基于GWR的陕西省夏季GPM降水融合降尺度研究

以陕西省为研究目标,基于GWR方法,使用NDVI对GPM降水进行融合降尺度分析,结合87个地面雨量计数据,分析融合前后降水在空间上的差异和原因;同时,考虑陕西省特殊地形,将陕西分为陕北、关中和陕南三部分,利用雨量计数据分析这3个区域的降尺度效果.研究发现:1)GPM和融合降尺度数据均能反映降水在空间上的分布特征,融合降尺度数据更能呈现降水细节;2)参数计算显示,融合降尺度数据与站点数据更接近;3)当具体到某一个较小的范围时,GPM和融合降尺度数据精度仍有待提高;4)GPM和融合降尺度数据能反映陕北、关中和陕南不同的降水特征,且关中和陕南观测质量优于陕北;5)GPM和融合降尺度数据对高降水量的记录更为准确,对小降水量的记录能力有待提高.

基于GWR的中国省域尺度铁路货运供需协调度时空演化规律

为探究铁路货运供需耦合协调发展的影响因素及其时空演化规律,基于2010年、2015年和2020年31个省份铁路货运相关统计数据,构建了包含19项需求侧和17项供给侧影响因素的供需协调度指标库.在结合相关系数法和变异系数法对指标库中的影响因素进行筛选后,利用熵权法确定权重并计算省域耦合协调度.基于地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)构建铁路货运供需协调时空分析模型,以解释我国铁路货运供需耦合协调度的省级区域差异及其时空演化规律,并提出障碍度模型分析制约铁路货运供需协调发展的主要因素.研究结果表明:在样本考察期内铁路货运供需耦合协调度空间分布具有集聚性,影响因素对铁路货运供需耦合协调度的影响程度具有空间非稳态特征,且发生重心的空间转移和分化现象,其中东北、华北地区供需耦合度较高,西部地区供需耦合度低;铁路货物周转量和货运量为影响供需协调发展的关键障碍因素.研究结果可为优化我国铁路货运网络、促进货运协调发展提供理论依据.

基于STIRPAT-GWR模型的重庆市土地利用碳排放动态演进及影响因素

探究重庆市土地利用碳排放时空分异及影响因素,可为进一步优化土地利用结构、落实差异化的降碳减污政策提供参考。基于2000年、2010年、2020年3期土地覆盖数据揭示重庆市碳排放的区域差异及时空动态特征,综合运用STIRPAT模型和地理加权回归(GWR)模型,探究社会经济因素对碳排放的空间异质性影响。结果表明:重庆市净碳排放量在2000—2020年总计增长3723.14×104 t,其时序变化可划分为急剧增加阶段和缓慢增加阶段;土地利用碳汇与碳源仍存在收支不平衡问题。净碳排放总体呈现“中心高、两翼低”的分布格局,净碳排放增量在主城都市区的增长幅度最为剧烈,在渝东南各区县均呈现微度增长态势,渝东北各区县的增长量存在明显的空间差异性。土地利用碳排放各影响因素的空间分布格局差异较大,碳排放强度和人均GDP是关键主导因素,其他依次为城镇人口规模、地方财政一般预算支出、产业结构,碳排放强度在渝东北地区的影响强度较大,城镇人口规模在主城都市区的正向促进作用较大。

基于GWR模型的海南省碳排放空间差异性研究

在深化海南自贸港建设,打造高质量经济发展和生态环境保护的典范,实现碳达峰、碳中和的背景下,明确海南碳排放空间差异,有助于精准施策,增加政策的把控性。本文基于GWR模型,利用2010年、2015年、2020年统计年鉴数据,从经济角度探讨海南省碳排放的空间差异,探索减排途径,以期为海南省碳排放政策发展提供参考。研究发现:①全省碳排放自东向西逐渐减少,碳排放集群性显著。②城镇化水平和能源强度与碳排放量绝对正相关。③产业结构对碳排放影响较大,去产能、结构调整、转型方式的发展正逐步走上正轨。④能源强度与碳排放量之间存在显著的正相关关系,高值区向东迁移聚集,低值区逐渐扩大,碳排放总量仍在逐步增加。

基于GWR模型降尺度模拟蒙古高原地区TRMM降水数据

以多年月平均NDVI值高于0.1为阈值,对蒙古高原进行“植被区”与“非植被区”的子区域划分。在分析“植被区”植被对降水响应时滞性和“非植被区”陆地表面温度不同数据值与降水量相关性的基础上,子区域分别构建了TRMM3B43降水数据与海拔、坡度、坡向数据、归一化植被指数(NDVI)/陆地表面温度(LST)数据的地理加权回归(GWR)模型,得到区内2006-2015年每年5-10月1km空间分辨率的月降水量降尺度模拟数据,并利用区内141个气象站点数据对降尺度模拟数据进行精度验证。结果表明:(1)蒙古高原“植被区”植被对降水响应存在时滞性,约为一个月;“非植被区”多数月份白天与夜晚陆地表面温度差(LST_D_N)与降水量的相关性最显著。(2)降尺度模拟数据与气象站点数据具有较好的一致性,月尺度相关系数为0.83,各站点相关系数介于0.42~0.98。(3)在生长季、月平均尺度上,降尺度模拟数据具有较高精度,其中9月和10月数据精度优于TRMM 3B43数据。降尺度模拟数据整体精度较高,加之对原始数据在50°N以上未覆盖地区的填补以及空间分辨率的提高,可为区内水循环变化、农牧业生产、干旱监测等研究提供重要的数据支撑。

基于GWR模型的我国基层诊疗量空间相关性分析及影响因素研究

目的:研究31省份的基层诊疗量空间分布及影响因素,为引导居民基层就诊和提升基层整体的诊疗服务利用提供依据。方法:首先运用全局空间自相关分析基层人均诊疗量是否存在空间聚集性;进一步用冷热点分析基层诊疗量空间聚集类型;最后采用地理回归模型(GWR)从空间角度研究基层诊疗量的影响因素,同时将GWR同OLS建模结果进行比较。结果:基层人均诊疗量呈现持续上涨的状态且省际差异较大,各省份Moran’sI>0,在空间分布上具有正相关;冷热点分析显示高值聚集区域是江浙沪地区向南北扩展的一带呈现高值聚集,黑龙江构成低值聚集区域。从空间分布影响因素来看,中东部受每千人技术人员数、各地卫生费用占GDP的比重及次均医疗费的影响,西部受人均GDP和城镇化率影响较大,同时GWR的拟合结果优于OLS。结论:各地区基层人均诊疗量存在空间聚集性,且存在明显的地区差异性,东、中、西部各具相应的分布特点和影响因素。因此可针对不同空间分布格局,采取差异化策略引导居民就诊,促进地区间的均衡发展。

基于GWR的矿产资源开采时空特征及影响因素探究

文章基于2011—2017年矿产资源开采数据,分析长江经济带矿产资源开采时空演变特征,并利用地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型探究矿产资源开采的影响因素及其作用程度。研究结果表明:2011年以来长江经济带矿产资源开采数量呈增长趋势,且开采以非金属矿产为主;长江经济带矿产资源开采空间差异逐渐增大,主要集聚区分布在上、中游地区,形成以贵州和江西为主要密度核心的连绵状空间分布;研究期内矿产资源开采活动主要在上、中游地区开展,开采重心位于贵州;矿产资源开采受到海拔高度、路网密度、地区生产总值等因素的影响显著,其效应具有明显空间异质性。研究结果可为矿产资源管理与利用提供参考。

基于MGWR模型的黄河流域GPM卫星降水数据降尺度研究

黄河流域地域广阔,但气象站点分布较少,导致气象资料短缺。卫星降水可以作为气象站点观测的重要补充,但其空间分辨率有限,导致其在区域研究中作用有限。以黄河流域作为研究区域,针对全球降水观测计划(GPM)卫星降水产品,以2002、2012年和2020年降水数据作为干旱年、标准年以及湿润年3个典型气候年份,在综合考虑归一化植被指数(NDVI)、数字高程模型(DEM)、坡度(Slope)、地表温度(LST)和风速(WDS)多种反映降水量空间分布特征的影响因子及其空间非平稳性特征的基础上,采用地理加权回归(GWR)模型、混合地理加权回归(MGWR)模型2种降尺度方法,得到了黄河流域1 km空间分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过地面气象站点数据对降尺度结果进行验证。结果表明:(1)GPM年降水数据与地面气象站点观测数据在2002、2012年和2020年的黄河流域地区具有较高的相关性。(2)经MGWR模型降尺度的降水数据空间分辨率得到了显著提高,且在降水变化的空间细节表达方面较GWR模型更优。(3)在3个典型气候年份中,MGWR模型在降水量标准年中相对于GWR模型具有更高的准确性。研究结果能够为相关区域范围的降水降尺度研究提供宏观参考与借鉴,促进区域气候水文研究。

基于GWR的建成环境对公共自行车出行模式的影响分析

为分析建成环境对公共自行车出行模式的影响,文章结合公共自行车运营数据和建成环境数据,以公共自行车站点为中心建立缓冲区并提取缓冲区内兴趣点(point of interest,POI),在考虑POI规模的基础上划分站点类型;根据站点类型对出行起讫点(origin-destination,OD)分类,以OD类型确定公共自行车出行模式,使用地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型,分析建成环境对公共自行车出行模式的影响;以昆明市为例进行实证分析。结果表明:昆明市公共自行车出行模式可划分为16种,OD皆为住宅主导型和公司(企业)主导型站点的出行模式约占69.26%;建成环境对不同出行模式的影响效应存在差异;土地利用混合度是公共自行车出行模式的主要影响因素。研究结果可为公共自行车布局优化及运营管理提供参考。

基于GWR模型的海河流域地下水储量降尺度研究

利用GRACE重力卫星数据联合GLDAS数据反演可得到地下水储量变化,能够在大尺度范围监测研究区域内的地下水储量变化,但得到的数据空间分辨率仅有0.25°,在小尺度范围内难以应用。基于GRACE陆地水储量及GLDAS浅层地表水储量与降水、NDVI之间的空间关系,提出一种基于地理加权回归模型(GWR模型)的地下水储量变化的降尺度方法,将地下水储量空间分辨率降尺度到1 km。结果表明,GWR模型降尺度方法成功应用于海河流域地区,降尺度后的地下水储量数据变化与46个验证点实测地下水位数据的相关系数均大于0.6,模拟结果合理可靠。进而利用降尺度结果分析了海河流域与北京平原的地下水储量的时空变化特征,结果与现有数据高度吻合,表明基于GWR模型的降尺度方法能有效提高地下水储量变化数据的空间分辨率。

长江经济带生态文明建设水平变化特征与影响因素分析

长江经济带生态文明建设水平的高低关系到长江流域绿色协调发展能力,深刻影响我国生态安全格局。从生态经济、生态环境、生态社会3个层面构建评价指标体系,使用改进TOPSIS方法模型测算长江经济带生态文明建设水平,利用地理加权回归模型(GWR)分析其影响因子。研究结果表明:(1)在2011—2020年,长江经济带生态文明建设水平整体上呈上升趋势,由东向西沿轴线逐步扩散。(2)各子系统建设水平异质性特征显著,生态经济建设水平东部高于西部,以长江下游地区和省会城市为核心向周围辐射发展;生态环境水平在各省会及其周边城市增长较快,而工业发展型城市有不同程度的降低。生态社会水平高值区集中分布在江浙沪地区,低值区分散分布于中上游各省会城市。(3)地形、常住人口城镇化水平、第三产业占比、恩格尔系数、科技财政支出占比均正向影响了研究区生态文明建设水平,每万人在校大学生数对生态文明建设水平呈弱负相关。

基于GWR的特大山地城市热力景观及其影响因素研究——以重庆市南岸区为例

以重庆市南岸区为例,基于TM遥感影像反演的地表温度数据,提出以等温斑块为研究载体的城市热环境中的热力景观格局及与自然因素的关系研究方法,以期为城市热环境的相关研究提供一种思路。结果表明:南岸区共形成2204块热力图斑,热力斑块平均面积为0.12 km^(2),平均周长为3.33 km,地表温度高值区域热力等级由中心向外递减,地表温度低值区域热力等级由外向内递增;南岸区热力景观在数量、形状与结构上的表征指数在空间上具有正相关关系,且高值与低值聚集现象明显,PD、LSI指数的聚集情况较为一致,AI指数的高值与低值聚集区域与PD、LSI在空间上呈现相反态势;基于GWR的拟合结果表明,在绿度越低、湿度越小、越为平坦的区域热力景观越为密集,在绿度越高、湿度越大、越为平坦及干度越大的区域热力景观形状越为复杂,在绿度越低、湿度越小、越为平坦及干度越大的区域热力景观分布越集中。研究结果为改善城市热环境以及提高城市居住适宜度提供依据,也对等温斑块应用于城市热环境热力景观格局进行探索,为以后类似研究提供参考。

长三角城市群A级旅游景区时空异质性研究

城市群A级旅游景区演化研究对促进区域旅游业平衡充分发展具有重要价值.基于目的地多尺度、景区多等级及空间非稳定现实,运用多种空间分析方法,对长三角城市群A级旅游景区及影响因素的时空异质性进行研究.结果表明:(1)2001-2021年,3A、4A是长三角城市群A级旅游景区结构主体;上海、杭州、湖州、南京、安庆、金华、温州和台州的各级景区发展均较好.(2)长三角城市群A级旅游景区空间分布集聚性显著,逐渐形成“几”字形高密度景区带结构;各等级景区辐射范围不断扩大,形成东南-西北方向分布格局;城市尺度上,各等级景区都趋于均匀分布.(3)至2019年,影响A级旅游景区空间分布的因素包括旅游资源、旅游需求、旅游地交通及社会经济条件.各个因素的影响程度及其在空间上的异质性均随时间变化而变化.

道路网对美丽乡村建设成效的影响

为使道路网建设有效促进美丽乡村建设水平的提高,对道路网影响美丽乡村建设成效的内在规律进行了系统研究。首先,从人居环境、基础设施、经济条件三个维度解析了道路网对美丽乡村建设的影响作用理论机制;接着,在该机制框架下构建了影响因子体系,并通过集成道路网及其关联的多种地理数据设计了各影响因子的测算方法;最后,应用地理加权回归模型进行了实证研究,分析了各影响因子对西安市美丽乡村建设成效考评结果的实际贡献,并通过诊断贡献强度的空间分异提出了相应的对策建议。研究表明:乡村社会经济系统的复杂性决定了道路网影响美丽乡村建设必然是一个多因素作用的复杂过程,具体来说:与美丽乡村建设成效呈负相关关系的影响因子有水电布设难易度、生态环境扰动度及公共服务稀缺度;与美丽乡村建设成效呈正相关关系的影响因子有生产生活可达度、特色经营适宜度及产业振兴发展度;因乡镇街道级小尺度地方性特征差异,以上6个影响因子各自的局域作用强度会有所不同;借助地理信息系统技术挖掘、整合与道路网相关的各类信息数据,是填补乡村交通研究中常见数据缺口的创新方向。

干旱区绿洲农田土壤重金属含量高光谱反演

对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金属元素含量存在一定的差异,土壤中的平均重金属含量依次为Zn>Pb>Cr>Cu>As>Hg,均未超过国家土壤背景值.研究区的Pb平均含量高于当地(新疆)土壤背景值,即研究区表土层中的Pb元素明显富集;2)不同的光谱变换使土壤重金属的光谱特征均得到了增强,但强度有所差异,经过二阶微分变换(SD)和一阶立方根微分变换(CRFD)的土壤光谱相对于原始光谱增强最显著;3)从模型验证来看,在反演6个土壤重金属元素含量时,GWR的R^(2)高于OLS,其中Zn的R^(2)接近0.8,Cu的R^(2)接近0.6,表明模型有一定预测能力,而As、Hg、Pb和Cr的R^(2)均依然低于0.5,模型预测能力并不理想;4)两种模型预测的6种土壤重金属含量的空间分布表现出一定的空间差异性.其中,As元素空间分布差异在这两种预测模型中最大,而其余5种重金属元素Hg、Pb、Cr、Zn和Cu的分布则较为均匀.通过高光谱反射率估算土壤重金属元素含量,实现了干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量的高效快速反演,为干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑.

黄河流域城市能源综合效率时空分异与影响因素研究

经济发展和环境保护的双重压力下,能源效率成为反映一国经济发展质量的关键指标,不断提升能源效率是必然的趋势。本文使用非参数的super-SBM模型、地理信息系统空间分析法、面板Tobit回归和地理加权回归(GWR)模型对黄河流域2007—2018年城市能源综合效率的时空格局和影响因素进行分析。结果表明:①研究期内,城市能源综合效率基本保持平稳,但有下降趋势。效率分布的区域差异有所缩小,且呈现出明显的连片分布特征,具体来说上游城市多处于低效、中低效率区间,中下游城市多位于中低和中高效率区间;②影响因素的Tobit回归结果表明,经济发展水平和绿色创新对城市能源综合效率具有显著正向影响,碳排放水平、产业结构和环境规制对城市能源综合效率具有显著的负向影响,区域异质性回归结果也基本保持不变;③地理加权回归结果表明,各影响因素作用的空间异质性存在并且具有一定分布规律。研究结论为促进黄河流域城市能源综合效率提供思路。

物流业与绿色经济耦合协调发展的时空演化与影响因素分析——以黄河流域为例

为了探究物流业与绿色经济之间的协调发展问题,以黄河流域为研究对象,运用熵权TOPSIS法确定二者协调发展的指标权重,构建了黄河流域物流业与绿色经济协调发展评价指标体系,采用耦合协调度模型分析其耦合协调性并对其时空演化特征进行讨论,运用MGWR模型探究黄河流域各省物流业与绿色经济发展耦合协调度的影响因素。结果表明:黄河流域物流业与绿色经济的耦合协调度呈现出上升态势,但处于勉强协调;下游地区的耦合协调度比较高,但是对于周围地区的辐射带动作用没有发挥出来,导致空间差异比较大;五个方面的影响因素都呈现正相关。基于研究结果,提出了黄河流域物流业与绿色经济协调发展的对策。

基于InVEST模型的共和县生境质量时空变化及驱动因素

在新型城镇化背景下,青海省共和县作为兰西城市群建设的关键节点和典型的荒漠生态脆弱区,其经济和生态的协调发展对建设海南州可持续发展议程创新示范区具有重要意义。本研究基于2000年、2010年、2020年三期土地利用数据,利用InVEST模型,对2000—2020年共和县生境质量时空分布及效应变化特征进行探究,进而对生境质量的影响因子及其作用进行地理探测器和局部空间回归。结果表明:(1)2000—2020年共和县生境质量整体呈上升趋势,生境质量均值分别为0.612(2000年)、0.626(2010年)、0.627(2020年),生境质量空间分布存在明显的区域差异,空间格局上呈现北高南低的态势。(2)影响共和县生境质量的主驱动因子为年平均气温(TEM)和归一化植被指数(NDVI),因子间的交互作用对生境质量空间分异的影响大于单一因子,TEM与香农均匀度指数(SHEI)、香农多样性指数(SHDI)交互作用强烈。(3)TEM对生境质量呈负向效应,负向影响区域主要集中在共和北部与东部地区;NDVI呈正向效应,正向影响区域主要集中在共和中部与南部地区;国民生产总值(GDP)对生境质量的正向效应较2000年上升了30%,塔拉滩光伏促进了共和县生态产业协同发展。研究结果可为干旱区推动地方经济建设和生态环境保护提供科学的决策依据。

2001–2020年中国广西及东盟区域1 km分辨率降尺度月度降水数据集

中国广西及东盟区域位于亚洲东南部,同属亚热带季风气候,降水充沛,洪涝灾害频发,直接影响社会经济活动,高分辨率、高精度降水资料可有效支撑区域水资源、农业、灾害及生态等管理和研究。本研究以2001–2020年全球降水观测计划降水数据(GPM IMERG)为因变量,结合中分辨率成像光谱仪(MODIS)增强植被指数(EVI)、地表蒸散发(ET)、地表温度(LST)、先进星载热发射和反射辐射仪(ASTER)海拔(ELV)等解释变量,引入考虑变量随地理环境影响变化的地理加权回归(GWR)模型,构建空间分辨率为10 km的年尺度模型,经过测试选取验证精度良好的指数核函数。通过回代,基于空间分辨率为1 km的解释变量,构建了2001–2020年中国广西及东盟区域1 km年度降水数据集,并进一步采用比例指数法获得研究区2001–2020年1 km月度降水数据集。采用2001–2020年2679个地面观测站点数据对降尺度数据集进行验证,相关系数、均方根误差和偏差分别为0.792、74.610mm、-0.122%。本数据集能够有效反映1 km分辨率下的降水时空分布及其差异性,可广泛应用于水资源、农业、生态环境、灾害模拟等研究领域。

基于GWR模型的南京市住宅地价影响因素及其边际价格作用研究

研究目的:以南京市为例,探索城市住宅地价影响因素及其边际作用空间变化性及各因素边际作用大小空间分布状况,为城市土地科学管理提供帮助。研究方法:地理加权回归模型(GWR)。研究结果:(1)地铁站点、商业网点、水景观、绿地公园对住宅地均价的边际影响能力的空间变化性强,高等学校、医院等其他因素边际作用的空间变化性较弱;(2)容积率住宅地价边际增值能力高于其他因素,各因素在具体不同地块上边际作用能力高低不同。研究结论:GWR模型可以改进传统空间回归方法,可对城市地价影响因素边际价格作用空间变化性进行良好的估计;住宅土地价格对快速交通、商服条件及自然景观因素较为敏感,反映主城区人们对住宅便捷性及休憩性呈强偏好;容积率边际增值能力空间变化弱与土地的住宅性用途有关,但容积率始终是边际增值能力最高的因素;GIS良好的输出图像可视化技术能够指导相关部门调控具体地块的主要规划因素,促进城市土地科学管理。