基于NDVI-Albedo特征空间的柴达木盆地荒漠化监测研究

荒漠化目前已成为威胁全球生态环境的主要问题,开展荒漠化监测对于荒漠化防治至关重要。基于2014—2021年植被生长季(5—9月)Suomi/NPP(National Polar-orbiting Partnership)遥感数据和柴达木盆地8个气象站点观测数据,利用NDVI-Albedo(Normalized Difference Vegetation Index-Albedo)特征空间计算荒漠化差值指数(Desertification Difference Index,DDI),运用自然间断法、Sen+M-K趋势分析法、相关性分析法、精度误差矩阵计算和转移矩阵计算等方法,探讨柴达木盆地植被生长季荒漠化土地时空动态演变及气象影响因素。结果表明:(1)基于NDVI-Albedo特征空间构建的DDI在柴达木盆地荒漠化监测中适用性较高,特征方程R2≥0.65,整体分类精度79.38%,Kappa系数0.62。(2)2014—2021年,柴达木盆地荒漠化程度东部、南部较低而西部、中部较高,且东部、南部部分地区DDI值以每年超过0.01的速率增大,部分地区增大显著;荒漠化土地总面积呈减小趋势,速率为-1 173 km^(2)·a^(-1),不同程度荒漠化土地之间存在转移特征,具体表现为荒漠化程度较重的土地向较轻的土地转移。(3)相关性分析表明,降水量、平均相对湿度均与DDI呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.91、0.86,水分是影响柴达木盆地荒漠化的主要气象因子。

基于NDVI-Albedo特征空间的陕西省干旱与荒漠化遥感监测

旱情与荒漠化遥感监测有助于了解时空分布特征并及时采取相应措施。以2000-2016年MODIS NDVI和地表反照度(Albedo)数据为基础,构建NDVI-Albedo特征空间,计算荒漠化差值指数(DDI)和植被条件反照度干旱指数(VCADI),利用气象站点实测10cm土壤湿度数据进行相关性验证,并利用DDI和VCADI分别分析17a间陕西省荒漠化和旱情的时空分布特征和规律;其次,利用一元线性回归和变异系数法分析陕西省荒漠化和旱情的变化趋势和稳定性;最后从降雨量、温度等自然因素和人为因素2个方面分析了陕西省荒漠化和旱情变化的原因。结果表明,DDI与土壤湿度呈正相关关系,相关系数为0.49～0.58,且通过了95%显著性检验;VCADI与土壤湿度呈负相关关系,相关系数为-0.36～-0.48,且通过了90%显著性检验,DDI和VCADI分别可作为土地荒漠化和旱情监测指标;陕西省旱情及荒漠化主要分布在关中东北部、西安市周边以及陕北黄土高原地区,呈现为自南向北逐渐加重的趋势;17a间陕西省旱情及荒漠化均呈逐渐减轻和减弱的趋势,旱情及荒漠化减轻和减弱的比例分别为67.94%、81.93%,主要分布在陕北黄土高原地区;DDI和VCADI变异系数<0.4所占比例分别为98.31%和84.05%,旱情及荒漠化呈较稳定状态,受干扰强度较小;DDI、VCADI分别与年降水量、年平均气温之间呈显著相关性的地区占陕西省面积比例均<20%,表明降水量、平均气温不是影响旱情与荒漠化变化的主导因素。

运用NDVI-Albedo特征空间提取石漠化信息

石漠化是西南喀斯特地貌地区面临的最主要生态环境问题之一,对石漠化进行监测是其防治的一项重要工作。本文以威宁西部典型的石漠化研究区斗古乡为例,基于Landsat 8 OLI遥感数据,计算了研究区归一化植被指数(NDVI)和地表反照率(Albedo),通过NDVI-Albedo特征空间构建石漠化差值指数(RSDDI),对石漠化信息进行提取并对其进行精度验证。研究表明:基于NDVI-Albedo特征空间法构建的石漠化差值指数能够较为准确且便捷地对石漠化信息进行提取与分级,在中度石漠化及重度石漠化的制图精度均达到89%以上,提取效果较好,有利于西南喀斯特地貌地区对石漠化的定量评估与监测。

区域科技金融发展水平测度与空间分布特征分析——来自河北省的数据

为加快推进区域科技金融发展,促进经济转型与动能转化,从科技金融环境、科技金融投入和科技金融产出3个方面出发,提出了一套用于评估区域科技金融发展水平的指标体系。以河北省为例,采用熵权TOPSIS法对2012-2020年河北省11个地区的科技金融发展水平进行测度,通过莫兰指数和自然断点法对各地区科技金融发展水平的空间相关性和空间分布格局进行探索分析。结果显示:2012-2020年河北省各地区科技金融发展水平整体呈上升态势,但地区间差异仍然很大;冀中地区领先于其他地区,冀南、冀北地区增速高于中部地区,形成“中部地区领跑、周边地区追赶”的格局;河北省科技金融分布并不均衡,整体呈现出“中部高、南北低、逐渐向东部深化”的空间分布格局。建议河北省加大财政科技投入,合理配置科技金融资源;建立区域合作机制,发挥核心地区溢出作用;完善科技金融人才体系,加快推进科技成果转化。

中国共同富裕推进能力的演化特征与空间关系

共同富裕的推进能力是共同富裕在长期历史过程中取得实质性进展的基础。从基础保障能力、全面致富能力、共享发展能力、持续完善能力和认同达成能力这五个维度,构建中国共同富裕推进能力评价指标体系,测度2010—2020年中国30个省份共同富裕推进能力及障碍因子,运用Dagum基尼系数、Moran’s I指数和Kernel密度估计分别对共同富裕推进能力的空间特征和动态演进趋势进行实证分析。研究发现:(1)中国共同富裕推进能力在整体上呈现递增态势且保持较高增速,但共同富裕推进能力的区域差距仍然明显;共同富裕推进能力的主要障碍因子较多集中在基础保障能力和全面致富能力两个子系统中。(2)共同富裕推进能力的空间差距在小幅波动中保持平稳,差距尚未明显缩小,其主要来源是区域间差异;各省份共同富裕推进能力存在空间正相关,大部分省份呈现“高—高”集聚和“低—低”集聚的状态。(3)从动态演进来看,共同富裕推进能力分布呈现主峰位置右移、极化现象、曲线宽度拉大、右拖尾变长的形态特征,反映出中国共同富裕推进能力总体不断提升与地区差异并存的态势。

金融要素集聚的绿色创新效应:空间关联特征与城市群异质性

区域绿色技术创新体系建设是经济绿色转型的重要基础,而金融要素空间集聚则充当着科技创新活动的重要加速器。现有文献围绕着金融要素集聚和绿色技术创新两条主线展开广泛讨论,也关注到金融要素集聚所内生的绿色创新效应,但较少基于城市群这一新时期区域协同发展的新型空间载体,系统考察两者的空间关联效应及其区域异质性特征。因此,选取国内十大代表性城市群,对其内部金融要素集聚和绿色技术创新的时空演变轨迹和空间关联异质性进行多维度诊断。研究发现:第一,金融要素集聚有助于通过各种空间效应加速城市群内部的绿色金融发展,进而正向驱动区域绿色技术创新水平的提升;第二,城市群范围内的金融要素集聚不仅会对区域绿色技术创新产生明显的本地促进效应,也会同时形成显著的空间溢出效果;第三,金融要素集聚对于绿色技术创新的空间效应还会受到城市群金融集聚模式、行政层级特征、经济发展状况等因素制约。有鉴于此,区域协同发展过程中,应围绕城市群发展定位构建差异化的金融要素集聚模式,因之打造契合于不同城市群现实约束的绿色金融服务体系和绿色技术创新体系;同时深度挖掘金融要素集聚对于绿色金融发展和绿色技术创新的空间传导效应及其异质性特征,推动金融改革和绿色发展的有效空间互动。

联合收割机滚动轴承故障诊断系统研究--基于声场空间分布特征

首先,介绍了联合收割机滚动轴承振动机理和故障特征,并研究了基于声场空间分布特征的故障诊断流程;然后,对联合收割机滚动轴承的声音信号采集及特征提取进行了深入研究;最后,利用神经网络算法的模式识别对联合收割机滚动轴承的故障进行诊断。验证结果表明:系统对联合收割机滚动轴承故障的综合诊断率为91.67%,系统具有可行性。

传统村落空间分布特征及成因分析——以陕西地区省级村落为例

以陕西地区429个省级传统村落为研究对象,采用野外调研和地理信息系统(GIS)空间分析相融合的方法,从地理区位、地形地貌、气候条件、水系分布、经济条件、历史文化等多维度对陕西地区省级传统村落的空间分布形态与形成机理进行研究.结果表明:陕西地区省级传统村落空间分布呈现出陕北区域分布较为集中,延安和榆林地区尤为突出,而陕南和关中区域除安康和渭南地区分布相对密集,整体分布较为分散,全省已经形成4个集中聚集区域;陕西地区省级传统村落分布特征与其所处区海拔高度和水系分布密切相关,低海拔区传统村落分布数量较多,且多邻近水源地或沿河流水系分布,地形地貌特征和河流水系分布直接影响陕西地区省级传统村落分布基本格局,地域文化、经济条件及历史文化等因素进一步促进了4个核心区域的形成.

基于K-means聚类和特征空间增强的噪声标签深度学习算法

深度学习中神经网络的性能依赖于高质量的样本,然而噪声标签会降低网络的分类准确率。为降低噪声标签对网络性能的影响,噪声标签学习算法被提出。该算法首先将训练样本集划分成干净样本集和噪声样本集,然后使用半监督学习算法对噪声样本集赋予伪标签。然而,错误的伪标签以及训练样本数量不足的问题仍然限制着噪声标签学习算法性能的提升。为解决上述问题,提出基于K-means聚类和特征空间增强的噪声标签深度学习算法。首先,该算法利用K-means聚类算法对干净样本集进行标签聚类,并根据噪声样本集与聚类中心的距离大小筛选出难以分类的噪声样本,以提高训练样本的质量;其次,使用mixup算法扩充干净样本集和噪声样本集,以增加训练样本的数量;最后,采用特征空间增强算法抑制mixup算法新生成的噪声样本,从而提高网络的分类准确率。并在CIFAR10、CIFAR100、MNIST和ANIMAL-10共4个数据集上试验验证了该算法的有效性。

城市院前急救医疗服务点空间特征分析及优化

院前急救医疗服务一直是城市医疗公共服务建设的重要内容,其城市院前急救医疗站点空间分布合理与否,直接影响急救医疗服务的效用。本文综合利用地理国情数据、交通大数据和统计数据,提出了以出行便利度、均等度、人口覆盖度和人口协调度4个空间测度,对急救医疗站点的空间分布特征进行分析的方法,用于识别现有站点布局存在的问题。针对存在的问题,结合现有站点和潜在站点,研究了全局和局部优化方法。以合肥市为例进行验证,结果表明站点空间特征分析方法能够有效识别现有站点布局存在的问题,站点布局优化的结果能够有效提高服务效用。

页岩凝析气受限空间相态及开发特征研究

涪页10井的钻探获取了东岳庙段典型陆相页岩相关特征参数,其页岩储层介孔和大孔发育,非均质性较强,主要孔隙分布在10nm左右。纳米孔中受限流体的临界参数偏移使得受限空间下凝析气的流体性质与常规室内实验测试结果存在差异。为更合理地开采页岩凝析气,结合室内相态实验、受限流体临界参数偏移计算和数值模拟,开展页岩凝析气相态特征分析和开采特征研究,明确凝析气的相态变化规律和开采特征。考虑临界参数偏移的凝析气相态特征计算表明:随着孔隙半径减小,体系组分的临界温度、临界压力降低,相图向左下收缩,露点压力降低,气相黏度降低,偏差因子增加,反凝析液饱和度逐渐降低。通过机理模型分析了临界参数偏移对衰竭开采效果的影响,结果表明:随着孔隙半径减小,天然气采收率基本不变,凝析油采收率逐渐增加,孔隙半径减小至10nm,凝析油采收率增加9.93%。研究结果对页岩凝析气藏开发具有指导意义。

黄河故道地区果园空间分布特征分析

基于多时相中分辨率遥感数据,结合野外实地采样数据和面向对象的遥感影像分析方法,开展黄河故道地区果园信息提取,结合地形因子、海岸线分布等基础地理数据,探讨果园空间分布格局,并分析不同空间尺度下果园的聚集度特征。结果表明:黄河故道果园面积约1268.30 km^(2),其中砀山县、丰县和萧县为果园种植的主要地区;果园主要分布于高程>20~60 m、坡度≤4°的范围内的地势平坦地带,分别占果园总面积的86.84%和88.43%;果园主要分布于距离海岸线>280 km的区域内,占果园总面积的91.20%;县(区)域、10 km×10 km、5 km×5 km和1 km×1 km格网尺度下的果园种植密度呈显著空间正相关,属于空间聚集分布模式,随空间尺度降低,聚集度越高。可见黄河故道地区果园逐渐呈现出种植规模化、连片化的特征。

基于机器学习的涉海企业类型识别及其空间组织特征的城市比较研究

在推进海洋强国建设的进程中,海洋产业是海洋经济增长的最直接对象,而其空间布局与产业组织特征的研究是最具基础性的工作之一。选取4个代表性城市为研究区,基于海洋企业的工商登记信息,爬取空间坐标构建POI产业信息数据库。使用人工神经网络等机器学习算法识别各企业所属的行业,综合运用GIS空间分析方法,分析海洋产业集群的空间分异性规律。结果表明:1)从空间格局特征看,总体呈“大分散、小集聚”的均衡格局,多类别对比显示企业选址存在行业集聚性,同时具有空间极化特征,陆海关系上体现为海岸带高密度单峰或“海岸带-市中心”双峰分布格局。2)从空间组织模式看,产业集群存在与人口规模、行政等级相对应的多层次等级位序特征;除单核心结构外,多核心结构中一般表现为“主-次双核心”或者“一主多次放射状”,核心区间产生空间联系形成多节点的轴线或网络结构。3)从空间匹配关系看,椭圆面积与城市面积呈正相关,椭圆长轴方向与海岸线延伸方向相近,产业分布与城市行政中心、港口等交通枢纽、海湾地形、海岸线等空间要素存在明确的匹配关系。

数字经济何以赋能地方财政汲取能力——基于空间效应与门槛特征的实证分析

以2007—2020年我国部分省、自治区、直辖市面板数据为分析对象,运用空间杜宾和面板门槛模型实证检验数字经济对地方财政汲取能力的空间效应、区位异质性以及门槛特征。研究发现:数字经济不仅能够有效提升本地政府财政汲取能力,更是能够对邻地政府财政汲取能力产生正向空间溢出效应;区域异质性检验发现,数字经济对财政汲取能力的直接效应在东、中部显著,西部不显著,空间溢出效应仅在东部显著,中、西部不显著;门槛检验发现,数字经济对财政汲取能力的影响存在显著的非线性特征,其影响随数字经济水平、财政分权程度提升呈现边际效应递增趋势。

空间位置矫正的稀疏特征图像分类网络

为稀疏语义并加强对重点特征的关注,增强空间位置和局部特征的关联性,对特征空间位置进行约束,本文提出空间位置矫正的稀疏特征图像分类网络(SSCNet)。该网络以ResNet-34残差网络为基础,首先,提出稀疏语义强化特征模块(SSEF),SSEF模块将深度可分离卷积(DSC)和SE相融合,在稀疏语义的同时增强特征提取能力,并能够保持空间信息的完整性;然后,提出空间位置矫正对称注意力机制(SPCS),SPCS将对称全局坐标注意力机制加到网络特定位置中,能够加强特征之间的空间关系,对特征的空间位置进行约束和矫正,从而增强网路对全局细节特征的感知能力;最后,提出平均池化残差模块(APM),并将APM应用到网络的每个残差分支中,使网络能够更有效地捕捉全局特征信息,增强特征的平移不变性,延缓网络过拟合,提高网络的泛化能力。在多个数据集中,SSCNet相比于其它高性能网络在分类准确率上均有不同程度的提升,证明了其在兼顾全局信息的同时,能够更好地提取局部细节信息,具有较高的分类准确率和较强的泛化性能。

生殖道沙眼衣原体的感染流行特征及空间聚集性分析:基于2014—2023年广州市海珠区数据

目的 了解广州市海珠区生殖道沙眼衣原体感染的流行特征,为制定干预措施提供参考依据。方法 通过“中国疾病预防控制信息系统传染病监测报告管理”模块收集2014—2023年广州市海珠区生殖道沙眼衣原体感染疫情数据,进行流行病学和空间聚集性分析。结果 广州市海珠区生殖道沙眼衣原体感染报告发病率从2014年的90.02/10万下降到2023年的51.55/10万,年均发病率下降6.01%,呈缓慢下降趋势(Z=-11.44,P<0.001);男性报告发病率略平稳,女性报告发病率呈下降趋势(Z=-13.38,P<0.001);发病年龄主要集中在20~39岁人群(占82.48%);职业以家务及待业、商业服务人员、职业不详为主。2017、2019—2023年报告病例数存在正向空间自相关性(均Moran′s I指数>0,Z>1.960,P<0.05),其中空间聚集程度2020年最高,2017年最低;“高-高”聚集区域主要集中在赤岗街道和凤阳街道;“低-高”聚集区域为琶洲街道。结论 2014—2023年广州市海珠区生殖道沙眼衣原体感染发病率呈缓慢下降趋势,在人群和空间分布上有显著聚集性,需加强重点人群的防治工作,控制疫情流行。

上海数字文化产业空间集聚特征及空间分异格局研究

基于上海数字文化产业兴趣点(POI)数据,运用ArcGIS软件,结合核密度分析、空间自相关分析、标准差椭圆分析等方法,分析上海数字文化产业空间集聚特征与空间分异格局,探讨上海数字文化产业空间分异的影响因素及其交互机制。研究发现:(1)上海数字文化产业总体集聚水平较高,区域集聚程度差异化明显;(2)上海数字文化产业在空间上呈非随机性分布,具有明显的空间自相关性,由南向北呈现出阶梯式分异格局;(3)上海数字文化产业门类集聚程度存在差异,其中应用软件开发类集聚程度最高,创意内容制造服务类类集聚程度最低。

长江经济带“水-能-碳”系统适应性评价及空间关联特征

为应对全球气候变化和资源环境压力,研究水资源、能源和碳排放(水-能-碳)系统间的复杂作用关系和适应性水平,对促进“自然-社会-经济”协调发展和推动经济社会高质量发展具有重要意义。基于复杂适应系统理论,界定“水-能-碳”系统适应性内涵,建立“水-能-碳”系统交互适应性框架,从敏感性、稳定性、兼容性和可持续性4个子系统构建系统适应性评价指标体系,运用综合协同进化模型评价2010—2021年长江经济带“水-能-碳”系统适应性水平,探究长江经济带“水-能-碳”系统适应性的时空演变规律。结果表明:(1)从系统适应性影响权重来看,子系统权重排序为:可持续性>稳定性>兼容性>敏感性。(2)从指标适应性来看,各指标绝对适应性大于相对适应性。从子系统适应性来看,敏感性水平呈稳定发展趋势,兼容性和稳定性水平呈上升趋势,可持续性水平呈下降趋势;从省际适应性来看,各省系统适应性差距较大且呈“下游>中游>上游”的不均衡态势;从整体适应性来看,长江经济带系统适应性处于中等水平且呈“U”型发展趋势。(3)从子系统适应性协调水平来看,敏感性协调程度保持稳定,兼容性和可持续性协调程度不断上升,稳定性协调程度有所减小。(4)从空间关联特征来看,长江经济带系统适应性水平存在显著的正向全局空间自相关,空间聚集由弱变强再变弱,区域差异逐渐缩小;并且系统适应性水平呈现出“东高西低”的梯度格局,省域差异显著且表现出较强的路径依赖。该研究据此从敏感性、兼容性、稳定性和可持续性等方面提出提高长江经济带“水-能-碳”系统适应性的政策建议。

收缩城市的空间异质性特征评价及其驱动因素分析——以山东省为例

中国进入城镇化快速发展阶段后,收缩城市逐渐成为高质量发展背景下困扰城市发展的一个重大问题。文章以山东省地级市为研究对象,选取2011—2020年山东省16个地级市相关数据,构建人口、经济、社会、环境、空间五大维度的城市综合发展水平评价体系,对山东省收缩城市的空间异质性进行分析,建立面板数据随机回归模型探析城市收缩形成动因并提出应对策略。结果表明:(1)研究期间山东省收缩现象较为普遍,收缩城市空间分布具有明显差异性。整体上看以鲁中南和鲁西地区收缩程度最深,不同维度方面各收缩城市收缩度以轻度收缩为主,但以鲁南和鲁西地区各维度更为严重;(2)经济和人口因素仍是导致山东省城市收缩的主要原因,但失业率的提高、工业烟(尘)排放量增加、人口-城市扩张不协调对山东省城市间人口的流动起加速推动作用。

喀斯特地区尾矿库周边植物重金属富集特征及空间分布

目的:了解典型喀斯特地区尾矿库周边植物的重金属富集特性和空间分布特征,筛选优势植物品种。方法:计算富集系数来判断不同植物对不同重金属的富集能力;采用地理信息分析软件(GIS)通过普通克里金插值和半变异函数分析,建立植物重金属空间分布模型;计算皮尔逊相关系数,以分析植物体内各重金属之间及与土壤pH值的相关性。结果:该尾矿库周边28种植物中,茄科植物红丝线、菊科的野茼蒿和荨麻科的八角麻对Cd有较强富集能力,植物中Cd污染严重;乌毛蕨科的苏铁蕨、海金沙科的小叶海金沙和大戟科的禾串树对Pb有较强富集能力;各植物对Cu和Zn均无富集作用。重金属空间分布模型显示,Cd主要分布在尾矿库南面、西南面、东南面和西北面;Pb主要分布在东南部、坝下小溪及正南面;Cu主要分布在正南、西南和坝下小溪方向;Zn主要分布在西面、西南、西北和正北面。在半变异函数模型参数中,Cd和Zn以随机性因素误差为主,各点的空间相关性弱,Pb、Cu以结构性因素误差为主,空间相关性较强;植物体内重金属含量空间变异性和空间相关性排序为Zn<Cd<Cu<Pb。Cd与Cu存在中等程度正相关关系,Cd与Pb、Zn呈正弱相关关系;植物体内各重金属含量与土壤pH值相关性不强。结论:筛选出的部分优势植物可作为矿区土壤重金属富集转移和生物修复的备选品种,初步了解了该区域重金属在土壤和植物之间的迁移规律,为开展矿区重金属污染治理提供了依据。