基于熵权的模糊物元模型在水资源可持续利用评价中的应用

针对水资源可持续利用评价中存在的不相容性和模糊性问题,将物元分析理论与模糊集理论相结合,构建复合模糊物元,并应用加权欧式距离作综合评价,对各样本做优劣排序,并划分类别。在计算各评价指标的权重时,引入熵值理论,运用信息熵反映的样本数据的效用值确定权重,避免了权重分配中的人为干扰。结合实例应用,并与其他方法的评价结果作比较,验证了该模型的可靠性。分析表明,物元分析与模糊集理论的有效结合,能将多指标评价中的不相容矛盾转换成相容关系,且有效地避免了由于模糊性导致的信息丢失;熵值法确定的权重较好地反映了样本信息的有序度,充分利用实测数据客观地对评价指标进行赋权。结果表明,基于熵权的模糊物元模型应用于水资源可持续利用评价是合理、客观、可行的。     

基于重力空间熵的城市湿地压力模型构建研究——以武汉南湖湿地为例

城市化进程中人口和建设用地需求增加引发的湿地退化压力日益凸显，熵理论为城市扩张、土地利用结构变化和城市湿地退化压力建模研究提供了新思路。已有研究表明，城市湿地损失、湿地区域建设用地的增加会导致土地利用结构空间熵的数值不断下降，但仅依靠空间熵理论难以定量湿地退化压力。因此依据城市地理学中的重力递减理论，引入距离因素，从湿地区域土地利用空间熵、湿地本身面积、距湿地中心的距离、距商业中心的距离4个要素构建重力空间熵的城市湿地压力模型。研究以1988年武汉南湖湿地遥感影像为基础，制作矢量图，从南湖湿地周边众多湖泊湿地中，随机选取40个样本湿地，分别计算了1988年、1992年、1996年、2000年、2004年5个时期的样本湿地压力值，并利用Kriging空间插值对南湖湿地所受的压力值分布进行可视化处理。结果表明：（1）湿地所在区域土地利用空间熵越小，湿地所承受压力越大；距中心湿地越远越靠近城市商业中心且面积越小的城市湿地更容易发生消亡；（2）根据城市湿地压力模型计算的压力值大的湿地更容易在下一阶段发生显著的损失或消亡；（3）随着城市化的推进，建设用地的扩张，城市湿地承受的压力值逐年增加，当压力值到达0.7左右，湿地存在极大消亡风险。遥感影像解译的结果与按照重力空间熵的城市湿地压力模型计算结果一致，说明该模型能较好地预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程。模型的建成对于城市湿地动态变化和保护规划具有重要意义，了解并把握这一湿地损失过程和趋势，预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程能为城市管理者对城市湿地的具体保护提供方向和指导。 关键词： 城市湿地； 重力空间熵； 压力模型； 城市扩张划具有重要意义，了解并把握这一湿地损失过程和趋势，预测城市湿地在城市扩张压力下的演化过程能为城市管理者对城市湿地的具体保护提供方向和指导。 关键词： 城市湿地； 重力空间熵； 压力模型； 城市扩张     

基于GIS和组合赋权法的农村生态功能适宜性评价及管制分区

在村级土地利用规划过程中进行生态功能适宜性评价，以了解农村生态质量状况、明确农村生态功能适宜程度及空间分布，为村级土地利用规划中土地利用方向的确定和空间布局的划分提供科学的生态适宜依据，从而更好地协调农村发展建设和生态环境保护的关系有着至关重要的作用。以岩南村为例，开展了农村生态功能适宜性评价及应用研究。以高分辨率航空影像为数据源，从地形条件、土壤资源、生物资源、水资源、人类干扰5个方面建立了评价指标体系；利用组合赋权法确定各评价因子的权重值，构建了生态功能适宜性评价模型；以栅格为评价单元，在GIS支持下，对岩南村进行生态功能适宜性评价。并根据评价结果划分了生态功能适宜等级，制定了分区管制措施，提出了土地利用建议，旨在为岩南村土地利用规划提供指导     

西藏昌都地区土地利用结构熵值时序分析

研究土地利用结构的变化反映了区域发展和人类活动的强度,是研究区域发展结构的核心内容之一。区域土地利用结构的变化是区域土地利用演变的直接体现,信息熵可以作为土地利用结构有序性的一种度量。借助信息熵理论对藏东地区1992~2004年土地利用结构熵进行了计算与分析,分析结果表明：研究区土地利用结构熵2004年较1992年有所增加,但是增长幅度较小,与全国和西部地区土地利用信息熵水平相比,藏东地区土地利用系统结构熵值较低,有序度较高。土地利用结构变化和地方政策因素是导致昌都地区土地利用结构熵值变化的直接动因,经济发展、人口增长等对土地系统熵值的时序变化也存在影响。信息熵理论反映某区域系统宏观尺度上的土地利用结构特征,对区域土地利用结构的调整有一定的指导和借鉴意义。该理论在区域土地利用结构分析中的应用研究有待进一步深入。     

基于知识与规则的土地利用信息分层提取研究——以南京市都市区为例

为了克服利用统一分类模型难以有效提高土地利用分类精度的问题,为土地利用/覆被定性、定量信息的提取提供一种高精度、高效率的提取方法,将分层信息提取法和基于知识规则的信息提取方法相结合,基于对南京市都市区的土地利用时空特点和研究区TM影像数据中各地类波谱信息的分析,结合了地类提取指数模型、DEM数据、城市建成区边界等,充分利用地学先验知识,设计了一套土地信息分层提取的流程,对土地利用信息进行了提取。利用该方法对2012年南京市都市区的土地利用/土地覆被信息提取的总体精度达到了88.67%,Kappa系数达到了0.85。实践证明,基于知识与规则的土地利用信息分层提取方法提取精度较高,适用性强,对其他地区的土地利用/覆被信息分类提取也有一定的借鉴意义。     

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PSR模型的城乡交错带土地集约利用评价研究——以南京市栖霞区为例

研究背景：在当今城市快速扩张的背景下,土地集约利用问题成为土地科学的核心问题之一。而城乡交错带这一特殊的城市扩张边缘地区的土地集约利用研究目前相对较少。研究目的：通过典型研究区域南京市栖霞区的土地集约利用评价分析,探讨城乡交错带土地集约利用评价的特点和方法。研究方法：模型法、主成分分析法、文献法。研究结果：9 a内栖霞区土地集约利用状况整体呈稳步上升趋势,且上升幅度较大,但受到产业发展模式制约,综合集约利用水平仍不高。研究结论：城乡交错带这一特殊地区土地集约利用状况具有不同于城镇与乡村的特点。引入PSR模型进行城乡交错带土地集约利用评价的方法是可行的,在研究区的评价实践中是成功的,评价结果能较好的反映研究区土地集约利用状况及其演变,也能较好的表现出研究区各子系统之间相互作用的关系     

泰安市城市建设用地发展变化的分析研究

通过对2007~2014年城市建设用地的数据处理与比较,得出泰安市城市建设用地发展变化特点,为旧城改造以及城市规划工作提供参考,为区域城市建设结构提供依据。研究从两部分着手:一、运用土地利用动态度分析和Z-score标准化处理方法,研究泰安市城市建设用地数量变化特点。二、研究泰安市城市建设用地的信息熵值变化,分析该系统有序程度。研究结果表明:泰安市城市建设用地数量呈较稳定增长,与山东省年增长率保持较高程度的一致性;泰安市城市建设用地信息熵在时间上,具有动态演变特征。居住用地与工业用地面积变化是有序度变化的重要原因。     

县域尺度的农村空心化程度综合评估研究

针对我国农村空心化程度评估方法研究不足与区域空心村综合治理需要,本文以宁夏回族自治区为研究对象,采用农村空心化程度综合评价模型和探索性空间数据分析方法,基于Arc GIS10.3平台的空间自相关分析和热点分析模块综合评估宁夏回族自治区县域尺度的农村空心化程度总体和局部空间差异格局。在遵循综合区划地域相似性、主导因素一致性、不打破行政边界等原则的基础上,结合影响农村空心化程度的土地、人口、经济三个子系统的LISA反距离权重空间插值来计算各县级行政单元局域空间关联指数。最后,自下而上将宁夏回族自治区农村空心化程度划分为:宁夏北部经济发达型空心化低值区、宁夏中部土地粗放利用型空心化中值区、宁夏南部黄土高原经济滞后型空心化高值区。     

基于耗散结构理论的城市生态水平评价研究——以武汉市为例

城市是一个经济-社会-自然复合系统,城市生态环境是城市经济社会持续发展的支持系统。基于耗散结构理论和信息熵原理,通过计算生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变,分析城市生态系统的演化发展规律;利用综合发展度和协调发展度两个指数,建立城市生态水平评价的定量模型。以武汉市1988~2004年城市生态系统发展为例,评价结果表明：（1）武汉城市生态系统的生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变均呈现出下降趋势,城市健康、有序水平不断提高;（2）武汉城市生态系统在经历了1988~1991年停滞发展期后,从1992年开始,生态综合发展水平逐年提升,协调发展水平在不断增加,近10年来都保持在基本协调发展水平。     

湖北省土地资源遥感调查与评价

根据1999年TM影像解译了湖北省土地利用现状，然后以土地利用现状图为基础，采用地理信息系统技术，结合湖北省的实际情况，选择土壤、地形、坡度等评价因子，对湖北省土地资源进行了适宜性评价，简要地将全省土地资源划分为九等。评价结果表明：湖北省水热条件好，土地适宜性广，宜农林牧业同时利用的土地广泛分布；但是该省的基本农田面积小，土地垦殖率高，低产田面积大，后备耕地资源严重不足；土地利用结构与土地资源的供给条件、利用要求不相适宜，利用效益末得到充分发挥。     

江苏沿海地区土地综合承载力指标预警与短板要素识别

开展江苏沿海地区土地综合承载力指标预警分析,确定土地综合承载力短板与限制性要素对土地开发利用和社会经济发展具有重要的指导意义。以江苏沿海地区土地综合承载力评价指标体系为基础,采用相关方法确定了各评价指标的承载阈值,构建了承载指标承载状态预警指数计算模型和承载状态级别划分方法,计算分析了江苏沿海地区及各县市区的土地综合承载力各单项指标的承载状态预警指数和承载状态特征,识别确定了江苏沿海地区及各县市区的短板与限制性要素,从而为江苏沿海地区土地综合利用和差别化管理决策提供依据。     

长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系与评价模型

基于生态系统理论，构建了由社会、经济、自然环境、自然灾害4个子系统和7个二级指标及29个三级指标组成的长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系；以信息熵理论为基础建立了客观确定指标权重的综合信息熵模型法，并以层次分析法和综合信息熵模型法相结合确定评价指标权重值；采用灰色关联综合评价模型对上海滨岸带生态环境质量进行评价。对上海滨岸带宝山、浦东、南汇、奉贤、金山和崇明岸段1999~2003年5年间生态环境质量的时空变化特征和分级规律的研究表明：宝山滨岸带生态环境质量1999~2000年为较差，2001~2003年为中等；浦东、奉贤、南汇和金山生态环境质量一直处于中等水平；崇明生态环境质量1999、2000年为良，而2001~2003年为中。     

能源利用对城市土地绿色利用效率的影响机制——基于长江经济带的空间计量分析

探究能源利用对城市土地利用绿色利用效率的影响,对推动区域资源可持续利用和实现土地绿色利用转型等具有重要现实意义。研究从产业转移、技术创新及投资扩张等角度分析两者的影响机制,借助熵值法和非期望产出超效率SBM模型测算2006～2020年长江经济带能源利用与城市土地绿色利用效率的基础上,利用空间杜宾模型分析了能源利用对城市土地绿色利用效率的影响。结果显示：(1)研究期内长江经济带土地绿色利用效率整体呈波动上升趋势,平均效率由0.535上升到0.784,不仅高值城市数量增幅趋势显著,且集中连片分布趋势明显;(2)能源利用对城市土地绿色利用效率存在空间交互作用,直接效应系数为0.136、空间溢出效应系数为-0.203,表明能源利用对中心城市的土地绿色利用效率有推动作用,但其显著抑制了周边城市土地绿色利用效率的提升;(3)政策供给强化了能源利用对土地绿色利用效率的直接影响,同时弱化了能源利用空间溢出效应的负向作用。因此,要积极调整本地区产业结构以降低生产能耗,通过技术创新推动区域能源利用转型,在优化区域能源结构与利用效率的基础上实现区域内城市土地绿色利用效率的同步跃迁。     

江苏省水资源短缺风险的相似云评价方法研究

为有效的监测和评估水资源短缺风险的程度,实现水资源可持续开采和利用,提出水资源短缺风险的相似云综合评价模型。针对水资源短缺风险的影响因素同时具有模糊和随机性问题,建立基于熵权和相似云方法的综合评估模型。借鉴现有理论的基础上,综合考虑风险率、脆弱性、可恢复性等5个评价指标,采用熵权法确定各个指标的权重,利用正态云模型定量描述单指标条件下待评价城市水资源的短缺风险等级。给出一种新的计算正态云模型相似度方法——基于组合模糊贴近度的正态云相似度度量方法,通过比较待评价城市与风险等级之间的熵权正态云相似度值的大小,构建基于熵权相似云的水资源短缺风险评价模型。江苏省三大流域的实例表明,该方法简单可行,结果相对客观合理,能够克服现有方法的一些缺点。     

南京城郊结合部拓展的机制、问题与对策

探讨了新时期南京城郊结合部拓展的特征与机制。南京城郊结合部拓展的特征表现为以下方面：在经济发展上,城郊结合部发展速度高于远郊县,但低于城区;在人口城市化上,是人口增长最快的地区;在土地利用上,城郊结合部粗放发展。就拓展机制而言,认为当前南京城郊结合部的拓展主要是由城市向郊区分散发展的新战略、巨型工程的建设和行政区划调整等力量的驱动。目前,快速发展的南京城郊结合部也面临很多问题,诸如用地粗放、城中村问题、基础设施和服务设施建设滞后、对生态和开敞空间的侵占等。认为这些问题的根源在于两个方面--城乡双轨体制造成的政策缺位和郊区政府的企业化行为。最后,对优化南京城郊结合部的发展提出若干建议。这些建议包括创新制度,消除城乡壁垒;有机疏散,有效控制城市蔓延;引导城郊结合部房地产和大学城的发展;加强外来人口管理,采用激活的方式改造城中村。     

融合物候特征对城市土地覆被进行分类及覆被变化分析——以金坛区为例

土地覆被与全球生态环境变化有重要联系,遥感分类技术作为提取大尺度地物信息的主要手段,在土地覆被变化监测中具有重要作用.但是由于监测研究对影像时间序列的要求及像元呈现出的混合光谱的特征,现存城市土地覆被分类方法的分类精度仍待提高.为了精确评估城市土地覆被变化带来的生态效应,寻找到一种简单可行同时又具有较高分类精度的遥感分类方法显得极为重要.基于Landsat 8卫星遥感影像,建立具有代表性的城市土地覆被分类体系,结合地物物候特征改进传统的监督分类方法,并将该方法应用于金坛区土地覆被分类工作中,统计分析2016～2018年金坛区各土地覆被类型的面积变化趋势.结果表明融合地物物候特征的监督分类方法相较于传统监督分类方法可有效改善各覆被类型的提取精度;且在江苏省生物多样性保护政策的实施下,2016～2018年金坛区各土地覆被类型面积变化较为明显.整体来看,该方法在传统监督分类方法的基础上结合地物的物候特征进行土地覆被信息的提取,在保证分类方法简单易行的同时,可以有效提高分类精度,为土地覆被变化生态分析提供了有效参考.     

城市土地生态适宜性分区划分研究

在新型城镇化与生态文明建设背景下,城市发展迫切需要合理布局以实现城市土地的节约集约利用,降低城市化过程中因建设用地肆意蔓延所导致的土地资源浪费与生态环境破坏影响。以常州市武进区为例,采用地形地貌、生态环境、交通设施、建设密度4类因子建立景观过程阻力赋值体系,结合GIS空间分析技术,以垂直生态过程的多因素多因子综合判别得到的生态保护用地扩张和城镇用地扩张阻力基面为基础,再以描述水平生态过程的最小累积阻力模型计算两种扩张过程的最小累积阻力值,并依据二者的最小累积阻力差值表面,从空间上将武进区划分为4个等级的城市土地生态适宜性分区,分别为优先建设区118.39 km²、适宜建设区233.60 km²、生态缓冲区777.91 km²、生态控制区115.90 km²,明确指出了各分区的空间布局,提出了相应的发展建议,以期为武进区未来城市发展提供科学合理的空间布局参考。同时考虑了垂直生态过程和水平生态过程,一定程度上弥补了传统方法只从景观单元垂直过程研究的不足之处,为生态适宜性分区划分的方法研究提供了有益的尝试和补充。     

基于多情景模式的兰州新区生态适度人口测度

适度的人口规模是城市可持续发展的关键,城市生态适度人口的确定取决于区域生态承载力与区域人口对生态资源的需求,生态敏感性分区和区域可利用土地资源评价是生态适度人口测算的前提。本文以兰州新区为例,针对新区存在的主要生态环境问题,在GIS支持下对其生态环境敏感性进行综合评价,明确了生态环境敏感性分布规律。利用数字高程模型、遥感影像解译土地利用图和国土部门土地利用数据,测算和评价了兰州新区可利用土地资源的数量和空间分布特征。基于多情景模型方法,从用地空间、可供水量、绿地指标、生态足迹和生态敏感性分区5个方面测算了兰州新区的生态适度人口与最大人口规模。结果表明:兰州新区生态适度人口规模为82.28万人-119.93万人,生态环境和用地空间对兰州新区人口容量规模的限制作用较其它因素强烈,2030年新区人口将达到或接近适度人口规模。新区发展应统筹城乡各类资源的利用,提高土地节约集约利用水平,提升土地生态承载力。     

江苏省城市土地集约利用与城市化关系的计量分析

在界定城市土地集约利用与城市化内涵的基础上,构建了城市土地集约利用与城市化的评价指标体系,采用改进的熵值法和功效函数法测度了江苏省1985～2008年城市土地集约利用水平与城市化水平,并运用协整检验、向量误差修正模型、脉冲响应函数和方差分解等计量经济分析方法探讨城市土地集约利用与城市化的动态关系和相互作用。研究表明：（1）1985年以来,江苏省城市土地集约利用水平、城市化水平总体上逐步提高;（2）城市化与城市土地集约利用均为一阶单整序列;（3）城市土地集约利用与城市化之间存在长期稳定的均衡关系,短期内城市化水平的提高不利于城市土地集约利用,但长期内其有利于城市土地集约利用,且长期的响应作用程度更显著、更稳定;（4）城市土地集约利用对来自城市化的冲击响应强烈,城市化的冲击对城市土地集约利用的解释水平达到了5844%,而城市化对来自城市土地集约利用的冲击响应较弱,城市土地集约利用的冲击对城市化的解释水平较低。因此,应采取长期而非短期的策略,有序推进城市化进程,加强土地利用监督管理,提高土地资源集约利用水平,不断提升土地资源对经济社会发展的保障能力