基于地理加权回归克里金的降水数据融合及其在水文预报中的应用

地理加权回归克里金(GWRK)是在地理加权回归(GWR)基础上扩展得到的一种既能考虑回归关系的空间非平稳性又能考虑回归变量空间自相关性的降水数据融合方法。以赣江流域为例,在评价TRMM卫星数据精度的基础上,分别以GWRK和GWR方法构建了站点-卫星降水数据融合模型,然后采用降水融合数据驱动GR4J水文模型进行水文预报。根据站点尺度降水融合数据精度及水文预报表现,对GWRK和GWR构建的降水融合模型效果进行评价,结果表明:较之GWR方法,GWRK方法能较明显的提高降水融合数据在站点尺度上的精度,但是由于输入到水文模型中的数据为面降水数据,受空间均化的影响,对水文预报精度的提高不如对站点尺度降水融合数据精度的提高明显。     

基于地块尺度的耕地非农化驱动力空间异质性研究——以武汉市为例

土地用途管制和基本农田保护制度下,耕地非农化概率值和其驱动力的空间作用强度分布在土地资源配置和耕地保护方面有积极的指示性。基于武汉市2000~2011年耕地非农化地块的微观数据,通过比较分析Logistic回归模型和地理加权Logistic回归模型参数估计结果,验证了耕地非农化驱动力的空间异质性,并对异质性的空间分布规律和政策涵义做出总结分析。研究表明:1耕地间的空间依赖效应和建设用地对耕地的空间溢出效应在耕地非农化过程中具有显著影响力,且耕地非农化驱动力存在显著的空间异质性;2地理加权Logistic回归模型由于考虑到数据的空间非平稳状态所以比Logistic回归模型有更好的拟合效果;3耕地非农化驱动力的异质性在空间上呈现出一定规律,这些受到产业布局、经济和城市发展特点等的影响,根据不同驱动力空间异质性产生的原因进行差异化土地管理可以解决耕地保护和建设用地供给间的矛盾。研究结果能从地块尺度上反映出耕地非农化驱动因素的空间异质性,实现了驱动因素作用强度空间分布的可视化,并能为国土资源差异化管理提供理论和实践参考。     

地理邻近性与区域创新关系探讨

与“地理学已死”的认识相反．由于知识的特性和创新的背量依赖，在区域创新的研究中地理邻近得到重视。地理邻近在区域创新经济学中的位置与传统空间经济学中的位置一样．只是创新的促进因素．而不是决定性因素。空间经济学和创新经济学在目的上是一样的．但由于各自不同的经济决定变量导致了对地理邻近性的认识是不一样的。尝试从知识流动和集体学习视角，对一直被视为“黑箱”的地理邻近性的作用机理进行探讨。研究表明。地理邻近是“距离产生美”，太多或太少的地理邻近对集体学习和区域创新都是不利的。同时地理邻近性既不是区域创新的充分条件，也不是必要条件，它和其它类型的邻近相互促进．相互替代。ICIS的发展使传统空间经济学中地理邻近的重要性降低，ICIS更进一步发展同样会使区域创新经济学中的地理邻近性重要性降低，也许未来的虚拟经济的世界里真的不太需要物理世界的地理邻近。     

TRMM和GPM卫星降水数据在中国三大流域的降尺度对比研究

以中国三大流域为研究区域,分别针对TRMM 3B43和GPM IMERG降水数据,构建基于归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)数据的地理加权回归(GWR)模型,以2014年夏季(6～8月)数据为例,得到了三大流域1 km分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过气象站点数据对降尺度结果进行验证.研究表明:(1) GPM原始数据整体精度优于TRMM数据,两种数据在黄河流域的精度评价指标优于长江流域与珠江流域;(2)经降尺度计算,两种数据空间分辨率得到了显著提高,且表现出更多降水变化的细节与趋势,但精度指标对原始数据依赖性大,导致提升并不显著;(3)当联合使用NDVI及DEM作为GWR降尺度模型的辅助变量时,两种降尺度结果的差异值在长江流域与珠江流域的高海拔地区中更为显著;(4)黄河流域中,使用不同辅助变量下的降尺度结果在空间分布上总体相似.TRMM数据使用地形作为单独辅助变量的降尺度结果最佳,而GPM数据不同辅助变量下降尺度结果差异并不明显.     

长江经济带经济发展的时空分异及驱动机理研究

基于"空间—要素"的理论框架,综合运用ESDA空间统计、变异系数、基尼系数等方法研究长江经济带1994～2017年经济发展差异时空演变及经济发展阶段判读,运用全局回归(OLS)与地理加权回归模型(GWR)分析经济发展差异影响因素的空间异质性和驱动机理。研究表明:(1)长江经济带的经济发展差异从强集聚向弱集聚转变,经历了"萌芽—兴起—繁荣—转型"4个经济发展阶段,并呈现自我建设发展、区域大开发、趋同竞争、产业转型的阶段特征,区域经济呈现"均衡—不均衡—逐步均衡"态势。(2)长三角城市群为核心热点区,成渝城市群和滇中城市群为核心和次核心冷点区。经济发展经历集聚效应和涓滴效应交替,区域经济差异先扩大后减小而趋于均衡,符合"不平衡增长理论"规律。(3)地理加权结果表明,人口集聚、产业结构、外商投资、政府调控、交通发展、科技教育、金融状况是区域经济发展时空演化的正向内在动力,发展成本和地形条件是制约因素。产业结构是核心驱动力,科技教育是重要推动力,地形条件是发展基础。制定区域发展政策时,要考虑不同行政区和不同驱动要素的异质性和特殊性。     

融合时序特征的湖北省降水空间分布估算

以湖北省2006～2010年的降水量为基础数据源，通过对降水数据的分析，将省内75个站点的时间维降水序列变差函数值作为降水强度的影响因素，引入到降水量空间预测的多元地理统计中，使用时序协同克里格方法构建降水时序特征与降水量之间的数学关系模型，对湖北省月平均降水数据进行空间插值模拟。通过分析不同时间尺度下的交叉检验统计量，选择最优的时间维变差函数计算尺度。结果显示，融合时序特征的协同克里格法对降水量的空间插值较普通克里格法具有更好的插值效果，因而更适合历史资料丰富地区的降水空间分布估算     

环鄱阳湖区农田土壤有机碳影响因素空间分布格局分析及制图研究

利用地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型,对环鄱阳湖区农田土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)影响因子的空间分布格局进行系统分析,结合克里格插值方法进行土壤有机碳制图研究,同时综合比较了地理加权回归方法(GWRK)与回归克里格(Return Kriging,RK)方法在预测土壤有机碳储量结果之间存在的差异。结果表明:(1)根据Pearson相关性分析结果,所选取的各环境影响因素均与土壤有机碳具有相关性(P0.01)。(2)通过GWR模型对各影响因素空间分布格局的分析,发现SOC与坡向、年均温度和年均降水呈正相关,与坡度、植被覆盖度呈负相关。(3)GWRK法得到的土壤有机碳含量变化范围为6.35～31.93g·kg~(-1),接近采样点的实测值;RK方法得到的土壤有机碳含量变化范围在7.41～25.76 g·kg~(-1),总体空间分布特征与GWRK的结果相似,但RK方法预测的结果较为平滑,与SOC储量实际状况还存在一定差异。(4)GWR的拟合优度R~2(0.50)明显高于RK中的R~2(0.20); GWRK方法的均方根误差(RMSE)为4.58,小于RK方法的均方根误差5.35,且通过GWRK方法得出的预测结果在制图上结合采样点位置信息,使成图效果更加精细。     

基于遥感数据的PM2.5与城市化的时空关系研究——以成渝城市群为例

采用1998~2013年卫星遥感影像反演的PM2.5全球高精度产品数据集，结合GIS空间分析、地理加权回归（GWR）以及地理探测器等方法，系统地分析了成渝城市群城市化与PM2.5分布之间的关系。结果表明：（1）1998~2013年成渝城市群城市化速度较快，城市区域的PM2.5均值明显高于非城市区域，说明城市化对PM2.5具有一定的影响；（2）近16 a PM2.5重心与城市重心整体上都向东南方向移动，且两者每年在经度上的波动方向基本相反；（3）夜间灯光数据与PM2.5在空间分布上具有较好的一致性，且1998~2013年两者的GWR全局R2在0.86~0.95之间，相关性显著，研究区内城市化和人类活动对PM2.5的分布具有明显影响；（4）地理探测分析表明不同城市化因子对PM2.5影响差异显著，从2006到2013年城区人口密度和建成区绿化覆盖率逐渐成为成渝城市群PM2.5分布的主要影响因子。     

淮海经济区PM2.5时空特征及影响因素

PM2.5对区域环境和人体健康有着重要影响,淮海经济区作为东部沿海经济发展带的重要支撑部分,剖析其PM2.5时空特征及其影响因素对于京津冀和长三角城市群开展区域空气污染的联防有着重要意义.首先采用时间序列分析对研究区PM2.5浓度特征进行分析,其次利用空间分析方法分析了淮海经济区PM2.5时空特征,最后基于淮海经济区PM2.5空间自相关特征,进一步采用地理加权回归模型探究了PM2.5浓度的影响因素及其空间异质性.结果 表明:(1)淮海经济区逐日PM2.5浓度值呈现出周期性的脉冲型起伏变化规律,整体呈现出冬秋季高、春夏低的"U"型趋势.逐日PM2.5浓度振荡周期短周期为2～3d,长周期为6～7d.(2)淮海经济区PM2.5浓度的空间局部相关性呈现出周期性的变化规律.全年热点区域主要集中在研究区西北的菏泽市和西南的徐州市,冷点区则主要集中在沿海区域.(3)淮海经济区PM2.5浓度影响因素主要包括平均气温、平均降水、平均风速、林地比例和路网密度等因素,不同因素对PM2.5浓度影响存在显著的空间异质性.     

我国南方地区50 a冬季降水和相对湿度特征分析

根据中国地面气候日值数据集资料，利用气候趋势系数、气候倾向率等方法，研究了我国南方地区冬季50 a降水和湿度的时空变化特征，并运用基尼系数对降水均匀性的空间分布进行了分析。结果表明：降水和相对湿度分布皆自西北向东南递增，最大中心位于长江以南附近内陆区域，最小值基本位于高原。降水强度整体呈现增加趋势，在沿长江附近区域以及云南部分地区增强明显，最大气候倾向率为1.0 mm/d/10 a左右，有明显的突变时间，为1979年；降水量呈微弱的增加趋势，其中云贵和川渝局部区域降水量呈减少趋势，为-3 mm/10 a左右，没有明显的突变时间；降水日数在长江以南局部区域及云贵区域显著减少，其中云南的西南地区为最小气候倾向率-10 d/10 a，明显突变时间为1980年；相对湿度表现出一定的局地增减趋势，长江以北（南）主要呈微弱增加（减少）趋势，云南南部减小趋势显著；相对湿度和降水呈明显的正相关，其中与降水量和降水日数相关系数高达0.784、0.753。降水量基尼系数的空间分布与降水分布相似，只是降水分布的大（小）值中心为基尼系数小（大）值中心，不同年代及冬季不同月份的降水量基尼系数大（小）值区域范围有所增减。总的来看，我国南方冬季中部和东部大部分区域为降水均匀区，西南高原区域为不均匀区。 关键词： 南方地区；冬季；降水；相对湿度     

基于下垫面年地表温差的武汉市PM_(10)空间分布的估计

城市可吸入颗粒物(PM_(10))某一时刻或短期的空间分布,主要受气象条件控制,而一年或多年平均分布则主要取决于排放源。这些排放源与城市交通道路、工业区、城市建成区和开发区等的下垫面分布密切相关,而年地表温差可以综合反映下垫面的这些特性,所以可以利用这种相关关系,建立模型来估计年平均PM_(10)的空间分布。以武汉市为例,首先利用Landsat 8热红外遥感数据反演出2013年和2014年夏天和冬天的地表温度,计算出地表温差值;然后,根据影响随距离衰减的地学原理,利用反距离加权法(IDW),得到任意像元处年地表温差加权值,并与地面实测的2013年和2014年PM_(10)年均值做一元线性回归,通过精度对比寻找到最佳年地表温差加权值,并得到空间分布估计模型,其拟合优度R2达到0.655和0.752;最后利用该模型得到武汉市2013年和2014年PM_(10)年均值空间分布图。结果表明,武汉PM_(10)年均值浓度高值区主要集中于主城区,郊区部分人口相对集中的区域PM_(10)也较高,低值区分布在郊区乡镇、偏远山区以及有大型水体的地方。由于新方法充分考虑了下垫面的影响,与克里金内插相比,更能精细地刻画和反映PM_(10)的分布特征和规律,而且简单有效,有一定的应用价值。     

长三角城市群各业用地价格的空间分布格局及影响因素

运用空间自相关及地理加权回归方法,揭示长三角城市群各业用地价格的空间分布及关联特征,并分析其影响因素的空间异质性,丰富和发展城市群地价空间分布规律的理论研究。研究结果表明:工业用地价格普遍偏低,商住地价价格较高,符合城市间土地级差收益规律,但商住倒挂现象明显;在空间分布上,工业地价从浙东南向苏北呈梯度递减,在空间上呈现显著空间正相关,表现为低值空间集聚;居住地价在空间上呈现出较强的空间正相关,具体表现为一、二线城市为高值集聚,商服地价不存在空间自相关性;人均可支配收入、公共财政支出对长三角城市群工业地价的影响空间差异显著,城市等级、国内生产总值和人均可支配收入对居住地价的影响空间差异明显,商服地价主要受到社会消费品总额、每万人公共汽车数量和公共财政支出影响。     

Precipitation-driven decrease in wildfires in British Columbia

Trends of summer precipitation and summer temperature and their influence on trends in summer drought and area burned in British Columbia (BC) were investigated for the period 1920–2000. The complexity imposed by topography was taken into account by incorporating high spatial resolution climate and fire data. Considerable regional variation in trends and in climate–fire relationships was observed. A weak but significant increase in summer temperature was detected in northeastern and coastal BC, whereas summer precipitation increased significantly in all regions—by up to 45.9 %. A significant decrease in province-wide area burned and at the level of sub-units was strongly related to increasing precipitation, more so than to changing temperature or drought severity. A stronger dependence of area burned on precipitation, a variable difficult to predict, implies that projected changes in future area burned in this region may yield higher uncertainties than in regions where temperature is predominantly the limiting factor for fire activity. We argue that analyses of fire–climate relationships must be undertaken at a sufficiently high resolution such that spatial variability in limiting factors on area burned like precipitation, temperature, and drought is captured within units.     

Simulating potential vegetation distribution in a mountainous region of the Eastern Tibetan Plateau:A case study of Barkam County

The main objective of this study is to simulate the potential vegetation types on the basis of environmental parameters.The paper took Barkam County in a mountainous region of the Eastern Tibetan Plateau as the study area.The vegetation distribution was mapped in 1994 and 2007 based on TM remote sensing images by object-oriented interpretation method.We overlaid the two maps to find out the vegetation patches which have not changed,and took them as stable types.Fifty per cent of the stable patches were randomly sampled to operate the logistic regression with related environmental parameters;others were used as test data of simulated results.Seven environmental parameters were mapped,including elevation,slope,aspect,surface curvature,solar radiation,temperature and precipitation,based on DEM data and meteorological site data by GIS technology.The relationship between the spatial distribution of vegetation and environmental variables were quantified by logistic regression.The distribution probabilities of each vegetation type were calculated.Finally,the spatial distribution of potential vegetation was simulated.This research can provide a scientific basis for vegetation restoration and ecological construction in this area.     

“十二五”时期中国碳排放强度累积目标完成率分析

以中国大陆30个省市(自治区)为例，以2010年为基准年，在ESTDA的框架下，运用ESDA、LISA时间路径和LISA时空跃迁等方法分析了2011~2015年碳排放强度累积目标完成率的时空动态特征，同时，利用空间误差模型和地理加权回归模型分析了中国省域碳排放强度累积目标完成率的影响因素。结果表明：（1)中国省域碳排放强度累积目标完成率存在显著的空间差异性和空间自相关性；(2）东部地区具有相对稳定的局部空间结构；在空间依赖方向上，北京稳定性最强，新疆波动性最大；(3）中国省域碳排放强度累积目标完成率空间格局演化的整合性较弱，稳定性较强，协同高增长省域主要分布在中西部地区，协同低增长省域主要分布在东部地区；（4)影响中国省域碳排放强度累积目标完成率的重要因素是产业结构、能源强度、能源自给度和能源消费结构。 关键词： 碳排放强度累积目标完成率；时空动态；LISA时间路径；LISA时空跃迁；地理加权回归模型     

近47年中国夏季日降水变化特征分析

以中国596个气象台站1961~2007年的夏季逐日降水资料为基础，分析了近47 a中国夏季降水长期趋势和年代际变化特征。采用面积加权平均法得到夏季全国和8个区的降水量、降水频率、降水强度序列。按小雨、中雨、大雨及暴雨降水强度分类，探讨了不同强度降水在我国降水变化中的贡献。结果表明：中国总体夏季除降水频率呈减小趋势外，降水总量、降水强度都呈增加趋势；西北西部在8个区域中的变化相对显著。降水量的增加是小雨级别降水频率和中雨以上级别降水强度增加共同作用的结果；东北、华北、西北东部降水减少主要是小雨降水频率减少的结果；长江中下游和华南降水量增加主要是大雨、暴雨降水频率和暴雨降水强度增加共同作用的结果；西南降水减少主要是小雨降水频率减少的结果。各区及全国夏季降水量、降水频率和降水强度大多在90年代有所增大，在2000年后又有所减小。与1970年代末的气候跃变相对应，各区及全国降水频率、降水强度的跃变均发生在1970年代末或1980年代初。〖