土地利用监测适宜尺度选择方法研究——以塔里木河流域为例

适宜尺度选择是生态学、地理学等学科的重要问题之一。在不同的研究目的下,尺度选择的方法和标准也随之变化。以塔里木河流域20世纪50年代土地利用数据为例,将面积作为尺度选择的参数,统计斑块面积分布直方图,然后计算9种比例尺(1:2000000,1:1000000,1:500000,1:250000,1:100000,1:50000,1:25000,1:10000和1:5000)下的归一化尺度方差,最后结合Shannon-Weaver景观多样性指数、Simpson多样性指数和分维数补充归一化尺度方差的结果,探讨塔里木河流域土地利用的空间分布特征和尺度规律。结果如下:①归一化尺度方差值显示塔里木河干流50年代土地利用监测适宜尺度为1:50000比例尺(约20km×20km网格大小),除沙地适宜尺度在1:100000比例尺外,有林地、灌木林地和盐碱地的适宜比例尺均在1:50000比例尺上;②Shannon-Weaver多样性指数、Simpson多样性指数和分维数结果表明盐碱地的多样性指数的适宜尺度与归一化尺度方差结果相同,沙地的多样性指数与归一化尺度方差的适宜尺度域相同,有林地和灌木林地多样性指数最优尺度在1:10000比例尺与归一化尺度方差结果不同;③沙地和盐碱地的分维数在1:10000比例尺处有明显的上升,沙地达到最大值1.35,而在其他尺度分维数值接近,有林地和灌木林地则在各个尺度分维数值接近,且值不超过1.2。

适宜尺度区间上的多尺度区域泥石流危险性评价

泥石流灾害及其孕灾环境具有高阶模糊性,现有的模型和方法在表示和分析泥石流灾害时存在明显的尺度效应。首先提出了我国泥石流危险性评价的尺度模型,通过尺度分析的方法分析了孕灾因子的适宜尺度区间。然后基于区间II-型模糊集表示孕灾因子的高阶模糊隶属度,以此描述泥石流及其孕灾环境的复杂性;以区间权重描述各孕灾因子的重要性,并提出了适宜尺度区间上的危险性评价方法。试验表明,这种方法能够克服许多单尺度分析方法的缺陷,在泥石流危险性评价过程中能充分利用孕灾因子在适宜尺度区间上的可能状态,能顾及专家的对孕灾因子重要性评价的不确定性,评价结果比较客观。

典型地物特征提取的适宜尺度选择

遥感图像的尺度与图像所表达的信息有着密切的关系,但是在使用遥感图像进行研究和应用的过程中,使用尺度和图像尺度之间存在一定的矛盾,现有尺度的遥感图像不一定能满足应用的要求。为了解决使用尺度与图像现有尺度之间的矛盾,采用基于分维数的尺度转换方法得到以原始图像为基础的大于或小于原尺度的图像,在形成的连续变化的系列图像上提取两种典型地物样本,分别用地物单元周长(P)、面积(S)、面状地物形状系数(F)、斑块分维数(D)这4个表征地物形态特征的因子在各尺度图像上进行对比分析,发现随着遥感图像栅格尺寸的增大,典型地物样本灰度值的灰阶不断减少,形状复杂度不断降低,地物边界钝化,内部纹理结构简单化、粗糙化。综合分析以上现象,提出利用形状综合指数(Q)来计算适宜表达典型地物形状特征尺度的方法。实验结果表明:尺度为30 m图像时是表达水体样本1、居民地样本1、居民地样本2形状的适宜尺度,图像尺度为90 m时,是表达水体样本2形状特征的适宜尺度;通过典型地物形状综合指数成功的计算出典型地物形状的适宜尺度,为表达复杂地物的适宜尺度奠定了基础,并且该方法简单易行,具有一定的实用价值。

地理空间数据的适宜尺度分析

在地理空间数据应用中，数据尺度的选取多采用经验模型方法。研究发现，数据的适宜尺度与研究区范围、研究对象的特征、数据使用者对结果精度的要求等因素有关。以山东省不同空间精度的土地利用数据为例，作者分析了不同精度下各种类型地块的面积与土地详调面积的偏差、不同精度数据下地块的空间集聚度等现象，发现对于山东省土地利用研究中，1：10万精度的数据是比较适宜的。

基于量化分析的地下街道空间适宜尺度研究

地下街道尺度变化直接影响人的空间认知及心理感受,进而作用于人的行为方式。针对地下街道空间尺度的心理认知,笔者试图探索舒适的地下街道尺度,结合实验心理学的相关理论与街道宽高比、面宽比和长宽比理论,运用虚拟现实技术展开空间尺度认知实验,运用SPSS专业统计软件量化分析地下街道空间各个心理认知指标、物理尺度指标与心理认知量之间的相关关系;进一步运用SPSS软件中的因子分析,根据评分筛选出较适宜试验场景的物理尺度指标值及其对映尺寸。研究结果得出:地下街道空间尺度指标在宽高比1.0～1.7之间、面宽比指标比值在1.9～2.7之间、长宽比指标比值在10.2～12.2之间的数值范围较为适宜。

中学校园适宜尺度营造策略

该文以安庆一中为例,从规划结构、空间层级、景观尺度三个方面,探讨了大型中学校园规划中校园适宜尺度的营造策略。

基于半方差函数的复杂场景地物适宜尺度分析

针对通常半方差函数适用简单场景的局限性,提出将复杂场景看成简单场景的组合,通过影像分类处理使复杂场景转变为多个较为"纯净"的简单场景,进而利用半方差函数获取各单一、简单场景中的地物适宜尺度。选择我国具有代表性的黄土高原地区,在高分影像分类的基础上,应用半方差分析方法,获取了本区域建筑、森林、草地、农田等主要土地覆被类型的适宜尺度。结果表明,该研究提出的从复杂场景中提取不同地物要素适宜尺度的方法具有普适性,可为相关的具体应用提供参考借鉴。

基于叶片空间分布的植被遥感适宜尺度方法

高空间分辨率遥感为植被定量遥感提供了新的数据源,同时也带来了新的挑战和机遇。传统基于辐射传输理论的叶面积指数遥感方法,主要的理论依据是比尔朗伯(Beer-Lambert)定律,其前提是叶片在像元内的分布服从泊松分布,本研究探究的是连续植被叶片在像元中的空间分布服从泊松分布的情况下的适宜尺度问题。选择封垄小麦为研究对象,以小麦冠层为例,利用植被三维真实模拟模型LESS(LargE-Scale remote sensing data and image Simulation framework,LESS)模拟不同分辨率的连续小麦冠层遥感影像;在此基础上,利用三维模拟的叶片冠层分析小麦连续冠层叶片服从泊松分布的适宜尺度,构建了连续植被叶面积指数(leaf area index,LAI)反演适宜尺度的计算方法。结果表明适宜尺度受到LAI数值和聚集效应的影响。选择河南省漯河市为主要研究区,利用无人机高光谱飞行数据和LAI反演结果验证了该方法的可行性。

集合住宅卫生间适宜尺度的探讨

根据对我国集合住宅卫生间使用现状和住户要求的调研分析,结合对日韩较成熟的集合住宅卫生间面积的研究,及其与近年来国内数据的比较,总结出我国集合住宅卫生间面积及其分配的设计趋势,并通过几个优化案例进行印证,为设计师提供了借鉴。

基于Monte Carlo模拟的地物适宜尺度提取分析

半方差函数可探测空间过程的影响范围,常用于分析遥感信息提取的适宜尺度,然而在进行大样本数据处理时,会受到计算机运算、存储等方面性能的制约。传统的做法往往直接采用随机抽样来减少数据量,其虽然降低了分析过程对计算机性能的要求,但同时也会降低分析结果的精度。因此,本文提出一种Monte Carlo模拟影像空间结构估算方法,其以小的样本量对大样本进行大量随机重复采样,在降低单次模拟数据量、运算量的同时,以充分的模拟量保证分析结果的精度。在此基础上,为了减少模拟所需时间,本研究引入并行计算,采用多核单计算机平台,进行多种地物适宜尺度提取分析的并行处理。实验与分析表明,该方法能较好地估算目标区域常见地物的适宜表达尺度(估计误差较小)。

基于GL30人口空间化尺度适宜性探究

人口统计数据的空间化能真实地反映人口空间分布情况,对研究人口分布的区域差异及其发展过程起指导作用,在此过程中,空间化格网尺度效应影响着模型的精度。为探究人口空间化的尺度适宜性问题,本文以四川省为研究区域,基于全球地表覆盖数据(Globle Land 30,GL30)及其派生的网格数据,对四川省2010年人口普查统计数据进行了人口空间化模型的尺度效应探究。通过基于人口密度、地表覆盖类型实现了研究区域的二次分区,实现了模型精度的提高。在此基础上,探究了县级尺度上在30 m、240 m、450 m、660 m、870 m、1 080 m 6个网格尺度上人口空间化的精度,得出县级尺度上在450 m网格尺度下,人口空间化精度最优。

塔里木河干流土地利用监测尺度分析

以塔里木河流域为研究靶区,选取20世纪50年代1:100000地形图52幅和2000年TM影像10景,解译得1:100000精度的土地利用数据,分别用1:2000000,1:1000000,1:500000,1:250000,1:100000,1:50000,1:25000,1:10000和1:5000比例尺的网格切割,运用面积频率统计和归一化尺度方差探讨20世纪50年代和2000年塔里木河干流土地利用总体和4个主要类别的最佳尺度,并分析各地类对尺度变化的敏感度。结果显示:塔里木河干流斑块面积相差悬殊,小到0.0001km2,大至19121km2;面积频率统计符合正态分布;归一化尺度方差显示50年代和2000年塔里木河干流适宜尺度都是1:50000比例尺,有林地、灌木林地、盐碱地的最佳尺度也在1:50000比例尺上,而沙地的适宜尺度在1:100000比例尺上;对尺度变化敏感度由高到低依次是灌木林地、有林地、盐碱地和沙地,2000年的敏感度高于50年代。

谈建筑外观尺度设计

举例分析了有关于尺度与建筑物性格这一命题,其次探讨了环境与建筑尺度的关系,同时,认为整体比例协调基础上的细部尺度必须适宜,即蕴含的性格应该满足人心理感受的特定要求。

EMD多尺度分析的湍流数据缩减算法研究

基于经验模态分解(EMD)多尺度分析方法,结合统计检验理论,提出一种相对合理的确定湍流数据适宜采样尺度的缩减算法。以湍动能为统计特征量,对风机试验数据进行湍流数据的适宜采样尺度分析,结果验证了采用该算法确定湍流数据适宜采样尺度的合理性和可行性。进一步分析表明,相对于传统算法,采用算法缩减所得的适宜采样尺度湍流数据更能合理反映原始湍流数据的流动特征;相对于小波缩减算法,算法无需先验基函数即可获得包含足够丰富湍流信息量的缩减湍流数据。

中型铁路客站广场的交通换乘与集约化布局——以唐山北站为例

近年我国新建和重建了大量高铁客站,其中一部分高铁站房在规划设计中实现了客站综合开发与城市空间的一体化,但在一些中小城市由于铁道部门负责组织客站建筑和站场设计,而客站广场用地由城市规划部门管理,从而导致客站站房与站前广场设计分离的现象,因此带来了客站与城市交通如何换乘、站前广场尺度与空间布局等一系列的设计问题。该文结合唐山北站的案例研究,首先在分析和预测各种换乘交通设施构成和量化指标的基础上探讨了中型客站广场的交通换乘与人性化尺度的问题,避免单纯追求门户形象造成广场尺度过大和城市土地资源的浪费,其次结合场地条件探讨了广场空间的集约化布局。

虚拟地理环境中尺度适宜性问题的探讨

本文沿着地理学语言的演化过程,讨论了地理学中尺度概念的演变;针对虚拟地理环境的框架结构,依据尺度概念的维度、类别和组成因素分析了四组尺度适宜性问题,并讨论了在虚拟地理环境搭建和应用过程中各种尺度适宜性之间的关系。以香港区域气象过程模拟为例,应用多尺度地形数据和模型,简要分析了在空间维上,测量尺度类别中组成因素(分辨率)层次的尺度适宜性。该案例不只表明尺度适宜性对动态地理过程问题求解的重要影响,同时表明对尺度适宜性的讨论有助于其认知与分解,丰富虚拟地理环境的理论与方法。

周庄水乡特色初探

文章从水乡周庄的特色定位入手，具体围绕“景点集中、重点突出、尺度适宜、虚实得当”等几个方面分析和探寻了周庄的水乡特色，并对存在的不足提出了建议。

人口空间化适宜格网评价方法研究

人口在空间上分布的差异较大,统一的格网尺度只能按照一种格网尺度体现人口空间分布,对不同区域更密集或更稀疏人口的空间化表达较差,为了更精准地表达人口空间分布,本文提出一种依据多指标分析的适宜格网尺度确定方法,构建以形心差异距离为创新的指标体系,结合空间适宜度、数值适宜度和空间关系适宜度,利用空间自相关、变异系数与地理探测器模型从空间和数值的角度上摆脱了景观指数自身存在的尺度效应问题。根据各指标特征点变化分析确定各指标下适宜格网尺度阈值,然后采用相对误差绝对值的验证方法,计算与真实人口数值的相对误差绝对值的几何平均值来验证指标分析结果,确定人口格网较适宜尺度。本文将首都经济圈唐山市古冶区作为实证分析区,根据指标体系分析的实验结果表明:随着格网尺度的增大,人口斑块集聚聚类间的差异逐渐变小,其分布形态表现性变差,且人口格网的总体表现能力随尺度增大逐渐降低;从空间适宜度、分布形态适宜度、数值适宜度和空间关系适宜度4个角度进行特征点变化分析,确定90 m、100 m为较适宜格网尺度,在该尺度下进行人口空间化可以得到质量较好的数据结果。通过验证分析可知,该研究区下的人口空间化较适宜格网尺度确定方法存在一定的科学性及合理性。

干旱内陆河流湿地景观破碎化模型构建与尺度分析——以黑河中游湿地为例

尺度的选择一直是地理学及景观生态学的研究重点和热点。在遥感和GIS的支持下,以黑河中游湿地为例,利用移动窗口技术和空间形态学准则构建湿地类型变化追踪模型;利用面积频率统计法、卡方分布归一化尺度方差、分维数距平和多样性指数探讨干旱内陆河流湿地类型变化追踪模型的适宜和最佳窗口尺度。结果表明:1)类型变化追踪模型能实现基于像元的湿地景观空间格局分析,弥补传统湿地景观破碎化研究主要基于景观和斑块类型水平尺度,难以深入解析湿地空间演变过程的不足;2)黑河中游湿地类型变化追踪模型的适宜窗口尺度为150 m×150 m^450 m×450 m,最佳窗口尺度为250 m×250 m。该结果是进一步研究黑河中游湿地空间破碎化特征的基础,同时对于丰富干旱内陆河流湿地景观破碎化研究尺度选择有一定积极作用。

生态脆弱区多尺度景观生态风险评价——以陕西省米脂县高渠乡为例

作为景观生态学的核心概念之一,多尺度综合分析已经成为景观生态风险评价过程的重要环节。本文以陕西省米脂县高渠乡为例,选择8个景观格局指数,分析其在30、60、90、120、150和180 m空间粒度下的变化趋势;选取景观破碎度Ci、景观分离度Ni、景观分维数Fi等3个指标构建景观生态风险指数,计算样方、行政区、生态3种尺度下的景观生态风险指数,利用地统计方法完成景观生态风险空间分布制图;对3种尺度景观生态风险分布结果进行叠加分析,在此基础上选择最适宜尺度并使用典型村域进行验证。结果表明:本研究最适宜的空间粒度大小为120 m;样方尺度下,景观生态风险空间分布的精度随样方边界的增大而降低;不同尺度下景观生态风险分布结果差异较大,样方尺度与生态尺度叠加分析结果中重叠区域面积占比最大,为32.14%;通过典型村域验证并结合实地考察,生态尺度下的景观生态风险分布结果与研究区实际状况较为吻合,由此确定使用生态尺度进行景观生态风险评价可有效表征研究区景观生态风险的空间分异。