空间数据挖掘的应用技术

空间数据挖掘技术是数据挖掘技术与空间数据库技术的融合,在GIS遥感、图像数据库、医疗影像处理等领域具有广阔的应用前景。基于空间数据挖掘的特点,论述了其在GIS中的应用,指出了空间数据挖掘面临的问题,并阐述了空间数据挖掘的发展趋势。     

上海市烟气排放连续监测系统的数据审核机制

随着烟气排放连续监测系统(CEMS)的广泛安装和验收,CEMS数据的应用将成为污染源管理最直接最有效的手段.在国家规定的数据有效性审核基础上,结合实际工作遇到的问题和长期实践经验,提出每日审核对于数据有效性的重要作用,并通过上海市特有的CEMS数据审核机制,介绍该审核机制的建立背景、内容、流程及取得的成果.     

基于DEA方法的上海农业水灾脆弱性评估

采取演绎思路,在历史灾情的基础上,根据脆弱性概念,运用包络分析的CCR投入-产出模型,对上海各郊区(县)的农业水灾脆弱性分异规律进行了分析。结果表明:松江与南汇脆弱性达1的年数最多,宝山、金山与青浦处于中等,嘉定、浦东、奉贤与崇明脆弱性达1的年数最少;另外1,991年为水灾形势最为严峻的年份,其次是1985年,1987-1990年间,各区(县)的脆弱性值都偏小,没有脆弱性达1的区域。这与实际情况基本符合,该方法可以为市政部门提供必要信息和决策参考,以提高灾害科学管理的水平。     

铁路轨道状态分析信息系统设计与实现

研究了轨道状态分析信息系统的设计与实现方法。利用检测数据作为分析轨道状态的出发点,研究轨道状态的变化趋势,在分析国内现有铁路工务管理系统中存在的数据资源分散、忽视历史数据积累等问题的基础上,阐述了构建铁路轨道状态分析信息系统的可行性和必要性,并采用数据仓库技术和地理信息系统(GIS)技术,从空间和时间两个维度分析数据,提出了建立轨道状态预测模型的趋势分析法。笔者研究的核心内容是如何在整合各类轨道动、静态检测数据及铁路运营数据的基础上,建立轨道状态预测模型,为掌握及预测轨道状态变化趋势提供可靠的分析工具。     

Study on Dynamic Mechanism of Urban Expansion： A Case Study of Shandong Province

This paper aims at studying the dynamic mechanism of urban expansion and its role. Based on the economic model of urban spatial structure and applying panel data in Shandong Province, the paper concludes. Economic growth and transition of economic structure have played the most powerful role in urban expansion. An increase in population helps the core to extend. Increasing agricultural productivity can provide a countervailing force. An increase in transportation costs will limit urban expansion. An increase in the marginal productivity of land in housing production will increase urban expansion. Fiscal and taxation policies also have encouraged the extensive shift of cultivated land into build-up area. This paper also suggests that if high rate increasing GDP is needed, the urban core will continue to expand. The government should take measures to improve the rapid growth of the city.     

气候变化与人类活动对陆地水储量的影响

陆地水储量(TWS)是气候变化的重要指示,研究TWS有助于理解气候变化是如何影响水资源的循环。本文用GRACE重力卫星数据与气象资料恢复了2002—2016年我国陆地水储量的时空分布变化,运用M-K趋势分析判断陆地水储量与气候数据的趋势,并将具有显著趋势的地域划分为10个关键区域,其中:松花江流域、长江中下游流域、珠江流域、三江源自然保护区及青藏高原中部TWS趋于增加(2.76—7.14 mm?a~(-1)),而华北平原、黄土高原、辽河流域、天山山脉及雅鲁藏布江流域陆地水储量趋于减少(-1.47—-8.93 mm?a~(-1))。TWS与气候数据、气候环流指数的Spearman相关性的结果表明:TWS的变化主要受气候变化影响,气候变化是造成陆地水储量变化的主要因素,但在人口密集区域,人类活动对TWS的影响也不可忽视,如华北平原过度汲取地下水是造成TWS减少的重要原因。     

基于多源辅助数据和神经网络模型的稻田土壤砷空间分布预测

合适的方法和多源的辅助数据对于准确预测土壤重金属的空间分布具有重要意义.该研究提出一种径向基函数神经网络结合普通克里格法的模型(RBFNN_OK),由主成分分析(PCA)提取的地形因子、遥感数据和邻近信息等多源辅助数据作为自变量,预测江西省都昌县稻田土壤砷空间分布.为验证RBFNN_OK的可行性:首先在全县范围内采集144个稻田表层(0～20 cm)土壤样品,运用ArcGIS地统计模块随机抽取115个(80%)采样点作为测试集,29个(20%)采样点作为验证集.其次多源辅助数据包括地形因子、遥感数据和邻近信息等14个定量因子作为预测变量,将预测变量进行主成分分析,得到前10个主成分的累积贡献率达到97.62%.再次一个特定的RBFNN_OK被用来预测土壤砷空间分布.最后将RBFNN_OK模型的预测结果与径向基神经网络模型(RBFNN)、回归克里格模型(RK)和多元逐步线性回归模型(MSLR)进行比较.结果表明,RBFNN_OK的测量值标准偏差与均方根误差的比值(RPD)较其它3种方法分别提高了14.92%、35.71%和44.67%.此外,RBFNN_OK还提供了更加真实且有关土壤砷空间分布的细节信息.RBFNN_OK取得最优效果可能归因于引入多源辅助数据,考虑多源辅助数据和土壤砷之间的多重共线性和非线性关系.该方法可为稻田土壤砷调查与环境保护提供更为精准的信息.     

多源遥感数据支持下的县域尺度生态效率测算及稳健性检验——以长江中游城市群为例

生态效率是评价区域生态文明水平的重要依据,也是地理学与经济学开展资源环境综合研究的常用指标和变量,县域尺度生态效率测度的研究匮乏,制约了上述问题在县域层面上开展。在长江经济带生态优先和绿色发展国家战略下,以长江中游城市群为研究区域,依托多源遥感数据构建县域尺度生态效率测算指标体系,应用非合意产出超效率EBM模型测算2000-2015年县域生态效率,利用GIS空间分析工具揭示其时空分异规律和空间关联特征。并设计稳健性检验方案,对县域尺度生态效率测度路径科学性及稳健性进行检验。结果表明：（1）各年份长株潭城市群和环鄱阳湖城市群所辖县域的生态效率均优于武汉城市圈所辖县域;（2）研究期内生态效率维持高位区域包括武汉市辖区等12个县市,生态效率持续低值区域包括瑞昌市等7个县市;（3）县域生态效率H-H集聚区由衡阳市、株洲市及其周边至2015年成片消失,L-L集聚区则按照顺时针走向,逐步形成围绕武汉市的闭合环形区域;（4）基于市域生态效率排名对比的稳健性检验表明,县域生态效率测度路径和结果具有较高可信度。     

国土空间规划大数据应用方法框架探讨

新时代国土空间规划的核心目标为“满足人民对美好生活的需求”和“自然资源保护”并重。作为国家部门调整后的新规划类型,国土空间规划编制的方法研究整体缺乏,学者主要聚焦于自然资源本身的禀赋情况,利用传统统计、空间及调查数据和统计分析、空间分析及归纳演绎等方法对国家及省域层面的国土空间承载力与适宜性进行静态评价,对生态红线、基本农田保护线、城镇开发边界进行刚性划定。然而,现有研究较少考虑人类活动对国土空间利用的动态影响,缺乏对新发展趋势之下的生态空间、农业空间及城镇空间的科学安排。本文引入能够直接反映人类活动时空变化的大数据,重点从国土空间适宜性评价、生态空间规划、农业空间规划及城镇空间规划四个环节探讨了大数据应用的方向与具体方法框架,强调“自然空间”+“社会经济活动”相互作用下的国土空间规划编制的科学化路径。     

驱动数据对流域水文模拟中不同结果要素的影响

流域水循环中各要素之间高度的非线性关系,使得驱动数据对模拟结果的影响研究变得复杂。结合站点实测和遥感的降水、温度和潜在蒸散发驱动数据,构建了叶尔羌河流域的8个MIKE SHE模型;根据方差分析模型（ANOVA）对模型“输入”与“输出”之间显著性影响检验的结果,以积融雪过程为例,剖析了驱动数据影响的具体表现。结果表明：相比站点数据,TRMM降水驱动的模型导致积雪输出的空间分布差异性更加明显;MODIS温度数据驱动的模型导致了中低山区的永久性薄层积雪覆盖更广,而高山区的储雪量更少;遥感蒸散发驱动的模型在积雪模拟方面并无显著差异。ANOVA对水文系统中要素之间的显著性假设检验,可为明晰驱动数据对水文过程的具体影响方式提供重要前提。