多源遥感土壤湿度产品与水文模拟结果的时空对比分析

为实现土壤湿度连续准确的时空刻画,在不同气候条件下进行多源遥感土壤湿度产品(SMOS、ASCAT、ESA CCI、SMAP)与分布式降雨径流模型模拟土壤湿度时空对比研究。考虑到遥感数据与模型模拟数据时空匹配度上的差异性,将遥感原始表层土壤湿度(Surface Soil Moisture,SSM)和预处理后的剖面土壤湿度(Profile Soil Moisture,PSM)与分布式水文模型模拟的PSM分别进行对比。对比所用时间尺度为日尺度,空间尺度为流域尺度和栅格尺度。研究区域为湿润气候条件下的渠江流域和半干旱气候条件下的伊洛河流域。结果表明,在同一流域内当分布式水文模型土壤湿度模拟能力较高时,SMAP反演PSM与模型模拟值一致性较高,相关系数达到0.8,相对其他遥感产品其准确度较高。研究成果对获取高准确度土壤湿度时空信息具有一定的指导意义和实践价值。

OMI和TROPOMI的中国对流层NO_(2)污染数据的时空对比分析

基于2018年12月—2019年11月臭氧层观测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)和对流层观测仪(TROPOspheric Monitoring Instrument,TROPOMI)遥感反演产品数据,统计两种数据在中国区域对流层NO_(2)柱浓度数据缺失率,分析得出两者的时空分布差异。结果表明:(1)该时间段内,两种传感器数据缺失率呈现“S”形的变化趋势,TROPOMI月数据缺失率低于OMI,TROPOMI年平均数据缺失率为3.98%,OMI年平均数据缺失率为36.22%,造成该结果的原因可能是不同仪器的分辨率不同。(2)在中国区域内,两种数据存在一定的相关性,相关系数为0.844,但TROPOMI获得的对流层NO_(2)年平均柱浓度值大于OMI;从季节差异上来看,TROPOMI获得的结果同样相对OMI的结果高出57.5%,造成OMI结果偏低的原因可能是OMI传感器在有云(非晴空)情况下用其他卫星观测进行校正,使得结果平均降低15%,但不会影响季节变化趋势。(3)季节相关性方面,秋、冬两季相关性较好,春、夏两季相对较差,是由于春、夏季节NO_(2)柱浓度易受其他气体污染物的影响,且两种传感器在反演方法上有所不同,会造成一定的系统误差。(4)在重污染情况下,TROPOMI传感器获得的地域范围相比于OMI大1.54%,只有在冬季污染最为严重的情况下,TROPOMI获得的污染区域相比于OMI小0.86%。(5)在时空差异上,东部地区两者差异明显,TROPOMI获得的月平均结果相比于OMI的结果大10.21%,西部差异不大,中国不同城市群之间的结果也存在差异。

江西德兴矿集区水系沉积物重金属污染的时空对比

对比研究矿山开采一定时段内区域环境污染的时空变化特征,对于动态监测矿山开采对区域环境质量的影响情况、污染趋势等,具有重要的科学意义和实际价值。本文在利用2004年野外采集与测试分析的330个水系沉积物样品重金属含量数据基础上,充分利用矿山开采早期(1989)的1:20万乐平幅(As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、Pb)水系沉积物地球化学图,通过数据预处理,分别对样品采集点重金属元素含量的统计分析和地质累积指数法评价的基础上,采用GIS的三维空间分析功能,对比研究德兴地区水系沉积物重金属污染时空变化。研究结果表明,十几年来,矿山开采对区域水系沉积物已造成了严重的污染,主要集中分布在是德兴铅锌和铜钼矿区德兴河与大坞河流域及其周边地区、乐安河下游沿岸局部地区、西北煤矿区以及乐安河下游乐平附近的煤矿区。

城市生态系统适宜度的时空对比分析

本文将生态位适宜度理论引入城市生态系统的研究,在前人研究的基础上改进了城市生态位适宜度的数学模型,考虑了权重的影响。选取GDP增长率、人均住房使用面积、每平方千米SO_2排放量、每万人拥有医生数、每万人拥有高等学校在校学生数等21项经济、社会、环境、生态、健康、教育因子构建城市生态适宜度的指标体系,并以我国35个省级和副省级城市为例,计算出各个从1996年到2000年5种生态位适宜度值,分析探讨其时空变化规律,得出以下结论;(1)城市生态位适宜度既有空间差异、时间差异,又有因侧重的生态因子不同而导致的差异。(2)在五种生态位适宜度中,32个城市的基础设施生态位最低,27个城市的环境生态位最高。经济和收入、生态环境、基础设施、健康和教育、平均生态位最高的城市均是深圳,环境生态位最低的是石家庄,基础设施生态位最低的是银川,经济和收入生态位、健康和教育生态位、平均生态位最低的都是贵阳。

全球气候变化下秦岭南北气候生产力时空对比研究

根据秦岭南北60个气象站点1961-2007年气象资料,利用Thornthwaite Memoriai模型计算了秦岭南北关中、陕南地区的气候生产力,分析了其时空分布特征,并对该地区气候生产力的长期变化趋势进行了初步估测。研究表明:秦岭南北气候生产力值介于9525.0～14156.2 kg/hm2.a之间,陕南大于关中;其空间分布由北向南逐步增加,西安、咸阳地区最小,安康地区最大;近半个世纪以来秦岭南北气候生产力呈递减趋势,关中趋势更为明显;就年代变化而言,秦岭南北变化步调一致但幅度有别:60、80年代为正距平,70年代、以及进入21世纪后变化不大,90年代急剧减少;随着气候日益暖干,气候生产力将进一步下降,农作物很可能因高温缺水而减产。

青海省互助北山自然公园游憩价值评估与时空对比研究

开展自然公园游憩价值评估与时空对比研究是践行绿水青山就是金山银山的重要路径。文章采用区域旅行费用法(ZTCM),依据问卷调查与统计年鉴数据,以互助北山自然公园为案例地点开展自然公园游憩价值评估及时空对比研究。结果表明:(1)2007~2018年互助北山自然公园游憩价值由1.285×107元增长到2.957×109元。2018年公园不同旅游资源对游憩价值贡献大小依次是森林(41.85%)、地质地貌(33.54%)、水体(17.55%)、人文景观(5.46%)、动物(1.60%),表明游客对自然资源环境的认可导致了游憩价值的增值效应显著,但公园旅游收入远低于游憩价值,说明公园旅游资源—产品—市场—品牌转化率不高;(2)中国20家自然公园游憩价值的空间分布呈现以张家界自然公园最高并以该公园为界向东西两侧逐渐降低的"中部高,东西部低"趋势。(3)影响自然公园游憩价值的因素由强到弱依次是品牌竞争力、网络关注度、适游期、经济发展水平和交通网密度。最后提出相应的自然公园游憩价值提升措施。

时空对比度引导的视频显著目标提取模型

针对经典视频显著目标提取模型没有充分利用时域显著性线索,易受背景噪声干扰,提取的显著目标不完整等问题,提出了一种在时空对比度指导下的视频显著目标提取模型。首先,自适应融合RGB颜色空间对比度和运动对比度,确定显著目标的先验信息;然后,利用当前帧的前景提取项和邻近帧位置约束项组成能量函数,指导时空显著性线索融合;最后,通过超像素级平滑优化处理,提取完整的视频显著目标。实验结果表明,模型在Visal,SegTrack V2和DAVIS数据集上进行测试,MAE值分别达到了0.030,0.024和0.032,F-measure值分别达到了0.772,0.781和0.812,具有良好的准确性和鲁棒性。因此,所提算法能够有效检测出视频中的显著目标,可为监控系统以及目标跟踪提供理论参考与方法依据。

近10 a黔东南区域站与国家站降水时空对比分析

该文利用黔东南2010-2019年203个乡镇区域站和国家站16县(市)站逐日降水资料,对降水量、雨日、暴雨日、极端降水量进行时空对比分析。结果表明:乡镇区域站的降水量、雨日、暴雨与国家站相关性较好,通过α=0.01显著性检验,呈正相关及线性一致增加;全年降水量均呈单峰型、雨日呈平缓型、暴雨日数呈双峰型等分布,但量级均有一定差异,其中,雨日和暴雨日数的峰值期、开始期和结束期等不同。乡镇区域站的降水量主要以两条带状分布,并掺夹3个大值中心区,雨日和暴雨日数的集中区呈零散破碎型分布,极端降水量呈带状型分布;而国家站的降水量、雨日、暴雨日数、极端降水量等呈片状型分布。由于乡镇区域站点分布密集,相较于国家站以点带面,乡镇区域站能更好地反映出山地地形对降水分布的影响。

云南省地震活动与雷电活动时空对比分析

该文利用2011—2015年云南省地闪资料及1900—2013年云南省地震活动资料,通过对雷电活动的年分布、月分布、日分布以及密度空间分布和雷电活动强度分布的分析,与地震活动的时间分布、空间分布进行对比。利用Arc GIS软件作出1900—2013年全省地震与年平均地闪密度、正负闪强度叠加图和6级以上强震与年平均地闪密度、正负闪强度叠加图,找出地震活动高发区的雷电活动分布规律,为防灾减灾工作提供理论依据。

黑河流域MODIS气溶胶产品时空对比分析

卫星遥感监测提供的气溶胶产品很多,而当前使用最多的是Terra和Aqua卫星上搭载的MODIS传感器获得卫星影像数据反演气溶胶光学厚度AOD。MODIS数据反演得到的气溶胶光学厚度产品目前经历了C002、C003、C004、C005、C006等版本。为了对比分析黑河流域的MODIS气溶胶产品,本文首先对黑河流域范围内C006版本的气溶胶光学厚度产品的精度进行了验证,然后对比分析了研究区气溶胶光学厚度的时空变化特征。采用黑河生态水文遥感试验(HIWATER)气溶胶光学厚度地基观测数据验证MODIS气溶胶光学厚度产品的精度。验证结果显示MODIS气溶胶产品的精度较高,可信度也较高,具有显著的适用性。对比分析发现研究区的气溶胶光学厚度的时空变化特征很明显,下午星Aqua的气溶胶光学厚度值比上午星Terra的高,并且中下游气溶胶光学厚度值比上游地区较高。夏季的气溶胶光学厚度比其他季节的气溶胶光学厚度值高,春季气溶胶光学厚度高值区域集中分布在下游地区,夏季的高值区域分布在上游区域,秋季的高值区域分布比较均匀,冬季高值主要分布在研究区的西部地区。

中国拐卖儿童犯罪活动网络时空演变及形成机制——基于寻亲成功案例的分析

拐卖儿童犯罪活动屡禁不绝,给家庭和社会带来诸多负效应,打击拐卖儿童犯罪活动对人类社会可持续发展和国家权益保障意义重大。以“宝贝回家”公益平台数据资料为研究样本,借助GIS空间分析与社会网络分析方法,探讨中国拐卖儿童犯罪活动网络时空演变与形成机制。结果表明:(1)在时序演变上,1978—2020年中国拐卖儿童犯罪活动呈现“中段高发、两端低发”的倒V形态势,于1989年达到峰值后逐步回落。(2)在网络拓扑上,拐卖儿童犯罪活动网络总体规模先增后降,网络结构日趋疏松、联系强度与通达性降低,网络核心由豫、闽等中东部地区向川、黔等西南地区转移,买方、卖方市场分化显著。(3)在空间演化上,犯罪活动集中于胡焕庸线东南部,拐卖男童南方高于北方;犯罪活动空间分布格局重心转移显著,拐出高值区趋向于西南地区,拐入高值区多为中东部地区;贩运路径由“数地高发”转向“全国频发”后逐渐萎缩,跨省与省内贩运现象并存;犯罪网络形成了4个以滇-粤-桂-冀贩运社团为主导的犯罪社团,内部联系紧密,呈现地理邻近性与跳跃性并存的区位特征。(4)在形成机制上,网络节点、网络联系、网络社团3个层面对拐卖儿童犯罪活动的影响逐级递进,且受多因素影响,具有波动性、阶段性和地域性特征。

能源资源开发区域大气CO_(2)时空变化及影响因素分析

分析能源资源开发区域大气碳浓度的时空变化和影响因素,对于探索“碳达峰”“碳中和”背景下能源资源开发高质量发展路径至关重要。新疆维吾尔自治区是我国重要的能源和战略资源基地,本文面向新疆维吾尔自治区的能源资源开发现状,采集并预处理了2015—2021年轨道碳观测卫星-2(Orbiting Carbon Observatory-2,OCO-2)二氧化碳L3数据产品,分析研究区大气碳浓度的时间变化趋势和空间分布格局,构建深度森林回归模型,并分析各影响因素对碳浓度时空变化的驱动作用。结果表明:(1)新疆维吾尔自治区、准噶尔盆地、吐哈盆地和塔里木盆地XCO_(2)浓度在2015—2021年均呈周期性上升趋势,增长率呈“先减后增”,且季节变化趋势呈现明显的“春季高冬季低”;(2)在春、秋和冬季,新疆XCO_(2)浓度空间格局呈现“北高南低”的趋势,在盆地区域及能源资源开发区域出现XCO_(2)高浓度积聚现象,夏季则呈现“北低南高”趋势;(3)地形起伏、风场流速、NDVI、地表温度、降水量、10 mV风、10 mU风和能源开发强度对区域XCO_(2)浓度时空分布有显著影响,各因素呈现明显的空间异质性和显著差异。研究结果有助于理解能源资源开采区域的大气碳浓度时空演变机制,在国家碳减排目标的实现、指导碳中和策略、追踪碳减排效果等方面具有深远意义。

新质生产力:指标构建与时空演进

新质生产力作为一个全新的概念,为中国的经济和社会发展指明了新的方向,对其内涵与意义的深度发掘至关重要。文章基于生产力的三大构成要件,在挖掘新质生产力长远要求原则下构建其综合评价指标体系,并运用熵值法对中国省域新质生产力发展水平进行测度。研究发现:(1)新质生产力从总体上呈增长趋势,但在南北、四大区域和五大经济带存在显著时空差异;(2)新质生产力在省域之间呈现梯度提升和发展不均衡特点;(3)分维度发现,生产资料对新质生产力提升的贡献度最高,劳动者维度的贡献最低且存在空间极化现象;(4)新质生产力具有显著的集聚效应,主要表现为低-低集聚和高-高集聚,并具有时空收敛性特征。进而提出优化人力资本结构、发挥新质生产力集聚效应和健全区域协调发展机制等政策建议。本文或可加深对中国新质生产力的时空发展格局的认知,为新质生产力培育进而促进经济高质量发展提供新思路。

2000—2020年非洲耕地资源时空格局变化分析

非洲地区面临严重的粮食安全问题,研究其耕地资源时空格局变化对于保障非洲粮食安全具有重要意义.基于2000—2020年间联合国粮农组织的统计数据,通过重心迁移、标准差椭圆及局部空间自相关等方法对非洲耕地资源时空格局的变化特征进行了分析.结果表明:1)非洲耕地整体数量呈稳定上升趋势,20年间耕地面积增加了6321.92万hm^(2),增长率为53.44%,但不同国家间存在差异;2)非洲耕地在几何中心以北区域分布较多,耕地重心迁移方向先向东北后转向偏西方向,移动总距离为111.86 km,偏移速率先快后慢,从前5年的平均10.27 km/a降至后15年的平均4.00 km/a左右;3)非洲耕地分布呈西北—东南向,20年来标准差椭圆转角有向水平方向倒伏趋势,椭圆面积不断缩小,向心性不断增强;4)非洲耕地分布集聚主要出现在西非的尼日尔和尼日利亚,异常区为南非及贝宁.

西南山区乡村贫困地域系统时空演化格局研究——以云南省镇沅县为例

在梳理总结国内外关于贫困地理与农村多维空间贫困、乡村地域系统与贫困地域系统理论前沿研究的基础上,提出“乡村贫困地域系统”研究视角,并对乡村贫困地域系统理论内涵进行了初步探析.以云南省镇沅县109个村域为评价分析单元,构建了乡村贫困地域系统演化发展评价指标体系,设计了乡村贫困地域系统演化发展指数测度模型和基于“时空立方体—新兴时空热点分析”的时空演化模式识别方法.研究显示:(1)镇沅县2013-2021年乡村贫困地域系统演化时序阶段性特征经历了“差异波动演化(2013-2015年)—快速演化(2016-2019年)—增长滞缓趋稳(2020-2021年)”3个主要阶段.(2)镇沅县乡村贫困地域系统时空演化模式以连续热点模式为主,加强的热点模式呈零星分布,表征2013-2021年镇沅县乡村贫困地域系统整体上经历了较快且连续稳定的减贫演化过程,是减贫政策普惠作用在时空演化模式上的具体表现;连续冷点模式和持续冷点模式呈现出县域东西两端集聚分布态势.(3)多维空间贫困陷阱主要集中在和平镇、者东镇、振太镇的部分村域,相关村域脱贫稳定性相对较差、返贫风险较高.乡村发展是乡村地域系统循环累积与动态演化的结果,深入刻画分析乡村贫困地域系统时空演化格局与特征,对于科学推动脱贫地区转型发展具有重要意义.

京津冀城市群综合承灾能力时空异质性研究

基于2010—2020年京津冀城市群13个城市的调查数据,应用Kernel密度估计方法、空间自相关模型及Dagum基尼系数,分析不同时期京津冀城市群综合承灾能力时空动态演进分布格局及地区差异。结果表明:(1)在时间维度,2010—2020年京津冀城市群综合承灾能力总体呈现逐渐上升趋势,但京津冀城市群各市之间的承灾能力水平差距逐渐增大,区域整体呈现非均衡特征;(2)在空间维度,2010—2020年京津冀城市群综合承灾能力在空间分布上关联度较低,不存在显著的集聚或分散特征,但有局部地区产生聚集特点,属于“高-高”“低-低”空间聚集型城市较多,在此期间京津冀城市群综合承灾能力呈现空间集聚与空间分异并存;(3)京津冀城市群综合承灾能力的总体差异呈现上升趋势,北京-河北地区间差异最大,地区间差异是总体差异的主要来源。掌握京津冀城市群综合承灾能力的时空分布变化规律,并制订相应的防灾策略是京津冀城市群有效应对外部冲击以及实现京津冀地区协同与高质量发展国家战略的重要支撑。

中国四大城市群碳排放驱动因素时空分解研究

城市群是中国经济发展和能源消耗的集聚区域,也是碳排放的主要来源。研究中国典型城市群碳排放的时空演变特征及其影响因素对实现“双碳”目标具有重要意义。文中应用ST-IDA模型(时空指数分解分析法)和LMDI(对数平均迪氏指数法)分解法,分析2000—2019年京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群的碳排放驱动因素(人口规模、经济水平、产业结构、能源强度和能源结构)。研究发现:2000—2019年间,四大城市群能源活动碳排放总体趋势均由高速增长阶段步入平稳增长阶段,其中成渝城市群已基本实现碳达峰;能源强度效应是影响碳排放空间差异的主要因素;人口规模扩张、经济发展水平提高和能源强度上升是促进碳排放增长的主要因素,产业结构和能源消费结构优化起到抑制作用;四大城市群碳排放的时空演变主要取决于工业部门。鉴于四大城市群呈现出不同的碳排放特征,未来应探索差异化、多元化的城市群减排路径,促进城市群碳减排。

2000-2020年陕西省植被NDVI时空变化及气候因子探测

[目的]揭示陕西省不同生态系统植被时空变化,厘清不同气候因子及相互作用对植被变化的影响机制,为区域生态环境保护提供理论依据。[方法]基于MODIS NDVI及年均高温、年均低温、年均温、年总降水数据,采用Theil-Sen Median趋势、偏相关、地理探测器等方法,分析了2000—2020年各地貌分区植被NDVI时空变化特征,结合变量分离探究了植被NDVI变化与降水、气温的内部关联和响应机制。[结果]2000—2020年陕西植被NDVI波动增加,速率为5.9%/10 a,速率大小为陕北>关中>陕南;全省多年植被NDVI值为0.71,南高北低;植被NDVI显著改善区域占比67%,分区占比为陕北>陕南>关中。2000—2020年陕西气候因子随时间波动变化,速率大小为陕南>关中>陕北,空间上呈现年均高温降低、年均低温上升、年均温降低、降水增加。2000—2020年陕西及各分区植被NDVI与年均高温整体呈负相关,与年均低温、年均温、年总降水量呈正相关;全省及陕北年总降水贡献最大,关中和陕南年均高温贡献最大;年均高温与年总降水交互主导全省、陕北及陕南植被NDVI变化,年均温与年总降水的交互主导关中植被NDVI变化。[结论]研究期陕西及各分区植被整体变好,各分区植被对气候的响应关系、各因子的贡献及其相互作用不同,降水和年均高温、年均温的交互显著影响植被NDVI变化。

一种大尺度区域GNSS坐标时间序列自适应时空滤波方法

提出一种GNSS坐标时间序列自适应时空滤波方法,在规定阈值下将滤波区域自适应分为若干个子区域,进行共模误差的提取和去除。对陆态网184个GNSS站点垂向坐标序列进行时空滤波,3组随机实验中,自适应PCA时空滤波后的站点序列平均RMS值减少约39.7%、38.4%和39.7%,且优于整体PCA滤波。进一步分析滤波前后站点噪声特性变化,结果显示,相比于整体PCA滤波,自适应滤波方法中站点残差序列幂律噪声减少约17.8%。

中国农业碳排放效率时空格局及空间分异机理

通过对中国30个省份农业碳排放效率进行了再测算,围绕其时空格局特点与空间分异机理展开探讨,发现中国农业碳排放效率整体呈“东高西低”特征且两极分化较为严重,其中以北京为代表的12个地区处于最佳前沿面,余下18个地区则存在较大提高空间。2007年以来,中国农业碳排放效率即存在增强且趋于稳定的空间集聚特征;同时,高—高集聚区与低—低集聚区包含的省份数量之和已占到省级行政区总数的73.33%,表明中国农业碳排放效率亦存在明显的局部空间聚类现象。城镇化水平、农业发展水平、农业产业集聚和财政支农力度是影响农业碳排放效率空间分异的主导因子,且他们之间存在明显的交互增强关系。具体到不同区域,东部地区的主导因子为财政支农力度,中部和西部地区则分别受农业发展水平、环境规制的影响更大。