Please wait a minute...

当期目录

    2017年, 第19卷, 第8期 刊出日期:2017-08-31 上一期    下一期
    地球信息科学理论与方法
    基于多尺度最小二乘支持向量机优化的克里金插值方法
    车磊, 王海起, 费涛, 闫滨, 刘玉, 桂丽, 陈冉, 翟文龙
    2017, 19 (8):  1001-1010.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01001
    摘要 ( 651 )   HTML ( 1 )   PDF(1495KB) ( 342 )  

    克里金插值方法根据待估位置点、已知样本数据点的位置关系和区域化变量的空间相关性,实现空间加权估计,满足估计的无偏性和最优性。传统方法理论模型形状固定且选择具有人为主观性,无法反映空间数据的变化趋势及其空间多尺度特征。本文为解决上述问题,提出了一种基于多尺度最小二乘支持向量机优化的克里金插值方法,此方法为拟合实验变异函数提供了一种新的思路。从实际样本数据的变化趋势出发,采用最小二乘支持向量机拟合实验变异函数,并利用不同尺度小波核反映不同尺度下的空间变化。最后,实验环节包括模拟和应用,模拟主要验证经多尺度最小二乘支持向量机优化后插值方法的科学有效性以及准确性,应用主要研究青岛市PM2.5浓度时空分布特征,为城市生态科学防护及控制提供理论依据。结果表明,基于多尺度最小二乘支持向量机优化的克里金插值方法能够更好地刻画变异函数,反映不同尺度下的空间变化细节,从而在一定程度上提高插值的精度,是一种可选的克里金插值方法。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    面向轨迹起止特征点数据的多比例尺可视化方法
    金澄, 陈瑗瑗, 杨敏
    2017, 19 (8):  1011-1018.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01011
    摘要 ( 674 )   HTML ( 4 )   PDF(1580KB) ( 381 )  

    本研究以北京市出租车GPS轨迹数据为例,建立了一种面向轨迹起止特征点(Origin-Destination, OD)的多比例尺可视化表达方法。首先,依据轨迹点描述信息提取OD特征点,并进行无效点清理与排除;然后,利用分布密度指标和辅助行政区划数据实施聚类分析,对OD数据分布空间进行区域划分;最后,定义参量统计各区域间OD数据隐含的流向特征,并设计专门符号进行可视化。其中,通过调整最小区域面积控制参数建立与街区、商圈、城区等不同层次地理单元相对应的区域划分,从而获得涵盖3种不同级别的OD数据多比例尺表达结果。试验结果表明,本文提出的方法能够对轨迹OD数据进行有效降维,获取不同尺度下区域间的车辆移动关系,对揭示车流人流时空交互模式及辅助决策有参考意义。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    手机用户上网时段的混合Markov预测方法
    方志祥, 于冲, 张韬, 冯明翔, 倪雅倩
    2017, 19 (8):  1019-1025.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01019
    摘要 ( 488 )   HTML ( 1 )   PDF(1250KB) ( 242 )  

    手机用户上网时段研究与预测对手机用户行为与模式分析、网络服务内容设计、网络黏性与心理、移动互联商业智能等具有重要意义。本文结合Markov模型和关联规则模型,提出一种手机用户上网时段的混合Markov预测方法——Lift-Markov(LM)方法,并采用中国某城市4G手机用户流量上网产生的流量收费数据进行实验验证与分析。研究发现:该实验区域37.66%的手机用户个体存在明显的以天为周期的周期性特性;本文所提出的LM方法在10、20、30、40、50、60 min间隔时的平均预测准确率都优于Markov模型和Mostvalue模型,其中在60 min间隔时能达到79.75%的平均准确率,优于Markov模型(74.64%)和Mostvalue模型(64.44%);LM方法的预测准确率分布相比于其他2种模型都要窄,而且密度分布峰值最高、标准差最小,说明本文方法对人群的上网时段预测准确率较为集中与稳定,具有较好的预测性能。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    土地利用配置的混沌蚁群优化算法研究
    陆军辉, 梅志雄, 赵书芳, 肖艳云
    2017, 19 (8):  1026-1035.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01026
    摘要 ( 621 )   HTML ( 0 )   PDF(1818KB) ( 243 )  

    土地利用优化配置是促进土地可持续发展的重要举措,然而现有研究缺乏有效求解土地利用优化配置模型的新型混合式智能优化算法。本文结合蚁群算法和混沌模型,形成混沌蚁群优化(Chaos Ant Colony Optimization,CACO)算法,并以广州市增城区为研究区,对土地利用现状进行优化配置;然后在数量结构、目标函数值、空间布局等方面将优化结果与土地现状及标准蚁群算法优化结果进行对比分析。结果表明:① CACO算法能在满足多种约束条件下,有效解决多目标土地利用优化配置问题;② 与标准蚁群算法相比,CACO算法能增加土地利用的经济效益7.18亿元、生态效益0.33亿元、社会效益1.13%,同时降低地类转换成本1.15%;③ CACO算法能使土地利用现状空间分布多样性和均匀性的下降控制在1.30%以内,同时缩减地块数量8.86%,并使平均斑块大小增加9.77%,从而提升土地集约利用水平,更合理地配置各现状地类的空间分布,为研究区土地利用的科学规划与决策提供支持。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    地理空间分析综合应用
    利用空间聚集的贝叶斯网络评估手足口病发病风险
    丘文洋, 李连发, 张杰昊, 王劲峰
    2017, 19 (8):  1036-1048.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01036
    摘要 ( 680 )   HTML ( 4 )   PDF(1428KB) ( 317 )  

    手足口病是一种常见的传染病,以往的研究表明该疾病与气象、环境和社会经济等因素相关联,其影响关系复杂,而疾病本身体现出较强的区域聚集性,采用普通的线性风险建模方法无法捕捉影响因素的复杂性及空间聚集性。因此,本文以山东省为例,在前人研究的基础上,提出了采用贝叶斯网络综合风险建模方法研究手足口病的发病风险与气象、土地利用、社会经济及空气污染等要素间的关系,并通过引入空间扫描统计聚集结果,将空间聚集引入到贝叶斯网络模型加强其空间推理功能,减少模型的偏差,提高评估的精度。结果表明,本文建立的手足口病空间贝叶斯网络风险模型具有较高的估计效果,引入的空间聚集性较好地融入到贝叶斯概率推理模型中,合理建立预测因子同手足口病发病风险之间的关系。通过对建模结果的解译,分析了手足口病的发病风险影响因素,特别是气候、社会经济及空气污染的影响。本文的空间贝叶斯建模方法及研究结果对手足口病暴发的防控预警具有重要的意义。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    北京市二手房价格时空演变特征
    周湘, 袁文, 李汉青, 马明清, 袁武
    2017, 19 (8):  1049-1059.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01049
    摘要 ( 774 )   HTML ( 0 )   PDF(1862KB) ( 372 )  

    城市住宅价格时空格局及演变特征是衡量城市房地产市场发展均衡性的重要指标。针对海量的互联网实时房产数据,本文构建了一种长时序时空大数据挖掘方法。首先,利用挂牌数据和成交数据,进行了泛在网络地产数据的可用性验证;其次,提出了“混合像元”的多尺度栅格模型,以构建基于栅格系统的房产统计特征描述,形成了多源网络房产数据融合方法;然后分别采用莫兰指数和地理探测器分析房价的空间自相关性和分异性,并基于P-Bshade和邻近栅格时空插值算法解决了稀疏房产数据的融合与插值问题,构建了长时序房地产时空栅格数据库;最后,以北京六环范围内为研究区域,通过栅格区划算法进行了二手房价格时空演变格局的挖掘分析。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    江苏省商业网点的空间分布特征及其区域差异因素
    车冰清, 简晓彬, 陆玉麒
    2017, 19 (8):  1060-1068.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01060
    摘要 ( 780 )   HTML ( 0 )   PDF(1226KB) ( 299 )  

    以江苏省商业网点POI(兴趣点)数据为基础,结合经济社会统计数据,分别对批发零售业、住宿业和餐饮业三种业态类型,运用标准差椭圆、核密度、最近邻指数以及多元线性回归等分析方法,探讨不同发展水平、发展阶段城市商业网点的空间分布模式和业态结构特征,并揭示其区域差异的影响因素。研究发现:江苏省商业网点总体上具有西北走向分布态势,呈现相对集中分布格局,表现出在长江以南地区集聚和在地级城市中心城区密集布局的特征;不同业态类型网点空间分布具有差异,批发零售业网点的空间集聚特征最显著,住宿业网点的分布相对均衡;各市商业业态结构呈现出批发零售业和餐饮业网点数量为主,以及批发零售业销售额独大的特征;地区生产总值、人口规模、居民人均可支配收入、城市综合可达性以及第三次产业产值比重是影响商业网点分布的重要因素,不同因素对商业网点分布的影响程度差异性较大,居民消费能力和地区发展水平是江苏省商业网点分布差异的主要驱动力。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    遥感科学与应用技术
    Landsat时序变化检测综述
    汤冬梅, 樊辉, 张瑶
    2017, 19 (8):  1069-1079.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01069
    摘要 ( 944 )   HTML ( 12 )   PDF(2240KB) ( 738 )  

    时序变化检测已成为当前Landsat数据主流的变化检测方法。本文从检测算法对比、时序数据构建和精度评价等方面对Landsat时序变化检测进行回顾和评述,进而提出Landsat时序变化检测当前所存在的问题,及其所面临的挑战。Landsat时序变化检测算法可大致归纳为轨迹拟合法、光谱-时间轨迹法、基于模型的方法3大类,这些算法大多基于森林扰动提出;变化检测常用指标有波段型、植被指数型、线性变换型、组合型4大类,每类指标的优势不同,可综合多类指标以更全面地检测不同扰动类型。尽管Landsat时序变化检测已取得长足发展,但仍然面临诸多挑战,其中最大挑战是缺少一致性的参考数据集进行变化检测精度评价。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    中国南方丘陵区非点源污染过程模拟研究进展
    高会然, 沈琳, 刘军志, 朱阿兴, 秦承志, 朱良君
    2017, 19 (8):  1080-1088.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01080
    摘要 ( 622 )   HTML ( 0 )   PDF(1874KB) ( 387 )  

    随着南方丘陵区开发利用强度的增大,氮、磷非点源污染和水体富营养化问题日益突出。由于流域尺度非点源污染过程的复杂性,难以建立大范围、重复可控的观测和实验环境,模型模拟成为非点源污染治理辅助决策的必要手段。已有学者对南方丘陵区非点源污染过程模拟开展了相关研究,但缺乏对已有成果及其存在问题的系统总结以及对下一步研究方向的分析探讨。本文首先分析了南方丘陵区非点源污染过程的机理,认为该地区的非点源污染过程模拟应满足多过程耦合、空间全分布式及考虑区域特点等要求;然后,对南方丘陵区非点源污染过程模拟研究现状以及存在问题进行了分析,总结了现有研究在描述非点源污染物迁移路径和反映区域特点等方面的不足;最后,从适合南方丘陵区特点的流域空间离散化方法、全分布式非点源污染物迁移路径的构建、特殊地物和人为活动在全分布式非点源污染模型中的综合表达等方面探讨了下一步研究方向,旨在为南方丘陵区非点源污染过程模拟研究提供参考和借鉴。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    变异函数对泛克里金法的细粒子比星-地融合影响研究
    赵爱梅, 张莹, 李正强, 李凯涛, 马䶮
    2017, 19 (8):  1089-1096.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01089
    摘要 ( 499 )   HTML ( 0 )   PDF(1650KB) ( 190 )  

    泛克里金方法进行星-地融合可有效提高MODIS FMF的精度,然而由于地基站点稀少造成融合前需要利用长时间序列数据获取变异函数的主要参数(块金值、基台值和变程),故不能满足基于卫星瞬时观测遥感PM2.5的PMRS模型的需求。本文对2010年12月至2016年11月中国中东部地区的数据进行了变异函数参数的计算和分析,结果表明不同年份相关距离变化情况相一致,夏季显著高于冬季,基台值呈现与相关距离相反的趋势。通过利用2016年冬季变异函数中的变程(控制实验)和2011-2016年冬季变异函数的变程季均值(对比实验)作为初始值,对2016年冬季中国中东部地区MODIS FMF和地基FMF进行了融合,弃一交叉验证结果显示控制实验下FMF融合结果与地基FMF偏差最大值由0.552降低至0.198左右(对比实验下最大偏差为0.218),平均误差相近(分别为0.070、0.080)。2种实验估算的PM2.5平均值(分别为77.6、78.8 μg/m3)仅相差1.2 μg/m3,与在位测量的PM2.5观测值相比,误差平均值均为37.4 μg/m3。由此可见,融合结果对初始变程值的变化敏感度不高,在季节相同的情况下,变程的多年季均值可有效替代相应季节的变程值。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    不同城市规划的生态质量差异对比研究
    方灿莹, 胡秀娟, 徐涵秋, 王美雅, 林中立
    2017, 19 (8):  1097-1107.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01097
    摘要 ( 547 )   HTML ( 2 )   PDF(1658KB) ( 221 )  

    为定量分析不同城市规划理念带来的生态质量差异,本文以福州市在不同时期规划建设的2座体育场馆为例,基于Sentinel-2A遥感影像,应用新型遥感生态指数RSEI分析对比了这2座体育场馆的生态效应。在全面分析其主要地表覆盖信息的基础上,探讨了二者之间生态质量差异的原因。研究发现,采用传统理念规划的福建省奥林匹克体育中心的生态指数RSEI均值为0.39,而实行绿色生态规划的海峡奥林匹克体育中心的RSEI均值为0.42,优于福建省奥林匹克体育中心。总的看来,海峡奥体中心在规划中采用透水铺装和不勾缝的铺装形式,加大绿地斑块面积以及预留风道等绿色措施有效地提高了地表湿度、降低了地表温度和干度,从而对该体育中心的生态质量起到积极的作用。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    SRTM1 DEM与ASTER GDEM V2数据的对比分析
    武文娇, 章诗芳, 赵尚民
    2017, 19 (8):  1108-1115.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01108
    摘要 ( 940 )   HTML ( 11 )   PDF(1381KB) ( 524 )  

    本文以山西省为实验区,基于ICESat/GLA14测高数据对SRTM1 DEM和ASTER GDEM V2数据的垂直精度进行了对比,分析了其在坡度、土地利用类型和地貌类型中的误差分布情况,并基于地形剖面方法分析了2种DEM数据在地形表达上的差异。研究结果表明:① 在垂直精度上,SRTM1 DEM数据要明显高于ASTER GDEM V2数据,其绝对误差均值分别为4.0 m和7.8 m,标准偏差分别为6.0 m和10.7 m,均方根误差分别为6.1 m和10.7 m。② 这2种DEM数据的精度受坡度影响严重,随坡度值的升高误差增大;SRTM1 DEM的绝对误差均值、标准偏差和均方根误差在水田最小,在林地最大,而ASTER GDEM V2的这3种误差在居民用地最小,在林地最大;SRTM1 DEM 和ASTER GDEM V2的绝对误差均值、标准偏差和均方根误差在平原地区最小,在大起伏山地最大。③ 在平原和台地地区,ASTER GDEM V2数据高程值有异常波动,SRTM1 DEM在起伏山地存在对山谷过高估计。总体上,SRTM1 DEM比ASTER GDEM V2对地形的表达准确,与ICESat/GLA14对地形的描述基本相一致。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    近30年刘家峡以下黄河上游河道湿地演变规律与驱动力分析
    夏热帕提·阿不来提, 刘高焕, 刘庆生, 黄翀, 管续栋
    2017, 19 (8):  1116-1131.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01116
    摘要 ( 567 )   HTML ( 0 )   PDF(1816KB) ( 312 )  

    河道湿地是流域生态系统中,位于水陆交错地带,关联陆地生态系统和水生生态系统的桥梁和纽带,对蓄水滞洪、净化水质和水土保持,以下维持生物多样性和生态平衡起重要的作用。本文采用1986、1996、2000、2006和2015年5期Landsat遥感影像数据对刘家峡以下黄河上游湿地进行湿地解译提取,并利用空间统计分析法、转移矩阵法和质心位置变化法对刘家峡以下黄河上游河段河道湿地演变规律以及驱动力因素进行研究。结果表明,1986-2015年,黄河上游河道湿地面积从17.3万hm2逐渐减少到12.2万hm2,减少了29.0%。研究区土地利用类型的转移主要发生在河流、裸滩、草本湿地与耕地的相互转化上。过去30年嫩滩湿地的变化幅度远大于老滩湿地,嫩滩湿地面积从1986年的15.46万hm2减少到2015年的10.41万hm2,减少了32.7%,嫩滩湿地演变规律为天生湿地型之间的相互演变,即河流-裸滩-沼泽湿地。而老滩湿地面积基本处在稳定状态,面积范围在1.84~2.28万hm2之间,具有天然湿地-人工湿地与天然湿地-农业用地的演变规律特征。水渠湿地、坑塘湿地和森林湿地质心位置变化较为突出,由单一类型动态度分析可知,研究区自然湿地萎缩、城镇化加速、河流水面面积减少加快。以上分析结果与研究区气温、水利水电工程、灌溉用水、凌汛期冰情以及城镇化程度均有关,与降雨量无明确关系。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    南极帝企鹅种群栖息地动态变化遥感分析
    沈校熠, 柯长青, 张杰
    2017, 19 (8):  1132-1140.  doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01132
    摘要 ( 518 )   HTML ( 0 )   PDF(1608KB) ( 264 )  

    帝企鹅是南极生态的指示器,其种群栖息地分布变化对研究南极气候具有重要意义,但传统的人工实地调查难以获取全面、准确的种群栖息地信息。本文依据帝企鹅种群排泄物在卫星影像上的蓝、红波段和近红外与短波红外波段的反射率差异,提出2种可以有效判别种群排泄物的光谱指数(NDII、EI),据此精确识别帝企鹅种群排泄物并确定其种群栖息地位置。根据2009年195景时相合适、质量较好的Landsat 7 ETM+卫星影像,获取了南极共计38个帝企鹅种群栖息地,其中新发现7处(Bowman Island , Dibble Glacier , Auster, Point Geologie , Cape Crozier , Brownson Islands和Rupert Coast),消失2处(Amundsen Bay 和Ledda Bay),另外25处(除Thuston Glacier, Luitpold, Sanae, Gould, Ragnhild和Beaufort Island外)位置未发生明显变化,实现了全南极帝企鹅种群栖息地的识别与定位。种群栖息地提取的正确率为94%,提取结果受限于影像质量和种群规模,且随着种群规模的提高,该方法的提取效果也越好。帝企鹅种群栖息地的分布与气候要素息息相关,种群栖息地往往倾向于气温较低和海冰密集度较高的区域,气候变化对每个种群栖息地的影响不同,因此气候与种群栖息地变化的具体关系需要长时间、区域性的观测进行研究。随着气温持续上升和海冰密集度的变化,南纬70°以北的种群栖息地面临较大的威胁,帝企鹅种群呈现向极点逐渐收缩的趋势。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标