Coupling numerical simulation with remotely sensed information for the study of frozen soil dynamics     

HuiRan Gao  WanChang Zhang 《寒旱区科学》2020,12(6):404-417

The acquisition of spatial-temporal information of frozen soil is fundamental for the study of frozen soil dynamics and its feedback to climate change in cold regions. With advancement of remote sensing and better understanding of frozen soil dynamics, discrimination of freeze and thaw status of surface soil based on passive microwave remote sensing and numerical simulation of frozen soil processes under water and heat transfer principles provides valuable means for regional and global frozen soil dynamic monitoring and systematic spatial-temporal responses to global change. However, as an important data source of frozen soil processes, remotely sensed information has not yet been fully utilized in the numerical simulation of frozen soil processes. Although great progress has been made in remote sensing and frozen soil physics, yet few frozen soil research has been done on the application of remotely sensed information in association with the numerical model for frozen soil process studies. In the present study, a distributed numerical model for frozen soil dynamic studies based on coupled water-heat transferring theory in association with remotely sensed frozen soil datasets was developed. In order to reduce the uncertainty of the simulation, the remotely sensed frozen soil information was used to monitor and modify relevant parameters in the process of model simulation. The remotely sensed information and numerically simulated spatial-temporal frozen soil processes were validated by in-situ field observations in cold regions near the town of Naqu on the East-Central Tibetan Plateau. The results suggest that the overall accuracy of the algorithm for discriminating freeze and thaw status of surface soil based on passive microwave remote sensing was more than 95%. These results provided an accurate initial freeze and thaw status of surface soil for coupling and calibrating the numerical model of this study. The numerically simulated frozen soil processes demonstrated good performance of the distributed numerical model based on the coupled water-heat transferring theory. The relatively larger uncertainties of the numerical model were found in alternating periods between freezing and thawing of surface soil. The average accuracy increased by about 5% after integrating remotely sensed information on the surface soil. The simulation accuracy was significantly improved, especially in transition periods between freezing and thawing of the surface soil.  相似文献   

青藏高原农区农户的家庭能源消费研究     

姜璐  邢冉  陈兴鹏  薛冰 《地理科学》2020,40(3):447-454

农村能源转型是能源消费革命的重要组成部分。基于问卷调查和入户访谈,对青海省10个县（区）的318户农区家庭用能信息进行调查,辨识了青海省农区不同收入分层家庭的能源消费模式,并通过建立典型家庭能源流模型,总结了家庭能获取-消费-废弃过程的形态变化。结果显示：青海省农区家庭能源消费以煤炭、薪柴和秸秆为主,非商品能源消费占比为49.6%,清洁能源使用率低。煤炭消费在5类家庭中均占比最高,薪柴和秸秆消费在低收入家庭占比较高。高收入家庭能源消费类型更多,消费量也大,能源流动更复杂。最后,根据青海省的经济地理特征,提出相应政策建议。  相似文献   

乡村生产空间系统演化的逻辑认知及数理表达   总被引：1，自引：0，他引：1  

王成  龙卓奇 《地理科学》2020,40(4):535-543

乡村生产空间系统健康有序运行是实施乡村振兴、营建人与自然和谐共生的物质基础和载体,精准控制系统由低级有序向高级有序发展是关键。综合社会学、哲学、系统学和地理学等多学科理论,建构乡村生产空间系统演化的逻辑认知概念模型,对其演化的逻辑起点（人地关系）、逻辑顺序（时间、空间和流三维分析）以及流驱动机理进行质性研究,探寻乡村生产空间系统演化的内在本质;借鉴耗散结构理论和熵变理论,构建乡村生产空间系统演化熵变模型并作出相关释义,为研究人地关系系统演化提供思路,以丰富和拓展乡村地理学的理论。  相似文献   

长江经济带开发区空间分布与产业集聚特征研究   总被引：2，自引：2，他引：0  

唐承丽  陈伟杨  吴佳敏  周国华  王美霞  郭夏爽 《地理科学》2020,40(4):657-664

采用最近邻指数、Ripley’s L 函数、核密度估计等方法分析长江经济带开发区的空间分布与产业集聚特征,结果表明:① 长江经济带开发区总体上呈东密西疏、东强西弱、东中西段分异的显著集聚分布特征;② 基于主导产业划分的各类开发区在空间上均为集聚分布,集聚强度和规模随距离的增加基本都呈“先增加后减小”的规律,集聚形态各异,主要有“单核心”“双核心”“多核心”3种;③ 长江经济带东段地区主要以装备制造、通信电子、汽车制造、新材料、生物医药等资本技术密集型产业集聚为主,中、西段地区则集聚了化学工业、金属加工、食品制造、纺织服装等资本与劳动密集型产业。要加强经济带上中下游开发区之间的多维良性互动,注重绿色发展、创新发展与结构优化,进一步提升其对长江经济带高质量发展的引领与支撑作用。  相似文献   

湖南省武陵山片区人口城镇化与流通产业发展协同演化及其减贫效应研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨水根  王露 《地理科学》2020,40(11):1909-1920

运用协同度模型、空间ESDA、趋势面分析和面板计量回归模型，分析湖南省武陵山片区2001—2017年人口城镇化与流通产业发展协同的时空演化特征及其减贫效应。研究发现：湖南省武陵山片区人口城镇化与流通产业协同发展整体呈上升趋势但水平偏低，不同板块间协同水平差异显著且有扩大倾向；具有“集聚–分散–集聚”空间循环过程，局部空间极化效应明显，形成邵阳板块的显著热点区和湘西自治州板块的显著冷点区；协同发展“东高西低”空间分布格局更趋明显，“北高南低”分布态势减弱；两者协同发展对农民收入提升、贫困减缓具有显著正向促进作用，进一步空间效应分解发现协同减贫的空间正外溢性显著；实施人口城镇化与流通产业发展“双轮”协同驱动战略是实现乡村振兴的现实需要，也是落实高质量脱贫方略的重要支撑。  相似文献   

汾河流域城乡聚落体系发展潜能测度及空间模式探究   总被引：1，自引：1，他引：0  

侯志华  刘敏  樊晓霞  贾宇平 《地理科学》2020,40(12):1978-1989

以11 188个自然聚落斑块为研究对象，基于场强模型，定量测度汾河流域城乡聚落体系发展潜能，借助GIS技术和地理探测器模型，分析其空间格局特征及驱动因素，进而探讨流域城乡融合发展空间模式。结果表明：① 城乡聚落斑块发展潜能差异显著，且空间分布极不均衡；纵向上中游流域高于下游流域高于上游流域，横向上河谷盆地区高于周边缓丘区高于两侧山丘区。② 聚落斑块发展潜能具有正向空间自相关性，高值斑块聚类显著；具有空间异质性特征且方向性明显，汾河主河道方向联动效应最强，空间联系最紧密；存在局域热点区，并呈现“主核–廊道–次核”的空间结构形态。③ 自然基础、社会经济发展水平和区位条件共同影响着城乡聚落体系发展潜质及空间结构形态；融合发展采取非均衡增长路径，市、县、镇、村全局考虑，构建“强化核心点–培育发展轴–扶持特色区–带动全流域”的逐层推进式空间发展模式。  相似文献   

基于NDVI的新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算经验模型研究          下载免费PDF全文

岳健  穆桂金  唐自华  杨雪峰  林永崇  徐立帅 《干旱区地理》2020,43(1):153-160

新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算模型十分缺乏，给荒漠化监测等相关工作带来很大不便，开展植被覆盖度遥感估算经验模型研究，对于促进和完善相关地区的生态监测及研究工作具有积极的现实意义。通过对阜康市北部沙漠南缘和克拉玛依市中部平原荒漠进行无人机航拍，利用无人机遥感提取（光合）植被信息，并将无人机航拍影像的植被覆盖度统计单元与高分辨率卫星影像像元在空间上直接相对应，获取在高分辨率卫星影像像元尺度上的植被盖度，然后通过植被覆盖度和空间上与其相对应的源自高分辨率卫星影像的NDVI数据的拟合关系，建立基于源自高分二号影像的NDVI的阜康北部沙漠植被覆盖度遥感估算线性模型以及基于源自ZY1-02C影像的NDVI的克拉玛依平原荒漠植被覆盖度遥感估算二次多项式模型。研究中所采用的无人机遥感与卫星遥感相结合、植被覆盖度统计单元与卫星像元在空间上直接对应的方法，可避免以往相关工作中常以点位测量数据代表卫星像元数据所带来的不确定性。由于所用卫星影像的NDVI数据稳定性相对不足等原因，所建立的遥感估算模型的估算精度尚相对偏低，有待于今后进一步的工作加以改进。  相似文献   

无定河下游全新世古洪水研究          下载免费PDF全文

李晓刚  黄春长  庞奖励 《干旱区地理》2020,43(2):380-387

对无定河流域野外考察，在其下游苏家圪坨（SJGT）地点发现夹有古洪水滞流沉积物（SWD）的全新世剖面。古洪水SWD厚度30 cm，具有平行微薄层理特征，且直接覆盖在东汉文化层之上。室内分析结果表明古洪水SWD有着与2012年洪水SWD相似的沉积学特征，以粗粉沙为主，分选良好，磁化率和烧失量较小，说明它记录了一次无定河下游的大洪水事件。文化层光释光（OSL）测年结果显示该次古洪水事件发生在1 900~1 700 a BP。古洪水洪峰水位和洪峰流量分别为765.9 m和10 530 m³·s^-1。同时利用2012年洪水洪痕水位验证，在同一断面用相同参数恢复洪峰流量为1 030 m³·s^-1，实测洪峰流量为1 000 m³·s^-1，误差为3.09%，说明古洪水洪峰流量恢复结果合理可靠。研究结果延长了无定河下游洪水数据序列，对水资源、水能源的开发利用提供了科学依据。  相似文献   

基于地理探测器的干旱区内陆河流域产水量驱动力分析 ——以疏勒河流域为例          下载免费PDF全文

郑续  魏乐民  郭建军  周妍妍  陈冠光  岳东霞 《干旱区地理》2020,43(6):1477-1485

明确干旱区产水量的驱动因素，能为区域水资源优化和可持续发展提供科学依据。基于 MODIS 植被指数、HWSD 的土壤数据集以及气象要素数据，采用 InVEST 模型和地理探测器探究疏 勒河流域多年平均产水量的空间分布，揭示不同空间尺度上产水量的单因子及双因子交互驱动机 制。结果表明：疏勒河流域多年平均产水量呈现南部>北部>中部。流域尺度上，产水量空间格局 的主导驱动力为降水，坡度与降水交互驱动作用最为显著。区域尺度上，南部山区、北部马鬃山地 区和中部平原区的主导驱动力各不相同，分别为日照时数、人为干扰强度、降水，双因子交互作用 显示人为干扰强度与其它因子的交互最为显著。不同土地利用类型中，耕地产水量的主导驱动力 为坡度，而其它地类产水量的主要影响因子为降水。各地类中降水与其他因子的交互均大大增强 了单因子驱动力。因此，干旱区产水量多尺度驱动机制研究对区域水资源可持续管理至关重要。  相似文献   

环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量协调度     

孜比布拉·司马义  杨胜天  杨晓东  王蕾  肖合来提·巴义 《中国沙漠》2020,40(1):88-96

解决好新疆环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量之间的关系，对"一带一路"倡议顺利实施及新疆社会稳定具有十分重要的作用。基于2004-2017年环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境变化状况，构建城市发展与水环境质量的综合评价模型及二者的协调度模型，以探讨环塔里木盆地绿洲城市发展、水环境质量变化及二者的协调关系。结果表明：2004-2017年，（1）环塔里木盆地绿洲城市发展综合指数呈现出逐年稳定上升的趋势，经济发展和城镇空间规模扩大是环塔里木盆地绿洲城市发展的主要形式；（2）环塔里木盆地绿洲城市的水环境质量综合指数呈现出逐年降低的趋势，水环境质量形势严峻；（3）环塔里木盆地绿洲城市发展-水环境质量系统的协调度呈现倒U型的稳定发展趋势，但总体上两者的协调度较低，城市发展和水环境质量之间的矛盾日益突出。  相似文献