基于RS/GIS的平通河流域土地利用格局变化及其分形分析

利用1988年和2006年两期的TM卫片和平通河流域地形图,运用RS/G IS软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,分析了平通河流域土地利用格局变化;以分形理论中的分维数理论探讨了土地利用的复杂性和稳定性。结果表明:平通河流域从1988年到2006年土地利用发生了普遍变化,其中耕地、有林地、灌木林地、草地、水域、村镇建设用地、未利用地的占有率从1988年的10.88%、57.62%、26.84%、1.58%、0.26%、1.30%、1.52%变化为9.31%、59.13%、27.47%、1.72%、0.24%、1.38%、0.74%;各土地利用的复杂性和稳定性总体呈波动变化的趋势,1988、2006年二时期的土地利用总平均分维值分别为1.444和1.357;总平均稳定性指数分别为0.056和0.143。二期土地利用类型平均稳定性排序为:草地(0.233)>水域(0.206)>村镇建设用地(0.198)>未利用地(0.175)>灌木林地(0.143)>有林地(0.138)>耕地(0.042)。耕地、有林地、灌木林地稳定性相对较差,草地和水域最为稳定。通过对流域内土地利用类型的格局变化和复杂性与稳定性的研究,可为流域内合理利用土地及防护林空间配置与结构优化提供依据。

1983年菏泽5.9级地震前后小震频数及能量空间分布的分形特征

本文以菏泽地震为例,从频数及能量两方面对地震不均匀空间分布的分形特征进行研究,并探讨其预报含义。 结果表明,地震频数及地震能量空间分布均表现出统计意义上的自相似特性,并且前者的分布结构较后者更为复杂。菏泽地震前几年的“降维”可视为中期预报的一个显著指标,而动态均值则可作为判断“降维”的一个较好标准;t检验表明能量分布的降维较频数分布更为显著,并且其对中强地震孕育过程各阶段的反映似也更为灵敏,降维之后的趋势催回升可能是中强地震迫近的标志。 本文还就分形结构无标度区的变化等问题进行了初步讨论,发现信息维或无标度区显著变化的时间大多能与各种地震学及前兆指标的异常起、止时间相吻合。

城市生长与形态双维分形模型改进及应用

分形方法是测度城市生长与形态演化的重要方法,然而其标度区范围的自然识别依然存在瓶颈。本文采用二阶导数识别半径法标度区界线,结合经典计盒法模型提出改进的双维分形标度律测算方法,以郑州市为案例区验证模型的精度与效度,综合解析郑州城市空间形态结构的生长演变特征。结果显示:①利用二阶导数自动识别半径法标度区界线可显著提升分形模型拟合效果,拟合精度R2由0.920提升至0.996以上;②郑州城市空间结构存有双标度现象,城市生长扩张并非标准环形波状推进,半径法模型仅在"城市中心边缘—建成区内侧"的环状范围拟合有效,城市结构可能存有自仿射生长或随机多分形特征;③1982—2020年郑州城市形态演化为明显的中心蔓延模式,职能用地的空间配置整体均匀程度偏高,功能分异程度较低,存有城市景观较紊乱,系统效率不高的隐患。本研究对半径法分形模型中拟合精度难以提升的应用瓶颈作出了突破性尝试,为城市生长模拟与城市空间结构演变分析提供了一种新方法,丰富了城市分形研究。