基于ArcGIS和FRAGSTATS的重庆市长寿区景观格局分析

以重庆市长寿区2009年土地变更调查数据为基础,利用ArcGIS和FRAGSTATS软件,对长寿区斑块类型水平和景观类型水平下的景观格局特征进行了定量分析。结果表明:长寿区耕地景观占全区总斑块的48.35%,占农业用地景观的59.55%,耕地资源比较充足;建设用地景观平均斑块密度为14.855 7个/hm2,平均斑块面积为0.698 hm2,分布零散;长寿区景观格局整体较为合理,多样性较高,各景观类型分布较均匀,无一种景观类型占据绝对优势情况;景观格局整体属散布分布,但分散度不大。

基于GIS和Fragstats的土地生态质量综合评价——以湖北省仙桃市为例

借助GIS和Fragstats的分析技术,结合土地利用类型数据,从土地生态系统的景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益3个方面构建土地生态质量综合评价研究模型,采用改进熵权法确定其指标权重。以湖北仙桃为例,探究其三者的空间演变关系,并在此基础上对其土地生态质量进行综合评价。结果表明:(1)仙桃市土地生态质量整体水平偏低,且呈现出中间高,两侧低,且西翼高于东翼的空间分异特征。其中危险、临界安全、较安全和安全各等级,分别占总面积的21.52%、43.48%、27.10%和7.90%。(2)安全区主要分布在经济、政策优势最凸出及景观格局整体规划较好的中北部中心城区。在此区域景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间呈现相互增益的协同发展态势。(3)较安全和临界安全区则主要集中分布在土地景观格局较好,开发程度较低的西翼地区。危险区则主要分布在生境质量抗干扰能力水平低的东翼地区。在东西两翼内景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间的协同性较差,且两两之间的发展矛盾凸出。研究结果可为仙桃市全域土地综合整治项目的实施提供理论支持和其他类似地区提供案例参考。

基于GIS和Fragstats的青神县城区绿地景观格局研究

分析青神县绿地系统景观格局特征和存在问题,为青神县创建国家森林城市提供理论依据和参考。以2018年遥感影像和青神县主城区绿地系统图为基础,通过对遥感数据进行融合、图像增强等处理,采用面向对象法提绿地信息。并结合现场调查,对绿地类型进行了科学分类,并基于Fragstats景观处理软件定量分析了青神县中心城区绿地系统的景观结构及景观格局。结果:(1)青神县绿地系统中面积最大的是区域绿地(其他绿地),占全部绿地的35.08%。公园绿地面积较小,所占比例不大(19.10%)。(2)青神县总体景观形状较为规则和简单,有利于青神县城市景观的规划利用和管理。(3)区域内景观整体连通性较好,人为干扰或自然破坏较小,但各景观类型之间的连通性和空间上的聚集度均不强。绿地景观之间的连通性和聚集度不强,影响生物多样性的保护及自然生态过程。青神县在创建国家森林城市过程中,应控制人工景观占比,增加城市绿地,尤其要增加公园绿地的面积并合理均匀布局,并增加通道绿化,将城市中逐渐岛屿状化的大型生物栖息地有机联系起来,构筑连续的生态绿地网络,保护动物在城市内部的迁徙通道,增加景观的连续性。

基于GIS和Fragstats的城市绿地景观格局动态变化研究——以新疆乌鲁木齐市为例

选取乌鲁木齐市中心城区(天山区、沙依巴克区、水磨沟区、高新区)为研究靶区,以2008、2013、2017年的Landsat遥感影像为数据源,运用Envi、ArcGIS以及Fragstats景观格局分析软件,对2008—2017年研究区生态类型格局面积变化及转移矩阵进行分析,并选取7个景观特征指标,即绿地斑块面积、斑块个数、斑块密度、平均斑块面积、斑块形状指数、斑块类型占景观面积比例、斑块聚集度,进行了定性与定量分析。结果表明:城市绿地景观转入量主要来自裸地及农田,绿地面积从2008年的90.38 km 2增加至113.34 km^2,2017年绿地面积相较2013年增加了22.96 km^2,面积所占比例增加了2百分点。研究区绿地景观破碎化程度总体呈上升趋势,其中高新区绿地面积较小,斑块个数最多,斑块密度最大,破碎化程度最高,绿地生态功能较弱。绿地斑块形状及绿地景观结构的复杂性总体呈现增加的趋势,城市绿地景观受人类活动影响明显,其中因水磨沟区部分山区绿地景观连通性较强、破碎度小,城市绿地聚集度最大。针对这些问题提出绿地优化建议,为研究区城市绿地景观优化及生态环境的改善提供参考,同时为乌鲁木齐市创建“国家生态园林城市”这一目标提供一定理论依据与决策支持。

基于ArcGIS和Fragstats崇礼区森林景观格局现状分析

本文以2019年崇礼地区遥感影像为基础,运用ArcGIS对研究区景观进行分类,并运用Fragstats软件从斑块类型与景观尺度上选取指标计算景观格局指数,对崇礼区森林景观进行景观格局分析。结果表明:崇礼区森林景观多样性水平高但景观破碎化程度高,荒草坡面积占比较高,而针阔混交林、针叶混交林、果杏面积很小,需要调整当地的景观类型,增加覆被面积。整体景观斑块间连通度较高,但有一定的优化空间。

基于GIS和Fragstats的台安县景观格局现状分析

经济的快速发展,人口数量的急剧增加,城市化进程的加快,使得城乡景观格局发生大规模变化。本研究以台安县为例,基于二调矢量,以GIS、Fragstats4.2和GS + 7.0为技术支撑,分别在景观水平和斑块类型水平上选取5类10个景观指数,定量分析台安县景观格局现状。研究表明:1) 台安县整体景观水平上破碎度较高;斑块的空间连接程度高;景观多样性水平较高,景观类型分布较均匀,异质性水平较高。2) 台安县景观类型中,水域及水利设施用地、林地和城镇及工矿用地景观空间破碎度较大,斑块分布较离散,耕地景观为研究区的基质景观类型,耕地和园地景观斑块空间链接度高。

基于GIS与大数据分析的矿压监测预警平台

为响应国家关于加快煤矿智能化发展的号召,针对煤矿GIS“一张图”中巷道路径不能实现精确计算,矿压数据不能实现高效甄别、有效提取的问题,以及矿压预警需要实现在线推演、可视化展示的需求,提出建立基于GIS与大数据分析的矿压监测预警平台。采用GIS“一张图”、巷道结点-路径拓扑算法、多源异构监测数据处理技术、矿压大数据分析技术,搭建成能够实现矿井下复杂情况切实反映、矿压监测数据有效提取、采掘风险在线预测、可视化程度高的矿压监测预警平台。通过在李雅庄矿的实际应用,表明该系统运行稳定可靠,可有效提升煤矿的矿压风险监测预警。

恒压下GIS固体绝缘界面气隙缺陷放电严重程度评估

为了研究GIS绝缘子界面气隙缺陷的放电发展过程,文中设计了空洞气隙缺陷模型,搭建了一套GIS气隙缺陷放电长期测试平台。基于缺陷模型的击穿电压对带有缺陷的试品施加90%Ub、60%Ub、30%Ub的交流恒压,使用UHF检测系统采集放电数据直至试品击穿。提取放电次数、放电幅值、放电时间间隔分析放电状态特征,发现GIS气隙缺陷放电发展过程存在两个阶段,前期放电幅值缓慢增大,放电脉冲逐渐稀疏,放电发展较为平稳;后期放电幅值急剧减小,放电脉冲密集,放电发展剧烈,采用k⁃means聚类算法及BP神经网络建立了气隙缺陷局放发展阶段的划分规则。研究表明,放电次数、放电幅值、放电时间间隔3种统计参量呈现阶段式单调性的趋势,可以用3种统计参量前向差分绝对值作为特征参量来评估GIS气隙放电严重程度;对GIS恒压试验进行聚类分析将放电过程划分为平稳劣化阶段和加速劣化阶段,随着外施电压水平的降低,平稳劣化阶段被压缩,加速劣化阶段占比升高。

基于GIS的公交换乘网络构建及可达性分析

为了提高公交换乘效率、优化公交系统,基于GIS软件构建公交换乘网络,运用该网络对换乘可达性进行了测度和分析.结合Space-P模型和网络分析法,以拉萨市城关区为研究区域,基于公交线路路径、站点、交叉口等基本信息构建同站换乘子网络.结合公交站点服务范围、步行通道路径、交叉口等信息构建异站换乘子网络.二者协同实现了基于ArcGIS的公交换乘网络构建,并依据该网络对公交线路的乘客在车时间和换乘系数进行测度和分析.结果表明:构建的换乘网络能够对乘客在车时间进行良好的测度,乘客在车时间最大值为68.68 min,最小值为2.00 min,乘客换乘在车时间平均值为29.90 min.该换乘网络能够对换乘系数进行良好的测度,得到有效换乘线路90 300条,换乘系数最大为4条(线路为62条),最小为0条(线路为1 354条).采用可达性度量模型,可实现对公交站点时间可达性和换乘可达性的良好测度和分析.

直流电压下GIS盆式绝缘子表面电荷及电场分布特性仿真研究

GIS中盆式绝缘子表面在外施直流电压时会积聚大量电荷使得沿面闪络电压大幅降低,从而引发一系列电气设备故障。基于上述问题,文中分析了盆式绝缘子表面电荷的来源与传导途径,采用有限元仿真计算方法构建了二维轴对称仿真模型以及设定相关参数,研究了电压极性、不同电压幅值以及电压极性反转对盆式绝缘子表面电荷分布的影响。结果表明,在直流电压下,凹面主要积聚与外施直流电压极性相反的电荷,凸面主要积聚与直流电压极性相同的电荷,且凹面积聚的电荷密度更大;在极性反转后-100 kV直流电压下,盆式绝缘子表面原先积聚的电荷密度呈现先增大后逐渐减小的趋势,随后转换极性并达到饱和,电场在靠近高压端以及盆式绝缘子沿面0~20 mm处的畸变程度较为明显。电场在盆式绝缘子表面电荷极性发生变化前出现峰值,相比较电荷达到饱和状态,此时盆式绝缘子凹面最大场强增加46%,凸面最大场强增加5.4%。该研究可为直流电压下盆式绝缘子表面电荷分布特性提供指导。

基于双回路反馈的光纤干涉式GIS局部放电超声传感系统研究

光纤干涉式GIS局部放电超声传感系统受到环境干扰,会导致超声检测灵敏度降低。基于单回路反馈的传感系统能够抑制振动干扰,但长时间工作仍会出现工作点漂移。文中首先分析了单回路反馈传感系统工作点漂移的原因,指出了压电陶瓷迟滞效应的影响;其次,搭建了基于双回路反馈的光纤干涉式GIS局部放电超声传感系统,引入了二次反馈回路以补偿一次反馈回路累积的低频相位调制误差;再次,通过振动干扰下的超声检测试验和GIS局部放电检测试验,证明了双回路反馈传感系统能够长时间保持稳定的超声检测灵敏度;最后,搭建了真型126 kV GIS局部放电检测试验平台,利用双回路反馈传感系统成功检测到了金属颗粒引发的局部放电和跳动声信号,检测到的最小视在放电量为5.2 pC。

基于GIS的大汶河流域生态敏感性研究

生态敏感性评价在推进区域经济高质量发展、制定区域生态环境政策和地区城乡规划布局中扮演重要角色。以黄河下游山东省大汶河流域为研究区域,依据气象因素、地形因素和社会经济因素三个层面选取了12项敏感指标因子构建了大文河流域生态敏感评价体系,并利用地理信息技术软件GIS与层次分析法对其进行生态敏感性综合评价。研究表明:大汶河流域气象敏感性主要表现为中高敏感度,地形敏感性主要表现为中低敏感度,社会经济敏感性主要表现为中高敏感度;综合敏感性评价中,大汶河流域极低度敏感区和低敏感区面积为3024.35 km^(2),占全流域面积的27.24%,适宜进行高强度的土地开发;中度敏感区面积为2738.76 km^(2),占全流域面积为24.67%,可适度开发利用土地;极高敏感区和高度敏感区面积为5319.07 km^(2),占全流域面积为47.93%,不适宜对土地进行开发利用。

交叉学科视角下的“人文社会GIS”课程教学探索

人文社会地理信息系统(geographical information system, GIS)源于人文科学、社会科学和地理信息科学等多个学科的交叉融合,属于自然科学与人文社会科学的学科交叉领域.本文依托南京师范大学长期开展地理信息科学与人文社会科学交叉融合的科研和教学成果,系统分析了人文社会GIS的交叉学科特性,提出了人文社会GIS的内涵和知识体系,设计了“人文社会GIS”课程的创新教学模式,形成了有代表性的学科交叉课程教学实践案例,对于开展“新工科”和“新文科”背景下的交叉学科研究和复合型人才培养具有较好的参考价值.

Mayr电弧模型下GIS中快速暂态过电压的仿真分析

SF6气体绝缘封闭组合开关(GIS)中隔离开关进行分合母线时,产生快速暂态过电压(VFTO),幅值高且上升速率极快,威胁GIS及相邻设备的绝缘。选取某800 kV GIS隔离开关分合母线的试验电路为研究对象,采用电磁暂态程序(EMTP/ATP)进行建模仿真,隔离开关燃弧时采用Mayr电弧模型,分析其对VFTO的影响,得出考虑Mayr电弧模型时操作隔离开关、断路器侧隔离开关及变压器侧隔离开关的电压波形,并与考虑时变电阻模型的VFTO进行对比。对VFTO波形进行离散傅里叶分析,得到过电压频率、幅值的变化特征,研究结果为GIS绝缘设计提供参考。

基于多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法研究

气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)机械缺陷是导致设备故障的重要因素,针对单测点、单证据机械缺陷诊断模型信息缺失和精度不足问题,该文提出一种多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法。首先,基于真型GIS设备振动模拟平台试验研究测点位置与缺陷类型对振动行为的影响特性;然后,联合统计分析、模态分解、尺度变换方法提出机械振动信号整体与局部信息关注的复合参数分析方法,引入主成分分析开展多测点振动信息的特征层融合降维;最后,提出改进放缩权重的Dempster-Shafer(DS)证据理论和Bagging投票机制的强/弱基学习器决策层融合机制,联合构建多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断模型。结果表明:不同类型机械缺陷信号的响应幅值、特征频点和畸变程度存在显著差异,复合特征参量大小及分散程度各不相同;同时,测点位置对缺陷信号的复合振动特征参量的表现形式及分布区间也具有一定影响;基于多层融合数据分析的诊断模型实现缺陷有效识别,辨识准确率为98.66%,相比单一分类器诊断效果提升5.83%。该文可为GIS设备机械缺陷诊断方法提供有价值的参考。

“互联网+”背景下GIS开发类课程群建设探索

在“互联网+”背景下,针对教学目标单一、教学与科研相对分离、课程体系相对混乱的问题,本研究提出要进行教学目标改革,培养创新应用型人才。教学模式创新改革可以按照“课程+专业+学科”及“教学+竞赛+科研”的总体思路,推动GIS专业开发类课程的全面优化与整合;探索课程体系建设,构建GIS开发类课程群的“四类一体”课程体系。实践表明,GIS开发类课程群建设取得了较好的效果,很大程度上促进了学生端正学习态度,提高了学生的自主学习与科研创新能力,形成了具有良性循环特征的GIS开发类课程教学体系。

基于GIS的农田墒情管理系统应用研究

以农田土壤墒情监测过程和数据分析与管理过程为研究对象,建立农田土壤墒情监测和数据分析过程模型,对当前农田土壤墒情监测过程中的不足进行分析,并结合无线网络传输技术和GIS地理信息技术构建农田墒情管理系统功能模块,实现土壤墒情数据采集、分析处理及管理输出。农田墒情管理系统运行结果表明:系统能够实时快速对农田土壤含水量进行监测,同时能够对土壤水分含量数据动态变化过程进行管理,便于土壤水分含量变化趋势的预测。

基于GIS的宁夏枸杞花期冻害风险分析与区划

宁夏具有独特的地理环境和气候条件,是我国重要的枸杞产区。宁夏枸杞具有品质优良、营养丰富的特点,但枸杞花期冻害是影响其产量和品质的重要因素之一。采用GIS技术,结合气象数据、地形地貌数据、土壤数据等,对宁夏枸杞花期冻害风险进行分析与区划,为宁夏枸杞产业防灾减灾体系建设提供参考。

基于情绪计算的GIS硕士面试成绩预测

针对组织GIS专业学生面试带来人力资源与时间成本大的问题,本研究基于真实面试的视频数据和专家综合打分数据,通过人脸情绪识别与构建特征工程,使用包括偏最小二乘回归、支持向量回归、随机森林回归和梯度提升回归树的4种机器学习模型进行回归模型构建,探究情绪特征与面试成绩的关系。结果表明偏最小二乘回归模型的稳定性和泛化能力在本应用中更好,模型的决定系数为0.486。进一步分析发现,基本情绪中,我们定义的“负面情绪”与面试成绩呈显著负相关;而中性情绪、积极情绪与面试成绩呈显著正相关。本研究为GIS人才面试评估的自动化做出了有益的探索。

批判思维驱动的GIS专业学生创新能力培养模式探索与实践

在当前地理信息科技日新月异的发展背景下,培养具备批判性思维和创新能力的高素质GIS专业人才已成为我国高等教育的重要任务。该文以中南大学地理信息科学专业为例,从教学方法、课程体系、实践教学等方面分析当前GIS人才培养存在的问题,并在此基础上围绕多课程精细协作、“课程-大创-竞赛”贯穿式训练模式、跨学科网络训练和真实问题导向的项目驱动教学等方法,探索一种批判思维驱动的创新能力培养模式。实践结果表明,该模式取得显著的成果,可为其他院校相关专业提供一定的参考和借鉴。