基于多源遥感数据及DEM的人口统计数据空间化——以浙江省为例

利用DMSP/OLS遥感夜间灯光数据进行人口等社会经济数据的空间化时,往往受到其较低的空间分辨率、像元过饱和以及像元溢出现象的影响。植被指数（如NDVI）与不透水面呈负相关关系,与夜间灯光数据在反映人类活动、提取建成区方面可以互补,将这两种数据融合可以有效减少夜灯数据像元过饱和等因素引起的误差。通过进一步融合DEM数据对基于DMSP/OLS夜间灯光数据和NDVI构建的人居指数进行了海拔修正,基于修正后的人居指数与统计人口之间很强的线性相关建立人口空间化模型,获得2010年浙江省1 km×1 km分辨率下的人口密度空间分布。模拟结果显示,浙江省平均人口密度为515人/km2,模拟的平均相对误差为183%,相比海拔订正前的模拟误差减少约5%,表明利用多源遥感数据融合后的人居指数在省级尺度上模拟人口空间分布的精度较高     

基于DMSP/OLS数据的江苏省城镇人口空间分异研究

人口空间分异研究是区域协调发展的基础,便捷准确地获取城镇人口全局和局域的空间信息,对于合理制定区域人口、经济和社会发展政策具有重要意义。在DMSP/OLS(夜间灯光)数据和人口数据之间的定量关联基础上,模拟出格网尺度上江苏省2012年人口密度,采用人口集中指数、空间变差函数识别人口分布的空间格局并探讨区别于行政单元尺度的人口格局形成机理。区域层面,江苏省人口空间分异呈现苏北地区"低密度点状"分布,苏南、苏中为"高密度面状"分布并存格局。城镇层面,江苏省人口空间分布结构具有4种类型,H-H型地区人口各向差异性最强,网格单元内随机变异最小;H-L型人口各向差异性最小,网格单元内随机变异较大;L-L型人口轴向均质化特征明显,网格单元随机变异较小;L-H型空间各向差异性较小,网格单元的随机变异最大。结果表明,基于DMSP/OLS夜间灯光数据反演而得到的人口格网模型具有巨大潜力,结合变差函数进行拟合分析可定量地刻画城镇内部人口分布的空间异质性特征。     

基于DMSP/OLS与土地利用的江苏省人口数据空间化研究

准确、高分辨率的人口分布信息是人地关系研究的重要前提。人口数据空间化可实现人口统计数据与空间信息集成,重构人口空间分布特征,为区域可持续发展研究提供数据支持。基于DMSP/OLS夜间灯光数据与土地利用数据,以遥感与地理信息系统理论与方法为基础,采用空间滞后回归模型模拟了江苏省2010年人口空间分布状况,并得到1km×1km的人口密度网格图。通过从县级、乡镇级两种空间尺度对人口数据空间化结果进行检验,结果表明基于DMSP/OLS与土地利用的人口数据空间化能够正确地表达人口空间分布规律,尤其对于人口较为密集地区,具有很高的数据重现精度;但是对于人口密度畸高或畸低的地区,由于人口空间分布异质性较大,数据重现的准确性下降。     

基于卫星夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟

中国能源统计数据"横向不可比,纵向不可加"现象依然突出,尤其是分省能源消费统计千差万别,给分省碳排放评估带来了较大困难,如何利用卫星遥感数据科学合理地估算中国分省碳排放是当前亟须研究的问题。本文运用DMSP/OLS全球稳定夜间灯光数据,在通过相互校正、年内融合和年际间校正等系列处理得到中国分省稳定夜间灯光数据的基础上,首先分别构建中国分省稳定夜间灯光亮度DN值与人均碳排放和单位面积碳排放之间的时空地理加权回归模型,两个模型整体效果均较好,拟合优度分别高达96.74%和99.24%;其次运用稳定夜间灯光亮度DN值对分省人均碳排放和单位面积碳排放进行时空模拟;最后运用人口规模和土地面积对分省碳排放进行估算。估算结果显示:(1)整体来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际值6.3349×109t较为接近,两个模型的相对误差均在0.5%以内。(2)分年度来看,所有年份的相对误差均在5%以内,2006年分省加总碳排放模拟值与实际碳排放6.2036×109t最为接近,绝对误差和相对误差均较小,两个模型模拟值的相对误差均为0.04%。(3)分省域来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际碳排放均非常接近,除海南和宁夏外,其余28个省区市的相对误差均在1%以内。(4)分年度分省域来看,以2013年为例,40%省份的相对误差在2%以内,70%省份的相对误差在5%以内。从整体、分年度、分省域、分年度分省域的估算结果来看,基于稳定夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟效果良好。因此,运用卫星夜间灯光数据可以较为准确地对中国分省碳排放进行估算和预测,为卫星遥感影像数据服务分省碳排放监测和评估提供一种补充性参考。     

基于LJ1-01夜间灯光影像的苏锡常地区人口空间化研究

基于NPP/VIIRS DNB和"珞珈一号"01星(LJ1-01)两种夜间灯光数据原始影像与苏锡常地区县级人口统计数据进行空间滞后回归建模,得到500 m×500 m和200 m×200 m两种空间尺度的人口密度格网图,并利用乡镇人口数据进行检验证明LJ1-01数据在人口空间化研究中具有更高的精度;在此基础上,基于电子地图兴趣点(POI)数据与人口分布之间的相关性,通过融合POI数据对LJ1-01原始影像的模拟结果进行优化,并在乡镇尺度上对人口空间化结果进行了精度评价。结果表明:(1)LJ1-01夜间灯光影像亮度值与人口数呈显著正相关,相关系数高于NPP/VIIRS夜间灯光数据;(2)LJ1-01新型夜间灯光数据适用于人口空间化研究,且其模型拟合效果整体优于NPP/VIIRS传统夜间灯光数据;(3)将LJ1-01夜间灯光数据与POI数据进行融合可有效改善其人口空间化模拟结果,空间滞后回归模型的复相关系数R~2提高至0.946 3。通过实践,可以发现LJ1-01夜间灯光数据具有实现精细尺度人口数据空间化的巨大潜力。     

上海城市人居生态质量综合评价研究

基于上海城市气象站点数据、卫星遥感反演的土地利用数据、气象灾情记录数据和植被叶面积指数数据,运用层次分析法结合专家咨询法,建立了上海城市人居生态质量评价指标体系,并综合应用遥感和地理信息系统(GIS)空间分析技术,从湿润指数、气象灾害指数、水体密度指数、植被覆盖指数和植被质量指数开展了上海城市250m空间格网的人居生态质量评价和等级划分。结果表明:建立的评价指标体系对上海城市人居生态质量评价是可行的,上海人居生态质量在多数地区都为良或一般等级,在闵行、宝山和嘉定一些地区以及青浦和浦东个别地区人居生态质量为差,而在崇明北部和南部一些地区以及浦东、南汇和奉贤沿海极少地区人居生态质量为优等级。     

中国夏季极端降水空间格局及其对城市化的响应（1961~2010）

利用1961~2010年6~8月中国544个气象站点的日降水数据,采用滑动空间百分位和滑动空间距平的方法来确定的极端降水阈值,在此基础上,以夏季极端降水的雨量占夏季总降水量的比例来表征极端降水强度,并检测极端降水阈值和强度的区域非均一性。进一步通过引入可以反映城市化水平的DMSP/OLS夜间灯光数据,并将不同气象站点所在区域的城市化水平划分为6个等级,从而分析城市化水平与极端降水强度的关系来定量评估城市化对极端降水强度的影响。结果表明,采用滑动空间百分位法和滑动空间距平能够有效诊断出城市化对极端降水的影响。相比于固定百分位阈值法,基于滑动空间百分位法确定的极端降水阈值和强度的空间分异格局更加对比鲜明,整体来看城市化已在很大程度上影响了中国夏季极端降水的阈值和强度,进而对其空间分异特征产生了显著作用。一方面城市化效应使得中国夏季极端降水阈值提高了1.68%,另一方面夏季极端降水的平均强度与城市化水平有着显著的线性关系,即城市化水平每提高一级,极端降水的平均强度增大0.62%。因此,城市化增大了极端降水的风险。 关键词： 极端降水;滑动空间百分位法;滑动空间距平;DMSP/OLS;城市化;中国     

DMSP/OLS夜间灯光数据在城镇体系空间格局研究中的应用与评价——以近16年江西省间城镇空间格局为例

通过分析1994～2009年16 a逐年DMSP/OLS的静态平均灯光数据的DN值分布情况,考虑实际空间格局分布数据需求和数据质量,选择1994、2000、2005、2009年4个年度为代表,进行江西省城镇空间格局分布应用研究,并对数据质量进行评价。结果表明：1994～2009年度江西省城镇建设用地总量数值尽管与统计数据之间存在一定的波动,但总体扩展趋势基本一致;在城镇化增长速度上,2000～2005年比1994～2000年大29.53%,2005～2009年比1994～2000年大4357%,说明江西省城镇化发展正逐步提速,并有加快发展的趋势;景观指数分析表明江西省城镇化扩张过程中,面积越来越大,城镇间聚集度越来越高,相互影响也越来越大;城镇化形状越来越复杂;城镇间联系越来越紧密,破碎度逐步减小,城镇斑块形状变化逐步加大,发展无序程度加重。最后,针对江西省城镇空间格局发展现状,研究提出了积极发展中型城市、集约化发展特大城市、稳步扩大小城镇发展规模的建议     

长江经济带城市人居环境空间格局研究

以长江经济带110个城市为例,从居住环境、经济环境、社会环境、生态环境4个方面构建综合人居环境评价模型,运用层次分析法对各城市人居环境进行测度评价,并借助GIS可视化和空间自相关方法揭示和探讨长江经济带城市人居环境空间格局与集聚特征。结果发现:(1)综合人居环境存在显著空间差异,长三角地区整体人居环境质量最高,中部地区次之,云贵川地区最低;中心城市明显高于普通城市。(2)各系统层中,居住环境、经济环境质量长三角地区和省会城市优于普通城市;社会环境优质区域具有中心地指向性;生态环境则是以赣皖城市最优,中东部城市优于西部城市。(3)综合人居环境及各环境系统层均呈现明显的空间正相关集聚特征,即高人居环境区域在空间上毗邻,反之亦然;从莫兰指数散点图和LISA图中看出,高-高集聚区以长三角为中心布局,低-低集聚区则位于云贵川、皖北等地。     

基于能值的中国农业绿色经济增长与空间收敛

构造合理的评价指标,对农业绿色经济增长现状及其演变进行客观评估与分析,是实现传统农业向绿色农业转变,促进农业经济可持续发展的迫切要求。本文基于能值理论,对2003—2014年中国及各省域单元农业绿色GDP进行了测算,在此基础上,利用空间分析方法研究我国农业绿色经济增长的空间格局与收敛特征。结果表明:1相较于传统农业GDP,中国人均农业绿色GDP增长相对缓慢,农业绿色GDP占农业传统GDP的比重在80%—85%之间,并呈下降趋势。2我国农业绿色经济增长存在显著的空间集聚,且集聚效应逐渐增强。3人均农业绿色GDP并未打破传统经济增长东部高、西部低的整体格局。东部经济发达地区更高的农业生产效率和西部相对粗放的生产方式是形成这种空间格局的主要原因。4农业人均绿色GDP的收敛分析适用于空间误差自回归模型,考虑了空间自相关因素后得出的收敛速度快于普通收敛分析的收敛速度。因此,准确评价农业经济增长水平需要充分考虑农业增长中的资源环境代价。在今后的发展过程中,我国应实施差别化的农业绿色发展政策,经济发达地区需要进一步减少农业经济增长中的资源环境成本,在继续扩大高增长优势下,促进农业发展的绿色转型。而欠发达地区则应在稳定粮食生产的同时更加注重生态环境保护,努力实现整体跨越式发展。各地区还应加快现代农业技术的转移与扩散,通过增强技术知识的空间溢出效应来提高农业绿色经济增长的收敛速度,尤其是农业发展落后地区应加强与先进地区的交流合作,大力引进先进的农业生产技术与管理经验,提升人力资本水平,以逐步缩小差距,促进农业绿色经济的协调发展。     

Mapping the global supply and demand structure of rice

Rice plays a major role in the global supply and demand for sustainable food production. The constraints of maintaining sustainable rice production are closely linked to the relationship between the distribution patterns of human activity on the planet and economic growth. Global patterns of rice production can be mapped by using various criteria linked to domestic income, population patterns, and associated satellite brightness data of rice-producing regions. Prosperous regions have more electric lighting, and there are documented correlations between gross domestic product (GDP) and nighttime light. We chose to examine global rice production patterns on a geographical basis. For the purposes of this study, each country is considered to be made up of regions, and rice production is discussed in terms of regional distribution. A region is delineated by its administrative boundaries; the number of regions where rice is produced is about 13,839. We used gridded spatial population distribution data overlain by nocturnal light imagery derived from satellite imagery. The resultant relationship revealed a correlation between regional income (nominal values of GDP were used) and rice production in the world. The following criteria were used to examine the supply and demand structure of rice. Global rice consumption = “caloric rice consumption per capita per day” multiplied by “regional population values”. Regional rice yields = “country-based production” divided by “harvested area” (multiple harvests are taken into account). Regional rice production = “regional harvested areas” multiplied by “rice yield values”. We compared regional rice consumption and production values according to these methods. Analysis of the data sets generated a map of rice supply and demand. Inter-regional shipping costs were not accounted for. This map can contribute to the understanding of food security issues in rice-producing regions and to estimating potential population values in such regions.     

Impact of Regional Economy on Internal Migration in Yangtze Delta： Based on Panel Data

Metropolitan Shanghai, in Yangtze River Delta （YRD）, plays undoubtedly the leading role in the economic development in China, and becomes one of the most important population congregation areas. It is also widely regarded as the sixth uprising urban agglomeration in the world. Based on the quantitative studies on basic socioeconomic and demographic profile on the number and transition of population, this paper concluded that the migration is the key factor for population dynamics in YRD. Then, what are the regional economic factors affecting the migration of different cities in YRD？ The panel data show that the different wage level is the most important factor that affects the immigration in YRD. Moreover, the ratio of industry sector and service sector has an impact on attracting immigration. However, per-capital GDP and the share of foreign direct investment （FDI） to GDP have dual-side impact： not high per-capital GDP and FDI bring the high immigration.     

泛长江三角洲区域经济空间差异分析——基于经验贝叶斯修正的空间自相关指数

忽视了地理位置因素的传统统计分析方法无法真正反映经济要素空间差异的动态演变过程,经验贝叶斯修正的空间自相关指数有效地避免了方差不稳定性,为泛长江三角洲区域经济空间差异的定量分析提供了有力支撑。借助经验贝叶斯修正的空间自相关指数,对1999~2008年泛长江三角洲区域经济发展的总体空间差异、集聚中心和孤立点的空间转移路径以及局部空间差异进行探索性分析。研究结果表明：总体上,经济发展在泛长江三角洲区域具有较好的空间结构性和空间关联性,全局空间自相关指数呈现出波动性增大趋势;经济集聚中心和孤立点的空间转移路径存在一定的规律性,表现为传统长江三角洲地区始终作为高值集聚中心,安徽始终作为低值集聚中心,南昌始终作为高值孤立点,泰州始终作为低值孤立点;从局部来看,区域经济发展表现出十分明显的局部空间差异,表现为传统长江三角洲地区的高值指向性与新扩容省份的低值指向性     

基于MODIS-EVI数据的长江三角洲地区植被变化的特征

基于2001~2010年MODIS EVI植被指数产品数据,结合国家标准气象站逐月气温、降雨及日照时数资料,对长江三角洲地区植被的时空变化特征进行分析。结果表明：（1）空间分布上,该区域西南部以林地为主,而东北部以农田为主,近10 a植被变化面积占总面积的32%,以农田的转出和城镇的转入为主;（2）区域年最大EVI整体呈减少趋势（-0028/10 a）,不同季节下,夏冬季均呈减少趋势（以2月和8月份最为显著）,春秋季则呈增加趋势（以5月和10月份最为显著）;（3）不同植被类型下,城镇和农田EVI呈不同程度减少趋势,以城镇EVI下降速度(-0076/10 a）最为显著（R2=077）,而林地变化较弱;(4)研究区湿润气候环境下,农田和林地年最大EVI与日照时数和气温多呈正相关性,与降雨多呈负相关性,其中以林地EVI与2~4月份日照时数的正相关性较为显著,城镇EVI与气象因子的关系相对较弱,更多的是受城镇化等人类活动的影响     

长三角地区碳排放效率时空特征及影响因素分析

长三角区域一体化发展战略上升为国家战略,要求建立区域间协调机制,引导低碳产业,弥补绿色发展的短板。掌握长三角地区碳排放效率时空特征及其影响因素,对长三角地区低碳高效发展及顺利实现碳减排目标具有重要的现实意义。基于考虑非期望产出的SBM-DEA模型与窗口分析相结合的方法,测算碳排放效率,利用传统统计分析与空间分析相结合的方法,分析了1995～2017年长三角地区碳排放效率时空特征,并考虑空间因素,构建空间杜宾面板模型分析其影响因素。结果表明:(1)1995～2017年碳排放效率总体呈波动变化趋势。2017年,上海、苏州和无锡的碳排放效率为1。碳排放效率绝对差异与相对差异呈波动变化,且变化趋势基本一致。碳排放效率存在不均衡现象。(2)碳排放效率区域差异明显,2005年后,空间格局变化不大,上海、苏州和无锡形成了碳排放效率高值区。碳排放效率重心主要分布在南京市,总体向西北移动。(3)空间杜宾面板模型结果表明:提高技术水平是改变碳排放效率的重要途径。城镇化和空间因素对碳排放效率具有明显的正向作用;外商投资、单位GDP能耗和生态环境对碳排放效率具有明显的负向作用。     

汉江中游河谷平原植被指数时空变化及其与沙化土地动态的关联关系

针对沙化土地广泛分布的汉江中游河谷平原区,采用MODIS EVI数据分析2003~2011年区域植被状态时空变化,并据此探讨沙化土地的动态特征。利用时序植被指数统计分析,探讨研究区植被的总体变化规律;分析不同缓冲区植被指数的空间分布格局,反映了区域环境状况的空间差异以及由此而可能产生的土地利用格局的变化;并基于不同距离缓冲区的EVI时空差异对比分析,探讨沙化土地动态与植被变化的关联关系。研究表明,近9 a来汉江中游河谷平原区EVI呈明显上升趋势;随着离河流距离的逐渐增加,每千米范围内各年的年均EVI值均表现出先增大后减小的空间特征,并在距河3 km区域处EVI值达到最大;而EVI的时空差异,则体现了沙化土地的空间分布与动态特征     

基于分形的城市体系经济规模等级研究

利用分形理论进行城市体系的经济规模等级特征分析,推广了规模等级分形理论的应用领域。以长江三角洲地区县级以上行政单位为研究对象,以2009年经济数据为载体,分别从分部门的经济总量、经济密度和第一无标度区3个角度计算了城市体系经济规模的分维,验证了分形理论在城市体系经济规模等级研究中的适用性。结果表明：（1）城市体系中的经济规模等级呈现较好的分形特征,分形维数可以作为城市体系经济规模等级研究的有力工具;（2）长江三角洲地区当前各经济社会部门的规模等级特征差异较大,中心城市垄断性较强;（3）长江三角洲地区经济规模等级层次明显;（4）以无标度区为基础可以将长江三角洲地区划分为核心经济区和经济发展边缘区