基于随机灰度图的全局Moran’s I 指数的计算与分析

全局Moran’s I指数反映了空间邻近的区域单元属性值的相似程度。该文主要编程实现了基于各个方向距离的权重矩阵的全局Moran’s I指数的计算;并基于随机生成的灰度图像设计实验,通过不同属性值的替代和权重距离的变化计算和分析全局Moran’s I指数,验证其探测聚集性的敏感程度。     

基于NDVI及DEM的青海湖北岸景观格局空间自相关分析

本文以青海湖北岸为研究区,利用2006年Landsat-5 TM数据,结合植被类型图、SRTM高程数据、1∶5万地形图等数据,获取了该区12类景观类型,分类总体精度为82.91%,Kappa系数为0.81。以NDVI均值、坡向均值、高程均值为区域观测值,计算研究区景观类型的空间自相关性的Moran指数,再根据局部Moran指数的空间集聚分布特征,分析这些景观类型之间的结构稳定性,表现为如下特征:第一,较稳定景观,格局类型包括河谷灌丛、山地灌丛、高寒沼泽、高寒草甸、河流、裸岩;第二,欠稳定景观,格局类型包括湖泊、温性草原、湖滨沼泽;第三,极不稳定景观,格局类型有沙地、石砾地、裸土地,如鸟岛、金沙湾,尕海地区的沙地。     

中国农产品国际贸易空间自相关分析

2004- 2007 年,中国东、中、西部地区农产品国际贸易额占区域国际贸易额的比重基本相同,农产品国际贸易在三个地区的重 要性也基本相同。中国农产品国际贸易全局Moran’s I 指数逐年增加,各地区农产品国际贸易空间依赖程度逐年增强,区域之间的 农产品国际贸易发展水平差异逐步扩大。大部分地区农产品国际贸易额呈现高- 高或低- 低正相关关系。广大西部地区农产品国 际贸易额较低,且呈连片集聚;珠江三角洲、长江三角洲、渤海经济圈及京津冀经济圈是中国农产品国际贸易重点地区,地区间普遍 呈现高- 高或高- 低布局;广大中部地区农产品国际贸易没有实现对东部发达地区的赶超,而是向西部地区收敛。     

基于Logistic-CA的景德镇南河流域窑址景观演变模拟

以景德镇历代窑址景观中的典型代表——南河流域窑址景观演变为研究对象,在Matlab 7.0软件环境下建立逻辑回归模型,得出每一地块发展的全局概率,随后把每一地块全局概率代入Flash CS 3.0软件,利用ActionScript 3.0语言编程实现元胞自动机模型。通过此模型模拟了五代至明末这段历史时期景德镇南河流域窑址景观的演变过程。模拟结果得到的Moran’s I指数与实际情况下的Moran’s I指数比较接近,表明模拟的空间格局与实际情况吻合较好。这也说明应用元胞自动机理论研究历史时期景德镇陶瓷文化景观的演变是有效可行的。     

Moran’s I指数计算中空间权重文件的生成实现①

Moran’s I指数是空间自相关分析常用的指标。ArcGIS9.0加强了空间统计分析功能,在Moran’s I指数计算中,他提供了6种空间关系的定义方法。但在基于空间权重文件的方法中,ArcGIS9.0没有提供相应的空间权重文件生成的运算工具,需编程实现。基于MapBasic实现了基于二进制权重的空间权重文件的生成,并给出了详细的实现过程和具体的应用实例。     

利用夜间灯光数据探究陕西经济发展时空变化

针对区域经济研究过程中社会经济统计数据存在数据缺失、尺度不统一等问题,利用连续易获取的夜间灯光数据探究区域经济发展时空格局特征.首先,对DMSP/OLS夜间灯光数据进行预处理,并与社会经济统计数据结合作相关分析;其次,采用重心、标准差椭圆、基尼系数、变异系数、局部莫兰指数等研究方法,从经济发展方向、差异性、空间集聚性的...     

基于PSI技术的芜湖市地面沉降时空特征分析

城市的沉降监测有利于了解区域实时高程,可为地质灾害与防护部门提供数据依据,避免因高程损失而带来的地质灾害。基于2016年1月至2017年12月共22景Sentinel-1A干涉宽幅模式影像数据,利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术以及合成孔径雷达差分干涉测量技术进行芜湖市地表形变监测,并分析研究区地面沉降的时空分布特征。空间上,阐述芜湖市地面沉降的整体格局,再以道路为专题,分析了道路的沉降分布格局。时间上,以时间为基线,逐月分析地面沉降部分在年内的具体变化。结果表明:空间上,芜湖市地面沉降主要集中在长江以东的范围,呈现出由西向东逐渐增加的趋势,长江以西呈现零星漏斗式沉降分布,其中,沉降累积量也与道路的密度与建设相关,道路汇集区与修建区域的沉降累积量较大;时间上,研究区整体沉降量各月变化较均匀,其中,沉降量变化范围在6月最大,10月与11月最小。     

基于PSI技术的芜湖市地面沉降时空特征分析

城市的沉降监测有利于了解区域实时高程,可为地质灾害与防护部门提供数据依据,避免因高程损失而带来的地质灾害。基于2016年1月至2017年12月共22景Sentinel-1A干涉宽幅模式影像数据,利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术以及合成孔径雷达差分干涉测量技术进行芜湖市地表形变监测,并分析研究区地面沉降的时空分布特征。空间上,阐述芜湖市地面沉降的整体格局,再以道路为专题,分析了道路的沉降分布格局。时间上,以时间为基线,逐月分析地面沉降部分在年内的具体变化。结果表明：空间上,芜湖市地面沉降主要集中在长江以东的范围,呈现出由西向东逐渐增加的趋势,长江以西呈现零星漏斗式沉降分布,其中,沉降累积量也与道路的密度与建设相关,道路汇集区与修建区域的沉降累积量较大;时间上,研究区整体沉降量各月变化较均匀,其中,沉降量变化范围在6月最大,10月与11月最小。     

基于空间杜宾模型的人口老龄化时空研究

文章以2000-2018年、2000-2010年山东省及17地级市的人口、经济等数据为基础，运用Geoda软件、MATLAB软件，计算Moran’s I 指数、空间杜宾模型（SDM），分析了经济水平、医疗服务、教育水平等六个因素对17地级市老龄化指数的空间效应。研究表明，山东省老化系数呈上升趋势且增长速度加快；老龄化指数明显东高西低、北高南低的空间格局没有出现明显改变；老龄化指数存在显著空间滞后性；经济水平、社会医疗水平和城市化水平的提高均能显著正向影响老龄化指数；人口自然增长率、人口出生率、城市化率的滞后因素对老龄化指数有显著的正效应；社会医疗服务水平对本地区与周边城市的老龄化指数具有显著溢出效应。     

基于PSI技术的芜湖市地面沉降时空特征分析

城市的沉降监测有利于了解区域实时高程，可为地质灾害与防护部门提供数据依据，避免因高程损失而带来的地质灾害。基于2016年1月至2017年12月共22景Sentinel-1A干涉宽幅模式影像数据，利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术以及合成孔径雷达差分干涉测量技术进行芜湖市地表形变监测，并分析研究区地面沉降的时空分布特征。空间上，阐述芜湖市地面沉降的整体格局，再以道路为专题，分析了道路的沉降分布格局。时间上，以时间为基线，逐月分析地面沉降部分在年内的具体变化。结果表明：空间上，芜湖市地面沉降主要集中在长江以东的范围，呈现出由西向东逐渐增加的趋势，长江以西呈现零星漏斗式沉降分布，其中，沉降累积量也与道路的密度与建设相关，道路汇集区与修建区域的沉降累积量较大；时间上，研究区整体沉降量各月变化较均匀，其中，沉降量变化范围在6月最大，10月与11月最小。     

基于地统计学的空间离群点检测算法的研究

针对传统空间离群点检测算法构建邻域时参数选择困难,处理高维数据的时间复杂度较高等问题,提出了一种基于地统计学的空间离群点检测算法。该算法将空间自相关理论引入空间离群检测中,首先利用3σ规则识别全局离群点,然后利用Delaunay三角网构建空间邻域,将邻域节点均值代替全局离群点,最后使用局部Moran’ I作为空间异常的度量方法。仿真结果表明,该方法不需要选择参数,鲁棒性较强,检测率较高、误警率较低。     

基于空间统计学的空间关联挖掘

将空间统计分析应用于空间关联挖掘领域，给出空间权重矩阵、空间自相关和空间关联的度量函数，并以中国有代表性的37个大中城市的地理空间数据为例，进行空间关联研究。根据空间数据的地理位置构造其Voronoi图、Delaunay图，计算空间对象之间的距离并构造其邻域图和空间自相关矩阵，在此基础上计算空间对象间的空间自相关系数和局部空间关联系数，包括Mnran’s I、Gereay’s C、局部Moran、G统计，并依据这些系数发现空间对象间的空间关联知识。     

基于名义尺度的空间自相关指数测度方法研究

从空间自相关的基本构成出发,提出了一种测度名义尺度的空间自相关指数--自邻接指数,给出了基于名义尺度下全局空间自相关和局部空间自相关的测度方法,并在ArcView平台下通过Avenue二次编程进行了算法实现.最后通过例子展示了自邻接指数在土地利用格局分析中发挥的重要作用.     

基于名义尺度的空间自相关指数测度方法研究*

从空间自相关的基本构成出发,提出了一种测度名义尺度的空间自相关指数——自邻接指数,给出了基于名义尺度下全局空间自相关和局部空间自相关的测度方法,并在ArcView平台下通过Avenue二次编程进行了算法实现。最后通过例子展示了自邻接指数在土地利用格局分析中发挥的重要作用。     

基于POI数据的郑州市中心城区图书馆空间分布研究

基于百度API爬取的图书馆POI数据,依托ArcGIS空间统计工具,笔者运用空间统计与空间分析方法分析郑州市图书馆的空间布局特征,研究发现郑州市中心城区的图书馆布局存在以下几个特征。(1)显著的空间集聚特征,三环以内区域东西轴向集聚明显。(2)在空间分布上不均衡,三环以内区域东部与北部具有集聚核心,南部区域不集聚,东部区域没有集聚核心但具备核演变趋势;三环与四环中间,西南与东北区域分布不足。(3)分布与学校分布呈正相关。     

基于RS和GIS的黄河三角洲主要人工地物时空特征分析

油井、风机和道路是黄河三角洲区域的主要人工地物,明确其时空特征对保障黄河三角洲的生态安全具有重要意义。利用Landsat、SPOT、高分二号等中、高分辨率卫星影像,提取并建立2000年和2015年黄河三角洲主要人工地物分布数据集,使用核密度法、平均最近邻法、加权分析法、克里金插值法和空间自相关分析法分析2000～2015年黄河三角洲人工地物的时空特征。结果表明：(1) 2015年风机空间分布具有不均衡性,呈现两大核心区为主、3个小集聚区为辅的空间分布格局,总体呈西北—东南走向,空间集聚特征明显;(2) 2000年和2015年油井空间分布具有不均衡性且存在时间变异特征,2000年油井呈现两大核心为主,团块成片分布为辅的空间分布格局,2015年油井呈现三大核心区为主、核心区周围油井呈鞍状分布的空间格局特征;(3) 2000～2015年黄河三角洲路网密度不断提高,空间集聚特征明显,路网密度高值主要分布在黄河三角洲中部地区,并呈现向西部和南部扩散趋势。总的来说,黄河三角洲地区人工地物数量大、分布范围广、增长速度快,对自然保护区的生态安全造成了巨大威胁。通过识别和分析黄河三角洲人工地物及其时空特...     

“广义对称”视角下上海夜间经济集聚中心识别方法与空间分异机理

作为增加就业、提振消费及带动区域发展的城市消费“新蓝海”,夜间经济在“后疫情时代”逐渐成为研究热点。“夜间经济集聚中心”是夜间经济发展的核心和基础,国内外鲜有研究,它作为社会经济要素,具有非均匀对称和“灰色聚集”的特点,因此无法简单套用传统地理集聚中心的识别方法。研究从夜间经济的集聚机理出发,基于“点—轴系统”理论,提出了一种夜间经济集聚中心的识别提取方法,并利用广义对称图谱解构上海市中心城区夜间经济集聚中心的空间格局及其分异机理。首次为快速准确地识别夜间经济集聚中心,科学地挖掘其空间分布特点提供了系统的方法参考,为推动夜间经济的繁荣和可持续发展提供了决策支持。结果显示：在上海市中心城区范围内,共提取了12个一级夜间经济集聚中心,26个二级夜间经济集聚区,夜间经济平均活力值分别为0.49和0.24。研究表明：(1)该方法能快速识别和提取夜间经济集聚中心。(2)上海夜间经济集聚中心呈“中心—外围”空间分布格局,交通导向性强;(3)基础设施完善程度和距市中心距离,是上海夜间经济空间集聚分异的主要驱动因子。(4)集聚中心的“色对称”空间格局,表明上海夜经济处于一种合理、可持续的发展阶段;未来...     

土地利用最佳模拟尺度选择及空间格局模拟

土地利用变化是一个受到多重因素相互影响的动态过程。目前,已经成为全球环境变化和可持续发展的重要内容,而区域土地利用空间格局模拟已成为LUCC研究的关键内容。以2000年以及2010年的TM遥感影像解译数据以及数字高程模型、水系、铁路、公路、降雨量和气温等数据为基础,运用二元逻辑斯蒂回归模型对黄土台塬区的土地利用最佳模拟尺度进行了选择,并在此基础上对研究区的各种土地利用进行了空间格局模拟。研究结果显示：（1）在土地利用格局模拟的十个空间尺度上,土地利用变化空间格局与其驱动力因子之间存在着一定的尺度相关性特征;（2）黄土台塬区耕地、林地、草地的ROC值在十个空间尺度上均呈现出先增加后减少的趋势,转折点在400 m尺度附近,说明黄土台塬区的土地利用在尺度效应和尺度转换的效应下,400 m×400 m是此区域土地利用格局优化的最佳模拟尺度;（3）在400 m最佳模拟尺度上所模拟出的草地和林地的分布格局都与人均GDP和地形综合指数两个变量显著相关,而对耕地的分布影响最为明显的变量则是地形综合指数。     

基于时空相关性的LSTM算法及PM2.5浓度预测应用

现阶段空气污染物粒子浓度演进过程模拟与预测算法忽视了粒子浓度的空间相关性,且没有实现粒子浓度的时间依赖性与空间相关性融合.对此,提出基于时空相关性的LSTM算法(TS_LSTM)并应用于PM2.5浓度预测.该算法提出空间相关性及其相关因子计算方法;将局部区域相关性因子与LSTM算法的遗忘门和记忆门融合,建立基于局部地理信息的LSTM算法(LTS_LSTM);融合LTS_LSTM算法学习结果与全局空间相关性因子,构造基于全局地理信息时空相关的LSTM算法(GTS_LSTM).模拟全局与局部的空气污染物粒子浓度演进过程,并实现离子浓度预测.在全局与局部数据集上,将该算法与回归算法、支持向量机、模糊神经网络、LSTM神经网络、GC-LSTM神经网络、DL-LSTM神经网络比较研究,结果表明:在空气粒子浓度预测上,该算法的预测性能优于各种传统预测算法,接近深度LSTM算法.     

基于遥感测量的土地覆盖景观格局多尺度研究

用景观格局指数来描述景观格局及结构特征,建立格局与过程之间的联系,是景观生态学最常用的定量化研究方法。在RS与GIS技术支持下,采用SPOT遥感图像作为数据源,对武汉东部城乡交错地带的土地覆盖景观进行计算,利用因子分析方法对37种常用的格局指数进行了选择并比较不同粒度上的差异。结果表明绝大多数景观格局指数都存在相关关系,故用一组不相互独立的景观指数描述景观格局则不具有说服力。通过因子分析我们把景观格局指数简化为3个主要的公因子:聚散性/多样性指标,面积、边缘指标和形状指标。这3大类指标的具体格局指数虽因粒度大小的变化有所改变,但在每个尺度层次上都呈现相似的特点,都能较好地表征研究区的土地覆盖特征,反映城乡交错地带的景观格局特点。通过本文的分析,我们认为,针对不同的数据类型和不同的研究区域有必要选择合适的景观格局指数来进行景观的空间格局分析。