福建省土地利用多尺度空间自相关分析

常规统计方法是分析制约土地利用空间分布的影响因素常用方法,其理论假设前提是数据本身在统计上是独立的,呈正态分布。而土地利用空间数据往往具有一定的空间自相关性,同时空间自相关性中蕴含一些有用的信息,必须采用合适的方法予以解决。论文以福建省作为研究区域,采用Moran's I系数的自相关图来表示土地利用及其影响因子的空间自相关性特征,并且在此基础上建立了土地利用与影响因子的空间自回归方程。研究结果表明,研究区域内土地利用与影响因子普遍存在空间自相关性,并且空间自相关性与研究尺度密切相关,空间自相关性随尺度增大而增强。空间自回归模型的解释能力比经典统计回归模型略强,并且空间自回归模型中的残差较小、空间模式不明显,而经典回归模型的残差比较大,并且具有显著的空间分布模式。  

北京耕作土壤重金属含量的空间自相关分析

以北京市耕作土壤中重金属元素为例,采用Moran's I统计量研究了土壤重金属含量的空间自相关关系、空间相关尺度以及空间分布规律.结果表明:北京市耕作土壤中8种重金属含量均存在空间自相关性.Cr、Ni、Zn、Hg、Cu、Pb、As、Cd的空间自相关尺度分别为57、75、57、55、55、65、74、37km.以cr和Hg为例,用区域空间自相关指标结合Moran散点图分析了重金属含量空间聚集区和空间孤立区在研究区内的分布规律.其中"高-高"空间聚集和"低-高"空间孤立区域存在潜在的污染风险,对土壤重金属环境质量评价和重金属污染防治有着重要的作用.  

1999～2007年中国能源消费碳排放强度空间演变特征

采用Theil指数和空间自相关分析方法,研究1999～2007年国家、区域和省际层面能源碳排放强度特征、区域差异水平和空间格局演变.结果表明,①1999～2007年,全国能源碳排放总量从0.91 Gt逐年上升至1.83 Gt,碳排放强度从0.83t.万元-1震荡下降至0.79 t.万元-1;②八大经济区域碳排放强度呈现三级分化趋势,东北、黄河中游和大西北地区历年碳排放强度均在1.0 t.万元-1以上;北部沿海、长江中游和大西南地区碳排放强度在0.7～1.0 t.万元-1之间;东部和南部地区碳排放强度在0.32～0.51 t.万元-1之间;③Theil指数分析表明区域内部碳排放强度水平相近,区域之间的碳强度分化是全国总体差异扩大的主要原因;④全局自相关Moran＇sⅠ值从0.19上升至0.25,表明省域之间碳排放强度呈现正相关的空间集聚分布;碳强度的＂冷点＂区相对稳定,主要集中在东部和南部沿海地区;＂热点＂区从大西北转至黄河中游和东北地区.⑤碳排放强度的空间差异与区域资源禀赋、经济发展、产业结构和能源利用效率等因素密切相关.区域差异和空间自相关关系的探讨有助于深入了解我国能源碳排放强度的空间异质性和格局演变,也为国家制定差异化的区域碳减排目标和碳排放调控政策提供有益参考.  

冬小麦种植面积空间抽样单元尺寸优化设计

抽样单元尺寸是空间抽样调查方案设计过程中的关键要素。合理的抽样单元尺寸对降低抽样调查费用、改善抽样外推总体精度具有重要意义。为实现农作物种植面积空间抽样调查中抽样单元尺寸的优化设计,论文以河南省为研究区,以冬小麦种植面积为研究对象,选取正方形网格作为抽样单元,遵循传统抽样理论中抽样单元间相互独立原则,通过分析不同抽样单元尺寸与对应该尺寸下的抽样框内总体单元间全局空间自相关指数(Moran’s I)的相关关系,进行了抽样单元尺寸的初选。为最终实现抽样单元尺寸优选,基于初选的8种抽样单元尺寸,分别构建抽样框,采用以抽样单元内冬小麦面积占单元面积比例(麦土比)为分层标志的分层抽样方法进行了研究区冬小麦种植面积空间抽样样本抽选、总体外推及误差估计试验研究,结果表明:抽样比随抽样单元尺寸的增大而增大;8种抽样单元尺寸下的外推总体相对误差和变异系数均较小,变化范围分别为3.82%~5.75%和3.76％~4.69％;以抽样调查费用和抽样误差为抽样效率评价指标,优选出抽样单元尺寸为20 000 m×20 000 m时,进行研究区冬小麦种植面积抽样调查的效率最高。  

我国环境污染与经济发展空间格局分析

以2006年我国31个省(市、自治区)的环境和经济统计数据为基础,利用三次曲线拟合了各地区人均污染物指标与人均GDP的相关性,同时利用系统聚类分析方法,将不同省(市、自治区)按人均污染物指标和人均GDP的相关性分为5类,并通过计算各类别相关指标的空间自相关系数,揭示了不同类别中各省(市、自治区)环境污染和经济发展的空间相关性.结果表明:在空间尺度上,我国没有出现环境库兹涅茨曲线特征,经济越发达地区的环境污染越严重;在人均污染物指标和人均GDP的空间关系上,东南沿海经济较发达地区为正相关,广大中西部地区为随机分布,少数经济落后地区为负相关.  

基于CLUE-S模型的黑河中游土地利用情景模拟研究 ——以张掖市甘州区为例

由于传统的土地利用空间统计分析问题中存在固有的空间自相关效应,进而影响到不同土地利用类型空间分布概率模拟的精度.研究在CLUE-S模型中传统的二值Logistics回归的基础之上引入了空间自相关因子形成Autologistic回归模型,并将其用于区域土地利用情景模拟.结果表明:(1)考虑了土地利用类型空间自相关性的Autologistic回归模型在模拟土地利用空间格局时能更好地反映真实土地利用分布格局.耕地、林地、草地、水域及未利用地的空间格局拟合优度ROC值分别从0.914、0.820、0.697、0.635和0.798提高到0.924、0.892、0.766、0.716和0.835;(2)基于Autologistic回归分析的建模对CLUE-S模型的模拟精度有一定的提高.Autologistic回归分析下模拟结果的Kappa指数0.935 4大于Logistic回归模拟结果0.888 0;(3)通过模拟2020年研究区5种情景方案下土地利用格局,表明在不同情景方案下的土地利用/覆被格局存在显著的空间差异:①自然增长情景方案下,耕地的增加对于保障粮食安全有重要意义,而建设用地的扩张则会促进研究区经济建设的快速发展,但林地和草地转化为未利用地会加剧土地的退化和生态环境的恶化;②在3种水资源约束情景方案下,水资源对干旱区土地利用/覆被变化的制约非常明显,提高水资源利用率是改善干旱区生态环境的一个重要措施;③土地结构优化情景方案下土地利用比较全面地考虑到了流域粮食安全、生态保护以及经济发展等需要,具有较强的合理性;④经济发展情景方案下建设用地快速扩张,大量侵占周边耕地和草地,粮食安全会受到较大的威胁;⑤生态保护情景方案下林地、草地和水域等生态保护用地面积呈显著扩张,区域生态环境质量明显改善.  

土地经济密度的区域差异特征及动态演变格局——基于长江三角洲地区的实证分析

基于长江三角洲地区25个城市的土地经济密度数据，利用泰尔指数、空间自相关等方法对1995-2007年长江三角洲地区土地经济密度的区域差异特征及动态演化格局进行了初步探索。研究表明：①该区域的土地经济密度总体呈不断上升趋势，但是城市间差异明显，其高值点主要集中于沪苏锡常地区；②土地经济密度的总体差异和区间差异呈现波动性缩小趋势，江苏省内部差异和区间差异是总体差异的主要组成部分；③土地经济密度总体上趋于空间集聚，但局部的空间集聚中心从环杭州湾城市转移到苏南地区和上海。可见，高投入、低效率的土地利用方式已不适合长江三角洲地区的发展，未来必须统筹区域土地利用，合理配置土地资源，促进区域合理分工和协调发展。  

浙江省县级单元建成区用地绩效评价及其地域差异研究

为评价浙江省县级单元建成区用地的绩效，并探讨其地域差异，论文采用AHP法、空间分析法，得到研究结果为：构建了基于经济、效益、效率和公平四个维度的土地绩效评价框架；经济绩效与效率绩效呈现较强的空间集聚特征；效益绩效与公平绩效的空间分布趋于离散；综合绩效呈现四种不同的空间模式；用地协调度并不与经济发展水平直接相关。由此得出结论：由于城市的规模报酬递增和工业化水平提高，子绩效中经济绩效与效率绩效呈现较强的空间集聚特征；而效益绩效与公平绩效则体现出相反的两极分化特征；在区域中心城市的产业梯度转移、辐射效应、周边地区的功能承接等机制影响下，H-H绩效和L-L绩效呈显著的空间集聚形态；产业结构升级提高了土地利用协调性，而欠发达地区的土地利用低水平自组织优化机制也可能具有较高的协调度。  

区域COD、SO_2及TSP排放的空间自相关分析:以江苏省为例

空间自相关分析是空间统计学的一个重要组成部分,是认识空间格局的有效手段.针对研究的空间范围不同,常采用全局空间自相关和局部空间自相关来衡量区域空间自相关程度.利用江苏省1990~2006年13个省辖市COD、SO2和TSP排放量数据,采用空间自相关分析方法对江苏省环境污染排放区域异质性进行了研究.结果表明,江苏省COD和TSP排放总量分别从1990年的596 353 t和1 101 404 t显著下降到2006年的291 762 t和704 734 t,SO2排放量基本保持稳定;江苏省COD、SO2和TSP排放的空间自相关性随时间推移正在发生着变化,到2006年COD、SO2和TSP排放的Global Moran’s I分别达到0.465 7、0.214 2和0.510 1,呈现较显著的正空间自相关趋势,空间上的集聚分布格局业已形成,且COD排放先于SO2和TSP排放在空间呈现集聚格局,空间集聚的程度也较大;苏南与苏北的污染排放格局差异较大,苏南COD、SO2和TSP排放的Global Moran’s I值至2006年分别增加到0.499 7、0.320 2和0.298 3,集聚格局明显,而苏北COD、SO2...  

湖北省湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对湖北省湖泊营养物生态分区的尝试.运用主成分分析法对众多指标进行降维处理,产生彼此互补又能综合反映湖区情况的新指标,构建了湖北省湖泊营养物生态分区指标体系.在此基础上,根据各区域新指标值结合聚类模型进行湖泊流域的初步分类,利用判别分析完成非湖泊流域的类别归属判别,运用空间自相关分析方法对区域各因素的空间分布格局进行量化分析,以揭示零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,最后根据关联结果确定边界完成分区并进行特征描述.结果表明,利用该分区技术方法体系可以尽量避免人为因素干扰,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性.