聚类分析在江汉湖群典型湖泊分类中的应用

江汉湖群中的许多通江湖泊由于自然和人为原因失去了与长江及其支流的天然联系,对湖泊生态和湖区经济可持续发展造成了不利影响,重建江湖联系对湖泊生态环境改善和湖区经济发展意义重大。根据4项选择标准,选取江汉湖群中13个典型湖泊作为研究对象,以有关社会经济、生态等方面的调查统计数据为基础,利用聚类分析的方法对江汉湖群中的13个阻隔湖泊进行分类。根据所挑选的16个指标将这些湖泊划分为4大类,并对各类湖泊特点进行了分析,确定了这些湖泊的通江顺序。     

科尔沁沙地生态环境质量综合评价

基于研究区2000年土地利用图形数据、土地沙漠化监测数据、环境状况公报数据以及统计年鉴数据，采用中华人民共和国环境保护行业标准《生态环境状况评价技术规范（试行）》HJ／T192—2006）规定的生态环境状况评价的指标体系和计算方法。从旗、县尺度上对科尔沁沙地的生态环境状况进行综合评价。结果表明：2000年科尔沁沙地各旗县的生物丰度指数为22．01-37．96。植被覆盖指数为25．20～45．86，水网密度指数为22．51—30．97。土地退化指数为1．47—21．06。环境质量指数为57．98～59．84，综合生态环境质量指数为25．28～33．25。根据国家生态环境状况分级标准判断．该区域生态环境状况属于较差级别．意昧着该区域植被疆盖度较差。严重干旱少雨．物种较少。存在着明显限制人类生存的因素。     

城市公共基础设施环境效益研究

随着中国城市化进程的加快,城市环境问题日益突出。城市公共基础设施,特别是生态环境基础设施的建设和运营,对城市环境质量具有显著的改善作用。城市公共基础设施环境效益反映了基础设施投入与所产生的城市环境有益成果之间的对比关系,是衡量运营效果的重要指标。本文运用基于二次目标函数的DEA交叉效率模型,对中国35个大中城市公共基础设施环境效益状况进行了评价和分析。结果显示,35个大中城市公共基础设施环境效益整体状况并不乐观,特别是一线城市表现很不理想,表明城市公共基础设施环境效益状况与经济发展水平之间并不存在必然的正相关关系;基于聚类分析的评价结果进一步显示,城市公共基础设施环境效益状况与投入规模间也不存在正相关关系。分析表明,除投入结构不合理外,由于社会经济发展压力过大而致使环境承载能力相对不足是导致城市公共基础设施环境效益低下的主要原因。从短期来看,以具有相似投入规模的高效城市为标杆调整公共基础设施投入结构,是低效城市改善环境效益的有效举措;从长期来看,以新型城镇化战略为指导合理推进小城镇公共基础设施建设、以国际典型可持续发展城市为标杆优化城市公共基础设施发展模式,是从根本上改善我国城市公共基础设施环境效益状况的必然选择。     

武汉城市群空间扩展的生态状况诊断

武汉城市群是我国建设资源节约型和环境友好型社会综合配套改革实验区，城市群的生态环境质量是实现城市群可持续发展的重要保障，是建设生态型城市群的重要支撑。构建了由自然资源要素、生态环境要素和社会经济要素组成的武汉城市群空间扩展的生态状况诊断指标体系，采用熵技术支持下的AHP模型和模糊隶属度函数模型建立了城市群空间扩展的生态状况诊断模型，利用1997~2006年武汉城市群9市土地利用数据、社会经济和环境变化数据，系统分析了武汉城市群空间扩展的生态环境质量变化状况。研究认为：1997~2006年武汉城市群生态状况诊断的综合评价指数呈先下降后上升的变化趋势，说明伴随城镇用地扩张和土地利用转化，城市群生态环境质量先降后升；除仙桃市外，城市群内其余各市生态状况诊断的综合评价指数均缓慢下降，说明各市空间扩展造成生态环境质量的下降，这种影响在9个城市之间存在着较大的空间差异性。〖     

中国资源型城市循环经济发展水平的聚类实证研究

由于粗放型的发展模式受到严格限制,资源型城市的发展普遍面临严峻困境,发展循环经济,是资源型城市实现可持续发展的必然途径.对资源型城市循环经济发展水平进行计量实证研究,找出其发展共性和差异具有很强的现实意义和理论价值.通过构建资源型城市循环经济发展评价指标体系,收集涵盖全国34个典型资源型城市、17个资源枯竭城市的39个地级资源型城市和参照城市北京的22个原始指标数据,用功能互补的因子分析和聚类分析进行实证研究:首先用因子分析法对原始数据进行分析,用得到的8个因子代替原来的22个指标,进一步进行K-means聚类分析,对资源型城市的循环经济发展水平做了较为完整的评价,结果显示:资源型城市循环经济发展整体水平不高,循环经济发展理念有待深入,东营、克拉玛依等城市经济发展状况很好,为循环经济发展提供了良好的经济基础,晋城在循环经济的某些领域取得了较好的效果,白山的循环经济发展水平相对最低.     

旅游牵头 全面带动 推进华山可持续发展实验区健康发展

华山可持续发展实验区是 1 996年经国家 2 8个部委审查批准设立的城郊型社会发展实验区 ,是西北地区唯一的国家级实验区 ,该实验区位于国家级重点风景名胜区——西岳华山风景名胜区内 ,具有独特的旅游优势。几年来 ,实验区坚持“依山兴城、以城带乡”和“开放开发”的发展战略 ,坚持“旅游牵头 ,全面带动”的工作思路 ,以经济建设为中心 ,围绕国家可持续发展实验区的标准和要求 ,依托上级支持和当地资源条件 ,走“政府组织、专家指导、公众参与、社会兴办”的发展路子 ,有力地推动了实验区人口、经济、社会以及生态环境的协调发展。1　华山…     

江苏土地利用综合效益空间分异研究

研究江苏土地利用效益空间分异特征对制定差异化土地利用战略从而实现全省土地资源的合理利用与调控,促进区域之间以及社会、经济与生态环境的协调发展具有重要作用。首先建立了以土地利用综合效益为总目标,土地利用社会效益、经济效益和生态环境效益为子目标,包括22个评价因子的土地利用综合效益评价指标体系。在此基础上,采用多因素加权综合评价法,对江苏省各县（市）进行了土地利用综合效益及协调度评价,根据两者的组合状态将江苏分成高效协调区、中效基本协调区和低效基本协调区三大类型区。整体上看,土地利用综合效益及协调度有从南到北逐渐降低的空间分异特征,其中社会经济发展水平是引起土地利用综合效益和协调度差异的主要原因。针对不同类型区域应实行不同的土地利用战略及相关政策来促进区域之间、社会经济与生态环境之间的协调发展。     

基于模糊集合理论的中国区域土地覆盖数据集融合及精度分析

全球土地覆盖的特征及其空间分布的信息是理解人类活动与全球变化之间复杂相互作用的关键信息来源，对全球变化研究至关重要。目前欧美等国家相继研制了全球范围的土地利用覆盖数据集，并对全球科学界免费提供，这些数据集为人类提供了更加准确的、完整的全球土地覆盖信息。然而，全球范围的土地利用覆盖数据集的种类多，特点不一，因此需要结合其优点，以适用于中国陆面。采用了一种基于模糊集合理论的数据融合方法，对主要数据集进行中国区域土地覆盖数据集融合分类重建，并结合高分辨率卫星分类结果进行了一致性检验分析。检验分析表明该方法能够兼容多种数据集的特点，该项成果可用于全国和区域数值模式以及生态环境评价等进一步研究应用     

玛多县生态环境承载力计算与评价

玛多县位于青藏高原三江源地区,区域经济发展落后,生态环境脆弱,迫切需要掌握其环境承载力状况以服务于本区域的可持续发展。本文研究构建了玛多县生态环境承载力的指标体系及计算方法,分别从水源涵养、生物多样性维护两种生态区类型对研究区进行生态环境承载力进行评价。以多源数据的整合和处理为驱动,选取自然生态和环境状况两个二级指标进行计算,定量获取了玛多县生态环境承载力。计算表明,玛多县作为水源涵养型功能区其生态环境承载力为37.64,作为生物多样性维护型功能区其生态环境承载力35.12,均属脆弱状态。     

区域生态环境评价的灰色关联投影模型

区域生态环境评价是实现全面环境管理，协调区域经济发展与生态环境保护．实现区域可持续发展的重要手段。由于评价所涉及的地域复杂性和因素多样性，许多评价方法和体系都处于不断探索和发展之中。区域生态环境系统是一个灰色系统，包括了自然、经济和社会等方面具有信息不确知性和不完全性的因素。基于灰色系统理论和矢量投影原理，建立了区域生态环境评价的灰色关联投影模型。该模型将评价样本及各级质量标准视为矢量．分别向同一矢量(理想样本)进行投影。根据投影值的大小，确定样本所属的生态环境质量级别及样本间的优劣排序。以巢湖流域为个案，在建立生态环境评价指标体系和标准的基础上，运用所建模型对其生态环境质量现状进行了评价，结果与实际情况相吻合。即巢湖流域总体以及分区合肥市、六安市的生态环境质量为4级，分区巢湖市为5级。研究表明，灰色关联投影模型对于多指标的区域生态环境质量评价是科学的、有效的，具有一定的推广和实用价值。     

基于PCA变换和神经元网络分类方法的中国森林制图研究

主要讨论基于NOAA AVHRR数据生成的NDVI时间序列数据与其他来源的地理数据结合进行中国森林细分类和制图的研究。首先利用ISODATA聚类方法对由NDVI时间序列数据派生的NDVI矩阵变量因子进行土地覆盖类型的分类，然后利用已有的植被类型图、TM影像以及地面样点数据作为参考依据, 进行类合并，获得中国森林边界。然后用PCA方法对NDVI时间序列数据进行信息增强与压缩处理，以排除各种干扰因素，提高分类精度。最后结合部分地理数据和地面样点调查数据，利用神经元网络方法进行中国森林分类，并依据种属和物候学特征、中国气候区划图以及国家植被分类二、三级分类系统，进行重新归类，得到最后的1 km中国森林分类图。分类结果表明，所用方法能够更加细致地划分森林类型，并且能保留一个相对较高的分类精度。     

垃圾块体填埋法及其应用前景

分析了垃圾排弃的现状、危害、潜在价值及现有的垃圾处理方法,提出创新垃圾处理方法势在必行。与已有的垃圾处理方法比较,垃圾块体填埋法有自己的特点,以社区为单元的垃圾源头分类投放、收集和预处理,能使垃圾实现分类化处理;通过垃圾中可回收废物的回收利用,能使垃圾最大限度资源化;通过垃圾分类粉碎、脱水、压缩成块体,使垃圾有效地减量化;经过消毒、分类堆砌有助于垃圾填埋场地的分类管理和安全监控,使垃圾处理基本无害化;回收、堆肥、焚烧、填埋,使垃圾处理综合化;填埋场的复垦与开发利用,使垃圾处理环保化。该方法的推广应用,可使垃圾处理无害化、减量化、资源化和市场化目标得以实现。     

基于知识的洞庭湖湿地遥感分类方法

湿地遥感影像分类是遥感研究的一大难题。分析洞庭湖不同湿地类型在遥感影像上的光谱曲线规律,利用两个季节的洞庭湖ETM数据,并辅助以物候特征和地面GIS信息,通过遥感软件Erdas Image的专家分类知识库建立决策树分类方法,结合研究区的DEM进行洞庭湖湿地的影像分类,通过专家分类器分层次实现了包括水体、泥沙滩地、防护林滩地、湖草、芦苇滩地和苔草滩地以及其他水体7种湿地类型的分类。相比传统分类方法,专家分类过程以规则为基础,可以同时利用多个条件进行分类,减少了数据处理时间,同时还提高了分类精度,最终得到试验区较为可靠的遥感分类图像。     

三峡地区主要地类的自动提取方法研究

针对三峡地区地貌类型复杂、土地利用多元化及遥感影像变异大的特征,在完成图像预处理和辅助资料收集的前提下,提出了一种基于样本和辅助资料可交互作业的计算机全自动土地利用类型提取方法。应用专业的图像处理软件eCognition为平台,通过选取样本、寻找最佳波段并生成判别函数来达到提取的目的,在很大程度上减弱了遥感判读中“同物异谱”、“异物同谱”、“边界过渡”等现象对分类结果的影响。分类结果输出为常用的栅格以及矢量格式,方便地实现了与其它栅格和矢量处理软件的兼容。运用自动提取的方法完成了三峡地区主要土地利用类型的自动提取工作并取得了较高的验证精度;在大面积的土地利用调查中应用遥感图像自动分类方法来获取土地利用信息的技术路线和方法方面作了一定探索。     

基于多源遥感影像融合的武汉市土地利用分类方法研究

准确高效的获取土地利用信息,对于合理利用和开发土地资源具有十分重要的意义。在快速城镇化地区,土地利用活动频繁且密集,土地利用格局演变十分剧烈,增加了城市土地利用精准分类的不确定性;且受环境气候和云雨天气影响增加了有效光学影像获取的难度。为提高城市土地分类精度,该文选取武汉市中心城区为研究案例,以Sentinel-1A和Landsat8 OLI影像为数据源,采用Gram-Schmidt变换方法进行影像融合,选取最大似然、支持向量机、CART决策树、BP神经网络等4种分类方法对融合的影像进行分类,提取了研究区土地利用信息,并对其进行分析。进一步,通过与光学影像的分类结果对比,探究了Sentinel-1A和Landsat8 OLI融合影像在土地利用信息提取方面是否具有优势。研究结果表明:(1)对比其他3种方法,CART决策树分类方法对于融合后的影像分类精度最高,总体分类精度和Kappa系数分别达到88.55%和0.841 4;(2)与光学影像相比,Sentinel-1A和Landsat8 OLI融合影像可以更有效地获取高精度城市土地利用信息;(3)基于多源遥感影像融合的CART决策树分类方法是获取研究区高精度土地利用信息的一种行之有效的技术手段。研究成果可为快速城镇化区域的土地利用分类提供参考。     

基于中低分辨率遥感影像的分类方法对比研究——以鄱阳湖水鸟栖息地遥感分类为例

选取中国鄱阳湖南矶山湿地为研究范围,通过分析候鸟在越冬期的栖息特征,构建适宜于提取候鸟栖息地的湿地分类系统。以Landsat8卫星OLI遥感影像为数据源,采用面向对象分类方法,通过多尺度分割、特征提取和决策树建立等关键步骤,实现湿地信息的快速提取;通过与传统像元法的分类结果对比,系统分析了面向对象方法在基于中低分辨率遥感影像的湿地信息提取中的有效性。研究表明:在面向对象湿地信息提取中,构建不同等级的分割尺度,在多个尺度上提取同一地物,可以更好识别复杂的湿地景观类型;相比仅依据像元光谱特征进行分类的传统像元方法,面向对象方法综合利用光谱、空间、形状和纹理等多种特征,因此可以获得更高的精度(总体分类精度达到87.64%,Kappa系数为 0.855 2);基于中低分辨率遥感影像,采用面向对象分类方法,能够获得较高精度的湿地景观分布,是一种成本较低且行之有效的技术手段。     

基于时空数据融合的江汉平原水稻种植信息提取

及时、准确监测水稻种植面积,对区域粮食政策制定、粮食安全以及农业发展具有重要意义。然而我国南方地区水稻生长期内降水充沛的气候特点使得遥感影像"云污染"现象严重,为解决水稻种植信息遥感提取存在可用数据不足的问题,以江汉平原为例,利用时空数据融合模型(Spatial and Temporal Data Fusion Approach,STDFA)将Landsat 8 OLI与时序MODIS数据融合,重构出具有高时-空分辨率特征数据,然后采用面向对象的SVM分类方法对研究区内水稻种植信息进行提取,结果如下:融合后的红与近红外波段反射率与真实反射率的相关系数分别为0.84和0.81,研究区水稻提取精度为94.46%,Kappa系数为0.91。说明时空融合模型能够较好地重构出高时空分辨率数据,从而实现多云雨地区农作物种植信息遥感提取。     

基于决策树—山体阴影模型的植被信息提取研究

植被是土地覆被分类的重要内容,植被分类对研究流域生态具有重要参考价值。鄂西犟河流域是南水北调中线工程的重要水源地,该区以中低山和丘陵为主,地形起伏剧烈,导致遥感影像存在大量阴影,制约了植被分类的精度。基于LandSAT OLI影像,使用ArcGIS的Hillshade模块,输入DEM数据和传感器具体参数,计算得到影像成像时刻阴影的准确分布;统计野外采集地物样本点在MNDWI、NDVI和RVI等指数上的差异;结合决策树分类法,分别设定阴影和非阴影下6类样本的阈值进行分类。结果表明:(1)该方法总分类精度能够达到92.93%,Kappa系数为0.912;(2)阴影和非阴影区植被具备明显的同物异谱和异物同谱特征,表现为阳面的植被指数整体高于阴面;3类林地的RVI值由高往低依次为:灌木,混交林和针叶林。(3)传统经验模型在不同纬度的适用性不同,无法精确提取阴影的范围,降低了分类精度;决策树—山体阴影模型作为一种智能分类方法,能够还原Landsat OLI影像准确的阴影分布,提高山地和丘陵等阴影面积大、形状复杂区域的植被分类精度。     

分形维数在洪水分期的应用

分数阶积分是分形理论的一个重要分支,应用分数阶积分进行时间序列维数估计,其精度比box维数、量规法等方法高。在此方法的基础上,以金沙江上游石鼓站42年的流量数据为研究对象,对流量散点序列进行了分形分析,在初步证明洪峰散点序列是一种分形的前提下,将分数阶积分应用到洪水分期上,通过估算的维数确定洪水分期原则并定量划分了洪水的分期时间,论证了洪水分期的合理性,并将分数阶积分估算维数法与容量维数法进行比较。对比传统洪水分期方法,分形维数分期结果较为客观,受经验和人为影响较小,但是容量维数方法需要选择大量的洪峰点,分析计算的工作量很大,而分数阶积分具有运算方便、结果准确等优点,而且建立的分形函数关系方便进一步分析研究。〖