效用度计算存在偏差等缺陷,且大多关注用户的检索行为对偏好模型的贡献却均未考虑时间因素的影响,也很少注意到用户反馈的作用。鉴于此,对现有文献的理论和算法进行扩展,通过引入区域数、兴趣度、兴趣度密度等概念和算法,以及权值衰减函数和用户信息反馈等动态化因素,使模型能够更为准确、及时地随着用户偏好特征的变化进行修正。试验表明,相较于传统的静态模型而言,该模型能够更为有效地反映用户偏好特征的变化。

空间权重矩阵的设定方法研究

空间权重矩阵作为实际观测数据到空间计量模型的映射,使得空间溢出效应的量化成为可能,是当前计量经济学的研究热点。空间权重矩阵设定方法的研究逻辑是首先对外生构建的空间权重矩阵基于邻接关系和距离函数进行分类研究,针对不同结构的空间单元进行多种设定方法的适用性分析,进而讨论利用Voronoi图构建离散点空间权重矩阵的应用方法。研究发现,实证分析中应针对具体问题和不同的空间单元,设定多个空间权重矩阵,并进一步检测不同设定方法对模型估计结果的影响以及不同形式矩阵的敏感性。

ArcGIS中几种空间内插方法的比较

ArcGIS软件的GA(Geostatistical Analyst)分析扩展模块是一个功能强大、简单易用的数据分析与表面建模工具,应用领域广泛。这里首先简单地介绍了该模块中四类主要的空间内插方法,随后结合该模块的实际界面介绍了该方法的使用,并通过示例比较了几种空间内插方法的优缺点。GA分析扩展模块能用少量的采样数据点的测量值生成连续表面,预测表面的生成、预测表面的准确度和预测表面的误差估计对建模以及分析有重大的意义。

综合交通枢纽功能空间组合与衔接研究

随着城市规模大型化、人员流动高度化、城市土地资源短缺、城市交通流量密集,最大限度地提高交通效率成为城市尤其是大型城市解决交通问题的重点。综合交通枢纽作为各种运输方式之间、城市交通与市域交通之间的衔接关键节点,需要设计人员通过完善的建筑手段,来协调各种交通在枢纽内部平面及竖向进行功能排布,在枢纽内部实现多种交通方式的"零换乘",从而为乘客提供方便、舒适的换乘服务实现交通一体化。以客流比例为切入点,优化综合交通枢纽各功能区之间的权重关系,并以权重关系为基础分配各功能区位置及空间序列关系,以达到最优的空间组合。

区域地层可钻性场数值模拟计算方法研究

岩石可钻性是评价岩石破碎难易程度的综合指标,是钻头选型的重要依据,而目前所能给出的可钻性剖面一般仅为一条曲线或某个曲面,应用范围小,难以满足实际工程的需要。在分析滑动最小二乘法的理论基础上,针对三维空间可钻性场分布规律计算这一问题进行深入地分析和讨论,给出了计算区域可钻性场的理论模型和计算方法。实例表明,应用该数学模型计算精度完全满足工程要求,该方法切实可行。

一种紧支撑权函数性质的推导及空间插值实验

在空间插值方法中,权函数是影响空间插值精度的重要因素之一,通常需要选择具有性质较好的权函数进行空间插值。推导一种紧支撑权函数的性质,以铁矿品位为数据源,采用紧支撑权函数进行空间插值,最终验证该紧支撑权函数的优良性质:具有较高的插值精度。推导的紧支撑权函数性质可为后期构建新的紧支撑权函数作为一种借鉴。

变权空间权重构造及空间效应分析

为克服传统的空间权重不能随经济属性值变化而变化从而不能准确刻画复杂空间交互关系的缺陷,在变权理论的指导下,构建几种变权函数及对应变权空间权重。首先构造一种嵌套权重作为常权权重,在已有惩罚占主导的混合变权函数的基础上,提出了完全惩罚型、完全激励型及激励占主导的3种变权函数,并将4种函数应用于构造变权权重。最后,以43个国家股指建立的空间面板模型去检验变权函数构造的合理性及变权权重的适应性与有效性。实证结果表明:构建的3种变权函数合理;4种变权空间权重在挖掘空间效应及在模型的拟合度方面均表现出比常权权重更强的适应性和有效性。

区域地理加权回归分析方法

地理加权回归方法是建立在“临近相关”假设前提下的一种有效探测空间连续异质性方法,但地理空间中存在“临近异质”的空间离散情况。地理加权回归算法无法充分拟合这种非线性特征,导致其在解算离散异质性时面临区域临界处拟合不充分的问题,影响了模型的准确性和可靠性。本文提出区域地理加权回归分析方法,通过构建区域空间权重计算策略有效筛选观测点,修正空间核函数,构建区域空间权重,实现空间权重的优化。以武汉市住宅销售价格为例,从区域影响因子有效性、模型性能及模型拟合效果3个角度进行分析。结果表明,区域影响因子的引入,对固定型带宽和调整型带宽下的模型精度均有显著提升;从武汉城区住宅销售价格实例看,受教育因素影响的区域影响因子对模型精度提升最好;同时在固定型带宽下模型R2提升21.84%,MSE提升37.09%。说明在考虑区域影响因素后,模型的精度得到了提高,证明了方法的有效性。

耕地地力评价中土壤养分的空间插值方法比较研究——以会宁县土壤速效钾为例

土壤养分分布状况是耕地地力评价的重要指标,也是科学施肥的主要依据。土壤属性分析作为耕地地力评价的核心,是评价工作的重点。该研究以甘肃省会宁县土壤速效钾含量为研究数据,用普通克里格、反距离加权法、径向基函数插值3种插值方法进行插值对比研究,交叉验证得出普通克里格球面模型是精度最高的插值方法,可以很好的模拟土壤养分的空间渐变分布。为后期的耕地地力评价和农业生产提供科学依据。

堆外探测器空间响应函数计算方法研究

通过堆外探测器空间响应函数与反应堆功率分布的内积可得到探测器电流。因此,获得堆外探测器的空间响应函数对堆外探测器电流信号的刻度和修正具有重要意义。本文利用二维输运计算程序DORT和基于ENDF/B-Ⅶ.1制作的多群数据库MATXS-47,采用求解共轭中子输运方程的方法对压水堆核电厂Indian Point 2的堆外探测器径向空间响应函数进行了计算,计算结果与文献值吻合,表明本文所采用的响应函数计算方法是正确的。

不同生育期水分亏缺和施氮量对茄子根系生长、产量及水分利用效率的影响

【目的】研究3个不同生育期水分亏缺和施氮量对茄子根系生长、空间分布及产量和水分利用效率的影响。【方法】利用盆栽试验,设置低氮(N1,0.1g/kg)、中氮(N2,0.3g/kg)、高氮(N3,0.5g/kg)3个施氮水平,分别在茄子开花坐果期、初果期、盛果期3个不同生育期进行水分亏缺处理,以不亏水处理为对照(CK),共12个处理,对不同生育期水、氮处理茄子的总根长、总根干质量和鲜质量、产量及水分利用效率进行测定,并建立相应的水分生产函数。【结果】在施氮量相同的情况下,与不亏水处理相比,盛果期水分亏缺N1、N2和N3处理对总根长和总根干质量影响显著,其中茄子总根长较对照分别降低了12.39%,18.82%和15.29%,总根干质量分别下降了42.31%,33.46%和25.42%。与对照相比,开花坐果期、初果期、盛果期水分亏缺处理茄子的总根鲜质量在N1处理下分别较对照降低了21.86%,9.35%和39.03%;N2处理下,分别降低了2.7%,14.99%和48.23%;N3处理下,分别降低了41.1%,3.7%和35.07%。与对照相比,开花坐果期、初果期、盛果期水分亏缺处理茄子的产量在N1处理下,分别较对照降低了6.13%,10.84%和14.64%;N2处理下,分别降低了3.94%,5.62%和11.6%;N3处理下,分别降低了11.35%,4.23%和16.14%。随着施氮量的增加,所有处理总根长、总根干质量、鲜质量和产量均呈现先上升后下降的趋势。在低氮和中氮条件下,开花坐果期水分亏缺处理既获得了较高的产量,也实现了较高的水分利用效率。茄子根系干质量在垂直方向上呈对数递减趋势;盛果期水分亏缺对各层根系分布的影响最大;随着施氮量的增加,根系分布呈现高氮浅根化趋势。在N1和N2处理下,水分敏感指数在盛果期最大,其次是初果期和开花坐果期;在N3处理下,各水分敏感指数的大小顺序依次为盛果期>开花坐果期>初果期。【结论】茄子对盛果期的水分亏缺最为敏感,该时期亏水不仅限制了根系的生长和空间分布,而且降低了茄子的产量;在低氮和中氮条件下,开花坐果期的水分亏缺对茄子根系生长发育、产量的影响较小,而且获得了较高的水分利用效率。与低氮和高氮相比,中等施氮水平有利于茄子根系的生长及产量和水分利用效率的提高。

中国省际经济差距来源分析

在利用索洛模型对中国省区1985—2009年经济增长进行分解的基础上,结合空间标准差指标并采用基于VAR模型的脉冲响应函数分析了中国省际经济差距状况及来源。研究发现:总的来看,中国省区劳均产出与要素投入均呈现空间σ趋异倾向,而全要素生产率则在呈现空间σ收敛后趋于稳定。进一步利用VAR模型及脉冲响应函数分析发现,在较长时期内,要素投入总体上扩大了中国省际经济差距,而全要素生产率则有助于缩小省际经济差距,这主要是由要素投入的经济拉动滞后效应和技术的扩散效应所致。

基于加权特征投影的信源数估计方法

考虑到色噪声或低快条件下噪声特征值发散,导致基于特征分解的信源数估计方法得到的信号判据值和噪声判据值区分不明显,提出了一种基于加权特征投影的信源数估计方法;首先,为了使该方法可适用于低信噪比条件,对阵列接收数据的协方差矩阵进行降噪处理,并利用降噪后协方差矩阵所有特征值和特征向量构造了一个用来区分信号和噪声的加权空间矩阵;然后,将降噪后的协方差矩阵在该加权空间矩阵上投影,从而增大了信号判据值与噪声判据值的差异;最后,结合幂函数的缩放性构建了判决函数,进而实现信源数估计;通过理论分析和实验验证,该方法不仅适用于白噪声和色噪声条件,而且在低快拍和低信噪比条件下优势明显,在快拍数为10,信噪比分别为0 dB的白噪声和6 dB的色噪声条件下,该方法的成功检测概率均达到90%以上,同时该算法在信源数较多时效果鲁棒。

基于熵权TOPSIS模型的乡村土地利用转型评价研究——以重庆市渝北区为例

了解乡村土地利用转型现状对落实"乡村振兴"战略有重要意义.采用熵权TOPSIS模型,从空间转型、功能转型2方面构建评价指标体系,对受城市扩张影响较大的兴隆镇乡村土地利用转型情况及其影响因素进行探索.结果显示:(1)熵权TOPSIS模型可充分反映原始数据,并获得乡村土地利用转型评价分值,适用于乡村土地利用转型评价研究;(2)兴隆镇各村土地利用空间转型水平差异较小,研究期内提升速度较快;土地利用功能转型情况与之相反;土地利用空间转型的速度快于功能转型的速度.(3)适度经营耕地面积、第二、三产业比重等因素在兴隆镇乡村土地转型中扮演着重要角色,加快农村土地有序流转、适度规模化经营农村土地对乡村土地利用转型发展具有重要意义.

基于加权POCS的图像超分辨率重建

对凸集投影(POCS)图像超分辨率重建算法中的残差修复阈值选取问题进行分析,提出一种基于图像超分辨率重建的改进算法。改变传统POCS算法中固定残差修复阈值模式,通过引入低分辨率图像清晰度这一先验信息,用表征图像相对清晰度的参数控制阈值,从而实现整个重建过程阈值动态选取。实验结果证明,该算法能提高残差计算和阈值选取的针对性,对提升重建图像的清晰度及信噪比具有较好的效果。