顾及地类转换差异的城市空间扩展元胞自动机模型及应用研究     

于明明  曾永年 《地球信息科学学报》2018,20(1):48-56

元胞自动机模型已经成为城市空间扩展模拟研究的重要方法之一,并得到广泛应用。然而,现有的城市扩展元胞自动机模型仍存在不足。由于元胞状态设置较为简单,从而使模型转换规则中对不同用地类型向城市用地转换的差异与强度考虑不够。基于此本文在元胞自动机模型的框架下,设计了多元结构的元胞状态及转换规则,提出了顾及地类转换差异与强度的城市扩展元胞自动机模型。在计算非城市用地向城市用地转换的转换概率时,该模型考虑了3个方面的概率：① 地形地貌、经济发展等城市发展的驱动因素对城市用地扩展的影响概率,该概率采用logistics方法进行计算;② 邻域元胞的用地类型对中心元胞转换概率的影响,该概率采用扩展摩尔型方法进行计算;③ 不同类型的非城市用地（本研究中包括耕地、林地和裸地3种类型）向城市用地转换的强度,该概率由模拟基期土地利用数据与目标年份土地利用数据的叠加,得出不同类型的非城市用地在此时间段内向城市用地转换的规模,进而确定不同类型的非城市用地向城市用地转换的强度。最后,将以上3种概率的乘积作为元胞转换的概率。通过转换概率与转换阈值的对比判断中心元胞是否在下一个阶段转换为城市用地。经过迭代计算,不断增加城市用地元胞的数量。当模拟城市用地的结果与目标年份的城市用地规模差值在一定的范围内时停止模拟,得出最终结果。模型构建完成后,本文以长株潭城市群核心区为例进行了模拟实验。以2001年该地区的土地利用数据为基期数据,模拟2010年该地区的城市用地规模和空间分布。研究结果表明,根据本文提出的模型模拟的城市扩展结果与真实数据相比具有较高的一致性。模拟结果正确率达到68.66%,比基于传统logistics回归的元胞自动机模型的模拟精度提高了4.25%,Kappa系数为0.675。该模型较好地模拟了长株潭城市群核心区城市扩展,在城市空间扩展模拟中具有较好的适应性与有效性。  相似文献   

我国北方农牧交错带西段退耕对土壤保持功能影响研究     

殷小菡  孙希华  徐新良  张雪艳  陈德超 《地球信息科学学报》2018,20(12):1721-1732

退耕还林（草）等生态工程对区域用地结构及生态系统服务功能产生了重要影响。本研究基于RUSLE模型,并辅以遥感监测与GIS空间分析方法,对北方农牧交错带西段2000-2015年退耕状况及其引起的土壤保持功能变化分3个时段（2000-2005年、2005-2010年及2010-2015年）进行了探究。结果表明：北方农牧交错带西段地区2000-2015年耕地面积净减少1663.83 km²,以转为林地、草地、建设用地为主,其中耕地转林、草地净减少面积为1113.64 km²,草地和未利用地是新增耕地的主要来源;15年间土壤保持功能提升显著,退耕还林（草）工程的实施使土壤保持量增加了56.50×10⁴ t,2005-2010年由退耕所带来的土壤保持增加量在3段时期中最高;不同坡度等级的生态退耕引起的土壤保持增加量差别较大,总体随着坡度升高呈下降趋势,但在25°以上的陡坡耕地由退耕还林（草）带来的土壤保持效益又有所升高。研究对于评估北方农牧交错带西段地区实施退耕还林（草）等工程的生态效益具有重要意义,并能为区域生态保护与修复工程的建设规划提供科学依据。  相似文献   

基于ROMS和4DVAR的沿轨与网格化SSH数据同化效果评价   总被引：1，自引：1，他引：0  

周超杰  丁效华  张杰  杨俊刚  马强 《海洋学报(英文版)》2018,37(9):50-58

Remote sensing products are significant in the data assimilation of an ocean model. Considering the resolution and space coverage of different remote sensing data, two types of sea surface height(SSH) product are employed in the assimilation, including the gridded products from AVISO and the original along-track observations used in the generation. To explore their impact on the assimilation results, an experiment focus on the South China Sea(SCS) is conducted based on the Regional Ocean Modeling System(ROMS) and the four-dimensional variational data assimilation(4 DVAR) technology. The comparison with EN4 data set and Argo profile indicates that, the along-track SSH assimilation result presents to be more accurate than the gridded SSH assimilation, because some noises may have been introduced in the merging process. Moreover, the mesoscale eddy detection capability of the assimilation results is analyzed by a vector geometry–based algorithm. It is verified that, the assimilation of the gridded SSH shows superiority in describing the eddy's characteristics, since the complete structure of the ocean surface has been reconstructed by the original data merging.  相似文献   

基于星载红外辐射计的北极海表温度数据对比分析     

张精英  孙伟富  张杰  孟俊敏  马毅 《海洋科学》2018,42(11):1-12

本文基于2016年MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)-Aqua、MODIS-Terra和VIIRS(Visible Infrared Imager Radiometer Suite)三种红外辐射计的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)数据,统计了北极地区红外SST1月和7月的覆盖率及有效覆盖天数,并与Argo(Arrayfor Real-timeGeostrophicOceanography)浮标数据进行了匹配验证,直观获取北极SST误差分布情况并研究SST遥感观测能力,为更好地了解北极地区从而应对气候变化提供一定的资料基础。结果表明,北极地区红外辐射计SST数据7月的覆盖率和有效观测天数均高于1月,1月三种数据相差不大,7月VIIRS的覆盖率和有效观测天数均优于MODIS-Aqua和MODIS-Terra,联合三种红外辐射计的覆盖率和有效观测天数相较于单星有所增加, 1月覆盖率最高为8%, 7月最高接近70%,表明多星联合探测是提高北极地区SST数据覆盖率和观测天数的有效方法;北极地区SST数据的误差普遍高于全球总体水平, VIIRS白天、夜间的均方根误差(E_(rms))均低于MODIS-Aqua和MODIS-Terra, MODIS-Aqua白天SST的E_(rms)高于MODIS-Terra,夜间则低于MODIS-Terra。综合来看, VIIRS在北极的覆盖率、有效观测天数及与浮标的匹配结果在三种红外辐射计中为最优。  相似文献   

基于MISR多角度光学遥感影像的海面风速估算实验          下载免费PDF全文

王艺霖  王晓林  张华国 《海洋学研究》2018,36(2):19-26

太阳耀光是来自粗糙海面的直接太阳反射光,其强度与海面粗糙度密切相关,而海面粗糙度主要受海面风场影响。因此,包含太阳耀光信息的光学遥感影像在海洋动力过程和海面风速探测中具有积极意义。本文利用2016年2月到2017年3月期间成像的25幅Terra卫星MISR(Multi-angle Imaging Spectro Radiometer)传感器的多角度遥感影像,分别提取了太阳的高度角和方位角、正视和后视影像的卫星观测角、方位角等信息,校正获得正视和后视影像的太阳耀光辐射强度,进一步反演海表面粗糙度信息,进而计算海面风速。最后利用ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的模式风速数据与反演获得的风速结果进行对比验证。结果表明,两者的相关系数较高(R=0.745),均方根误差和平均绝对偏差值分别为1.514 m·s^-1和1.319 m·s^-1。初步实验结果表明,利用MISR多角度光学遥感影像估算海表面风速是可行性的。  相似文献   

成武县土地利用时空变化与水系因子的关系研究          下载免费PDF全文

徐增江 《山东国土资源》2018,34(3)

成武县位于鲁西南黄河冲积平原区,水系发达,地表水资源丰富。为了分析地表水系对成武县土地利用时空变化和空间格局的影响,该文基于不同时期的遥感影像,结合实地调查和专家意见,提取区域土地利用现状图;运用DEM地表水文分析提取河流汇流累积量、水流长度、河流网络等,根据流量选取了河网。以河流为中心向两侧作缓冲区,与土地利用现状图进行空间分析,得到不同距离缓冲区内的土地利用结构。与全区域土地利用结构对比,分析不同时期在相同的缓冲区域内土地利用特征和变化,总结土地结构变化规律,结合100m,200m,300m,400m,500m,750m,1000m不同的缓冲区;通过对比各种土地利用类型在不同距离缓冲区的时空变化,从而分析水系因子对不同土地类型时空变化的影响。结果表明,不同距离缓冲区内土地利用结构不同,随着缓冲区范围的增加,耕地、建设用地、林地、园地呈现不同的变化趋势与特点,水系因子对成武县不同土地利用方式影响程度不同,水系因素对成武县土地利用空间分异有明显影响。  相似文献   

Classification of inorganic natural fine-grained soils in Korea based on modified plasticity chart     

Juhyun Kim 《Marine Georesources & Geotechnology》2018,36(5):579-588

Classification of fine-grained soils is typically conducted using plasticity charts. The typically used plasticity chart proposed by Casagrande was questioned by Polidori proposing different classification criterion in separating clayey and silty soils. Using natural clayey and silty soils sampled from four different coastal sites in Korea, applicability of both Casagrande’s and Polidori’s plasticity charts was evaluated. Classification results of Korean natural soils based on the Casagrande’s and Polidori’s plasticity charts did not match well with those based on the soils’ behavior reported in the previous publication. The disagreement in classification of Korean natural fine-grained soils may result from disregard of considerable silt fraction effect on plastic and liquid limits for Polidori’s chart. Consequently, revised proposal of Polidori’s plasticity chart was tentatively made for further classification of fine-grained soils suitable for Korean natural soils by accounting the effect of silt fraction on soil classification.  相似文献   

印度尼西亚北苏拉威西红树林生态系统碳库研究     

陈顺洋  陈彬  SASTROSUWONDO Pramudji  DHARMAWAN I Wayan Ek  欧丹云  尹希杰  俞炜炜  陈光程 《海洋学报(英文版)》2018,37(12):85-91

近年来的研究指出红树林在海岸带碳固定和碳储存方面发挥着重要的作用。尽管印度尼西亚的红树林面积在全球占很大的比重，对于该地区红树林的有机碳储量和土壤有机碳来源的认识仍有限。本研究调查了印度尼西亚北苏拉威西海洋型的Wori红树林中生态系统有机碳储量及其空间分布特征，以及土壤有机碳的来源，以期加深该地区红树林“蓝碳”功能的认识。研究结果显示，Wori红树林0-50cm深度土壤中有机碳储量为15.4 kg/m²，占生态系统碳储量的主要部分（65%）。红树植物生物量和生态系统碳储量分别为8.3 kg/m²和23.7 kg/m²。土壤有机碳储量在不同离岸距离的采样站位中未表现出显著的空间分布差异，而生物量碳储量则在外滩最高。¹³C稳定同位素分析结果表明红树林土壤中蓄积的有机碳主要来源于红树林有机质，而潮水中的悬浮有机质和红树林外缘的海草并不构成红树林土壤有机碳的重要来源，它们的贡献者都低于20%。研究结果进一步证实了热带地区海洋型红树林湿地在碳储存以及红树植物对碳固定方面的重要性。  相似文献   

Assessment of alternative adsorption models and global sensitivity analysis to characterize hexavalent chromium loss from soil to surface runoff          下载免费PDF全文

Chuan‐An Xia  Juxiu Tong  Bill X. Hu  Xiujie Wu  Alberto Guadagnini 《水文研究》2018,32(20):3140-3157

We investigate our ability to assess transfer of hexavalent chromium, Cr(VI), from the soil to surface runoff by considering the effect of coupling diverse adsorption models with a two‐layer solute transfer model. Our analyses are grounded on a set of two experiments associated with soils characterized by diverse particle size distributions. Our study is motivated by the observation that Cr(VI) is receiving much attention for the assessment of environmental risks due to its high solubility, mobility, and toxicological significance. Adsorption of Cr(VI) is considered to be at equilibrium in the mixing layer under our experimental conditions. Four adsorption models, that is, the Langmuir, Freundlich, Temkin, and linear models, constitute our set of alternative (competing) mathematical formulations. Experimental results reveal that the soil samples characterized by the finest grain sizes are associated with the highest release of Cr(VI) to runoff. We compare the relative abilities of the four models to interpret experimental results through maximum likelihood model calibration and four model identification criteria (i.e., the Akaike information criteria [AIC and AIC_C] and the Bayesian and Kashyap information criteria). Our study results enable us to rank the tested models on the basis of a set of posterior weights assigned to each of them. A classical variance‐based global sensitivity analysis is then performed to assess the relative importance of the uncertain parameters associated with each of the models considered, within subregions of the parameter space. In this context, the modelling strategy resulting from coupling the Langmuir isotherm with a two‐layer solute transfer model is then evaluated as the most skilful for the overall interpretation of both sets of experiments. Our results document that (a) the depth of the mixing layer is the most influential factor for all models tested, with the exception of the Freundlich isotherm, and (b) the total sensitivity of the adsorption parameters varies in time, with a trend to increase as time progresses for all of the models. These results suggest that adsorption has a significant effect on the uncertainty associated with the release of Cr(VI) from the soil to the surface runoff component.  相似文献   

广西土壤有机质空间变异特征及其影响因素研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

钟聪  李小洁  何园燕  邱微文  李杰  张新英  胡宝清 《地理科学》2020,40(3):478-485

基于广西第二次土壤普查的270个土壤剖面资料,结合1∶50万数字化土壤类型图、土地利用类型图和气象监测数据等资料,利用地统计学和逐步回归分析等方法对广西表层土壤有机质空间变异特征及其影响因素进行了探究。结果表明：广西表层土壤有机质平均含量为3.11±2.19%,变异系数为70.72%,空间分布呈北高南低的趋势。广西表层土壤有机质空间分布受到自然和人为因素的共同影响,土壤类型、成土母质、海拔、土地利用、气候和坡度6个环境因子对全区土壤有机质含量变异的综合解释能力为47.9%。其中,土壤类型是最重要的影响因素,能独立解释其变异的36.0%,海拔和成土母质分别能独立解释28.5%和15.8%。气温对广西土壤有机质空间分布的影响比降水量更加显著,从而造成了广西土壤有机质整体呈南低北高的趋势。同时,土壤有机质对气温的敏感性在一定程度上受到降雨量的制约。此外,研究区农业耕作管理等因素对土壤有机质的影响也不容忽视。  相似文献