“地理空间分析综合应用” 栏目所有文章列表

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  • 地理空间分析综合应用
    尹延中, 邬群勇, 林瀚, 赵志远
    地球信息科学学报. 2024, 26(3): 666-678. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2024.230157

    城市网络的组织结构与运行机制离不开城市间的关联关系。本文基于2021年10月至2022年9月的百度迁徙大数据,构建了中国366个城市的城际人口流动网络。在节点层面,提出了城际人口流动超越指数衡量城市中心性,探索城市中心性的空间聚类特征;在网络社区层面,分析了中国366个城市的月际城际人口流动特征及社群格局。结果表明: ① 城际人口流动超越指数能够有效表征城际人口流动网络中各城市的中心性; ② 城际人口流动网络中各城市根据其中心性形成“高高”集聚分布和“低低”集聚分布的特征; ③ 城际人口流动集聚格局受节假日因素、新型冠状病毒感染等综合影响,在不同月份表现出不同的特征,总体上符合地理学第一定律,并呈现省际分异特征; ④ 城市凝聚子群发现结果表明,成渝、大湾区、中原、关中平原、长三角等城市群人口流动格局较为稳定,具有跨省人口流动融合特征;山东半岛城市群与京津冀城市群的人口流动格局联系密切,出现跨城市群人口流动特征;浙江省省域内人口流动特征逐渐加强;长江中游、海峡西岸城市群仍未形成跨越省界的稳定人口流动社群格局。

  • 地理空间分析综合应用
    张伟伟, 贾若愚, 田明, 徐新良, 刘佳雯, 韩冬锐, 贺曈, 孙宗耀, 从辉, 乔治
    地球信息科学学报. 2024, 26(3): 679-692. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2024.230511

    在全球气候变暖与城市化进程加快的背景下,城市热环境受到广泛关注。了解城市热环境时空变化和城市空间形态对城市局地气候的影响对于缓解城市热岛效应至关重要。ECOSTRESS在昼夜不同时刻获取高时间分辨率地表温度(Land Surface Temperature, LST)为从精细化时空尺度对城市热环境进行动态评估提供了数据支持。本文基于局地气候区(Local Climate Zones, LCZ)视角,利用ECOSTRESS LST数据探究了北京市六环内夏季地表城市热岛强度(Surface Urban Heat Island Intensity, SUHII)的日尺度时空变化特征以及LCZ类间和类内SUHII差异。结果表明:① 研究区夏季SUHII具有时空异质性,清晨6时左右, SUHII最低,上午10时左右, SUHII达到最高,下午SUHII逐渐下降,傍晚18时左右开始上升, 21时左右达到夜间最高值; ② 在日尺度上,不同类型LCZ表现出显著的热源/汇角色差异。建筑类型LCZ(除LCZ 9)和自然类型LCZ E~F整体上为热源,LCZ 9和LCZ B~C整体上为热汇,LCZ A和LCZ G存在昼夜源汇角色变化; ③ LCZ类内SUHII表现出显著的昼夜和类型差异。LCZ类内SUHII差异在清晨6时左右最小,在下午13时左右达到最大值。建筑类型LCZ中,低层建筑类内SUHII差异总体上高于中高层建筑。自然类型LCZ中,LCZ C和LCZ E类内SUHII差异相对较小,而LCZ D、LCZ F和LCZ G类内SUHII差异相对较大; ④ LCZ类型表现出昼夜不同的热特性和源汇角色变化。LCZ G存在昼夜源汇变化,夜间呈现出明显的城市热源特性。本文所采用的10个时刻的ECOSTRESS LST数据克服了以往利用单一固定时刻的LST数据对于SUHII的高估和低估,所得到的LCZ类间和类内SUHII差异对比结果降低了城市热环境定量研究的不确定性,并为城市热环境源汇景观设计的昼夜权衡提供了理论依据和实践支持。

  • 地理空间分析综合应用
    成星露, 孙永华, 张王宽, 王一涵, 曹许悦, 王衍昭
    地球信息科学学报. 2023, 25(11): 2204-2217. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.230084

    气候变化是21世纪的重大环境问题之一,气温和降水的长期变化趋势作为评估气候变化的重要指标,对研究气候变化模式及程度有着重要意义。基于长时序GPM降水数据及ERA5-Land再分析气温数据,提出了一种复合干(湿)-冷(暖)化类型(包括干-冷化、湿-冷化、干-暖化和湿-暖化)的判定方法,同时,创建了复合干(湿)-冷(暖)化强度指数(DCTII)定量评估复合趋势的变化程度。应用上述方法,探讨了黄淮海平原2001—2021年复合趋势的时空特征。结果表明:① 复合干(湿)-冷(暖)化类型识别及量化方法不仅同时兼顾了干湿结构和冷暖结构的变化模式及变化程度,并且结合了降水在时间中的分布特征,在验证结果中可靠度达到了85%;② 从时间上看,黄淮海平原2007—2018年逐渐从较为干-冷化转变为明显的湿-暖化趋势,并且近年来湿-暖化程度不断增加;③ 从空间上看,2001—2021年黄淮海平原主要呈湿-暖化,部分干-暖化地区集中在黄河以南;④ DCTII结合趋势稳定性及离散度评估得出,强趋势及低离散度趋势大部分位于黄淮海平原东部及沿海地区,稳定趋势则大部分位于北部地区。在3个流域中,黄河流域趋势最强,海河流域内湿-暖化趋势强度要高于干-暖化趋势强度,淮河流域趋势稳定性更为显著。复合干(湿)-冷(暖)识别与量化方法的构建,旨在全球气候变暖的条件下,为干湿/冷暖结构长期变化研究提供思路。

  • 地理空间分析综合应用
    王林林, 范晓梅
    地球信息科学学报. 2023, 25(11): 2218-2231. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.230201

    研究黄河三角洲耕地退化状态并明晰其驱动机制对保障区域粮食安全和促进耕地保护至关重要。本文基于2001—2021年MODIS NDVI数据,采用加性季节和趋势断点检测法BFAST(Breaks For Additive Seasonal and Trend)探讨黄河三角洲耕地退化状态,并应用地理探测器探究各自然和人为因子及其交互作用对不同尺度区域耕地退化状态空间分异的影响与驱动机制。结果表明:① 与线性趋势相比,非线性趋势方法检测耕地退化状态的精度更高,不仅可以检测到耕地变化的整体趋势,还可检测到长期变化中的阶段性突变信息,可较全面、准确的评估耕地退化状态;② BFAST检测结果显示黄河三角洲耕地31.75%呈退化状态,61.06%为改善状态,7.19%呈非显著趋势。黄河三角洲耕地在长期变化过程中多受外界干扰而发生短期突变,其中中断减少趋势占比31.31%,主要分布在孤北水库、黄河故道西侧和东南沿海,呈沿海自内陆逐渐减少且零散化的空间分布格局;中断增加趋势占比55.13%,主要分布在黄河以南、淡水河流和水库附近,呈大规模集中分布特点;③ 黄河三角洲不同尺度区域耕地退化状态空间分异以土地利用为主导,且双因子交互影响力明显高于单因子,土地利用∩高程和距海洋距离∩土地利用分别是耕地退化和改善状态的主导交互因子,人为因素主导和自然因素协同作用导致黄河三角洲耕地退化状态空间分异。

  • 地理空间分析综合应用
    吴雪琴, 胡伟平, 巫细波
    地球信息科学学报. 2023, 25(11): 2232-2248. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.230293

    基于2021年广州餐饮业及相关服务业POI大数据,采用HDBSCAN聚类、协同区位熵、空间杜宾误差等方法分析了广州餐饮业整体及细分业态的空间分布特征、影响因素及其空间溢出效应,重点探索了不同密度、不同业态餐饮业与周边服务业的整体与局部空间关联特征。结果表明: ①高密度区域餐饮业多呈中心集聚分布特征,低密度区则为中心集聚、四周辐射的特征,餐馆的分布特征与人群属性等密切相关; ②不同餐饮密度区域餐饮业与其周边服务业的空间关联情况存在差异,高餐饮密度区域空间关联性最强,中餐饮密度区域空间关联性最弱; ③不同业态餐饮业受周边服务业影响的差异较大,整体上按空间关联强度由强到弱依次为快餐厅、正餐餐厅、小吃店、冷饮店,局部空间差异特征相似但正餐餐厅的空间差异对比最明显; ④基于街镇尺度的空间杜宾误差模型估计结果显示,交通设施服务、购物服务与人口规模因素对于当地餐饮业POI数量的直接影响最大,空间溢出效应最明显。快餐厅的空间分布受人口规模与周边服务业的影响较显著而其他业态的餐饮业则容易受交通设施与购物服务因素影响。总的来说,本研究从空间关联角度出发,深化了传统经济与城市地理理论在微观空间关联方面的研究,对于之后的商业地理相关研究以及大城市餐饮业空间格局的优化调整具有参考意义。

  • 地理空间分析综合应用
    杜树坤, 张晶, 韩志军, 公茂玉
    地球信息科学学报. 2023, 25(10): 2026-2038. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.230152

    掌握周边地区武装冲突风险形势对我国“一带一路”倡议推进和海外投资建设具有十分重要的意义。由于武装冲突风险涉及的因素众多,很多数据时空精度有限,以往研究的尺度大多集中于“国家-年”层面,未能从次国家尺度上预测武装冲突风险。通过将武装冲突与政治、经济、社会和地理等专题的多源数据匹配到统一的“网格-月”尺度的时空框架中,构建了多个基于随机森林模型的武装冲突风险预测模型,以中南半岛为例,对比各专题模型和集成模型的预测精度,将预测结果与实际的武装冲突风险时空分布情况进行比较与分析,计算各影响因素的权重并分析其影响作用。研究结果表明:① 基于随机森林模型的冲突预测模型比传统的逻辑回归模型预测精度更高,其中集成模型的准确率、ROC曲线下面积和PR曲线下面积分别提高了0.017 7、0.436 2和0.171 2;② 中南半岛武装冲突风险受政治、经济和社会要素影响较高,地理要素的相关性较弱,但随着风险水平发生变化,影响因素的作用程度也在改变;③ 在基础专题数据的支撑下,顾及冲突的时空依赖性可以明显提高模型的预测精度;④ 与大尺度研究相比,“网格-月”尺度的冲突预测结果精度更高,可解释性也更强。本研究可为我国海外投资与当地冲突风险防控与治理等提供参考和依据。

  • 地理空间分析综合应用
    李云帆, 李彩霞, 贾翔, 吴晶, 张晓丽, 梅晓丽, 朱若柠, 王冬
    地球信息科学学报. 2023, 25(10): 2039-2054. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.230212

    面对“碎片化”生态治理的挑战,全面了解流域生态系统的脆弱性及其演变规律成为生态环境综合治理的关键。乌梁素海流域作为全国示范意义的生态保护修复工程试点,经历了传统“治理湖泊”到系统“治理流域”的转变。本研究选择乌梁素海流域作为研究对象,构建了“敏感-恢复-压力”生态脆弱性评价指标体系,并以Google Earth Engine (GEE)云平台为基础,采用Mann-Kendall突变检验、Sen+Mann-Kendall趋势分析和变换轨迹等方法,对2000—2020年乌梁素海流域生态脆弱性时空演变进行分析,最后通过地理探测器进一步探讨了乌梁素海流域生态脆弱性的成因,并揭示了其主要驱动因子。研究结果表明:乌梁素海流域的生态脆弱性表现为“中间低、两边高”的格局。其中,西部乌兰布和沙漠以及东部乌拉山区生态脆弱性较高,而中部河套灌区则相对较低。2000—2020年,流域的生态脆弱性分级指数从2.44上升至2.59,揭示了生态脆弱性的轻微恶化趋势。2000、2009、2013、2017和2020年为突变节点,约59.82%的区域在评估期间生态脆弱性等级保持稳定,变化轨迹法显示2013年为显著下降的节点,2017年后下降趋势减缓。此外,地表干度是乌梁素海流域生态脆弱性的核心驱动因子,多个因素相互作用时对生态脆弱性的解释力超过单一因素。土地覆盖类型解释力最为显著,其次是气象类型、经济类型。本研究对长时序流域生态脆弱性的时空变化及成因进行了分析,为同类型的生态脆弱区域评估和生态保护与修复工程治理提供科学依据。

  • 地理空间分析综合应用
    闫丛笑, 高悦尔, 王强, 陈烨
    地球信息科学学报. 2023, 25(10): 2055-2069. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.230253

    精细化研究轨道站点辐射范围空间形态及其影响因素对于建立轨道交通与建成环境长效互动机制,指导基于TOD发展模式的轨道站点周边用地开发等具有重要意义。为了更精准地表达站点辐射范围的形态规律,本文以厦门为例,通过高德通勤OD数据和高德路径规划数据获得轨道各站点的实际客流来源空间分布,借助标准差椭圆法建立了扁率、相对距离、夹角、沿线偏移程度4个描述站点辐射范围形态的指标体系。基于指标体系归纳轨道站点辐射范围的空间形态类型,并揭示各种形态类别下的站点与周边建成环境及站点属性等因素的影响关系。结果显示:厦门市岛内站点辐射范围偏心程度更小且方向更加显著,多数站点与线路趋于垂直关系且趋于向线路垂直一侧偏移。站点可根据偏心程度的不同分为耦合服务类、偏心服务类和完全离心类站点,并进一步分为8种形态,其空间分布存在一定聚集现象。用地布局及开发程度、站点间距及布局、区位环境等影响因素,会使站点形成不同的辐射范围形态。结果对于补充轨道站点辐射范围的研究方法和提高轨道交通的综合效益具有重要意义。

  • 地理空间分析综合应用
    尚明, 任阳阳, 宋宏利, 姚亚楠, 白磊, 李悦, 马杰
    地球信息科学学报. 2023, 25(9): 1813-1826. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220056

    IMERG和GSMaP是GPM时代下2种主流的高分辨率卫星降水产品。为研究其对极端降水的监测能力,以2015—2020年中国698个气象台站逐日降水数据作为基准数据,选取6种极端降水指标及相关统计指标,评价IMERG和GSMaP在中国对极端降水的监测能力。结果表明:① 2种降水产品都可以很好的反映出各极端降水指数的空间分布特征且在低海拔地区对极端降水监测能力优于高海拔地区;② IMERG和GSMaP降水产品在东南诸河片、松辽河流域片和海河流域片等较为湿润的流域相关系数较高,内陆河相关系数较低,误差指标表明在中国GSMaP精度更高;③ 不同阈值下的探测率表现为东南部高于西北部,准确率西北部的较高;低阈值降水的探测率更高,而高阈值降水的准确率更高;另外, GSMaP对于弱降水的探测能力优于IMERG。总体上,IMERG和GSMaP在中国区域对极端降水的监测能力较好,在极端降水研究中有较好的应用前景。

  • 地理空间分析综合应用
    魏妍冰, 陆苗, 唐华俊, 吴文斌
    地球信息科学学报. 2023, 25(9): 1827-1841. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220988

    农业技术创新的外溢性导致新技术在地理空间发生扩散,影响区域农业农村经济社会发展和农民福祉。近年来,稻虾共作种养结合的新技术模式在我国长江中下游地区迅速兴起并扩张,科学厘清该新技术的时空扩散过程、特征及其驱动因素具有重要意义。本研究以稻虾共作技术发源地—江汉平原为区域,基于时间序列Landsat影像,引入CART分类算法和简单非迭代分割算法,优化改进面向对象的水体季相差异算法,提取2013—2019年江汉平原稻虾共作空间分布;在此基础上,引入应用空间平滑和引力模型方法,从区域扩张、空间聚集和区域交互等角度探究江汉平原稻虾共作技术扩散的时空过程与特征。结果表明,江汉平原稻虾共作技术在时间上呈现出先缓慢后加速的非线性扩散,在空间上表现为由点至面、由单源至多源的扩张特征。技术传播表现出显著的聚集性和方向性特征,高密度的稻虾农田集中于江汉平原中部地区,传播重心逐渐由中部向东南部迁移。区域内部可划分为以潜江为代表的波动性增长和以监利为代表的持续性增长。县区之间的空间交互作用以倍数形式快速上升,体现为以潜江和监利作为主导的对邻近地区的技术辐射影响。稻虾技术时空扩散受到高经济收益、政府支持和邻近效应的影响,品牌效应与政策导向促进了区域间的交互作用。本研究结果可为全面掌握稻虾共作技术发展态势提供基础数据,也可为稻虾共作等农业新技术的推广应用政策制定提供有益参考。

  • 地理空间分析综合应用
    涂平, 林偲蔚, 周千千, 谢静, 范玉贵, 陈楠, 林伟斌, 郭连鹤
    地球信息科学学报. 2023, 25(8): 1611-1624. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220565

    天文辐射指不考虑大气影响,落于地表的太阳辐射类型,亦是太阳能资源评估的重要背景。火星天文辐射及其时空分布特征的研究会为未来火星的探索提供助力,为火星太阳能资源的精细化利用和高效开发以及政府的科学决策提供基础数据。火星地形地貌错综复杂,其规模形态地球难以比拟,故而无法忽略地形对火星地表天文辐射的影响效果。然而,当下对火星天文辐射的计算和研究并未考虑火星实际地表的遮蔽效应且往往是从局部区域进行的研究。本文考虑纬度差异、时序更替的综合影响,以分辨率200 m的数字高程模型作为基本数据,提出了基于DEM计算火星天文辐射的理论模型,利用 Hadoop分布式集群提供的并行计算框架以10 min为一个时间单位精细模拟了考虑地形遮蔽影响的火星全球地表天文辐射空间分布。 R b为水平面天文辐射与考虑地形遮蔽因素的天文辐射之比,一般用于评估天文辐射的地形遮蔽程度。基于全球不同纬度使用 R b进行时空分析,通过有交互的双因素方差分析、因子分析、相关性分析探寻地形因子及天文因素对阴坡和阳坡 R b值的影响程度。结果表明:地形对火星全球地表天文辐射的影响效果在时空尺度上具有明显的规律性,其影响程度不仅与地形自身发展情况(包括地形起伏,坡向,纬度等)有关,还深受正午太阳高度角等天文因素的综合影响。

  • 地理空间分析综合应用
    董勇, 周亮, 高鸿, 王宝
    地球信息科学学报. 2023, 25(8): 1625-1636. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220892

    地形破碎化是导致多山地区空间连通性和可进入性差的重要因素,严重制约了区域交通可达性和城乡一体化发展。研究以沟谷密集、地形高度破碎的黄土高原为例,基于DEM数据从整体破碎、正负地形和地形过渡构建地形破碎化指标体系,分别采用空间聚类方法AZP-SA(Automated Zoning Procedure-Simulated Annealing)和客观赋权方法CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)生成县域地形破碎化空间分区和评价分级,探讨了黄土高原地形破碎化的空间异质性。研究结果表明:① 地形破碎化指标在空间上普遍表现为连片集聚分布特征,其中高程标准差、地形起伏度等指标的高值单元主要位于陇中高原和秦岭附近区域,低、中值单元主要分布在六盘山-渭河以北区域;② 黄土高原可划分为空间上连续的8个地形破碎化分区,面积最大的4个分区位于高原中部的陕北高原、吕梁山脉以及北部的鄂尔多斯高原等地区,占总面积比例为66.37%,呈倾斜“田”字型分布;其余分区位于高原西部和东南部边缘,面积较小、形状狭长,表明黄土高原地形破碎化的空间分异具有中心区简单、边缘区复杂的特点;③ 黄土高原地形破碎化程度可划分为5级,高破碎化区域占高原总面积的13%,主要分布在陇中高原和秦岭山脉北部,中等和较高破碎化区域面积占高原总面积的55%,主要分布在高原中东部的陕北高原和山西高原,地形破碎化呈现西部高、北部低的整体空间分布特征。本研究可为黄土高原城乡一体化发展政策的制定、交通基础设施规划提供一定的借鉴。

  • 地理空间分析综合应用
    姚伟, 赵志远, 吴升
    地球信息科学学报. 2023, 25(8): 1637-1654. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220843

    “公平性”是指社会成员之间权利或分配的公平程度,公平性对于交通规划具有重要的意义。公共出租汽车(含网约车和出租车)服务的公平性主要反映的是局部区域内人群能够享受与人群占比对等服务机会的水平,探索公共出租汽车服务的公平性,能够为优化城市公共出行中的个性化出行服务提供支撑。既有研究中对城市公共出租汽车服务的公平性关注较少,且有关公共服务公平性的度量主要基于静态人口分布进行度量,难以有效顾及城市人口动态对公平性度量的影响。为此,本文顾及动态人口分布数据,利用基尼系数与泰尔指数对仅巡游、仅网约与混合接单的3类接单方式的出租汽车服务的不平等公平性进行计算,结合城市功能区对区域不公平性的贡献进行了分析并提取了具备潜在不公平性的服务区域,以厦门市数据为例对方法进行了验证。结果表明:① 基于静态人口分布计算的厦门市公共出租汽车服务不公平性,相比于基于动态人口的计算结果平均高估27.28%;② 传统由城市交通公共服务机构运营的巡游车服务,其不公平性是由大型移动互联网平台负责运营的网约车服务的1.66倍,新兴移动互联网技术提升了城市公共交通服务的公平性;③ 不同类型城市功能区对公共出租汽车服务不公平性贡献存在差异,厦门市出租汽车的仅巡游车服务中,商业用地贡献了57.49%的总体不公平性,仅网约接单服务中,工业用地平均贡献35.07%的不公平性;④ 厦门市具有岛内和岛外的空间格局,潜在不公平载客服务区域在岛外分布的数量远高于岛内,其中载客服务水平较低但动态人口比例较高的区域较多,平均占比为82.96%;载客服务水平较高但动态人口较少的区域通常位于岛内的自然公园,载客服务水平较低但动态人口较高的区域通常位于岛外的火车站与工业园区。本文提出的研究方法和有关研究结果能够为城市公共出租汽车管理部门优化有关服务公平性提供参考。

  • 地理空间分析综合应用
    张俊瑶, 杨晓梅, 王志华, 杨海坤, 张博淳, 万庆, 雷梅
    地球信息科学学报. 2023, 25(8): 1655-1668. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.230026

    遥感技术为监测煤矿粗放式开发利用导致的资源环境破坏提供了便利,而绿色发展理念视角下对煤矿资源及周边生态环境的监测对遥感技术进一步提出了识别内部精细类型、开展长时序格局演变的新要求。为此,本研究基于高分六号(GF-6)影像、Landsat系列影像和谷歌地球历史高分影像,在内蒙古典型煤矿区采用人机交互的方式提取了2007—2019年包含露天采矿场、覆煤区、排土场和复垦区4种类型的煤矿区空间范围数据,从煤矿开采与治理趋势和煤矿开采与治理对周边土地利用的影响2个方面对该煤矿区的时空格局演变展开分析。结果显示煤矿区在2010年以前处于集中开采阶段,对周围土地利用侵占的主要用地类型为草地,在2010年后逐渐开始开展治理工作,且2015年后治理趋势超过开采趋势,实现了从“先开采后治理”到“边开采边治理”的转变。研究表明结合多源遥感影像可以实现绿色发展理念视角下煤矿区含内部精细类型的长时序动态监测,开采与治理相关结论可以为政策实施的有效性评估和政策演进的优化调整提供技术支撑。

  • 地理空间分析综合应用
    曹煜, 方秀琴, 杨露露, 蒋心远, 廖美玉, 任立良
    地球信息科学学报. 2023, 25(8): 1669-1681. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.221013

    土壤湿度是气候系统中的关键因子,对农业管理、水资源管理和生态系统监测与评估等具有重要应用价值。遥感土壤湿度产品虽能提供大尺度范围的土壤湿度分布,但受限于较低的空间分辨率,难以满足实际应用的要求,对遥感土壤湿度产品的降尺度研究成为当前的热点之一。本文以0.25°分辨率的欧空局ESA CCI日土壤湿度为主要数据源,结合1 km分辨率的 MODIS下垫面数据、地形数据、气象数据等环境因子,构建随机森林降尺度模型,对我国西辽河流域2013—2020年CCI日土壤湿度产品进行降尺度,得到1 km分辨率的土壤湿度时空分布数据。研究发现:① 环境因子重要性分析表明,相对湿度和白天地表温度是影响土壤湿度变化最重要的2个因素,地形与位置因子的影响次之;② 利用研究区内22个站点的实测数据序列对随机森林降尺度模型性能进行验证,结果表明考虑多种环境因子(地表、地形和气象)的降尺度结果比仅考虑地表参数的降尺度结果的精度要高,每个站点的RMSE都在0.048 8 m3/m3以下,平均相关系数为0.497 3,BIAS绝对值在0.003 0~0.033 3 m3/m3,降尺度后的土壤湿度与原始CCI遥感土壤湿度的R2是0.52~0.84;③ 降尺度后的土壤湿度比站点实测土壤湿度时间序列的数值波动小,但二者有着相近的时间变化趋势。本研究构建的降尺度方法在提高遥感土壤数据空间分辨率的同时保留了原数据集的空间分布特征,能够满足实际应用对高分辨率土壤水分数据的需求,并为土壤湿度降尺度研究的环境因子选取提供参考。

  • 地理空间分析综合应用
    杨雨, 宋福铁, 张杰
    地球信息科学学报. 2023, 25(5): 982-998. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220614

    金融网络的发展深刻改变了城市间的知识溢出形式并进一步影响着城市经济增长水平,关于金融网络外部性的研究逐渐成为金融地理学的研究热点。本文基于2005—2020年中国金融行业企业的总部分支机构数据,运用社会网络分析及递归思想测算金融网络中心性并分析其时空分布格局,同时运用OLS模型分析金融网络中心性对中国城市经济增长的影响机理,研究发现:① 2005—2020年中国金融网络中心性呈现“核心—边缘”分布格局,但是金融网络的空间集聚程度在缩小;② 金融网络的发展除了能够缓解融资约束之外,在网络外部性影响下,金融网络通过促进知识溢出等影响城市经济增长;;网络链接规模更大、可达性更好的城市具有更高的经济增长水平,空间溢出效应更加依赖于网络邻近性而非“场所空间”中的区位优势;③ 金融网络中心性促进资源溢出的程度呈现空间异质性,扮演“知识守门人”角色的核心地位城市能够从网络链接中获得更大的收益。未来应高度重视金融网络建设,充分发挥金融网络对中国城市经济增长的驱动作用。

  • 地理空间分析综合应用
    史雪威, 陈绪慧, 蔡明勇, 张新胜, 申振, 邰文飞, 申文明, 李静, 肖桐
    地球信息科学学报. 2023, 25(5): 999-1011. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220503

    宁夏作为我国首批完成生态保护红线划定的省份,近四分之一的国土被纳入生态保护红线,显著提升了其北方生态安全屏障的能力。为了评估宁夏生态保护红线对生态安全屏障的贡献,以及为干旱半干旱区域制定生态保护措施提供理论参考,本文基于当量因子法和2米分辨率的土地利用数据,构建了宁夏生态系统服务价值基础当量表,分析了宁夏2018—2020年生态资产存量与生态系统服务价值量变化。结果显示: ① 2020年全区生态资产存量共计332.11万hm2,主要由森林、草地及湿地三部分组成,提供生态系统服务价值约为889亿元,2018—2020年宁夏生态系统服务价值增长1.06亿元;② 生态保护红线以不到1/4的国土面积提供了全区1/3以上的生态系统服务价值,并在评估期内贡献63%价值增长量(0.67亿元);③ 草地是生态系统服务价值的提供主体(52%价值总量),但仅约31%位于红线范围内,同时面临存量减少、沙化退化等问题,合理提高草地存量与质量是未来宁夏生态系统服务价值提升的关键;④ 建议遵循生态系统内在机理,围绕区域主导生态功能和生态系统结构特征,因地制宜系统开展生态保护修复。

  • 地理空间分析综合应用
    杨颖频, 吴志峰, 黄启厅, 骆剑承, 吴田军, 董文, 胡晓东, 肖文菊
    地球信息科学学报. 2023, 25(5): 1012-1026. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220585

    粤西是我国甘蔗三大主产区之一,开展粤西甘蔗种植分布遥感提取,分析甘蔗种植区分布时空特征,对制定甘蔗种植管理政策、优化甘蔗生产布局、推进甘蔗集约化生产具有重要价值。本文协同Landsat遥感时间序列数据和甘蔗种植面积统计数据,利用时间加权的动态时间规整(TWDTW)模型,分别获取2000、2008、2020年甘蔗种植空间分布信息;基于核密度估算方法分析甘蔗种植区的空间聚集特征;采用景观格局分析方法,分析甘蔗种植斑块的空间分布特征;结合DEM数据,分析甘蔗种植区的地形特征。研究表明,① 协同遥感时序和统计数据,基于TWDTW模型可实现较高精度的甘蔗识别,2000、2008、2020年3年平均甘蔗制图精度达87.62%;② 粤西甘蔗主要分布在湛江市遂溪县、雷州市、徐闻县,遂溪县和雷州市甘蔗种植区呈现多中心、高密度聚集的发展趋势;③ 2000—2020年遂溪县和雷州市的甘蔗种植斑块平均面积增大、斑块密度降低、聚集指数增长,表明发生了较显著的甘蔗种植布局调整,甘蔗生产呈现集约化、规模化趋势;④ 遂溪县和雷州市甘蔗大多种植在地势平坦的区域,具有较大的机械化作业潜力。

  • 地理空间分析综合应用
    张慧馨, 张丽君, 秦耀辰, 王静帆, 段杰冉, 田梦男
    地球信息科学学报. 2023, 25(3): 560-672. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220434

    以POI为代表的社会感知数据为精细尺度城市空间结构研究提供了新思路,然而,POI数据与传统光学遥感数据的关系、长时序POI数据表征的城市功能空间扩张与演替特征还有待进一步挖掘。因而,本文以开封市主城区为例,采用2005—2020年POI数据,通过构建城市街区尺度功能集聚-扩散分析框架,利用空间统计指标和区位熵指数分析城市功能的演替特征与复合功能变化。结果发现:① 2005—2020年开封市城市社会经济活动呈逐渐增长的扩张态势,活动空间的面积扩张了11.26 km2,年均扩张速度由2005—2015年的3.5%提升至2015—2020年的5.1%;② 城市各种活动的集聚、扩散过程造成不同功能的演替变化,其中开封市商服功能集聚程度较高,虽然受到新城区商业中心扩散的影响,单中心的城市发展模式依然没有发生变化;③ 具有复合功能的城市街区不断增多,对单中心的城市结构形成有益支撑。复合功能较强的街区主要分布在活力高、居民生活较为便捷的区域。本研究不仅能为城市空间规划的研究提供理论和技术支撑,也为城市更新、可持续发展以及国土空间规划提供新的思路。

  • 地理空间分析综合应用
    吴子豪, 刘耀林, 冯向阳, 陈奕云, 闫庆武
    地球信息科学学报. 2023, 25(3): 573-587. https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2023.220681

    探明土壤镉(Cd)在不同空间位置的影响因子和污染来源,对于防控土壤Cd污染、保障粮食安全和城市居民健康有重要意义。多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)在传统地理加权回归模型的基础上考虑了不同解释变量的差异化作用尺度,是识别目标变量局部影响因子的有效方法,但尚未应用于土壤重金属污染研究。因此,本研究在武汉市黄陂区采集了110个土壤样本,通过对多元线性回归、地理加权回归和MGWR进行模型评估来验证MGWR的有效性,进而使用MGWR模型探究Cd与11个解释变量间的空间异质关系,据此确定各点位Cd的影响因子和污染来源,最后结合污染现状和来源划定4类Cd污染风险区,提出相应的Cd污染管控措施。研究结果可以概况为3点:① 模型评估的结果表明MGWR模型最优,其建模R2为0.733; ② MGWR结果显示不同解释变量的有效带宽差异较大。此外,从整体上看,pH、黏粒含量和地形湿度指数是Cd空间分布的主要影响因子,城镇化和土壤母质是Cd的主要来源;从各点位来看,不同空间位置Cd的局部影响因子和主要来源差异较大; ③ 研究区55.5%的样本存在Cd污染;结合污染源类型和污染情况划定了高、中高、中、低4类风险区,并分别提出Cd污染防控建议。本研究证实了MGWR模型的有效性和考虑解释变量差异化带宽的必要性,研究成果可以为其他地区土壤重金属污染的局部影响因子探究、污染来源确定和防控措施制定提供参考。