临泽盐渍化草地空间格局的可塑性面积单元问题

通过对临泽盐渍化草地群落取样资料的分析表明,草地空间格局的分布对样地尺度变化和划区方案选择均存在敏感性。样地面积在12500m2以下时,尺度增聚效应表现非常明显。在同一取样面积单元下不同的划区方案对草地的空间分布都有一定的影响,但随着取样面积的增大,区划方案的影响也是减少的。因此在研究草地空间分布格局时,要力求寻找一个最佳的区划方案和取样尺度,使得面积单元内的差异最小是非常有必要的。

拟赤杨天然林物种多样性研究的可塑性面积单元问题

The researches on species diversity and its relationship with spatial scale have remained a key topic in plant ecology.The results of researches on species diversity are always influenced by sampling strategy.In this paper,the modifiable areal unit problem(MAUP)of species diversity in natural secondary Alniphyllum fortunei forest in Meihuashan Natural Reserve was studied.The results showed that there were scale effect and zoning effect for species diversity in Alniphyllum fortunei community.With the increase of the sample area,the scale effect and zoning effect might decrease.Jackknifing method was able to estimate a normal distribution range of species diversity as well as the zoning effect range.

基于空间聚类的可塑性面积单元问题研究

地理国情信息是国家制定发展战略和规划国土空间开发等的重要依据。地理国情数据具有明显的区域性,因此地理国情数据的分析中存在明显的可塑性面积单元问题。本文以2000年美国总统选举数据作为验证数据,通过对比邻近聚合,REDCAP-ALK以及REDCAP-SLK三种方法得到不同尺度下的热点。分析结果表明,通过聚类REDCAP算法在一定程度上可以缓解空间统计分析中的可塑性面积单元问题,可为地理国情监测综合统计分析中存在的可塑性面积单元问题提供依据。

撤县设区、空间一致性与县域经济发展

县域经济是我国实现城镇化发展的主战场。本文利用夜间灯光数据代理县域经济发展水平,突破统计数据受制于行政区划的空间限制,获得空间一致且跨时间可比的县域经济衡量指标。这不仅可避免因使用统计数据可能导致的可塑性面积单元问题,还可以同时分析“撤县设区”对县(市)和市辖区的影响,为“撤县设区”的研究提供更细致完整的图景。研究发现:“撤县设区”改革无论对被撤并县(市),还是对原市辖区的经济发展均未产生显著影响。原因在于,尽管“撤县设区”能够促进县域企业吸收更多人力资本,但却显著降低了企业的固定资产净投资和全要素生产率,这在一定程度上解释了为何“撤县设区”改革不能显著推动县域经济发展的原因。

面向行为尺度的城市绿地格局公平性评价及其优化策略——以深圳市为例

应用景观生态学基本概念和理论,提出城市绿地格局公平性概念,探讨面向行为尺度的城市绿地格局公平性评价方法。以深圳市为例,利用ArcGIS中邻域分析方法,对4种情景的绿地格局公平性进行评价,并提出针对性优化策略。研究结果表明:1)深圳市绿地公平性存在明显的空间分异;2)绿地格局的绝对公平性(E)与相对公平性(E*)差异明显,居住用地的配置在一定程度上会影响城市绿地格局的公平性;3)不同行为尺度下的公平性差异明显,出行距离会对城市绿地格局公平性产生影响;4)公平性评价结果可以用于指导绿地格局优化设计,进而为城市绿地系统规划和管理提供参考依据。

都市圈边缘区多尺度土地利用驱动力研究

都市圈边缘城市受圈层核心城市的影响,其土地利用的变化规律和驱动过程有着与一般城市不同的特征。笔者以位于武汉"8+1"都市圈边缘的湖北省咸宁市咸安区为例,在农户、乡镇、区域3种不同的尺度水平上分析其土地利用变化的时空过程和驱动力因子,并探讨LUCC驱动因素的空间尺度效应。结果表明,研究区的土地利用的变化在较大程度上受圈层核心——武汉市需求的驱动。不同尺度上的驱动因子和驱动过程存在差异,随着研究尺度的不断缩小,作用域较小或非普遍存在的驱动因子的影响力逐渐显现。在最微观的尺度,农户的主观选择对土地利用变更产生较大影响。

空间数据挖掘技术中的划区效应及在矿山中的应用

以某煤矿煤层厚度为实验对象,采用模糊聚类(Fuzzy C-Means,FCM)处理技术,研究并证实了空间数据挖掘中的划区效应现象.

生态系统服务供需关系评估的几点思考

过去十多年,生态系统服务供需关系研究方兴未艾。为提高生态系统服务供需关系评估的科学性及应用价值,针对当前部分研究中存在的供需概念、方法及结果的误用等问题,本文提出了生态系统服务供需关系评估中需要着重考虑的5个方面。首先,需要厘清生态系统服务供需相关概念的区别与联系,这是供需关系评估的重要前提与出发点;其次,需要结合相关环境标准或政策目标,为生态系统调节服务构建相对可靠的需求评估方法;再者,需要明确生态系统服务供需关系评估的最适空间尺度及单元,处理好可塑面积单元问题;此外,需要区分定量或定性方法分别表征生态系统服务供需的数量或匹配关系,尤其要避免采用定性方法表征供需之间的定量关系;最后,需要在供需关系评估中整合生态系统服务流,从“供-流-需”耦合视角评估区域生态系统服务的动态供需关系。

基于低通保边滤波和尺度约束大津法的网格空间多尺度聚类方法

现有网格空间多尺度聚类方法未能将尺度因子作为模型参数实现尺度驱动的阈值提取,导致算法调参困难,难以全面挖掘空间数据的分布模式。海量空间点数据蕴含的信息更丰富,层次结构也更复杂,对聚类算法的参数自动化和计算效率提出了更高的要求。针对上述问题,该文从数据尺度和观察尺度提出了一种适用于海量数据的多尺度聚类挖掘方法:分别通过网格多分辨率和低通保边滤波器的尺度拓展机制实现了数据尺度和观察尺度上的尺度变换;将观察尺度层级作为参数引入大津法中,实现了观察尺度的密度阈值自动提取。实验结果表明:相比于传统低通滤波,该滤波方法具有良好的去噪保边效果;多尺度密度阈值提取算法能够有效地捕捉数据集中丰富的多层次信息,且计算复杂度低,可用于快速挖掘各类海量空间点数据中的多层次空间结构。

利用分层多尺度方法研究地表温度与高程及NDVI之间的相关性——以浙江省金华市为例

为了研究2个或多个要素之间的相关性,以金华市为例,采用分层多尺度方法对本研究区的地表温度与归一化植被指数(NDVI)及高程之间的相关性进行研究.结果表明:在金华市本级范围内进行相关性分析,地表温度与归一化植被指数及高程之间存在着明显的负相关关系;在4种分辨率(30,100,300,1 000 m)下,地表温度与归一化植被指数之间存在着弱的负相关关系,而地表温度与高程之间存在着较强的负相关关系;在较小研究区域内,相关系数变化范围会随着粒度的增加和研究区域的减小而扩大.因此,要素之间的相关性大小与研究尺度密切相关.

针对非合作目标的自适应网格聚类算法

武器系统的探测设备通常面对的是非合作目标,观测样本在特征空间中的分布形式难以预期,噪声、不规则的类簇形状以及差异化的类簇密度给聚类分析带来极大挑战。提出了一种自适应的网格聚类算法,该算法包括基于k-近邻方法的空间分辨率自适应网格化处理方法,以及基于自适应分水岭变换的类簇结构检测与划分方法。实现了对噪声以及密度差异极大类簇的自适应处理,同时保留了网格聚类方法对类簇形状不敏感、不需要类个数作为先验参数等优点。通过雷达、电子侦察以及复杂人造数据集的仿真,证明了该算法的有效性。

动态数据空间分析的不确定性问题——以城市中心识别为例

动态数据在空间分析中存在不确定性问题。以手机定位数据为例来识别城市中心,探索可塑性面积单元问题和不确定的地理情境问题,发现群体活动强度的空间自相关程度受到采样区域划分方式和分析单元大小的影响,地理情境的时空动态变化也会带来不确定的地理情境问题。讨论了减轻不确定性的可能方法。

基于MAUP的城市公园绿地公平性多尺度评价——以北京市主城区为例

为探析城市公园绿地供给公平性在可塑性面积问题(MAUP)下的尺度效应,以北京市主城区为例,基于多源数据改进公园绿地供给模型,划分格网(0.5、1.0、1.5、2.0 km)和街道2类不同尺度类型5级评价单元,运用基尼系数和供需匹配方法探究城市公园绿地供给多尺度空间分异特征及公平性差异。结果表明:1)5种尺度下,研究区内的公园绿地供给均存在明显的空间异质性,由城市中部至外侧公园绿地总供给逐渐减少,且呈现评价单元尺度类间差异性大,类内差异性小的特征。2)地均绿地供给公平性随着评价单元的增大呈现先减弱后增强的趋势,在1.5 km评价单元下表现为强烈不公平;人均绿地供给公平性随着评价单元的增大逐渐增强。3)相比其他城区,海淀区内的城市公园绿地供给与居民需求的空间失配情况更显著,尤其是在街道尺度下。综上,评价单元划分的不同会影响评价结果,未来应结合具体研究需求开展多尺度评价,为城市公园绿地公平性科学量化提供可能。

基于地理探测器和多源数据的耕地土壤重金属来源驱动因子及其交互作用识别

明确耕地土壤重金属来源对土壤健康合理管护及其可持续发展至关重要.利用正定矩阵因子分解(PMF)模型源解析结果(源成分谱和源贡献)、历史调查数据和时序遥感数据,整合地理探测器(GD)、最佳参数地理探测器(OPGD)、空间关联探测器(SPADE)和空间关联交互探测器(IDSA)模型,探讨了土壤重金属来源空间分层异质性研究中可塑性面积单元问题(MAUP),分别识别了分类变量和连续变量中控制土壤重金属来源空间分异的驱动因子及其交互作用.结果表明,中小尺度下土壤重金属来源的空间分异性研究受空间尺度影响,0.08 km^(2)能够作为区域土壤重金属来源空间分异性探测的可选空间单元.连续变量受空间相关性与离散化水平影响,分位数法和中断数为10的离散化参数组合能够减少连续变量在土壤重金属来源空间分异性探测中所受分区效应的影响.分类变量中地层(PD 0.12~0.48)控制土壤重金属来源空间分异,地层和流域的交互作用对各来源解释力为27.28%~60.61%,各来源的高风险区域分别分布在地层中的下震旦系、上白垩系、土地利用中采矿用地和土壤种类中典型强淋溶土区域.连续变量中人口(PSD 0.40~0.82)控制土壤重金属来源空间分异,连续变量的空间组合对各来源解释力为61.77%~78.46%,各来源的高风险区域分别分布在蒸腾量(41.2~43 kg·m-2)、距河流距离(315~398 m)、增强型植被指数(0.796~0.995)和距河流距离(499~605 m)区域.研究结果为耕地土壤重金属来源驱动因子及其交互作用的相关研究提供参考,为喀斯特地区耕地土壤健康合理管护及其可持续发展提供重要的科学依据.

多边形统计数据空间分析的不确定性研究——以北京市海淀区人口普查数据为例

普查数据是地理学空间分析的重要数据源。由于受到数据与计算机处理能力的限制,以往的研究对普查数据空间分析的不确定性未给予足够重视,也未形成成熟的研究方法。在建筑物单元的人口普查数据支持下,本文基于多边形统计数据的可塑面积单元问题(Modifiable areal unit problem,MAUP)特征,设计了一种该类数据空间分析不确定性的研究方法,采用不同的尺度(Scale)及分区(Zoning)系统对多边形的统计数据空间分析的准确性进行了分析。实验引入尺度与形态指数,利用可视化分析和数据拟合的研究方法,对尺度及分区对空间分析结果的影响模式进行了模拟。研究结果表明:(1)以统计小区的空间分析,其结果受统计小区空间形态的影响较大,不确定性强,不能充分反映统计数据本身的空间特征;(2)规则格网能较好地保持原始统计数据的空间分布特征,但仍然受尺度及分区影响;(3)规则格网的空间分析结果及其准确性与尺度有较好的拟合关系,不同尺度下的分析结果不确定性是原始数据不同尺度特征的体现;(4)分区效应受空间分析方法的计算尺度影响,两者共同对空间分析结果产生影响。对于固定尺度的规则格网,其邻接多边形数目是分析结果不确定的主要原因。本文研究结果表明,在多边形统计数据空间分析时,应该对其使用规则格网重新聚合,并根据实际应用的需求选择多尺度分析方法,以达到实际应用目的。

城市群体移动模式研究中空间尺度影响的定量分析

城市群体移动研究通常以网格为空间分析单元,其分析存在可塑性面积单元问题(modifiable area unit problem,MAUP),目前的研究缺乏对不同大小的网格面积单元所忽略的城市群体移动规律的定量分析结论。对城市空间进行有限的不同大小的等间距格网划分并对城市群体移动忽略部分进行分析,发现格网内群体移动量随格网大小线性递增,格网间的群体移动量随格网大小线性递减,并以提取城市重要位置的空间分布和属性特征的不一致为例,表明应对忽略的短距离移动予以重视,避免决策上的偏差。与此同时,不同格网划分大小情况下格网内的移动量在住宅用地、工业用地上被忽略程度较为严重,建议根据实际研究的目的采取不均匀划分空间格网方法,避免过多忽略群体移动。