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地理科学进展  
  地理科学进展--2010, 29 (3)   Published: 2010-03-25
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方法模型与应用

基于矢量数据的土地利用类型分维数计算程序设计及其应用

汪权方1|王倩1|张起鹏2|梅新1
地理科学进展. 2010, 29 (3): 259-265. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.001
全文: PDF (1199KB) ( 559 )
摘要 ( 524 )

当前用来计算分形维数的原始数据通常是栅格图像,但是现有的土地利用数据大多以矢量形式存放,若将其转为栅格形式后计算分维数,则将面临基于栅格图像所得到的分形维数的计算精度与像元尺寸以及图像自身大小有较大关系,并且在对栅格图像进行不规则形状提取时容易造成数据丢失等问题。鉴于此,本文利用Visual C#完成了基于Windows平台的矢量数据分形维数计算程序设计,并利用该程序对20世纪90年代三个时期的秦岭中段和鄂东南地区土地利用类型的分维数进行了求算。结果表明该程序是一种方便、实用而且精确的分维数计算方法。此外,从三期各类土地利用类型的稳定性指数来看,在秦岭中段地区表现为:居民点及工矿用地>未利用土地>水田>旱地>草地>林地>水域,而鄂东南地区则表现为:水田>未利用土地>居民点及工矿用地>旱地>林地>草地>水域,这说明在上述两个地区,林地、水域、草地的稳定性都相对较差,它们的潜在变化趋势也较大。

自动化地理学的发展演变和问题分析

于绍璐
地理科学进展. 2010, 29 (3): 266-272. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.002
全文: PDF (1192KB) ( 427 )
摘要 ( 366 )

由于技术发展和地理学内部计量革命的兴起,自动化地理学在20世纪80年代的欧美国家应运而生,20世纪90年代逐渐被地理计算学取代。自动化地理学是指通过对一系列自动化工具和技术的综合选择和使用,研究空间现象,解决地理问题。自动化地理学一经提出,引起诸多学者的关注和反响。对其审视和批判的角度丰富多样,包括技术、学术、应用、社会政治等多个视角。这些评论和观点促使我们从不同的角度理解在数字环境下的地理表达及其产生的社会结果,也从概念和技术上为自动化地理学的发展提供了推动力。同时,对于我国GIS学科和地理学的发展也有深刻的借鉴意义。

农业综合生产潜力指标体系及其模型改进

王青1|李国蓉1|俞音1|慕长龙2|丁明涛1
地理科学进展. 2010, 29 (3): 273-278. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.003
全文: PDF (1009KB) ( 570 )
摘要 ( 467 )

在系统分析自然生产潜力经典研究成果的基础上,进一步考量社会经济因素的影响,根据土、肥、水、种、密、保、管、工8个影响作物产量形成的主要社会经济因素构建社会经济生产潜力系统,形成了较为完善的农业综合生产潜力指标体系;并引入社会经济修正函数对现有的农业自然生产潜力模型进行完善,构建农业综合生产潜力模型。农业综合生产潜力指标体系及其模型,为定量评估农业资源利用程度提供了一种有效手段。

基于典型点的目的性采样设计方法及其在土壤制图中的应用

杨琳1|朱阿兴1|秦承志1|李宝林1|裴韬1|邱维理2|徐志刚3,4
地理科学进展. 2010, 29 (3): 279-286. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.004
全文: PDF (1174KB) ( 988 )
摘要 ( 738 )

鉴于经典采样和空间采样存在的局限性,提出了一种旨在寻找典型点的目的性采样设计方法。该方法通过分析与目标地理要素空间分布具有协同变化关系的环境因子,提取地理要素空间变化的典型模式,进而在典型模式上布设样点,即可获得典型点,从而减少所需样本量。以位于黑龙江鹤山农场的2个研究区为例,分别选择土壤厚度和表层有机质2个土壤属性,通过对土壤属性空间变化的4个协同环境因子进行模糊c均值聚类,获得对应土壤属性空间变化模式的环境因子组合;根据其模糊隶属度结果设计典型点并进行采样,最后结合典型点的属性值与环境因子组合模糊隶属度结果,采用加权平均模型得到土壤属性空间分布图,反映了土壤属性随地形变化的连续性分布。基于独立野外验证点,选择了4个评价指标对所得属性图进行定量评价。结果表明:2个研究区验证点集的预测值和观测值一致性指数均较高,可见本研究提出的方法是一种有效的样点布设方法。研究还对在每一环境组合类设计不同数量典型点所得土壤属性制图结果的差异进行了讨论,认为典型点增多并不一定能提高土壤属性空间推测的精度。

湿周法估算河道内最小生态需水量——以滦河水系为例

吉利娜1|刘苏峡2|王新春1
地理科学进展. 2010, 29 (3): 287-291. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.005
全文: PDF (799KB) ( 553 )
摘要 ( 524 )

湿周法是以湿周作为衡量栖息地质量的指标来估算河道内流量的最小值。通过建立河道断面湿周与流量的关系曲线,依据该曲线确定变化点的位置,估算最小需水量的推荐值。根据国外对湿周法的研究应用,分别采用对数函数和幂函数关系对湿周—流量关系进行拟合。从理论上分析了湿周法采用斜率为1法和曲率最大法确定变化点的不同,得到不论采用对数函数还是幂函数关系拟合流量—湿周关系,斜率为1法的估算结果都要大于曲率最大法的估算结果。把湿周法应用到滦河流域两个水文站,以曲率最大法确定变化点,估算了两个站点的最小生态需水量。结果表明:①对数函数拟合流量-湿周关系得到的最小生态需水量都要大于幂函数拟合流量-湿周关系的结果;②湿周法估算的生态需水量都能满足河道内最小生态需水的要求,且较小河流对生态需水量的要求相对较大河流更高。

土地利用变化

伊犁河中下游近40年土地利用与覆被变化

朱磊1,2|罗格平1|陈曦1|许文强1|冯异星1,2|郑青华1,2|王继燕1,2|周德成1,2|尹昌应1,2
地理科学进展. 2010, 29 (3): 292-300. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.006
全文: PDF (1428KB) ( 885 )
摘要 ( 800 )

针对跨界流域土地利用/覆被变化(LUCC)信息十分有限,无法满足对环境变化评估需要的现状,本文以跨界流域——哈萨克斯坦境内伊犁河中下游为研究区,利用20世纪70年代的MSS、90年代的TM、2000年和2007年的ETM卫星遥感影像,采用目视解译与决策树相结合的分类方法,可较高精度提取研究区LUCC的时空信息,通过一套数理统计模型,定量分析了区域LUCC的过程和趋势。近40年来,高覆盖度林草地、中覆盖度林草地和耕地始终是伊犁河中下游地区所占比例最大的3种土地利用/覆被类型。整个研究时段内,耕地、水库坑塘和未利用地先增加后减少,其中耕地总体呈现减少的趋势,但减少幅度逐渐减小,水库坑塘和未利用地面积总体趋于增加。高覆盖度林草地和河流呈现出持续减少的态势,而建设用地面积持续增加。中覆盖度林草地、湖泊和沼泽先增加后减少,总体呈现增加趋势。低覆盖度林草地经历了减少—增加—减少的变化过程,总体呈现减少趋势。耕地和林草地相互转换频繁,其中耕地与高覆盖度林草地之间的转换和高、中覆盖度林草地之间的转换为区域内最主要的四种变化类型。1970-2007年间,伊犁河中下游地区土地利用始终处于准平衡状态,但有向不平衡状态发展的趋势。20世纪70年代卡普恰盖水库的建立和90年代初期的政策变化改变了原有变化的随机性和平稳性,使区域内相关土地利用/覆被发生显著变化。

新疆非耕地系数相似性类型区划分

冯雪力1,2|吴世新1|陈红1,2|张良侠1,2
地理科学进展. 2010, 29 (3): 301-306. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.007
全文: PDF (1024KB) ( 853 )
摘要 ( 585 )

非耕地系数反映了田间耕地与非耕地的分布情况,它的意义在于有助于获得较为准确的耕地面积。以影响非耕地系数的因素为指标对农区进行类型区划分是利用非耕地系数获取准确耕地面积的前提。首先以干旱区典型绿洲为研究区采用灰色关联方法探讨影响非耕地系数的主要因素,使用层次分析法综合影响非耕地系数的主要因素,并采用累计平方根法研究各个类型区分界点的确定。研究结果表明:影响非耕地系数的主要因素有土地利用的斑块破碎度、水网密度、农业人口密度、人均农业生产值等。将它们作为类型区划分的指标,并采用最优分层理论将类型区数目确定为8。利用累计平方根法确定各类型区的分界点,该方法使得分区结果较优,各类型区内的方差较小。该类型区划分结果反映了人们对土地利用的强度和各类型区的非耕地系数逐渐增加的趋势。

乌梁素海湿地时空动态演化

曹杨1|尚士友1|杨景荣2|吴利斌1|刘海亮1|栾奎峰3
地理科学进展. 2010, 29 (3): 307-311. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.008
全文: PDF (916KB) ( 536 )
摘要 ( 446 )

以半荒漠地区乌梁素海湿地为研究区域,利用GIS、RS技术结合景观生态学的理论和方法,对1986-2008年不同时间、空间粒度的多源遥感影像进行信息提取,描述不同类型区景观斑块指数动态变化,进行湿地生态资源时空异质性分析,对乌梁素海湿地类型区之间的演化关系和演化方向进行研究,定量分析湿地各类型区景观动态演化趋势。结果表明:景观破碎化程度降低,明水区丧失,水下水草丛生,以芦苇为主的大型挺水植物平均面积约占湿地的49%以上,是湖泊湿地类型区演化的主导类型。湿地时空格局演变和气候、水文条件及人为影响相关,再现了人类活动对湿地景观的干扰过程和干扰强度。

新疆耕地时空变化特征

陈红1,2|吴世新1|冯雪力1,2
地理科学进展. 2010, 29 (3): 312-318. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.009
全文: PDF (1067KB) ( 487 )
摘要 ( 447 )

以新疆1990年、2000年、2005年和2008年4期土地利用数据库及其遥感影像为数据源,利用GIS空间分析提取3期耕地动态变化数据。从现状分析、发展动态对新疆3期耕地开发利用的空间格局、面积变化和类型结构进行了分析。结果表明,耕地总面积持续增加,耕地年均净增和开垦速度呈先增后减的趋势,耕地年均流失速度持续递减;耕地开垦由绿洲地区向沙漠、戈壁延伸,而耕地流失则主要集中在绿洲地区,中东、西北和西南的边缘地区的耕地面积变化相对较大(Rid>1.02);耕地开发结构由草地和林地为主转向草地和未利用地为主,未利用地的开发结构由裸土地、盐碱地为主转向沙地、戈壁和盐碱地为主,耕地的利用结构以草地、建设用地和未利用地为主;耕地与建设用地的相互转化始终是负转化,与草地间的转化是正转化。

农业资源利用效率的重新诠释与评价——以江苏省常熟市和江西省泰和县为例

宋伟1|陈百明1|陈曦炜1,2|唐秀美1,2
地理科学进展. 2010, 29 (3): 319-326. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.010
全文: PDF (1454KB) ( 547 )
摘要 ( 430 )

本文重新诠释了农业资源利用效率的内涵,并建立一个新的农业资源利用效率评价框架和指标体系,以此完善和发展农业资源利用效率评价的理论与方法。论文选用多因素综合评价公式测算了常熟市与泰和县的农业资源利用生产率,运用包络分析法(DEA)计算了常熟市与泰和县的粮食生产配置效率。研究表明:①农业资源利用效率可以分解为农业资源利用生产率和生产配置效率两部分,生产配置效率又可进一步分解为纯技术效率和规模效率;②常熟市与泰和县的农业资源利用效率评价分值分别为0.967和0.984,农业资源利用生产率评价分值分别为0.953和0.922,生产配置效率分别为0.684和0.733;③常熟市粮食生产配置效率略低于泰和县,主要原因是常熟市粮食生产资源投入的冗余度(劳动、化肥、资本投入的冗余度分别为28.36%、23.45%和20.48%)高于泰和县(劳动、化肥、资本投入的冗余度分别为8.84%、8.83%和10.58%);④农业资源利用生产率的高低并不总与生产配置效率一致,农业资源利用效率评价应能兼顾这两者。

黄土高原沟壑区干旱阳坡的地域分异特征

赵荟1|朱清科1|秦伟1,2|张英3, 4|安彦川1|薛智德1,5|刘中奇1
地理科学进展. 2010, 29 (3): 327-334. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.011
全文: PDF (1425KB) ( 501 )
摘要 ( 458 )

针对黄土高原沟壑区干旱阳坡这种典型的困难立地进行因地制宜的植被恢复建设。本文选取甘肃西峰、山西吉县、陕西安塞、宁夏固原为研究区,采用25 m分辨率的DEM为数据源,基于GIS提取相关地形信息研究其干旱阳坡的地域分异特征。结果表明:①不同类型沟壑区干旱阳坡面积比例占45%~54%,表现为高塬沟壑区>过渡地带>丘陵沟壑区。②不同类型沟壑区干旱阳坡面积比例随坡度的变化规律不同,高塬沟壑区呈左偏态分布,其他样区均基本呈近似正态分布,且丘五区和过渡地带呈双峰现象。③不同类型沟壑区梁峁坡面积比例关系为:高塬沟壑区>过渡地带>丘陵沟壑区;沟坡面积比例为:丘陵沟壑区>过渡地带>高塬沟壑区;川台地面积比例为:丘五区>过渡地带>丘二区>高塬沟壑。④不同类型沟壑区各立地类型组所占的面积比例各不相同,除高塬沟壑区外基本呈阳向缓坡组>阳向陡险坡组>坡顶或沟底。研究成果可为黄土高原地区开展抗旱造林与植被重建提供理论依据。

石漠化斑块动态行为特征与分类评价

李阳兵1,3|李卫海1|王世杰2|罗光杰1|程安云2
地理科学进展. 2010, 29 (3): 335-341. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.012
全文: PDF (1254KB) ( 538 )
摘要 ( 478 )

对石漠化土地的特征进行全面深入的探讨,有助于石漠化土地分类治理和生态恢复重建。本文以SPOT5影像(分辨率2.5m)和航片(空间分辨率1m)为基本数据源,辅以实地踏勘和农户访问,通过跟踪每个石漠化斑块在2个时段的演变关系,研究了贵州清镇簸箩村1973-2005年石漠化斑块的新增(延展、新生)、消融和未变等动态变化特征。结果发现轻度石漠化土地斑块与其他石漠化类型在空间上存在着强烈的转换,相互之间的频繁转换使斑块具有不稳定性而处于一种波动状态。从各类石漠化斑块的来源看,存在一些斑块由无石漠化直接到极强度石漠化斑块之间的转换。根据石漠化斑块的动态演替行为认为,可将研究区2005年的石漠化分为未变石漠化、新生石漠化、延展石漠化,并据此提出石漠化强度指数和石漠化的治理对策。

山东省污染物排放与经济发展水平的关系

段晓峰|许学工
地理科学进展. 2010, 29 (3): 342-346. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.013
全文: PDF (832KB) ( 854 )
摘要 ( 496 )

以经济发展与环境污染水平计量模型——环境库兹涅茨曲线为理论基础,选取1981年以来工业废水、SO2、烟尘、工业废弃固体等污染物有效排放量为环境指标,采用人均GDP作为经济发展水平指标,通过二次及三次方程拟合回归,建立最优模型,分析了山东省经济不断发展与污染物排放量变化之间的关系。结果表明:进行三次曲线回归模拟效果较好,四项环境指标与经济发展水平的环境库兹涅茨曲线均呈现出近似“N”形的特征,污染物排放随着人均GDP增长都已经渡过了峰值,呈现下降趋势,但是近几年来,下降趋势停止并产生波动;环境库兹涅茨曲线特征与山东省产业结构变化以及环境保护政策有显著关系。根据研究结果,提出加强污染治理投资、增强环境保护意识以及完善环境保护法律法规等建议,避免环境污染水平随经济增长再次呈现上升趋势。

人口与城市发展

基于多智能体的城市人口分布动态模拟与预测

肖洪1,2|田怀玉2|朱佩娟2|于桓凯3
地理科学进展. 2010, 29 (3): 347-354. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.014
全文: PDF (1559KB) ( 856 )
摘要 ( 816 )

城市人口分布变化过程是复杂的动态系统,掌握其规律在城市规划和社会可持续发展中有重要意义。用相互作用的多智能体系统(MAS)、元胞自动机(CA)环境及城市人口密度模型构建精确到街道的城市人口分布模型,并以长沙为例,分析城市人口分布的演变过程,为相关的调控提供决策依据。研究结果表明,其模拟的城市人口分布格局与实际情况吻合较好,在多种因素的影响下,长沙市将形成“市中心人口快速增长,近郊区人口缓慢增长,沿湘江畔、沿五一大道及岳麓区高新技术开发区人口密集”的发展格局。与以往的模型进行相比,所获得的模拟结果精度更高,更接近于实际的空间分布格局。

历史街区顾客地方依恋与购物满意度的关系——以苏州观前街为例

钱树伟1|苏勤1|郑焕友1,2
地理科学进展. 2010, 29 (3): 355-362. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.015
全文: PDF (1396KB) ( 596 )
摘要 ( 582 )

基于“地方依恋”与“美国顾客满意度指数(ASCI)模型”基本理论,通过构建顾客地方依恋与购物满意度之间的结构关系模型,采用通径分析、相关分析及验证性因子分析等研究方法,探讨了苏州观前街历史街区型购物场所顾客地方依恋对购物满意度的影响关系,结果表明:①地方依恋对顾客购物满意度、购物抱怨及购物忠诚度均具有不同程度的影响效应;②地方依恋对顾客购物满意度具有最为显著的正向影响、对购物抱怨的直接负向影响显著、通过顾客购物满意度对购物抱怨具有间接的负向影响,但并不显著;③地方依恋对顾客购物忠诚度的直接影响及以购物满意度为中介变量的间接影响均为显著。最后提出了增进观前街与顾客之间人地情感联结关系,以提高顾客游憩及休闲购物满意度的主要途径。

城市群生态空间结构优化组合模式及对策——以中原城市群为例

郭荣朝1,2|苗长虹1|夏保林3|李军甫4
地理科学进展. 2010, 29 (3): 363-369. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.016
全文: PDF (1303KB) ( 709 )
摘要 ( 614 )

城市群生态空间结构优化将会促进城市群经济社会环境可持续发展。在深入分析城市群生态空间结构与城市群经济社会发展之间的空间相互作用、互利共生和协同进化等优化依据基础上,构建了城市群生态空间结构优化组合模式。作者阐述并分析了中原城市群建设过程中生态空间结构紊乱原因、空间结构演变趋势和生态空间结构优化模式。最后提出中原城市群生态空间结构优化对策建议:因地制宜,构建完善高效的“斑块—廊道—基质”城市群生态网络系统;促进城市群区域各城市合理分工,不断形成产业簇群;构建城市群发展引导机制,使城市群区域的城乡建设转向更加适宜人们居住的生态环境友好型地区。

基于区际联系的“泛长三角”范围判定

陈晓1,2|陈雯1|张蕾1,2|郭垚1,2
地理科学进展. 2010, 29 (3): 370-376. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.017
全文: PDF (1486KB) ( 631 )
摘要 ( 489 )

长三角泛化已是区域发展的总体趋势,但长三角泛化至何范围则是区域一体化研究的首要问题。对于“泛长三角”范围的界定,目前众多学者说法不一。客观上,区域间地域相连、人缘相亲、文化相融、经济相通、要素流动频繁、优势互补等是进行“泛长三角”区域范围界定的关键因素。因此区域范围界定应由区际间经济社会等多方面联系指标所决定。鉴于此,文章在分析“泛长三角”概念内涵及发展条件的基础上,对各省与长三角之间的各种联系指标做出了比较,同时对周边省份与长三角之间联系的发展趋势,以及部分省区与其它范围的核心区如珠三角区域、京津冀区域之间的联系作比较分析。在此基础上,通过引力模型,采用多指标综合评价法对长三角与周围省区的联系强度做初步的定量比较。针对综合分析结果,在区域经济一体化背景下及在长三角及周边省份经济社会发展现实基础上提出“泛长三角”适度发展范围,从而为“泛长三角”区域一体化进程提供一定参考。

城市绿地系统结构与功能研究综述

李素英1|王计平2|任慧君3
地理科学进展. 2010, 29 (3): 377-384. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2010.03.018
全文: PDF (1378KB) ( 1573 )
摘要 ( 513 )

在分析城绿地系统概念和内涵的基础上,对国内外城市绿地系统结构和功能研究进行综述。主要阐述了城市绿地系统结构的两种外在表现形式,即“点、线、面”布局结构和“斑块、廊道、基底”景观结构。综述了城市绿地系统结构对功能的影响、主要进展及其应用,并提出未来城市绿地系统研究和绿地规划的主要方向,以期对中国未来城市绿地系统规划有所启示。

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