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当期目录

    2011年, 第13卷, 第3期 刊出日期:2011-06-25 上一期    下一期
    土地覆被与土地利用研究
    近30年黄河源头土地覆被变化特征分析
    邴龙飞, 邵全琴, 刘纪远
    2011, 13 (3):  289-296.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00289
    摘要 ( )   PDF(945KB) ( )  
    本研究对以DEM生成的黄河源头范围内的土地覆被变化进行了分析,得到20世纪70年代中后期至80年代末、80年代末至2004年和2004-2008年土地覆被变化数据。同时利用转移矩阵的方法,定量研究了近30年黄河源头土地覆被类型转移的途径和幅度;分析了3个时段内的土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,藉此探讨黄河源头不同土地覆被类型的生态系统功能的变化:黄河源头土地覆被类型以草地为主,草地覆被状况明显优于同时期三江源的总体状况。1970-2004年,黄河源头土地覆被状况呈持续退化的趋势,而且不同时段内土地覆被状况变动较大;2004-2008年草地退化的趋势得到明显的遏制。从70年代到2008年,黄河源头流域尺度宏观生态状况经历了变差-缓慢恢复的趋势,2004年开始实施生态保护工程以后,黄河源头草地覆被状况出现了好转的趋势。
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    三峡工程建设期库区耕地的时空变化及驱动力分析
    张磊, 吴炳方, 朱亮, 王鹏
    2011, 13 (3):  297-304.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00297
    摘要 ( )   PDF(953KB) ( )  
    本文通过三峡工程建设前后15年三峡库区耕地的遥感动态监测和耕地变化分析,揭示出耕地变化的影响因子。2007年三峡库区耕地垦殖指数为0.25,三峡工程建设期,耕地资源减少4%,平均每年递减3 977hm2。耕地占补比例为26∶1,占补不平衡,土地承载能力不足;减少耕地中优质耕地占61%,耕地质量总体下降;库区2007年人均耕地为0.069hm2,低于国家18亿亩红线要求人均耕地的0.089hm2,人地关系紧张,而城市化过程减轻了农村人口耕地资源的压力;引起耕地减少的原因包括城市发展、退耕还林/草、果业发展和水库淹没,城市发展是主要原因,三峡工程蓄水淹没的耕地只占减少耕地的16%;目前,三峡库区仍有18%的耕地坡度大于25度,水土流失严重。
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    干旱荒漠区植被覆盖变化的遥感监测分析
    崔耀平, 刘彤, 赵志平, 李佳
    2011, 13 (3):  305-312.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00305
    摘要 ( )   PDF(782KB) ( )  
    多 期的遥感数据可以用来分析干旱荒漠区植被的空间分布格局和变化特征。本文以1989、2000和2007年3个不同时相的Landsat TM/ETM+ 影像为数据源,利用线性光谱混合分析和RGB彩色合成法构建一个研究框架,对古尔班通古特沙漠西缘进行植被信息的提取和变化监测分析。在混合像元分解过程中,通过多种方法选择端元,比较选出最佳的端元数目及其对应光谱特征值,对植被变化监测的结果,结合气象等因子综合判定。结果表明:(1)研究区内的植被、盐碱地、裸沙和黑色砂砾等4种端元被选取出来,分析表明非受限的最小包含端元特征法所选端元光谱特征的分解结果较为理想;(2)以线性光谱混合分解技术提取的干旱荒漠区植被分量与实测植被盖度显著相关,线性相关系数为0.86,可见干旱荒漠区的植被盖度可以通过遥感影像提取的植被分量间接得到;(3)研究时段内,研究区植被覆盖变好区域占研究区总面积的41.47%,而退化区域仅占16.51%,综合分析结果也说明植 被总体情况呈现好转。
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    若尔盖高原湿地景观与环境要素的DCCA多元相关分析
    叶宇, 刘高焕, 黄翀, 宁吉才, 李亚飞
    2011, 13 (3):  313-322.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00313
    摘要 ( )   PDF(866KB) ( )  
    以9个指标反映若尔盖高原湿地生境的环境特征,在ArcGIS 9.2平台下进行随机样方布设,采用DCCA排序方法定量分析湿地景观与环境要素之间的关系。结果表明:(1) 排序前2轴累计解释了湿地景观与环境要素关系的79.4%,表明其具有有效的目标研究显示度;(2) 沿地形指数所近似表达的水分状况梯度,研究区各景观类型具有明显的分异特征,地形指数所反映的降水再分配是影响该区湿地景观空间分布的核心过程;(3)海拔高程与坡度、地形指数,以及气温之间具有极显著相关性,地形不仅决定了区域总体上的水热分异格局,同时影响局部范围内的水分留存和涵养能力,是影响该区湿地景观的基本因素。
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    东洞庭湖国家级自然保护区湿地资源评价
    王亚欣, 鞠洪波, 张怀清, 江东, 庄大方
    2011, 13 (3):  323-331.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00323
    摘要 ( )   PDF(607KB) ( )  
    湿地是介于陆地与水体之间的过渡地带,是陆地上最大的碳储库和陆地生态系统循环的重要组成部分。但是,由于对湿地资源的严重破坏和不合理利用,湿地面积急剧减少。近年来,湿地资源评价已经倍受关注,湿地资源评价为实现湿地资源可持续利用,保持湿地功能持久性提供科学依据。本文通过对湿地生态系统的研究,从生态效益、社会效益、经济效益角度出发,构建东洞庭湖自然保护区湿地资源生态健康和合理利用评价体系,并使用德尔菲法(Delphi method)和层次分析法(AHP)结合PSR模型对东洞庭湖湿地资源的生态健康、合理利用进行评价。东洞庭湖湿地资源生态健康评价得分为1.09分,健康状态为较健康,东洞庭湖湿地资源合理利用评价得分为0.64分,合理利用状态为基本合理。最后,通过对评价结果进行分析,提出了保护利用的建议。
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    地理信息系统模型、方法与应用分析
    信息应用基础设施的研究与实践——以"数字福建"为例
    王钦敏, 吴升
    2011, 13 (3):  332-337.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00332
    摘要 ( )   PDF(762KB) ( )  
    "数字省(区)"是国家信息化的基本单元。其立足于福建省信息化系统工程——"数字福建"的建设实践,以区域信息化建设的关键问题——信息资源建设、信息共享和应用服务为对象,针对目前"条块"分隔的电子政务应用、低水平重复的信息化工程和信息服务现状,为最大限度地发挥信息和网络的效益,提出"信息应用基础设施"的理论体系框架,设计了低成本、集约化、可持续的信息共享与服务技术体系,介绍了信息化公共应用服务软件平台的构成,包括通用信息安全基础支撑平台、电子政务应用基础支撑平台、电子商务应用基础支撑平台、企业信息化应用基础支撑平台、社区信息化应用基础支撑平台、地理空间信息应用基础支撑平台等。数字区域信息应用基础设施是在信息网络基础设施、信息安全基础设施和信息资源基础设施上层的基础设施,其目标是要建立信息拥有方和信息使用方之间可持续的信息服务链。其为电子政务、电子商务、数字城市、数字社区、位置服务等各种数字区域信息化应用工程提供基础性、公共性的应用服务支撑,为从根本上解决数字区域信息资源的利用、共享与应用服务提供了理论和实践基础。
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    地学领域数据网格的构建与其应用案例分析
    宋佳, 冯敏, 张金区, 尹芳
    2011, 13 (3):  338-345.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00338
    摘要 ( )   PDF(1644KB) ( )  
    网格是20世纪90年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作。本文简单介绍了信息领域网格的起源和发展过程,并对几种网络计算技术进行了比较分析。进而将网格技术引入到地学领域,对地学数据网格作了初步的需求分析,阐述了构建地学数据网格的思路。最后,以人地系统科学数据网格为例,分析了人地系统科学数据网格数据层和中间件的实现方法,并基于该网格通过DEM地表呈现模型给出了地学领域数据密集型网格计算的应用,对改进地学研究方法,提升应用效率,推动地学科研信息化具有一定意义。
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    欧亚大陆山地垂直带数字集成系统的设计与应用
    赵芳, 张百平, 谭靖, 韩芳, 庞宇, 姚永慧
    2011, 13 (3):  346-353.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00346
    摘要 ( )   PDF(948KB) ( )  
    在欧亚大陆山地垂直带880个带谱点数据采集的基础上,设计和开发了山地垂直带数字集成系统。其功能:(1)垂直带谱可视化显示功能:实时生成垂直带地理分布图、垂直带堆积柱状图、上下限高度随经纬度变化曲线;(2)垂直带上下限提取和绝对高度和相对高度转化功能:提取山地垂直自然带分布上限和下限高度,进行垂直带的宽度和垂直带上限海拔高度之间的转化;(3)垂直带查询、分析功能:空间选择垂直带查询、植被带和温度带等地理区域的垂直带查询与其制图分析;(4)垂直带界线提取功能:林线、雪线、冻土线等垂直带界线分布高度,随地理位置、气候、地形等影响因子变化的曲线生成、垂直带界线数据输出。其为揭示欧亚大陆山地环境的垂直分布规律奠定了重要的基础,为大陆尺度和全球尺度山地垂直带的地理分析和生态分析提供了重要的技术平台。
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    流域性暴雨洪涝灾害风险预警模型与应用分析
    廖永丰, 聂承静
    2011, 13 (3):  354-360.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00354
    摘要 ( )   PDF(788KB) ( )  
    洪涝灾害是我国影响范围最广、持续时间最长、造成损失最大的一类自然灾害。暴雨是洪涝灾害的最主要致灾因素,所以,暴雨洪涝灾害风险预警研究是洪涝灾害防灾减灾的重要基础。本文立足洪涝灾害应急管理工作要求,对洪涝灾害系统空间仿真模拟研究模式进行改进,采用流域地表径流模拟代替控制断面水位模拟,彻底解决流域地表产流及河道水位模拟限制,建立"地表径流—流域淹没分析—灾害损失预评估"风险预警模型,提高模型适应性。该模型具有较高的准确性、时效性、可操作性,能够为防灾避难提供科学依据。
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    多尺度地图的水系面目标与线目标匹配方法与实验
    赵彬彬, 邓敏, 刘慧敏, 徐震
    2011, 13 (3):  361-366.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00361
    摘要 ( )   PDF(609KB) ( )  
    目标匹配是实现多比例尺地图数据变化探测和更新的一个关键技术,它是依据几何、拓扑、语义等来进行判断的。同一地物在多比例尺地图中表达方式各异,甚至差异很大,可将较大比例尺面目标与较小比例尺线目标间的匹配模式归纳为6种:1∶0、1∶1、0∶1、1∶M、N∶1和N∶M。本文通过计算较小比例尺线目标的最小约束矩形(简记为MBR),并对与该MBR交集非空的较大比例尺面目标进行分析判断,进而构建候选匹配集。在分析各匹配模式特点的基础上,通过提取较大比例尺面目标的中轴线并将其与较小比例尺线目标比较,建立相应判断规则,提出了一套较为完整的适用于多尺度矢量空间面目标与线目标之间的几何匹配解决方案。实验结果表明,本文所提方法是有效实用的。
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    城市与农村发展空间格局研究
    首都圈"京津冀"三轴线城市空间格局的遥感分析
    隆学文, 马新辉
    2011, 13 (3):  367-373.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00367
    摘要 ( )   PDF(884KB) ( )  
    城市空间结构是城市规划和发展的基础研究内容之一,特别是以城市群综合发展的区域经济体成为当前城市发展的主要形态,以首都北京为核心的首都圈则是其中具有代表性的城市群,许多学者将该区域作为城市格局研究的首选对象。本文针对首都圈"京津塘、京唐秦、京保石"三条发展轴线内的主要城市,从区域内城镇体系空间结构、道路基础设施空间布局、城市扩展动态分析三方面,对20世纪80年代末、90年代末、2008年三个时间段的城市空间结构演变进行了遥感分析。其揭示出首都圈三轴线城市空间发展变化规律,为北京世界城市区域建设和发展规划提供了依据。结果表明,三轴线城镇均沿中心城向外扩展,城市之间的空间扩展和集聚表现出明显的辐射效应和方向性,城市扩展空间形态日趋复杂。另外,三轴线城市发展也表现出差异性,"京保石"发展轴线上的城镇密度相对较大,"京津塘"发展轴线上的交通设施分布相对密集,城市扩展及变化的速度和规模最大,"京保石"发展轴线次之。
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    基于时空Logistic回归模型的漳州城市扩展预测分析
    杨云龙, 周小成, 吴波
    2011, 13 (3):  374-382.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00374
    摘要 ( )   PDF(991KB) ( )  
    本文提出一种以时空Logistic回归模型来预测城市扩展的新方法。其首先在传统Logistic回归模型中加入空间自相关结构构建空间Logistic回归模型,然后,利用漳州市区近20年(1989-2009年)的数据,建立不同时期城市扩展模拟的多个子空间Logistic回归模型Mi,再采用一次平滑指数法综合处理这些时间序列的Mi,构建出顾及空间复杂性和时间序复杂性的时空Logistic回归预测模型。新方法一方面克服了传统Logistic回归模型法受限于预测年份影响因素数据难以获取的缺点,另一方面由于模型考虑了城市扩展的长时间序列复杂性,即综合了城市扩展不同时期影响因素不同的情况,使它更接近城市扩展的实际,因而预测精度会提高。以福建省漳州市区为例,分别运用传统Logistic回归模型方法,在传统Logistic回归模型中单独加入空间自相关结构的空间Logistic回归模型法和基于时空Logistic回归模型的新方法这3种方法,对2009年城市扩展进行了预测分析。结果表明,基于时空Logistic 模型的新方法比传统Logistic回归模型法和空间Logistic回归模型法的预测精度都要好,总体预测精度分别为81.02%、83.82%和87.00%,预测城市用地的精度从63.59%提高到67.35%和73.34%,ROC曲线下的面积AUC从0.826提高到0.883和0.924。
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    网格环境下分布式空间离群挖掘体系的设计与应用
    姚明经, 林甲祥, 陈崇成, 马亨冰
    2011, 13 (3):  383-390.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00383
    摘要 ( )   PDF(1471KB) ( )  
    空间离群是指空间数据集中那些非空间属性值与邻域中其他空间对象明显不同的空间对象。空间数据一般按地理分布存储具有海量特性,传统的集中式处理模式不能满足海量数据处理的效率和空间数据本身的安全性等要求。因此,在研究小组开发的地理知识服务网格平台GeoKS-Grid的基础上,本文针对分布式空间离群挖掘,提出了一个基于网格的分布式体系框架,制定了网格环境下分布式空间离群挖掘的策略,实现了具体的分布式空间离群挖掘算法。另遵循分布式空间数据挖掘的一般过程和网格服务通用、可重用和可组合的原则,将算法按合理粒度进行分解,并封装成多个基本的原子服务,进而以网格工作流的方式进行服务发现与组合,完成包括局部离群挖掘和全局离群挖掘在内的分布式空间离群挖掘。最后,通过福建省生态地球化学调查土壤数据离群分析实例,验证了服务或系统的合理性和有效性。
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    北京市房山区农村经济发展空间格局分析
    李雅箐, 李小娟, 王彦兵
    2011, 13 (3):  391-400.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00391
    摘要 ( )   PDF(992KB) ( )  
    我国农村经济在城乡统筹规划的进一步实施中迅速发展起来。大城市周边远郊区县农村在大城市的影响下,其经济发展具有其不同于一般农村的规律特性。本文采用北京市房山区2004-2009年农村人均纯收入(人均劳动所得)为变量提取出相对经济发达指数指标,以经济分级和空间相关性分析为方法,对房山区453个村的经济发展空间分布状况进行了GIS制图分析。同时,结合获得的经济分级图、Moran散点图和LISA图与其他地理信息,揭示了作为北京大都市周边远郊区县的房山区农村区域经济发展和差异的空间格局规律。结果表明:房山区农村经济发展水平呈现东西高中部低的"U"字型,土地利用类型、地形因素、乡镇中心的辐射作用与道路发达程度对经济发展水平影响明显;经济发达指数总体上存在正的空间相关性,空间聚集特征明显,局部空间相关性与该区经济发达程度相对应,并具有空间异质性;同时采用经济发展的相对指标作为研究数据支持,降低了农村经济发展研究时由于使用的统计数据不一致而导致衡量经济发展的障碍。
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    遥感技术与地图应用
    综合多特征遥感图像智能检索方法的概念设计
    戴芹, 刘建波, 刘士彬
    2011, 13 (3):  401-408.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00401
    摘要 ( )   PDF(922KB) ( )  
    遥感数据作为一种重要的时空数据源,在环境监测、资源管理、灾害预报、重大工程监理、国防安全等众多领域发挥着不可或缺的重要作用。遥感图像检索的效率和精度,直接关系到遥感影像数据应用的广泛性和实时性。本文在对国内外其他领域的图像检索技术、遥感图像检索技术的研究进展及其发展趋势进行综合分析的基础上,针对目前遥感图像检索所存在的主体内容和检索主题难以确定、多特征索引难以建立、多特征难以综合利用、检索系统的智能性低、检索效率低等缺陷问题,结合海量遥感数据的多样性、复杂性、不确定性等特征,提出建立综合多特征遥感图像智能检索方法的研究思路,并分别对遥感图像多特征表达模型和智能检索的概念模型进行理论构建和分析,详细设计了综合多特征遥感图像智能检索的总体方案。另外,对综合多特征遥感图像智能检索方法中的如何构建遥感图像的智能标注方法,发展综合多特征的相似度识别模型,建立遥感图像信息的智能反馈机制等系列关键问题及其发展方向进行分析与讨论。
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    最优分割尺度下的多层次遥感地物分类实验分析
    李秦, 高锡章, 张涛, 刘锟, 龚剑明
    2011, 13 (3):  409-417.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00409
    摘要 ( )   PDF(1288KB) ( )  
    为了快速、准确地提取我国海岸带地区土地利用及其变化信息,选择高分辨率遥感影像作为数据源,提出了最优分割尺度下的遥感多层次地物识别分类方法。首先,通过改进的局部方差法进行最优分割尺度的确定,建立影像中各对象的方差均值与变化率随分割尺度变化曲线,确定方差均值的峰值,以变化率开始呈现下降趋势时所对应的分割值为最优分割尺度参考;然后,针对地物分类特征差异选取各自适宜的分割尺度,建立多层次地物特征表达与规则,最后,实现最优尺度分割选择下的遥感多层次识别分类,即实现较大尺度下分割形成父对象,而较小尺度下分割出其若干子对象的目标,提出了快速、自动化获取土地利用/覆盖图的策略流程。本文选取了广东省珠海市海岸带地区作为实验区,利用多层次遥感分类方法进行地物识别分类。结果表明,其目视效果以及总体精度、Kappa系数,均优于传统方法和单一分割尺度下的影像分类方法。
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    青海玉树地震的InSAR数据同震形变场模拟与参数反演分析
    周慧芳, 张景发, 胡乐银, 罗毅
    2011, 13 (3):  418-423.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00418
    摘要 ( )   PDF(650KB) ( )  
    2010年4月我国青海省玉树藏族自治州的玉树县发生了Ms7.1级地震,这次地震(震中33.2°N 96.6°E,Ms=7.1)是由甘孜-玉树断层的强烈活动引起。甘孜-玉树断裂带大部分分布于青海-西藏高原,北西走向。该断裂带和鲜水河断裂带共同组成了巴颜喀拉地块的南边界,二者在甘孜附近成左阶错列分布。在区域构造背景分析和卫星图像、航片解译的基础上,本文给出了玉树地震地表破裂带的空间展布特征。利用D-InSAR(合成孔径雷达差分干涉测量)技术获得了玉树地震的同震形变场,继而得到了地震引起的LOS向的地表位移和发震断层的大致位置。通过对玉树地震同震形变场的分析得到本次地震的动力学特征为明显的左旋走滑。另以同震形变场和发震断层的初始模型,模拟了本次地震的同震形变场,同时通过边界元反演方法得到了断层的特征参数。反演得出的结论和野外调查的结果基本一致。
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    轨道交通线路图的站点符号表达对信息搜索速率的影响分析
    何曼丽, 唐曦, 黄余明
    2011, 13 (3):  424-430.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00424
    摘要 ( )   PDF(698KB) ( )  
    轨道交通线路图是一种广泛应用于交通运输网络的新图形,它在出行中具有不可替代的作用。本文选取上海城市轨道交通线路图中7种有代表性的站点符号表达形式,采用时间统计和定量分析的方法,以站点符号的色彩、线型、尺寸和几何形态等四类要素,对用户测试时视觉搜索速率的影响作了分析。结果表明,对轨道交通体系的熟悉程度越高,信息搜索速率越快;当符号表达形式的相关要素改变时,对上海轨道交通背景概念和换乘体系熟悉的用户所受影响不大;有一定背景知识且对上海轨道交通背景概念和换乘体系一般熟悉的用户,对于彩色、大于线路宽度、双线边框的站点符号,具有较高的信息搜索速率;而对轨道交通完全陌生的用户,在信息搜索时虽然对符合视觉感受的站点符号表达形式具有一定的认知优势,但在各种符号的信息搜索速率上差别并不明显。
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