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城区经济发展与景观格局变化的动态模型研究

城区经济发展与景观格局变化的动态模型研究

作者：张茜彧中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

城市生态系统是地球各大生态系统中最特别的景观。相对于森林生态系统等自然生态系统,城市生态系统的生态结构非常简单,通常以城市用地为优势景观,并且在很大程度上受到人类活动的影响。经济发展、技术发展、社会发展对城市土地转换即... 详细信息

城市生态系统是地球各大生态系统中最特别的景观。相对于森林生态系统等自然生态系统,城市生态系统的生态结构非常简单,通常以城市用地为优势景观,并且在很大程度上受到人类活动的影响。经济发展、技术发展、社会发展对城市土地转换即城市化有着至关重要的影响,反过来,城市化也深刻地改变着城市生态系统的结构,功能及动态。如今,人类所面临的很多生态问题、环境问题都与城市化的关系非常紧密,生态环境的状况好坏可以充分反映城市土地利用的合理性。量化景观格局以及其动态变化是对于城市化的生态后果进行监测和评估必不可少的部分。在众多城市模型中,元胞自动机是一种被广泛使用的动态模型,利用这个模型,可以很好的对城市土地变化进行模拟与预测。本文选择城市化发展迅速的北京市海淀区和朝阳区作为研究区域,研究的时间幅度为1984年到2009年共25年,时间间隔为5年,利用RS和GIS软件对遥感影像进行解译,获取土地利用分类图,并根据景观生态学中的有关理论,使用景观格局指数方法,运用FRAGSTATS软件对分类结果进行景观指数计算,对研究区景观格局变化的变化进行历史性回顾分析,并对城市景观规划提出基于景观格局的建议。结果表明:一般而言,随着城市化的发展景观应该逐渐破碎化,但对于研究区而言,景观指数的表现却恰恰相反,各种指标都表明随着人工建筑面积的增加,裸土的减少,景观破碎度减小,景观结构复杂程度减小,景观多样性减小。人类活动的干扰强大是城市景观与自然景观最大的不同,但也正是因为有人的管理,我们可以做到在了解景观格局的基础上对城市景观进行优化。此外,为了动态模拟城市化发展,本研究采用基于逻辑回归的元胞自动机理论来实现城市土地利用变化动态模拟。在Arc GIS软件支持下,获取一系列城市发展的自然及经济社会约束条件。将1984年和1994年的分类结果作为训练集使用逻辑回归来生成元胞自动机状态转换规则,最后将其运用到1994年分类结果得到2004年土地利用模拟图,并与2004年遥感影像分类结果图进行对比,验证模型精度为海淀区70.02%,朝阳区64.94%。研究成果具有重要意义,并能为其以后的发展做出预测和提出建议。

关键词：城市化景观格局分析景观指数城市模型元胞自动机

融入土壤湿度指标的青藏高原近地表土壤冻融机器学习监测算法

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地球信息科学学报 2022年第12期24卷 2404-2419页

作者：徐富宝范建容张茜彧杨超刘佳丽中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

青藏高原作为中低纬度地区最大的高山冻土区,多年冻土和季节冻土广泛分布。高精度的地表冻融监测结果对研究该区域的水热交换、碳氮循环和土壤冻融侵蚀非常重要。本文基于4个青藏高原典型地区的土壤温湿度观测网数据,开展利用LightGBM... 详细信息

青藏高原作为中低纬度地区最大的高山冻土区,多年冻土和季节冻土广泛分布。高精度的地表冻融监测结果对研究该区域的水热交换、碳氮循环和土壤冻融侵蚀非常重要。本文基于4个青藏高原典型地区的土壤温湿度观测网数据,开展利用LightGBM算法和随机森林算法进行土壤冻融循环监测的研究。在构建土壤冻融监测模型的过程中,发现土壤湿度是影响冻融判别的一个关键因子。使用AMSR2亮温数据和ERA5-Land土壤湿度数据,基于两种机器学习算法判别地表冻融状态,将结果与传统冻融判别式算法进行对比分析。结果表明:相比冻融判别式算法,LightGBM算法在白天和夜间的总体判对率提高了12.09%;14.45%,随机森林算法在白天和夜间的总体判对率提高了13.23%和14.96%。近80%的错分样本分布在-4.0℃~4.0℃之间,说明2个机器学习算法能够识别出稳定的土壤冻结状态和融化状态。另外,LightGBM算法和随机森林算法得到的日冻融转换天数的平均RMSE降低了112.82和117.00;冻结天数的平均RMSE降低了47.87和53.96;融化天数的平均RMSE降低了37.10和39.80。同时,基于随机森林算法计算了2014年7月—2015年6月青藏高原冻结天数、融化天数、日冻融转换天数。得到的青藏高原冻结天数图,以中国冻土区划图为参考进行精度评价,总体分类精度为96.78%。

关键词： AMSR2 青藏高原土壤冻融土壤湿度地表冻融判别随机森林 LightGBM 被动微波遥感

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溪洛渡库区植被覆盖变化研究

人民长江 2019年第S2期50卷 46-50页

作者：于江刘佳丽张茜彧中国三峡建设管理有限公司四川成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049

基于2001~2017年MODIS-NDVI数据,运用空间分析、一元线性回归趋势分析等方法,定量分析了溪洛渡水电站建设对植被覆盖时空变化的影响。结果表明:17a来,库区植被覆盖总体上受水电站建设的影响不大,与流域NDVI变化趋势基本一致;工程区NDVI... 详细信息

基于2001~2017年MODIS-NDVI数据,运用空间分析、一元线性回归趋势分析等方法,定量分析了溪洛渡水电站建设对植被覆盖时空变化的影响。结果表明:17a来,库区植被覆盖总体上受水电站建设的影响不大,与流域NDVI变化趋势基本一致;工程区NDVI受水电站建设影响波动明显,施工期NDVI减小明显,随着工程的完工及植被恢复措施的实施,植被逐步得到恢复,植被恢复较措施的实施滞后3~4 a,到工程完工时基本恢复到施工前水平,运营期NDVI略微超过施工前水平。从NDVI变化趋势空间分布来看,库区植被覆盖总体呈增加趋势,NDVI略微增加和明显增加的面积占区域总面积的45.84%,基本不变的占47.91%,略微减小和明显减小的区域占比较小,仅为6.24%。NDVI减少明显的区域分布在河流两岸,主要是因为蓄水淹没植被所致。结合施工进度表可看出,植被覆盖变化时间节点与溪洛渡水电工程的扰动时间点契合较好,NDVImean和NDVImax可以作为水电站建设影响植被覆盖的指示器。

关键词：植被覆盖时空变化 NDVI 趋势分析溪洛渡水电站

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西藏自治区植被与气候变化的关系

山地学报 2017年第1期35卷 9-15页

作者：李磊磊范建容张茜彧李炫中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院大学

气候变化下植被的时空响应是近年来的研究热点。高海拔西藏地区气候独特多变,研究该区域植被与气候变化的关系具有重要意义。西藏地区的气象站少,利用站点观测资料插值分析误差相对较大,难以准确获得空间连续的数据。本文采用20012013年... 详细信息

气候变化下植被的时空响应是近年来的研究热点。高海拔西藏地区气候独特多变,研究该区域植被与气候变化的关系具有重要意义。西藏地区的气象站少,利用站点观测资料插值分析误差相对较大,难以准确获得空间连续的数据。本文采用20012013年MODIS卫星16天时间序列数据和同期的降雨卫星TRMM数据,利用线性回归和相关性分析法研究西藏地区植被、地表温度和降雨量的时空特征及相关性。研究表明:在20012013年间,西藏地区植被与地表温度、降雨量在时间波动和空间分布上具有一致性。植被NDVI逐年增大,植被状况逐渐改善,地表温度总体呈上升趋势,降雨量整体无明显变化,三者年际变化率主要集中在-0.0050.005/a,-0.05℃0.15℃/a,-3040 mm/a。近13年来植被NDVI、地表温度和降雨量的变化区域差异性较大,在西藏中部和东部变化明显。植被NDVI的变化与气候变化(尤其是地表温度上升)密切相关,受降雨明显影响的区域分布在西藏中部,受地表温度明显影响的区域分布在西藏东部和西部。

关键词： NDVI 降雨量地表温度气候变化

复合植被指数在稀疏高寒草原植被盖度遥感反演中的应用

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草业科学 2017年第9期34卷 1767-1777页

作者：夏颖范建容张茜彧毕永清中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031

基于Landsat 8遥感影像数据,以西藏日喀则经南木林到申扎县的一条样带高寒草原作为研究对象,选择较为常用的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、土壤调整植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)、... 详细信息

基于Landsat 8遥感影像数据,以西藏日喀则经南木林到申扎县的一条样带高寒草原作为研究对象,选择较为常用的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、土壤调整植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)、修改型土壤调整植被指数(modified soil adjusted vegetation index,MSAVI)以及对半干旱区低覆盖植被信息较为敏感的转换型土壤调整植被指数(transformational soil adjusted vegetation index,TSAVI),结合地表反射率改进运算的FCD模型(forest canopy density mapping model)裸土(bare soil index,BI)和阴影指数(shadow index,SI)构建适合低植被覆盖区域的复合植被指数(vegetation bare shadow index,VBSI);基于各植被指数构建像元二分模型,定量反演高寒草原植被盖度;并利用网格法实测的植被盖度分析反演精度。研究结果表明,8种植被指数所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度的反演精度以VBSI(TSAVI)最高,反演精度为85.66%;并证明了基于野外采集的土壤光谱曲线获取的TSAVI所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度信息的提取具有一定的实用性;改进运算的FCD模型裸土和阴影指数能较好地削弱土壤和阴影对植被信息的影响,所构建的复合植被指数对提取稀疏高寒草原植被盖度信息具有重要的实际意义。

关键词：像元二分模型高光谱曲线复合植被指数高寒草原植被盖度土壤线 FCD模型

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Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演综述

人民长江 2019年第7期50卷 98-103页

作者：杨佳范建容张茜彧于江朱昕中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国三峡建设管理有限公司四川成都610041

悬移质泥沙是水环境的重要参数之一,其含量的变化对流域生态环境有着多方面的影响。传统研究方法能够实现悬移质泥含量的精确分析,但存在布点有限、时效不足等问题,而遥感技术可弥补传统研究方法的不足,实现大面积水域的同步观测。基于... 详细信息

悬移质泥沙是水环境的重要参数之一,其含量的变化对流域生态环境有着多方面的影响。传统研究方法能够实现悬移质泥含量的精确分析,但存在布点有限、时效不足等问题,而遥感技术可弥补传统研究方法的不足,实现大面积水域的同步观测。基于悬移质泥沙含量遥感反演的4类模型:物理模型、半分析模型、经验模型、人工智能算法模型,总结了Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演的研究进展,探讨了反演研究中存在的离水辐亮度提取难度大、混合像元不易分解等问题,并针对我国内陆山区河流,提出山区Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演发展面临的关键问题。

关键词： Ⅱ类水体悬移质泥沙卫星遥感反演模型内陆山区河流

基于匮乏成本的应急物资政企合作储备与运输策略研究

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系统工程理论与实践 2024年第5期44卷 1603-1614页

作者：樊彧邵建芳王熹徽中国科学技术大学管理学院国际金融研究院合肥230026

近年来,我国自然灾害频发,对人民群众的生命财产安全造成极大威胁.实践证明,政企合作储备与运输应急物资有利于更好地备灾、救灾.尽管我国的政企合作已经初具规模,但是无论是研究还是实践中,这些合作主要考虑的仍然是双方的成本,忽视了... 详细信息

近年来,我国自然灾害频发,对人民群众的生命财产安全造成极大威胁.实践证明,政企合作储备与运输应急物资有利于更好地备灾、救灾.尽管我国的政企合作已经初具规模,但是无论是研究还是实践中,这些合作主要考虑的仍然是双方的成本,忽视了灾民长时间缺乏应急物资所产生的痛苦,而减轻这种痛苦恰好是应急物流的根本目的,是应急物流与商业物流的本质区别,有利于更好地贯彻“以人为本”的救灾理念.为此,本文引入匮乏成本,用以衡量灾民因缺乏应急物资而产生的痛苦,并以此为基础针对以下核心问题进行了研究与探索:1)在考虑异质化运输条件的情况下,如何确定应急物资的储备量以及价格以保证政府与企业达成双赢?2)不同的应急物流情境(不同的应急物资、需求分布以及匮乏成本权重)会对政企合作造成怎样的影响?为解决上述研究问题,本文建立了基于斯塔克伯格博弈的政企合作模型,并通过数值算例以及敏感度分析,对模型的可行性进行了验证.本文通过引入匮乏成本,提出了由于长时间物资匮乏造成的灾民痛苦的衡量工具,拓宽了政企合作应急物流的研究思路,有利于践行“以人为本”的思想,为实际应急物流运作提供模型工具与理论基础.

关键词：应急物流匮乏成本政企合作储备与运输异质化交通运输条件斯塔克伯格博弈

关于道德责任的一个教条——兼评法兰克福对“可供取舍可能性原则”的反驳

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社会科学研究 2024年第2期 146-152页

作者：张茜东北师范大学马克思主义学部吉林长春130022

在当代道德哲学中,“可供取舍可能性原则”通常被视为道德责任的一个必要条件,而且这种观点已经成为一个教条。绝大多数当代道德哲学家都认为,只有当一个人本来就能够采取其他行动时,他才能为自己所采取的那个行动负有道德责任。法兰克... 详细信息

在当代道德哲学中,“可供取舍可能性原则”通常被视为道德责任的一个必要条件,而且这种观点已经成为一个教条。绝大多数当代道德哲学家都认为,只有当一个人本来就能够采取其他行动时,他才能为自己所采取的那个行动负有道德责任。法兰克福对这个教条提出了挑战,并为此构造了著名的“法兰克福式反例”。通过这种反例,法兰克福表明,可供取舍的可能性并不是道德责任的一个必要条件,道德责任的概念与采取其他行动的能力是可分离的,道德责任并不要求可供取舍的可能性。虽然反例实现的反驳是有限的,它没有直接证明“可供取舍可能性原则”为假,但这并不妨碍它成功地驳倒了一向被视为道德责任教条的“可供取舍可能性原则”。

关键词：自由道德责任可供取舍的可能性法兰克福式案例

美国制衡“一带一路”的地缘经济逻辑、路径及限度

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美国研究 2024年第3期38卷 52-84,6页

作者：张茜中国现代国际关系研究院

当前,美国战略界已将制衡中国“一带一路”倡议纳入对华战略的总体布局。这一制衡呈现出全球性、系统性和长期性竞争的态势。在美国对华战略竞争日趋激烈的背景下,美国和西方战略界极易从地缘经济的视角审视和揣测“一带一路”倡议,认... 详细信息

当前,美国战略界已将制衡中国“一带一路”倡议纳入对华战略的总体布局。这一制衡呈现出全球性、系统性和长期性竞争的态势。在美国对华战略竞争日趋激烈的背景下,美国和西方战略界极易从地缘经济的视角审视和揣测“一带一路”倡议,认为它将在规则标准、国际发展和全球供应链等诸多领域对美国构成持续的现实挑战,具有重塑欧亚大陆地缘经济格局乃至全球新秩序的潜力。基于这一认知,美国将制衡“一带一路”倡议作为对华战略竞争的关键抓手,密切关注“一带一路”倡议的发展,以构建对“一带一路”倡议的负面认知为先导,以重塑“去风险”全球供应链为核心,用资本对冲“一带一路”倡议,在全球范围内围剿“一带一路”倡议。然而,美国制衡“一带一路”倡议也面临诸多国内外因素的掣肘。中国应保持战略定力,积极应对美国的制衡带来的风险。

关键词：美国军事与外交中美关系 “一带一路”倡议地缘经济