基于MSPA和电路理论的郑汴都市区绿色基础设施网络研究

随着城镇化建设发展,城市绿色基础设施网络破碎化程度日益加剧,加强绿色基础设施网络连通性,优先保护连接廊道中对区域生物多样性保护和区域生态系统服务功能具有重要意义的"夹点"区域尤为重要.以郑汴都市区为例,采用形态学空间格局分析(MSPA)提取绿色基础设施网络要素中的"中心"和"连接",然后采用最小路径方法创建潜在的绿色基础设施连接廊道,构建连通的绿色基础设施网络,最后基于电路理论识别潜在连接廊道的"夹点"区域,制定优先保护策略.研究结果表明,郑汴都市区47.26%的用地可作为绿色基础设施用地,但景观连接度较低,破碎化非常严重,研究区65.98%的连接廊道由农田构成,区域连接廊道的组成类型单一,以耕地为主,提供区域生态系统服务能力较低.MSPA方法侧重结构性连接,而电路理论则通过功能性连接进行补充分析,两者结合能够更加科学全面地识别绿色基础设施网络要素,从而使得绿色基础设施网络的构建和保护策略的制定更加科学有序.     

绿色基础设施雨污管理规划研究进展

传统雨水和污水管理基础设施的弊端在高速城市化进程下日益显现,绿色基础设施已被认为是更具可持续性的、理想的替代设施.从目标制定、设施类型选择、所选设施数量及规模确定、选址和绿色基础设施网络优化5个方面对绿色基础设施规划于雨水和污水管理领域的已有研究进行了总结,分析不足和未来研究方向.鉴于难以量化绿色基础设施收益限制了相关规划研究的发展,指出通过跨学科、多部门合作,建立水文生态耦合模型探究水文过程和生态过程交互机制是支持绿色基础设施提供水文、生态和社会综合效益的量化研究的可行途径.阐述了分别从设施尺度和网络尺度进行完整的绿色基础设施规划研究的必要性,明晰了景观格局优化是在设施尺度研究的基础上进行绿色基础设施网络优化以保障并提升绿色基础设施功能的技术路线,指出对绿色基础设施的规划研究应逐渐由雨污管理功能延伸至社会生态系统中兼顾生态环境和社会经济视角的多项生态系统服务的提供.     

英国绿色基础设施规划及其战略意义——以“纽卡斯尔-盖茨赫德”战略规划为例

绿色基础设施能够发挥重要的社会、环境及生态效益.英国绿色基础设施规划起步较早,积累了较为成熟的理论与实践经验.以"纽卡斯尔-盖茨赫德"(简称"纽卡-盖茨")绿色基础设施战略规划为例,根据大量基础资料的收集与梳理、基于GIS平台规划数据的空间分析,并结合现场调研,详细分析了其战略规划背景、实施方法以及潜在的战略意义,以期为我国的相关研究和实践提供借鉴.     

基于MSPA和电路理论的南宁市国土空间生态网络优化研究

为了构建一个包含山水林田湖草生命共同体思想的国土空间开发保护格局,并向地方国土空间规划提供具有底线思维的生态基础设施体系与绿色版图设计,提出了长时间序列演进下基于形态学空间格局分析和电路理论的国土空间生态网络构建与优化新方法。以南宁市为研究区域,取2000—2020年为研究时间段,首先采用形态学空间格局分析法(MSPA)结合斑块连通性指数进行生态源地的提取与景观阻力值的设定,其次运用电路理论构建总体生态网络并提取关键廊道,最后借助Linkage mapper工具生成重要夹点进行综合部署与落地以优化生态网络。研究结果表明:2000年以来,研究区南部重点走廊质量有所改善,但较少有走廊连接南部地区与东南方角落。期间,生态网络平均电流值持续上升,2020年最大电流值与平均电流值达到最大,生境质量最佳;综合利用MSPA和电路理论可以有效地确定源区并精准判断生态网络的落地与演变规律。研究为国土空间规划背景下生态网络格局的构建与优化提供了一套思路与具体方案,是新时期国土空间多要素统筹规划和优化的参考。     

"互联网+"时代下高职院校校园网络安全策略研究

"互联网+"时代下,高职院校校园网络建设得到了长足的发展,为高职院校的教育信息化打下了坚实的基础.为了保证校园网的安全和稳定,分析了网络安全面临的问题,实施及时升级优化网络基础设施、加强网络安全防范和监测、提高师生网络安全意识、加强技术人员培训等策略,达到提升网络攻击发现能力、综合防范能力和突发事件应急处理能力,最终实现绿色校园网络环境.     

基于景观格局优化的水生态韧性提升——以山东省林家村镇为例

绿色基础设施的多尺度性及其定义的模糊性阻碍了其发展,为缓解这一不足,提出分别由设施尺度和系统尺度进行绿色基础设施研究。聚焦于系统视角,在回顾相关文献的基础上阐述了提升水生态系统韧性对保障绿色基础设施系统可持续地提供生态系统服务的作用,并确定了景观格局优化作为韧性提升技术路线的可行性。以山东省林家村镇为研究区进行水生态韧性提升研究,基于“斑块-廊道-基质”理论,在识别生态基质、生态源地、生态廊道和生态节点的基础上进行景观格局优化,构建生态水网以增强水生态系统的连通性。构建水生态韧性提升效果评价指标体系,得出优化前后的景观格局对水生态韧性提升效果的评价值分别为3.38和4.03,优化后的效果提升了19.23%。给出了水生态系统韧性提升的具体路径,弥补了现有量化探究景观格局优化对水生态韧性提升作用的研究不足。     

无线Mesh网络信道路由联合优化算法

无线Mesh网络传输性能的优化集中在系统吞吐量、平均时延和传输公平性3个方面,属于NP难题.提出一种基于启发式搜索和"原始-对偶"问题的优化迭代算法,在信道-收发器和链路容量的限制条件下对系统吞吐量进行了优化,并且分析了算法的收敛性.计算机仿真结果表明,所提出的算法可以显著提高无线Mesh网络系统的吞吐量.     

基于MSPA的南京市绿色基础设施网络构建

【目的】针对城市建设空间快速扩张、绿色空间破碎化且逐渐丧失问题,探寻优化城市绿色基础设施体系的有效方法,为市域尺度绿色基础设施体系构建提供科学的依据。【方法】以南京市为研究对象,运用形态学空间格局分析(MSPA)法,以土地利用类型图为基础,识别南京市现有绿色空间中核心区、边缘、孤岛、桥接、环、穿孔、分支等7类重要景观类别。通过斑块面积计算和连通性指数评价,发掘具有生态潜力的绿色基础设施网络中心,并计算最小成本路径生成潜力廊道,结合现有核心区、潜力节点、现有廊道、潜在廊道构建未来南京市绿色基础设施网络体系。【结果】通过MSPA法,识别出南京市绿色基础设施核心面积为538.16 km²,占研究区域总面积的37.57%,其中综合筛选出一级网络中心16个,二级网络中心24个。基于阻力模型构建生态廊道73条,其在长江以南地区分布较密,重要性等级较高,长江以北区域生态廊道数量较少,重要性等级有待提升。【结论】MSPA法具有数据量少、便于可视化等特点,能够为市域尺度绿色基础设施构建提供生态特征较为精确的景观要素识别结果,有效增强绿色基础设施的系统性和结构性。根据南京市绿色基础设施网络构建结果,建议加强南京市域长江以北网络中心和廊道的建设,提高长江以南网络中心和廊道质量,从而提升全市域的生态功能。     

基础设施韧性评估研究的知识图谱可视化分析

在当代高风险社会,基础设施面对扰动事件是否具有足够的应对能力得到越来越多的关注,而韧性理论为实现基础设施可持续运营提供了重要的参考价值.采用科学知识图谱分析法,利用CiteSpace软件,针对WoS数据库2000—2018年基础设施韧性评估核心文献展开计量分析,通过文献分布、共现分析、共被引分析等归纳基础设施韧性评估研究经历了初步探索、平稳发展、快速增长3个显著阶段,客观揭示出基础设施韧性评估的3大知识域,明确"相互依赖的基础设施网络韧性"、"多重事件攻击下的韧性"、"韧性提升措施"等为研究热点及前沿,归纳现有基础设施韧性评估的定性及定量方法,并提出基础设施韧性评估的优化方向.     

基于ICA算法和尺度优化的无人机影像树冠提取方法

针对高分辨率遥感影像进行树冠提取时所遇到的由各类地物之间的相关性和复杂性带来的地物提取难点,将独立分量分析算法和尺度优化法结合进行树冠提取研究.首先,通过独立分量分析算法优化高分辨率遥感影像,去除地物波谱信息之间的相关性,并将ICA变换得到的特征值作为波段加权的权重;再通过改进的最优尺度计算模型选择最优的分割尺度;最后通过对树冠提取的平均精度评价该改进的计算模型.将本研究方法与单纯尺度优化法实验对比分析,结果表明:本文方法有利于降低"同谱异物"和"同物异谱"以及树冠连冠现象,提高树冠信息提取的精度,并可有效避免人为确定分割尺度的主观性和低效性.     

基于卷积神经网络的入侵检测算法

作为深度学习的一种有效算法,深度卷积网络已成功应用在处理图像、视频和音频等领域.通过建立一卷积神经网络模型并应用于网络入侵检测,选取的卷积核与数据进行卷积操作提取特征的局部相关性从而提高特征提取的准确度.采集到的网络数据通过多层"卷积层-下采样层"的处理对网络中正常行为和异常行为的特征进行深度刻画,最后通过多层感知机进行正确分类.KDD 99数据集上的实验表明,文中提出的卷积神经网络模型与经典BP神经网络、SVM算法等相比,有效提高了入侵检测识别的分类准确性.      

城市河道生态修复方法的分析与探讨

为提高城市河道生态指数,促进其绿色可持续发展,开展城市河道生态修复方法的分析与探讨研究.在树立"共抓大保护、不搞大开发"的理念基础上,通过划分生态修复分区与生态单元、生态保护修复模式选择、生态修复工程布局与时序安排,提出一种全新的修复方法.通过应用实例分析证明,新的修复方案在应用到实际能够有效提高城市河道生态指数,促进...     

国家安全视角港口基础设施保障能力评价

港口(本文中的港口均指沿海民用港口)作为连接陆与海战略通道的重要节点,在国家安全面临威胁时极可能被征用,其集疏能力与保障的时效性关乎国家安全军事行动的进程乃至成败.本研究定位于沿海港口应对领土与主权纠纷等特殊时期、特殊任务需求的运输保障能力评价.针对该领域缺少定量研究及需求分析的现状,笔者通过"需求与供给"的定量对比分析,从而明确国家安全视角的港口基础设施保障能力,综合特殊时期的任务需求、特殊的运输品类,以及对港口基础设施的特殊要求,设定了"供给-需求"双侧指标评价体系,确定了港口特殊评价内容,选定了评价指标,建立了"供给-需求"双侧指标评价模型,并以沿海4个区域港口作为案例开展实证研究,计算得到了各区域港口的大规模兵力投送能力指数、军民综合运输保障能力指数及疏港交通能力指数.通过比较分析,一方面验证了方法的有效可用性,另一方面确定了各区域港口基于国家安全的运输保障能力的短板.针对短板制定了相应的改进方案,局部改进后,北部区大规模兵力投送能力指数从0.444提升到了0.747;南部区该指数从0.368提升到了0.776,二者的军民综合运输保障能力指数调整后可接近最大值1.000,该方案的提出为下一步港口基于国家安全的规划建设提供决策依据.     

浅谈长三角基础设施网络

长三角作为中国的核心区域,是中国基础设施网络最完善的地区之一。完善的基础设施网络,推动了区域经济发展,但同时,该区域的基础设施网络还存在着大量的不足,这种不足对区域经济的进一步发展,造成了一些阻碍。我们通过对现状的分析和研究,提出对目前长三角基础设施网络进行优化,以更好的提高资源配置效率。     

采用邻居节点的改进ZigBee路由选择算法

在无线传感网络中,路由选择是高效使用网络、延长全网络寿命的关键之一.为了提高网络效率和节省网络整体能耗,提出了一种路由选择优化算法,该算法利用没连接到的邻居节点进行数据路由选择,以减少从源节点到目的节点的跳数,进而达到提高网络效率和节省能耗的目的.通过仿真实验对比分析了改进前后的实际效果,实验结果表明改进后的路由选择优化算法减少了ZigBee节点间路由的跳数和延迟,提高了路由效率,节省网络整体能耗.     

黄河首曲湿地功能区“黑土滩”退化草甸恢复改良

采用样方法研究了首曲湿地功能区"黑土滩"退化草甸改良后3 a的群落特征变化,分析了围栏封育和补播"高寒1号"生态组合草种对退化草甸的恢复改良效果.结果显示:仅封育3 a后,"黑土滩"退化草甸群落的盖度、高度、地上生物量和町食牧草比例均显著提高,丰富度指数由0.55增加到0.75,多样性指数南0.07增加到了0.25;封育后补播"高寒1号"生态草种相对于封育前,使得退化草甸的盖度增加了56.00%,高度增加了11.74 cm,地上生物量增加了222.24 g/m2,可食牧草比例增加了55.98%,物种数由5种m2增加到了15种/m2,丰富度指数由0.55增加到了3.29,多样性指数由0.07增加到了1.85,均匀度指数由0.06增加到了0.27.相对围栏封育而言,封育后补播是一种更有效的"黑土滩"退化草甸改良恢复措施.围栏封育和补播配套实施可以显著改善"黑土滩"退化草地的群落貌相、草地生产力和组分结构状况.     

基于min-plus代数可达的城市消防站点配置评估及优化

城市消防站点配置是城市消防规划中的重点问题,城市消防站点从出动到着火辖区的时间是影响消防救援的重要因素.在火灾发生时,为了使消防队能在"3 min"内到达起火点,提出一种基于min-plus代数域上可达的消防站点配置评估及优化的方法.该方法首先将消防网络抽象为一个网络拓扑图,通过改进的Dijkstra算法计算网络最优路径,评估消防网络的"3 min"可达性.然后新增微型消防站优化消防站点配置,将消防站点增添问题转化为一个0-1整形规划问题,并求得"3 min"可达条件下的最优解.实验结果表明,优化后的消防站配置提升了消防站到需求点的可达能力,增加了城市消防站点配置在时间上的合理性,对城市消防规划具有一定的应用价值和决策指导意义.     

山西省绿色发展水平测度与时空演化研究

基于山西省煤炭资源枯竭、生态环境压力增大、产业转型困难的困局，从经济、社会、资源、环境四个方面构建山西省绿色发展指数评价模型，对2008-2018年间山西省绿色发展水平及其地域差异展开测度.结果表明：(1)从时序演化上来看，山西省绿色发展指数呈现出先增后减的波动变化趋势；(2)从空间差异上来看，山西省绿色发展指数表现出基本保持“东高西低”的梯度分布格局.通过对山西绿色发展指数现状和发展条件的分析，从绿色发展角度分析其产业转型过程中存在的问题、原因及相关可行性对策，并提出山西未来产业绿色发展的展望，以促进山西省各地市产业转型和经济发展，并为其他资源型地区产业转型提供借鉴和参考.     

基于深度学习的高分六号影像水体自动提取

为了探究高分六号(GF-6)卫星多光谱相机(PMS)影像提取水体的潜力,分别构建全卷积神经网络(FCN-8s)、U-Net及U-Net优化(VGGUnet1、VGGUnet2)4种神经网络进行了水体提取研究.基于水体提取结果对比分析,确定优选模型为VGGUnet1;提出基于组合损失函数FD-water loss(focal-dice-water loss)的VGGUnet1网络模型,并与归一化差分水指数(norma-lized water index,NDWI)阈值法、最大似然分类法、支持向量机分类法等方法比较.结果表明:基于FD-water loss损失函数的VGGUnet1网络模型能有效提取水体目标,增强小面积水体识别能力,减少水体错分、漏分现象,提高水体提取效果.可见全卷积神经网络在GF-6遥感影像水体提取方面具有可行性,为后续该领域的进一步研究应用提供了参考.     

基于Synchro系统的典型信号交叉口配时优化研究

首先分析了Synchro仿真系统中信号配时优化模型、用于延误计算的百分比延误方法(PDM)模型和服务水平模型,并在调查实际数据的基础上对典型十字型交叉口的当前信号配时方案进行优化研究,同时提出将改善几何条件和信号配时优化相结合的研究方案.案例给出的交叉口经过几何条件改善和信号配时优化后,最大车流量和通过能力比由1.53减小到1.04,平均控制延误由98.7 s减少到37.1 s,服务水平由F提高到D.