检索结果-南通市图书馆

作者：顾少翔重庆大学

学位级别：硕士

无线电波在传播过程中会受到各种障碍物的吸收、遮挡、反射、绕射和散射等,导致接收信号产生衰落。无线信道衰落分为大尺度衰落和小尺度衰落,传输路径上障碍物引起的阴影衰落是大尺度衰落的重要组成部分。当两条位置相近的通信链路经历... 详细信息

无线电波在传播过程中会受到各种障碍物的吸收、遮挡、反射、绕射和散射等,导致接收信号产生衰落。无线信道衰落分为大尺度衰落和小尺度衰落,传输路径上障碍物引起的阴影衰落是大尺度衰落的重要组成部分。当两条位置相近的通信链路经历相同障碍物时,阴影衰落会存在相关性,这种相关性会影响无线通信系统的性能评估。研究无线衰落信道的传输特性,构建合理准确的无线信道模型,能为改善和提高无线通信系统性能提供指导。本文通过实际测量与理论分析相结合,对城市场景中阴影衰落相关性以及阴影相关复合衰落信道下分布式天线系统的下行中断性能进行分析和研究,主要研究内容如下:(1)分析了城市场景中的阴影衰落相关性:设计了城市场景中阴影衰落的测量方案,包括测量原则、测量方法、测量设备和测量区域;拟合测量数据,获得了大尺度衰落参数;使用半变异函数分析了城市场景中阴影衰落的相关性以及不同测量方法和数据处理方法对阴影衰落测量精度的影响,并运用理论模型对实验半变异函数进行拟合。测量和分析结果表明,城市场景中存在明显的短变程阴影相关,这为无线通信组网规划和基站选址提供了决策依据。(2)研究了阴影相关复合衰落信道下分布式天线系统的下行中断性能:首先通过一阶矩和二阶矩匹配对复合衰落信道下分布式天线系统下行接收信噪比概率密度函数进行近似;然后通过联合匹配对阴影相关复合衰落信道下分布式天线系统下行接收信噪比概率密度函数进行近似;仿真分析了分布式天线系统和复合衰落信道中各参数对近似精度的影响;最后利用获得的近似关系,导出了阴影相关复合衰落信道下分布式天线系统的下行中断概率表达式,并仿真分析了阴影衰落相关性对分布天线系统下行中断性能的影响。

关键词：阴影衰落相关性半变异函数分布式天线系统中断性能

秦岭南坡斜峪河流域土壤剖面水分空间分布特征

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秦岭南坡斜峪河流域土壤剖面水分空间分布特征

作者：张会丹陕西师范大学

学位级别：硕士

斜峪河位于国家南水北调中线工程丹江口水库水源保护区内,早年间流域内中下游地区毁林开荒、乱砍滥伐现象严重,荒坡面积较大,水土流失较为严重,自2010年实施流域综合治理项目以来林草覆盖率大大提升,森林植被涵养水源的能力得到显著改... 详细信息

斜峪河位于国家南水北调中线工程丹江口水库水源保护区内,早年间流域内中下游地区毁林开荒、乱砍滥伐现象严重,荒坡面积较大,水土流失较为严重,自2010年实施流域综合治理项目以来林草覆盖率大大提升,森林植被涵养水源的能力得到显著改善。本研究将斜峪河流域分为上、中、下游三个区段,在每个区段内选择一个典型坡面等间距地进行土壤样品采集,采集深度为80cm,随后通过室内样品分析获取该流域不同区段0-80cm土壤剖面水分数据及土壤容重、孔隙度、粒度组成、有机质含量、pH值等理化特性数据,并借助SPSS、GS+、 CANOCO4.5、SAS等统计分析软件系统地探索斜峪河流域不同区段土壤剖面水分的空间分布特征、土壤剖面水分的空间变异特征及土壤理化性质中影响土壤水分空间分布的主要因子等问题,旨在为该流域乃至整个秦岭山区的水源涵养、生态环境保护及农业生产活动提供科学指导。对流域不同区段土壤水分含量的总体统计特征显示,土壤剖面水分含量在7.81%-38.44%之间;土壤水分均值排序为上游(21.16%)>下游(18.12%)>中游(17.46%);从剖面分布来看,上中下游0-80cm各层平均土壤水分变化在13.91%-22.29%之间;无论在哪—个土壤层次,上游土壤水分含量均大于中下游。。对不同地类下平均土壤水分的统计特征显示除坡耕地外,上中下游不同地类下平均土壤水分含量排序均为乔木林>灌木林>草地,说明林地涵养水源的能力大于荒草地。不同地类土壤剖面水分特征显示,坡耕地及草地的土壤水分低湿层与生长作物的根系分布相关,而乔木林地、灌木林地地表覆盖度较低,故表层土壤水分含量较低。半变异函数分析结果显示,上中下游0-80cm土层平均土壤水分半变异函数最优模型分别为高斯模型、高斯模型、指数模型,各区段剖面土壤平均水分均表现出强烈的空间自相关性,空间自相关距离分别为24.7m、25.0m、15.5m。0-80cm土层土壤剖面水分半变异函数分析显示,各层土壤水分均呈现出强烈的空间自相关性。对土壤理化性质特征的统计显示,土壤剖面容重均值分布在1.13-1.34g/cm3之间;坡耕地对土壤容重的改良作用最小,乔木林地最大;土壤容重在剖面分布上表现为随深度的增加而增大的趋势。土壤剖面总孔隙度均值分布在49.43%～55.85%之间;灌木林地对土壤孔隙度的改良作用最大,坡耕地最小;剖面变化特征显示,土壤孔隙度随土层深度的增加而减小。粒度组成显示各地类均以粉砂为主。剖面土壤有机质含量分布在12.22%～88.02%之间;不同区段四种地类剖面土壤有机质含量最低的均为坡耕地,其次为草地;坡耕地、乔木林地、草地剖面土壤有机质含量均在上游地区含量最高、灌木林地剖面土壤有机质含量则在下游地区含量最高,剖面土壤pH值在5.75～6.77之间;各区段剖面土壤pH值由大到小排序均为灌木林地>坡耕地>乔木林地>草地。线性趋势显示,土壤水分随容重增加而减小,随孔隙度的增加大致呈增大趋势,与粘粒、粉砂及有机质含量呈正相关关系,与砂粒含量、pH值呈负相关关系。土壤理化性质与土壤水分的CCA排序分析得出,所分析的土壤理化性质中对土壤水分含量影响最大的在上游地区依次为粉粒、粘粒、有机质含量,中游地区依次为有机质、粒度状况,下游地区为容重、孔隙度、有机质含量,因此,土壤有机质含量、粒度状况可作为理化性质中研究土壤剖面水分的重要参考因子。利用SAS多元回归分析对流域上中下游土壤水分含量进行模拟,通过样点实测数据验证模型精度发现,上游地区预测模型精度在89%以上,中游地区在84%以上,下游地区在86%以上,预测模型精度均较高。

关键词：秦岭南坡小流域土壤剖面水分半变异函数 CCA排序

湖北省乡镇尺度的人口分布特征与影响因子探测

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湖北省乡镇尺度的人口分布特征与影响因子探测

作者：周晴雨华中师范大学

学位级别：硕士

空间和环境作为地理学区别于其他学科的独特视角,重视人口分布的空间规律及其与环境的关系是发挥人口地理学科学作用的重要保证。本研究基于2015年的湖北省乡镇人口、乡镇矢量底图、经济和自然因子底图等数据资料,使用人口密度作为人口... 详细信息

空间和环境作为地理学区别于其他学科的独特视角,重视人口分布的空间规律及其与环境的关系是发挥人口地理学科学作用的重要保证。本研究基于2015年的湖北省乡镇人口、乡镇矢量底图、经济和自然因子底图等数据资料,使用人口密度作为人口分布密集程度的代理指标,首先对比了地市、县区和乡镇三种尺度在呈现人口分布信息上的效果差异,然后利用空间自相关、标准差椭圆、人口重心、变异函数等方法对乡镇尺度的人口分布特征进行考察,并引入地理探测器方法分析人口分布差异的地理影响因子。结果表明:①乡镇尺度比县级和市级尺度更能够精细地展现湖北省人口分布格局、空间集聚和分异特征。随着观察尺度的缩小,得到的信息变得具体化,均质化特征越来越不明显,空间异质性越来越清晰;空间关联性特征随着观察尺度缩小而显著,人口密度分布的集聚程度在随着观察尺度的缩小而变大。②湖北省各乡镇单元的人口数量和密度差别较大,城区街道人口密集,农村乡镇相对稀疏;人口分布在省域空间上呈现为“东密西疏、中部居中”宏观格局,密集区主要分布在以武汉为中心,向正北、东南和西南3个方向延伸的倒“V”型带状区域范围内。湖北省人口分布呈东南-西北态势,东西差异要大于南北差异,人口密度呈收缩状态,集中于东南部。湖北省人口密度平均中心在天门市的石河镇,位于国土中心的东南方,并有向东部移动的趋势。③湖北省的人口不是随机分布,而是具有很强的正向空间关联性,拥有相似人口密度属性的乡镇级单元倾向于集聚分布。高-高集聚型较多,主要分布于以武汉、襄阳、黄石等为典型的城市辖区,形成了多个高密度人口的连片区;高-低集聚型仅有四个,分别是利川市的东城街道、钟祥市的殷中镇、竹山县和房县的城关镇;低-高集聚型也仅有四个,分别是武汉市的天兴乡、宜昌市的峡口风景区、联棚乡与艾家镇;低-低集聚型最多,集中连片分布于省域西部的神农架林区、恩施州东南部、十堰市西南部、宜昌市的五峰、长阳以及随县、沙洋监狱片区等,形成全省人口的低密度区。④变异函数结果显示,当与乡镇级单元中心点的距离超过52.3km时,人口密度的空间自相关性消失,即距乡镇中心超过52.3km,人口密度分布不再体现随距离变化而变化的规律,这种空间总变异主要来自于人口系统本身的结构性因素;分方向看,西北-东南方向的空间变异程度最明显,东北-西南方向的最小。⑤人口分布空间变异的单因子探测结果显示,生态系统类型、人均GDP、海拔高度、地形坡度、多年平均气温、干燥度和多年平均降水量等地理因子的影响作用依次降低;诸因子之间存在强烈的交互作用,相对于纯自然因子及其交互作用来说,自然、人文因子的交互作用对人口分布格局的形成影响更大。本文可能的两个创新点,一是使用了较为精细的乡镇尺度去刻画湖北省的人口空间分布格局,探究人口密度分布在空间上的集聚、分异以及各个方向上的差异;二是尝试使用了更科学的影响因子探测方法,将待测因子对人口分布的影响程度以及因子间的交互作用进行了量化表达。研究结果可望为相关政府部门在制定人口相关政策、引导人口合理分布以及区域发展规划时提供决策参考。

关键词：人口分布空间格局半变异函数地理探测器乡镇尺度湖北省

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南昌市耕地生态风险识别、评价及调控研究

南昌市耕地生态风险识别、评价及调控研究

作者：张田江西农业大学

学位级别：硕士

耕地对农业生产来说是至关重要的自然资源,关系到一个国家粮食的稳定供给和民生问题。目前,对于耕地的数量和质量的量化及评价研究已较为成熟,但关于耕地生态风险方面的评价研究较少。为更好的实现耕地“三位一体”的保护目标,对耕地生... 详细信息

耕地对农业生产来说是至关重要的自然资源,关系到一个国家粮食的稳定供给和民生问题。目前,对于耕地的数量和质量的量化及评价研究已较为成熟,但关于耕地生态风险方面的评价研究较少。为更好的实现耕地“三位一体”的保护目标,对耕地生态风险的研究刻不容缓。因此,本文基于相对风险理论,借鉴PSR模型理论从风险压力、风险状态及风险响应等方面选取16个评价指标建立耕地生态风险评价指标体系,同时采用CRITIC方法对评价指标的指标权重进行计算并赋权。以2km×2km的格网作为评价单元对南昌市2000、2005、2010、2015及2018年耕地生态风险值进行计算。在此基础上,对南昌市耕地生态风险的时序变化及空间分布变化进行分析,并利用空间分析方法对耕地生态风险的空间关联及分异特征进行了探究,最后,基于耕地生态风险的等级及空间分布状况对南昌市耕地生态风险提出了分区调控措施,以期为南昌市耕地生态保护提供参考。本文的研究结论主要包括以下内容:(1)2000～2018年,南昌市耕地呈波动变化,2000～2005年间,南昌市耕地面积减少了16250.28hm,变化率为-6.59%;2005～2010年间,耕地面积增加了2.42%,共增加5568.84hm,2018年与2000年相比南昌市耕地面积增加了17999.29hm,这种不降反增的情况与大多数省会城市有所差异,耕地转入的主要来源为建设用地、林地和水域。(2)2000～2018年,南昌市耕地景观格局不断变化,耕地景观斑块占景观百分比上升,这与耕地面积增加有直接关系。然而,耕地斑块的聚合指数下降,破碎度上升,表明南昌市耕地景观呈破碎化趋势,同时,斑块连接度下降,表明耕地斑块间连通性下降。(3)南昌市耕地生态风险源主要为人口、产业结构、耕地非农化及自然灾害等方面。从时间序列上看,南昌市耕地生态风险以中风险(Ⅲ)等级和中高风险(Ⅳ)等级为主,2000年,Ⅲ等级面积为547469.32hm,占总面积的58.69%;其次为Ⅳ等级,占23.78%;高风险(Ⅴ)等级面积仅占总面积的0.04%,为331.05hm。2005年,Ⅲ等级面积为546231.01hm,占总面积的58.56%;其次为Ⅱ等级,占24.51%;2010年,Ⅲ等级面积为569110.17hm,占总面积的61.01%;其次为Ⅳ等级,占20.69%;2015年,Ⅲ等级面积为557406.60hm,占总面积的59.70%;其次为Ⅳ等级,占19.49%;2018年,Ⅲ等级面积为561069.66hm,占总面积的60.15%;其次为Ⅳ等级,占19.84%。南昌市耕地生态风险总体呈现出“W”型变化趋势,各风险等级主要向上一级和下一级转移为主,耕地生态风险高等级主要分布在南昌县,低等级主要分布在中心城区、安义县及进贤县。(4)空间分析的结果表明,南昌市5个时期耕地生态风险指数分布在整体上存在空间关联性。2000～2018年5个时期Moran’I指数分别为0.7390、0.7670、0.7770、0.7140、0.7310,存在较强的空间正相关性。而局部空间自相关结果显示,南昌县为HH型的主要分布区域,以南昌县为中心,LL型主要分布在其东西两侧。2000～2005年,LL型由大面积分布在南昌县以东的进贤县区域转为南昌县以西的安义—青山湖区—青云谱区—西湖区。2005年以后,LL型分布较为稳定,南昌县的HH型分布在2010年有所缩减后又逐渐扩大。对南昌市耕地生态风险进行半变异函数拟合,结果表明高斯模型下拟合效果最好。5个时期块金值(C)很小,耕地生态风险由随机部分引起的空间异质性小。2000年,基台值(C+C)为0.0159,在此之后基台值(C+C)持续下降,表明总的空间变异程度降低。而块基比C/(C+C)在2000～2018年分别为0.0063,0.0067、0.0134、0.0276和0.0666,呈现出先降后增的“V”型变化趋势,表明耕地生态风险由随机部分产生的变异先降后增。

关键词：耕地生态风险相对风险模型空间自相关半变异函数南昌市

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黄土坡耕地地表糙度的空间异质性研究

黄土坡耕地地表糙度的空间异质性研究

作者：张莉西北农林科技大学

学位级别：硕士

地表糙度是影响土壤侵蚀过程的重要因子之一，也是土壤侵蚀学科领域研究的热点问题，探讨微尺度下（2cm×2cm）地表糙度在侵蚀过程中的空间异质性规律，对进一步理解土壤侵蚀过程和机理具有重要意义。为此，本文以黄土高原不同耕作措施... 详细信息

地表糙度是影响土壤侵蚀过程的重要因子之一，也是土壤侵蚀学科领域研究的热点问题，探讨微尺度下（2cm×2cm）地表糙度在侵蚀过程中的空间异质性规律，对进一步理解土壤侵蚀过程和机理具有重要意义。为此，本文以黄土高原不同耕作措施条件下（4种常见的农业耕作措施：人工锄耕、人工掏挖、等高耕作、对照）的坡耕地为研究对象，通过进行固定雨强（60mm h-1）下不同坡度的室内人工模拟降雨实验，利用激光扫描仪获取地表糙度数据，运用地统计学和分形维数相结合的方法对地表糙度的空间分布特征及变异性进行研究。该研究结果为揭示微地形条件下地表糙度异质性对土壤侵蚀的作用与影响，并为黄土区进行有效的水土保持工作提供科学依据。主要结果如下：（1）基本统计特征分析表明：黄土坡耕地地表糙度在整体上的分布较均匀，具有较弱的空间变异性。其中，从不同坡度来看，表现为：5°＞10°＞20°＞15°＞25°，说明随坡度的增加，地表糙度的空间变异性逐渐减弱;从不同耕作措施来看，表现为：AD＞CT＞AB＞CK，表明AD坡面相比其他坡面具有较强的空间变异性。此外，不同耕作措施坡面对降雨侵蚀具有一定的抑制作用，这种抑制作用总体上表现为：AD＞CT＞AB。由此得出，AD耕作坡面为黄土区水土保持效应较好的坡面。在不同侵蚀阶段，地表糙度的变异性差别不大，表现为BR＞SpE≈ShE≈RE，表明降雨侵蚀对地表糙度具有一定的削弱作用。（2）半方差函数分析表明：地表糙度的空间异质性主要由结构方差构成，且均表现出中等以上的空间自相关性。其中，AD坡面的自相关性在各降雨侵蚀阶段均表现为强烈的空间自相关特征;相较而言，5°坡的空间自相关性更加明显，其次为15°和25°坡，而不同坡面在降雨阶段的自相关性整体上并未表现出较为明显的规律，这说明人为耕作、坡度对地表糙度的影响远大于降雨对其的影响。不同耕作措施、不同坡度坡面的自相关范围（变程）并不相同。总体上来看，微地形尺度的变程为2.42m。从不同耕作措施来看，AB坡面为3.59m，表明AB坡面的空间连续性较好，在2cm×2cm的研究尺度下其空间变异性并不明显，有待更小尺度的研究。AD、CK坡面的有效变程差异较小，分别为2.33、2.21m，表明其生态过程在相同尺度上起作用。CT坡面的变程最小，为1.54m，表明CT坡面的空间连续性较差，在以后的研究中应取更小的采样间距;从不同坡度来看，5°、10°、15°、20°、25°坡面的变程分别为2.05、2.52、3.82、1.68、2.02m。（3）分形维数分析表明：黄土坡耕地地表糙度具有良好的分形性质，在研究的标度范围内并不是完全随机的，其分形维数在1.59～1.91之间，整体表现为CK（1.742）＜AB（1.754）＜AD（1.787）＜CT（1.789），说明地表糙度在小尺度上的变异逐渐增强，空间分布越趋复杂。从坡度来看，20°坡的D值最高（1.81），其次为25°（1.79）、15°（1.76）、10°（1.75）、5°（1.73）坡依次递减，说明随坡度的增加，各坡面地表糙度的空间分布趋向复杂，空间异质性较强。从不同降雨侵蚀阶段的分维值来看，表现为BR（1.78）＞SpE（1.77）＞ShE（1.76）＞RE（1.75），表明随侵蚀的发展，各坡面在小尺度上的变异逐渐减弱，空间异质性逐渐减弱，而大尺度上的变异逐渐增强并控制着地表糙度的配置格局。（4）各向异性分析表明：不同水蚀过程中，黄土坡耕地地表糙度的半方差函数均具有明显的方向性，表现为在90°和135°方向上表现为各向同性，地表糙度的空间异质性变化一致。在0°和45°方向上的各向异性比大于1，表现为各向异性。（5）空间自相关分析表明：从不同耕作措施来看，随采样间距的不断增大，黄土坡耕地地表糙度的空间自相关呈正负交替现象，各坡面空间结构特征的复杂性表现为CT＞AD＞AB＞CK，这正好和分形维数所得的结果相吻合。总体上在0-10cm的变程范围之内，地表糙度表现为明显的空间正相关或负相关，表明在这个变程范围之内，地表糙度的空间异质性受随机性因素和结构性因素的共同作用，这与半变异函数分析的结果相一致。（6）Kriging插值分析表明：黄土坡耕地地表糙度的空间分布具有明显的斑块状或连续分布的特点。从不同坡度来看，20°坡面地表糙度的空间分布较复杂，在图中呈现明显的斑块状分布，且差异明显;从不同耕作措施来看，CT坡面地表糙度的空间分布较复杂，呈现明显的条带状及斑块状分布状况，表明坡度、耕作措施均会对地表糙度的变化产生影响。

关键词：黄土高原坡耕地地表糙度空间异质性半变异函数分形维数

长株潭城市群区域创新平台空间格局及其影响因素分析

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长株潭城市群区域创新平台空间格局及其影响因素分析

作者：宾津佑湖南师范大学

学位级别：硕士

十九大报告明确指出加快建设创新型国家,创新作为引领发展的第一动力,已成为建设现代化经济体系的战略支撑。随着创新驱动发展战略的提出,区域创新平台作为支撑创新活动的重要载体和区域创新体系建设的重要组成部分,已成为国家创新体系... 详细信息

十九大报告明确指出加快建设创新型国家,创新作为引领发展的第一动力,已成为建设现代化经济体系的战略支撑。随着创新驱动发展战略的提出,区域创新平台作为支撑创新活动的重要载体和区域创新体系建设的重要组成部分,已成为国家创新体系的基础。而长株潭城市群作为国家主体功能区规划中的重点开发区和优先开发区,同时也是中部地区区域创新发展的战略重点区域。因此,探究长株潭城市群地区区域创新平台分异特征及其成因,对于全面提升区域创新水平、优化创新空间布局、构建湖南省乃至中部崛起区域创新发展主引擎具有重要意义。本文借鉴融合区域经济学、创新地理学等理论,以长株潭城市群64个县(市、区)作为研究单元,选取2011年、2016年区域创新平台作为基础数据,基于地理学视角综合运用平均最近邻距离、核密度估计、空间自相关、半变异函数等技术方法对区域创新平台的总体空间分布态势、等级分布特征、空间集聚特征以及空间异质特征进行定量可视化分析,在此基础上,运用地理加权回归模型对长株潭城市群区域创新平台空间分异的影响因素进行探析,揭示各变量影响因素在空间上的响应程度,并提出相应的对策建议,以期为科学合理建设布局区域创新平台、整合区域创新资源、统筹区域创新协调发展提供决策参考。本文主要结论如下:(1)长株潭城市群区创新平台的空间分异特征分析。总体分布态势:长株潭城市群区域创新平台“点—极”式空间分布模式凸显,总体呈不均衡分布,2011～2016年间区域创新平台数量整体呈增加态势,但稀疏分布区增加幅度不明显,不同行政单元间区域创新平台数量分布表现出较强的行政规模等级梯度递减的空间分异格局及等级扩散规律。等级分布特征:不同等级区域创新平台空间分布存在明显的区域差异,国家级区域创新平台点要素分布呈现出以长株潭三市市辖区为主的“三足鼎立”格局,省级区域创新平台点要素分布则整体呈“3+5”的大小组团集簇与零星散落相间分布格局,各行政单元间国家级、省级区域创新平台数量均有所提升,省级区域创新平台数量增幅明显高于国家级,国家级、省级区域创新平台在区域数量分布上呈典型的“金字塔”型结构分布。空间集聚特征:不同等级和不同区域的集聚规模和集聚强度存在明显差异。在空间位置上区域创新平台点与点之间以及不同行政单元间区域创新平台数量均呈显著集聚分布态势,其中,省级区域创新平台点要素间的集聚程度强于国家级;2011～2016年间区域创新平台主要密集分布区由“双核”向“多核”空间结构模式转变;冷热点格局表明不同行政单元间区域创新平台数量分布在空间上表现出极化特征且有所强化。空间异质特征:2011～2016年期间长株潭城市群区域创新平台的空间半变异函数值及其参数均呈现出减小的趋势,受结构性因素以及不确定性随机因素的影响而引起的空间异质性程度有所减弱,各分维度在东—西方向上的空间异质性有所强化,这一变化差异与长株潭城市群区域创新平台空间分布“东强西弱”的现实分布格局基本相吻合,此外,以长株潭三市主要市辖区为核心的区域创新平台空间集聚趋势进一步得到强化。(2)长株潭城市群区域创新平台空间分异的影响因素分析。经济发展水平、产业发展状况、人力资本条件、区域创新投入、城镇化发展水平对区域创新平台建设布局均具有正向驱动效应,各驱动因子的区域响应程度在空间分布上表现出核心—边缘空间结构分异特征,且存在空间近邻效应。

关键词：区域创新平台空间分异半变异函数 GWR模型长株潭城市群

江苏东台围垦区景观格局变化及其尺度效应研究

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江苏东台围垦区景观格局变化及其尺度效应研究

作者：杨晓玲南京师范大学

学位级别：硕士

海岸带生态资源丰富,是人类生存与发展最有利的地带。只有明确海岸带景观格局的变化趋势,才能合理规划海岸带景观格局,减少景观格局变化对生态环境的影响,实现海岸带资源利用的可持续发展。但景观格局的研究要受尺度效应的影响,所以,如... 详细信息

海岸带生态资源丰富,是人类生存与发展最有利的地带。只有明确海岸带景观格局的变化趋势,才能合理规划海岸带景观格局,减少景观格局变化对生态环境的影响,实现海岸带资源利用的可持续发展。但景观格局的研究要受尺度效应的影响,所以,如何选择适宜的尺度也成为海岸带景观格局研究的首要任务。本文利用1995、2002、2008年TM遥感影像,以东台围垦区为例,通过计算各景观指数来分析各区及全区景观格局变化。研究发现：整个研究区在人为活动的影响下,斑块形状趋于规则,破碎化程度增强,整体格局态势朝单一化方向发展;老垦区全部为人工景观,变化趋势与全区一致,但景观格局呈均衡分布;笆斗区、三仓区以自然景观为主,因围垦时间不同,人为活动影响程度不同,但最终斑块形状变得规则化,破碎化程度加剧,景观格局呈均衡化分布,耕地有取代碱蓬成为优势斑块的趋势。除客观原因导致各区景观格局变化不同外,研究区范围选择的大小也会影响到景观格局的分析结果。在粒度分析时,利用GIS手段将分类图按照18种粒度进行重采样,然后分别计算不同尺度斑块水平及景观水平下各指数的值。分析发现,指数随粒度变化呈现出4种趋势：①指数值基本保持不变;②指数值整体上保持不变,但转折点较多;③指数呈有规律的上升和下降,但无明显的拐点;④指数呈有规律的上升和下降,并有较明显的粒度转折点。几乎所有指数的突变点出现频率最多的是60m和160m。所以,在景观格局研究时,影像分辨率应控制在60m之内,最大不超过160m。在幅度分析时,在GIS中用0.5km、lkm、1.5km、3km四种大小不同的正方形网格对分类图进行切割,并分别计算每个网格的多样性、聚集度、分维数指数。然后用GS+模拟不同幅度下各指数半变异函数模型。模拟结果显示：0.5km幅度上,三个指数的块金值最大,在变程范围内各指数空间变化较为复杂;各指数的块金效应随幅度增加不断减弱,说明随机部分造成的空间异质性在减弱(块金效应的误差主要是由于忽略了各向异性对空间变异的影响引起的);随着幅度的增加,各指数半变异函数的块金基台比C0/(Co+C)不断减小,即随机部分引起的空间异质性占总空间异质性的比重逐渐减小。所以,当尺度过大时,就会损失太多的空间规律信息;尺度过小,总体的规律又会被局部的规律所掩盖,不能反映景观格局的主要规律。综合考虑,认为在研究东台海岸带内部土地利用的空间结构时,1.5km幅度是最佳样本幅度。

关键词：海岸带景观格局粒度幅度半变异函数

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西安市文化产业集聚的尺度转换研究

西安市文化产业集聚的尺度转换研究

作者：张志杰陕西师范大学

学位级别：硕士

文化产业作为一种特殊的文化形态和特殊的经济形态,已经成为衡量一个国家或区域综合竞争力的重要标志。因此,许多国家和地区将文化产业作为战略产业或支柱产业,并采取了相应的政策及措施推动和扶持其发展。通过文献收集和整理,梳理产业... 详细信息

文化产业作为一种特殊的文化形态和特殊的经济形态,已经成为衡量一个国家或区域综合竞争力的重要标志。因此,许多国家和地区将文化产业作为战略产业或支柱产业,并采取了相应的政策及措施推动和扶持其发展。通过文献收集和整理,梳理产业集聚的基础理论以及技术成果、尺度理论的研究进展与应用领域,明确尺度与尺度转换的内涵,并对国内外有关研究成果进行系统化总结和评述,探索不同尺度下产业集聚研究的现状和问题。综合现有研究成果,本研究基于以下视角进行研究：一是以新兴产业——文化产业为例,拓展产业研究的领域;二是同一区域的不同空间尺度的深化研究,空间尺度从不同层面展开,在格网尺度下进行计算分析,并将研究的最小的格网尺度确定为100m×100m;三是以企业数据点为数据源研究,将Arcgis技术应用于微观尺度的研究中。四是西安市文化产业集聚的尺度转换研究,探索西安市文化产业集聚研究的特征尺度。在总结归纳不同尺度下西安市文化产业空间分布特征和集聚规律的基础上,寻找不同尺度下产业集聚的异同点,构建空间关联模型,分析尺度转换的条件。实现研究尺度之间的相关性、各向异性,多尺度西安市文化产业集聚的尺度域的划分,特征尺度的选取等。主要结论如下：(1)研究西安市文化产业集聚的尺度转换,首先是建立最小粒度的西安市文化产业集聚密度图,本文根据统计结果分析,进行尺度上推研究的最小网格大小为100m×100m,即最小粒度为100m。统计显示,最小粒度的西安市文化产业集聚密度图中西安市文化产业的企业数量减少,但是对西安市文化产业集聚的尺度转换研究影响较小。这一结果可以证明在西安市文化聚集的尺度转换中,由于文化产业集聚密度的测量所产生的误差,这种统计学上的误差是不会扩散传播的。(2)在研究西安市文化产业集聚的尺度转换过程,选择尺度上推模型要能保证西安市文化产业企业统计数据的统一性,随着尺度的不断增大,西安市文化产业集聚的空间特征将发生改变,文化产业集聚密度的空间变异性将逐步降低,空间异质性也呈逐步降低的趋势。而文化产业集聚密度在不同尺度上,其特征也不同。在尺度为R>4时,各尺度的西安市文化产业集聚密度图之间的相关性明显增强,当尺度为R=30时,西安市文化产业集聚呈现出区域共扼的特征。(3)通过尺度上推的计算结果,选取西安市文化产业集聚密度特征尺度时,采用定性与定量相结合的方法。空间异质性是影响尺度转换过程的最普遍和关键的因素,根据半变异函数分析结果,依据西安市文化产业集聚的空间相关性的强弱程度(依据偏基台值/基台值的比值),将31个观测尺度划分为5个尺度域,即R=0-R=3,R=4-R=10,R=11-R=20,R=21-R=24,R=25-R=30。在进行尺度的筛选时,需要有相关的参数来进行控制,这种情况下可以考虑运用尺度域。经过分析计算,并结合目视解译,可以将五个有效的特征尺度甄选出来,分别是R=0、R=3、R=15、R=21和R=30。(4)在特征尺度的尺度内涵上,表现出了明显的人地间矛盾。研究表明：1)文化产业的格局以及形成过程对其聚集程度有很大的影响,例如当尺度很小的时候,当地的人文风貌便是主导的影响因素。通过调查可以看出西安市的重要商业中心以及经济圈的空间分布与西安市文化产业集聚分布的高值区有较强的尺度相关性,这种现象的出现是当地消费水平和开发者的盈利心态共同作用的结果。生活水平越高,越能满足其商业消费需求。2)西安市也是我国普通高校较为集中的城市,西安市高校的分布数量和格局以及相关研究所的散布位置也对文化产业的分布密度有很大影响。普通高等学校密集的地区文化产业集聚密度较高,这也是在计划经济体制下的文化产业集聚分布特征。3)对总体分布状态有着统筹影响作用的是大层面上的区位因子,常见的就是交通线的分布情况。

关键词：西安市文化产业尺度转换半变异函数尺度域特征尺度

基于改进层次聚类算法的机载LiDAR地面点云简化算法

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基于改进层次聚类算法的机载LiDAR地面点云简化算法

作者：叶凌梦西南交通大学

学位级别：硕士

机载激光雷达（Light Detection And Ranging,LiDAR）技术在获取大面积、高精度三维地表数据方面具有显著优势,目前已成为构建数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）最重要的数据获取手段之一。但通过LiDAR得到的点云数据量庞大... 详细信息

机载激光雷达（Light Detection And Ranging,LiDAR）技术在获取大面积、高精度三维地表数据方面具有显著优势,目前已成为构建数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）最重要的数据获取手段之一。但通过LiDAR得到的点云数据量庞大而复杂,这一方面影响着后续数据处理的效率,在某些工程应用中数量庞大的点云对提高DEM的高程精度也没有明显的贡献。因此,在保留原始点云基本地形特征的前提下,对海量LiDAR地面点云进行简化具有十分重要的现实意义。层次聚类算法是一种无监督的机器学习方法,它将空间中特征相似的点聚成一簇,且能识别任意空间分布的簇,同时它的相似性度量准则的定义也比较简单,因而被用到点云简化中,并取得较好的效果。但对LiDAR地面点云进行简化时,该算法仍存在以下缺点:（1）层次聚类算法需要主观设置聚类终止阈值。但对于没有先验知识的区域,不合适的终止阈值会造成聚类不准确。（2）层次聚类算法通常以距离、法向量、曲率等单一特征作为相似性度量准则。但单一特征只能描述LiDAR地面点云地形特征的某一个方面,无法准确衡量地面点之间的相似性,进而影响聚类结果的准确性。针对上述问题,本文的主要研究内容如下:（1）针对主观设置层次聚类终止阈值会造成聚类不准确的问题,设计了一种基于空间自相关的层次聚类算法。通过引入半变异函数对地形特征的空间自相关范围进行研究,以此来确定层次聚类的终止阈值,旨在保证聚类后簇内数据具有空间自相关性的条件下,将空间中距离较近的点聚为一簇。（2）针对使用单一特征度量LiDAR地面点之间的相似性会造成聚类不准确的问题,设计了一种基于地形特征的层次聚类算法。基于多个地形特征因子,使用余弦相似度和高斯距离权重,构建了加权余弦相似度作为层次聚类的相似性度量准则,来衡量地面点之间的相似性,以提高聚类后簇内数据的地形特征相似性。（3）针对传统层次聚类算法在LiDAR地面点云简化中存在的聚类不准确的问题,设计了一种基于改进层次聚类算法的机载LiDAR地面点云简化算法。使用基于空间自相关的层次聚类算法和基于坡度的LiDAR点云采样规则,对地面点云进行聚类、采样和中误差计算,以特定比例尺DEM规定的高程中误差,作为是否对基于空间自相关的层次聚类结果进行基于地形特征的层次聚类和采样的依据,旨在提高LiDAR地面点云聚类的准确性,以较少点云构建特定比例尺DEM。研究表明:与基于K-Means++算法、基于坡度的LiDAR地面点云简化算法相比,本文设计的基于改进层次聚类算法的机载LiDAR地面点云简化算法有良好的简化效果,能在无任何先验知识的条件下,得到分布合理的简化结果。本文算法实现了以较少点云构建特定比例尺的DEM,对于在实际工程中提高DEM的处理与分析速度具有重要意义。

关键词：层次聚类相似性度量准则地形特征因子半变异函数加权余弦相似度机载LiDAR地面点云简化

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煤层三维建模及煤岩界面识别方法研究

煤层三维建模及煤岩界面识别方法研究

作者：康文惠西安科技大学

学位级别：硕士

在煤炭行业自动化和信息化发展过程中,采煤机滚筒在采煤工作面上的自动调高是煤炭自动化过程中的关键技术,但是不连续地质变化导致的煤层厚度变化给滚筒的自动调高提出了挑战。为了提高煤炭开采过程中滚筒自动调高的精度,本文通过分析... 详细信息

在煤炭行业自动化和信息化发展过程中,采煤机滚筒在采煤工作面上的自动调高是煤炭自动化过程中的关键技术,但是不连续地质变化导致的煤层厚度变化给滚筒的自动调高提出了挑战。为了提高煤炭开采过程中滚筒自动调高的精度,本文通过分析钻孔数据和煤层示教数据,根据数据间的局部相关性改进煤层三维建模和煤岩界面间接识别方法,为实现煤炭行业自动化和机械化提供一定的数据依据。针对克里金三维建模过程中对所有已知数据处理和依靠经验选择变差函数问题,本文根据地理学第一定理和正态分布原理,研究了基于三倍方差距离和径向基函数的克里金插值算法（TVD＆RBF-Kriging）。该方法选择径向基函数（RBF）拟合距离和半方差之间的关系,采用与插值点三倍方差距离的点来计算权重,提高插值过程中的数据运算能力。相较于克里金插值方法,该方法提高了煤层数据的插值精度,能够为煤岩界面识别预测提供数据支撑。通过阅读和分析煤岩界面识别研究的相关文献得知,煤岩界面识别主要以时间序列方式来处理煤层厚度数据,没有考虑空间结构信息;煤层数据处理只考虑采煤机推进方向上的数据,不考虑适度范围内煤层对预测点的影响;在空间结构中,没有考虑与预测点等距离处点对预测点影响不同的问题。为此,本文研究基于结构元（3×3）转移概率的高斯过程回归算法（STTP-GPR）来实现煤层厚度预测。实验结果表明:相较于BP神经网络、支持向量回归、基于推进方向的高斯过程回归方法,基于结构元转移概率的高斯过程回归算法在煤层厚度预测时的平均误差低于0.03m,提高了煤层预测精度,对煤岩界面识别研究和煤炭开采具有重要的参考价值。

关键词：克里金插值半变异函数转移概率结构元高斯回归算法