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相似文献
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1.
应用分形理论中的计盒维数,分别研究了准噶尔盆地南缘天然生长的柽柳属植物种群及群落的分布格局.结果表明,准噶尔盆地南缘不同类型柽柳种群与所有柽柳属植物种群构成的群落的分布格局,均具有明显的分形特征.以该研究区植物群落主要优势种多枝柽柳、刚毛柽柳、长穗柽柳和所有柽柳属植物群落为研究对象,分析了其计盒维数,它们的计盒维数分别为1.196、0.850、0.953和1.821;其值域为0多枝柽柳种群(1.196)>长穗柽柳种群(0.953)>刚毛柽柳种群(0.850).  相似文献   

2.
灌木是防风固沙的主要植被,其种群空间格局的分形特征研究是了解其分布格局、过程和功能,进而提出科学治理措施的基础.应用信息维数和关联维数对古尔班通古特沙漠南缘两个200 m×200 m样地(A,B)的心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)和梭梭(Haloxylon ammodendron)种群格局进行分析比较.结果表明心叶驼绒藜的信息维数分别为1.717 4(A)、1.542 0(B);梭梭为1.375 5(A)、1.576 5(B).从总体看,心叶驼绒藜的空间格局强度较强,梭梭相对稍弱.两个样地两种灌木之间的信息熵曲线均在5 m~15 m出现了尺度转变区,表明两样地内两种灌木之间种群结构较复杂程度和格局强度相当.心叶驼绒藜的关联维数分别为1.707 8(A)、1.372 8(B);梭梭为1.534 7(A)、1.632 2(B).表明心叶驼绒藜个体聚集,关联强度较强,梭梭相对较弱.两种灌木之间的关联维数分别为1.776 3(A)、1.879 9(B).两物种之间的关联维数值均大于单个物种的关联维数值,表明心叶驼绒藜和梭梭种群整体关联强度较强.  相似文献   

3.
基于GIS和DEM的水系三维分形计盒维数的计算   总被引:3,自引:0,他引:3  
实现具有三维立体特征的河网水系分形维数的准确计算,是目前分形地貌学面临的主要问题之一.该文依据三维分形计盒维数的基本原理,提出基于DEM和ArcGIS的水系三维分形计盒维数的计算方法,并以湖北省恩施市境内水系为例,验证了方法的可靠性,说明三维计盒维数比二维计盒维数更能反映水系的空间分布特征和内部结构.  相似文献   

4.
基于遥感和GIS的元阳梯田分形美的多尺度研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以哀牢山区元阳梯田为研究对象,以快鸟影像为原始数据,经矢量化得到小流域梯田田块分布图,运用Arcview 计算得到梯田边缘的计盒维数和信息维数,从分形理论和复杂性理论出发,分析梯田的分形美特征.结果表明:1.梯田是介于单调和复杂之间的景观,最利于产生审美快感;2.计盒维数的存在表明梯田边缘具有统计自相似性,不同尺度梯田部分与整体的结构相似性形成梯田的相似性与非相似性美;3.计盒维数值比较接近,但又有所差别,体现了梯田景观空间层次的复杂嵌套性,形成了梯田形状的秩序性与不规则性美;4.信息维数表明,梯田景观具有复杂精细结构和不规则的、破碎的、粗糙的形状,从而形成梯田景观的结构精细性与形状"粗糙性"美.另外,信息维数随研究幅度的增加呈现增加趋势.  相似文献   

5.
基于分形理论的灌溉水有效利用系数空间尺度变异   总被引:2,自引:0,他引:2  
王小军  张强  古璇清 《地理学报》2012,67(9):1201-1212
基于2010 年度广东省75 处样点灌区的实测资料和遥感图像, 应用分形理论, 采用网格盒维数法计算了各样点灌区盒维数, 结果表明:广东省灌区具有明显的分形特征, 盒维数介于1.0004~1.675 之间, 分维数均值为1.308, 形状指数均值为0.335, 都随灌区规模呈同步减小趋势。不同规模灌区盒维数大型灌区(1.442) > 中型灌区(1.287) > 小型灌区(1.195)。灌溉水有效利用系数与空间分形特征诸因子中以非空网格对数值最高, 相关性达到0.941。基于此, 建立了不同网格尺度下的灌区面积与灌溉水有效利用系数和盒维数空间尺度变异函数。同时, 从影响灌溉水有效利用系数的众多因素中, 选取了工程评价值、盒子维数、灌区形状指数、参考作物蒸发蒸腾量ET0 和当年降水量5 项指标进行了空间格局影响因素分析, 结合灰关联计算结果表明:空间各影响因素中以工程评价因子的关联度最高, 达到0.8478, 其次为形态特征因子, 自然气象因子影响最小。尝试利用分形理论为不同面积尺度灌区灌溉水有效利用系数的空间变异规律分析和尺度转换提供一种新的思路, 该结果对于指导灌区投资改造和规划建设, 具有较强的理论和应用价值。  相似文献   

6.
运用分形理论探讨了杉木拟杨混交林 6种不同模式土壤结构的分形特征 ,计算了土壤团聚体、策团聚体与机械组成的分形维数 ,并建立分形维数与 >0 .2 5mm水稳定性团聚体、土壤结构体破坏率、土壤结构系数、土壤分散系数、>0 .0 1mm水稳定性微团聚体及 >0 .0 1mm土壤机械组成等土壤肥力指标之间的回归模型。结果表明 :>0 .2 5mm土壤水稳定团聚体、>0 .0 1mm土壤水稳定性微团聚体含量越大 ,团粒结构的分形维数越小 ,土壤肥力越高 ;在 6种杉木杨混交林模式中 ,以杉木拟赤杨 3∶1与拟赤杨纯林培肥土壤能力最佳 ,杉木纯林最差 ;所建立的分形维数与各土壤肥力指标之间的模型均存在显著的回归关系 ,因此 ,分形维数可以作为表征土壤肥力的一个新指标 ,从而为山地土壤肥力的科学评价提供了有力的手段。  相似文献   

7.
塔里木河干流两岸土壤水分特征曲线的分形模拟   总被引:10,自引:5,他引:5  
应用Van Genuchten提出的土壤水分特征曲线公式,推导出了非饱和土壤水分特征曲线的分形模型。通过对塔里木河干流英巴扎断面6种不同土壤样本利用中子水分仪和负压计实测的水分特征曲线资料反求得到相应的分形维数,分析了分形维数与土壤质地之间的关系,结果表明随着土壤砂粒含量的减少或粘粒含量的增加,分形维数逐渐增大。此外,基于土壤颗粒的重量与粒径分布求出了塔里木河干流两岸沙漠地风沙土壤粒径的分形维数。通过对土壤水分特征曲线的分形维数与土壤粒径的分形维数的对比,得知它们之间存在着良好的线性关系。根据此关系,利用易测得的土壤粒径结合所推导的分形模型,对土壤水分特征曲线进行了预测,结果表明土壤水分特征曲线的预测值与模拟值比较接近,模型的预测结果很好地吻合了实测的土壤水分特征曲线。这一结果对于实际工作中根据风沙土土壤颗粒大小分布的分形维数来预测沙漠风沙土土壤水分特征曲线具有一定的指导意义。  相似文献   

8.
沙粒级配和沙丘分布的分形分析   总被引:5,自引:0,他引:5  
研究了沙粒级配和沙丘分布的分形特征,并对其分形维数作了定量计算。结果表明:沙粒级配的粒径分布的分形维数在2.43~2.69之间,沙丘分布的盒分形维数为1.28,这对用数学模型进行风沙动力学的定量研究有重要的参考价值。  相似文献   

9.
基于历史地图与遥感影像的近百年来长江荆江段河道演变   总被引:3,自引:3,他引:0  
基于实测的军事地形图和Landsat遥感影像,重建了20世纪30年代至2015年的近百年长江荆江段河道演变空间数据集,并以此为基础使用计盒维数法在ArcGIS 10.2平台上测算得出河道分形维数近百年来的变化过程。研究表明:荆江河道具有明显的分形特征,河道分维数值在1.074 7~1.049 1之间变动,平均值为1.061 3。近百年来荆江河道演变可以划分为2个阶段:20世纪30~50年代和1976~2015年,其分维均值分别为1.074 3和1.052 6。近百年来荆江河道处于逐渐趋于稳定的过程中。各时间断面下荆江的分维值都高于上荆江,下荆江的河流复杂程度大于上荆江,且荆江河道分维的变化主要取决于下荆江。近百年来荆江河道分维下降的原因主要是1949年后荆江河道大规模治理和人工截弯取直。  相似文献   

10.
基于三维计盒法的城市空间形态分维计算和分析   总被引:3,自引:1,他引:2  
将城市形态分形维数的二维盒维数方法扩展到三维空间,提出了一种三维盒维数计算方法;并且针对以往城市分形研究中人工判定无尺度区不精确的问题,借鉴了二阶导数的方法进行分形无尺度区的自动识别;以扬州市中心城区2003年与2012年两期数据为例,详细介绍了城市三维空间形态分维计盒法的计算过程。实验结果显示,通过二阶导数方法能够有效的自动识别无尺度区;2003年与2012年数据无尺度区线性拟合确定系数R2均在0.996以上,扬州市三维空间形态具有明确的分形特征;2012年较2003年三维分维值的增加表明扬州市城市三维空间利用总体上趋于有效与紧凑。  相似文献   

11.
基于改进景观扩张指数苏锡常地区城镇扩展空间形态变化   总被引:8,自引:1,他引:7  
钱敏  濮励杰  张晶 《地理科学》2015,35(3):314-321
针对目前景观扩张指数计算存在的问题,提出一种改进计算景观扩张指数的方法用于动态分析城镇空间形态变化特征。将景观格局的3 种增长模式:填充式、边缘式和飞地式分别表示为3 种拓扑关系:包含、相交及相离关系,通过判断新增城镇建设用地斑块之间的拓扑关系计算景观格局扩张的各项指数,据此对苏锡常地区1985~2008 年各阶段城镇扩展空间形态变化进行分析。从总体景观扩张模式的变化来看,苏锡常地区建设用地增长方式以边缘式的紧凑增长为主;从增长形态的空间位置来看,各市市区和各镇行政中心的增长形态基本可以归纳为以边缘式增长为主的紧凑增长形态,普通城镇则可能是紧凑增长形态或者蔓延增长形态。计算结果表明,改进的景观扩张指数方法能够动态的反映苏锡常地区城镇用地空间格局形态变化过程。进一步计算反映城镇用地分形特征的盒子维数作对比分析,从计算结果来看,随着时间推移苏锡常地区城镇用地分维数值逐渐增加,从1985 年的1.220 增加到2008 年的1.504,但增长幅度不大,说明城镇空间格局始终处于集中和均衡之间;而景观扩张指数计算结果反映,从1995 年飞地式增长模式的数量和分布开始增加之后,给城镇发展的主导的紧凑模式带来了扰动,这种扩散式的增长导致各城镇扩张的结果在空间形态上出现与总体趋势分异的现象。新建设用地的增长点引起了城镇空间结构的变化,这种发展增加了城镇空间形态的随机性和结构的不稳定性,这个结果可以作为前述盒子维数计算结果的补充,说明景观扩张指数可以解释分形这种形态结果的空间变化过程;并且通过计算景观扩张指数,决策者可以了解城镇扩展空间形态的变化趋势,从而从宏观上控制城镇的无序蔓延。  相似文献   

12.
城市游憩场点系统结构分形及优化——以苏州市区为例   总被引:4,自引:0,他引:4  
以苏州市区为例,采用Zipf分维数、空间关联维数以及交通长度-半径维数三个指标,分别对城市游憩场点系统的等级结构、空间结构及交通网络通达性进行分维刻画。研究发现:首先,苏州游憩场点系统及其交通道路支持系统都具有较好的分形特性;其次,各分维指标能够准确地刻画城市游憩场点系统及交通道路支持系统的结构分异,可以为游憩场点系统的结构优化提供标准依据并指明方向;其三,苏州游憩场点系统的等级结构和空间结构均呈现出一种核心松散、外围紧致的结构递变趋势,自组织能力的离心化现象比较突出;最后,从分形几何和系统论的角度揭示、证实了游憩场点系统和旅游景点系统在结构分形及自组织演化上存在着显著差异。  相似文献   

13.
2000-2012年中国北方海岸线时空变化分析   总被引:7,自引:1,他引:6  
利用遥感和GIS 技术获取了中国北方“三省一市”2000 年、2005 年、2008 年、2010年、2011 年与2012 年共6 期大陆海岸线的时空分布情况;采用网格法计算了各个时期海岸线的分形维数;分析了海岸线时空变化特征、海岸线长度变化与分形维数变化之间的关系,以及海岸线动态变化的原因。2000-2012 年,研究区海岸线长度持续增加,总共增加了637.95km,年均增加53.16 km。从区域上看,以天津市与河北省所在的渤海湾区域海岸线变化最强烈;从时间过程上看,2008 年后海岸线长度进入快速增长时期,其中2010-2011 年是海岸线长度变化最剧烈的时期,变化强度为2.49%。2000-2012 年研究区海岸线的分形维数不断增大,其中渤海湾区域海岸线分形维数变化最剧烈;历史海岸线的长度与分形维数之间存在较好的线性关系,相关系数为0.9962;通过对大量海岸线动态引起的整体海岸线长度变化与分形维数变化的统计分析研究表明,在大多数情况下,局部海岸线长度增大(或缩减) 会导致整体海岸线分形维数增大(或减小),并且呈正比例变化。从2000-2012 年各时段海岸线动态对应的各类沿海工程的面积汇总情况来看,港口建设、渔业设施建设以及盐场建设分别占前三位,人类工程建设是中国北方海岸线变化最主要原因;与人类活动影响相比,自然变化如河口淤积与侵蚀对海岸线影响比较小。  相似文献   

14.
This study examined the spatial distribution of the continent coastline in northern China using remote sensing and GIS techniques, and calculated the fractal dimension of the coastline by box-counting method, with a time span from 2000 to 2012. Moreover, we analyzed the characteristics of spatial-temporal changes in the coastline's length and fractal dimension, the relationship between the length change and fractal dimension change, and the driving forces of coastline changes in northern China. During the research period, the coastline of the study area increased by 637.95 km, at a rate of 53.16 km per year. On the regional level, the most significant change in coastline length was observed in Tianjin and Hebei. Temporally, the northern China coastline grew faster after 2008. The most dramatic growth was found between 2010 and 2011, with an increasing rate of 2.49% per year. The fractal dimension of the coastline in northern China was increasing during the research period, and the most dramatic increase occurred in Bohai Rim. There is a strong-positive linear relationship between the historical coastline length and fractal dimension (the correlation coefficient was 0.9962). Through statistical analysis of a large number of local coastline changes, it can be found that the increase (or decrease) of local coastline length will, in most cases, lead to the increase (or decrease) of the whole coastline fractal dimension. Civil-coastal engineering construction was the most important factor driving the coastline change in northern China. Port construction, fisheries facilities and salt factories were the top three construction activities. Compared to human activities, the influence of natural processes such as estuarine deposit and erosion were relatively small.  相似文献   

15.
This study examined the spatial distribution of the continent coastline in northern China using remote sensing and GIS techniques, and calculated the fractal dimension of the coastline by box-counting method, with a time span from 2000 to 2012. Moreover, we ana- lyzed the characteristics of spatial-temporal changes in the coastline's length and fractal di- mension, the relationship between the length change and fractal dimension change, and the driving forces of coastline changes in northern China. During the research period, the coast- line of the study area increased by 637.95 km, at a rate of 53.16 km per year. On the regional level, the most significant change in coastline length was observed in Tianjin and Hebei. Temporally, the northern China coastline grew faster after 2008. The most dramatic growth was found between 2010 and 2011, with an increasing rate of 2.49% per year. The fractal dimension of the coastline in northern China was increasing during the research period, and the most dramatic increase occurred in Bohai Rim. There is a strong-positive linear relation- ship between the historical coastline length and fractal dimension (the correlation coefficient was 0.9962). Through statistical analysis of a large number of local coastline changes, it can be found that the increase (or decrease) of local coastline length will, in most cases, lead to the increase (or decrease) of the whole coastline fractal dimension. Civil-coastal engineering construction was the most important factor driving the coastline change in northern China. Port construction, fisheries facilities and salt factories were the top three construction activi- ties. Compared to human activities, the influence of natural processes such as estuarine deposit and erosion were relatively small.  相似文献   

16.
This study examined the spatial distribution of the continent coastline in northern China using remote sensing and GIS techniques,and calculated the fractal dimension of the coastline by box-counting method,with a time span from 2000 to 2012.Moreover,we analyzed the characteristics of spatial-temporal changes in the coastline's length and fractal dimension,the relationship between the length change and fractal dimension change,and the driving forces of coastline changes in northern China.During the research period,the coastline of the study area increased by 637.95 km,at a rate of 53.16 km per year.On the regional level,the most significant change in coastline length was observed in Tianjin and Hebei.Temporally,the northern China coastline grew faster after 2008.The most dramatic growth was found between 2010 and 2011,with an increasing rate of 2.49% per year.The fractal dimension of the coastline in northern China was increasing during the research period,and the most dramatic increase occurred in Bohai Rim.There is a strong-positive linear relationship between the historical coastline length and fractal dimension(the correlation coefficient was 0.9962).Through statistical analysis of a large number of local coastline changes,it can be found that the increase(or decrease) of local coastline length will,in most cases,lead to the increase(or decrease) of the whole coastline fractal dimension.Civil-coastal engineering construction was the most important factor driving the coastline change in northern China.Port construction,fisheries facilities and salt factories were the top three construction activities.Compared to human activities,the influence of natural processes such as estuarine deposit and erosion were relatively small.  相似文献   

17.
以沈阳经济区城市体系为研究对象,利用聚集维数、关联维数及计盒维数的基本模型对该城市体系的空间结构进行了分析,认为沈阳经济区城市体系结构具有分形特征,测算结果表明:沈阳经济区城市体系的空间分布呈现围绕中心城市-沈阳的向心式聚集,城市之间交通网络通达性好,空间形态较辽宁省城市体系紧凑。沈阳经济区城市体系的划分相对合理,但仍需优化。建议充分发挥沈阳作为中心城市的强辐射与带动作用,并通过打造沈抚、沈本、沈铁、沈辽鞍营和沈阜5条城际连接带,推动城镇化、加速区域一体化进程;通过产业整合和产业集群化促进资源优化配置,提高城市之间的相互作用,促进沈阳经济区形成联系紧密的"区域经济共同体"。  相似文献   

18.
土地利用空间格局及其变化的图形信息特征分析   总被引:39,自引:11,他引:39  
运用地理图形信息理论和景观生态学理论,探讨了土地利用空间格局及其变化的图形化描述方法,并以吉林省前郭县为例,在GIS空间分析和统计分析模型的支持下,分析了研究区土地利用空间格局及其变化的图形特征。结果表明:每一土地利用类型图斑特征都可以用几个图形参数来刻画,图形参数随面积变化而变化的曲线可以有效地揭示和区分不同的土地利用类型特征,而土地利用空间格局及其变化则可用VCM曲线来描述。  相似文献   

19.
南京市旅游景区景点系统空间结构分形研究   总被引:19,自引:2,他引:17  
应用分形理论,以南京市旅游景区景点系统为例,测算出其聚集维数、网格信息维数和空间关联维数三种分形维数,对景区景点系统的空间结构进行研究。通过对维数值和分维数坐标图进行了分析,认为南京市景区景点体系的空间结构是分形的,系统的有序度高,空间结构紧致,具有景点体系空间结构演化自组织优化的趋势,南京市景区景点的空间分布集聚性很强,且是沿着某些方向上的集聚,自组织优化趋势受到无序因素的干扰而打断,空间结构需要进行调整。  相似文献   

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