商丘市土地利用变化及其对粮食安全的影响分析

基于1990年和2004年的TM遥感影像数据,借助遥感图像处理软件ERDAS、ENVI和地理信息系统软件ArcGIS进行分析,得到商丘市两个时相间的土地利用转移矩阵;采用了土地利用动态度、土地利用开发度、土地利用耗减度、土地利用程度综合指数等模型对土地利用状况进行定量分析评价,并通过Markov链对商丘市2018年、2032年的土地利用结构进行了预测;研究结果表明,14年间商丘市主城区土地利用格局发生了巨大变化,尤以耕地和建设用地变化显著,期间耕地面积减少了208.38 km2,而建设用地增加了141.89 km2,最后,基于耕地压力指数分析了耕地数量的变化对于该农业大市的粮食安全的影响,商丘市的粮食安全问题日益严重,迫切需要保护耕地的数量和质量.     

土地利用视角下重庆市巴南区洪灾风险评估研究

【目的】为了丰富洪灾风险评估研究角度,针对土地利用情况分析重庆市巴南区洪灾风险性。【方法】选择9个土地利用和水文地理因子建立风险指标评价体系,结合层次分析法、熵权法和土地利用动态度模型,进行巴南区洪灾风险评估,分析2000—2020年巴南区洪灾各等级风险区内各土地利用类型的时空分异情况。【结果】1)巴南区洪灾低、极低风险区面积占比低于50%,全区洪灾风险性较高;区内洪灾高、极高风险区主要分布在鱼洞街道、一品街道、木洞镇、接龙镇等区域。2)巴南区洪灾高、极高风险区面积占比最大的土地利用类型为耕地,受洪灾威胁较大;2000—2020年,洪灾高、极高风险区内人造地表面积迅速增加,土地利用动态度高达27.31%,由耕地转化而来的面积最大,为13.90 km²。【结论】研究结果提示巴南区需要加强农田水利防洪及城市防洪排涝工程建设,并对区内河道进行防洪治理。     

重庆主城区土地利用景观格局变化分析

基于1993年、2006年重庆市主城区土地利用现状图,结合Fragstats 3．3软件,从研究区域内景观总体情况、景观格局变化、景观异质性描述等3个方面研究1993-2006年间重庆市主城区土地利用景观变化;通过1993-2006年间的土地利用转移矩阵,分析了各景观之间的转换状况。发现重庆市景观基质发生了改变,景观异质化程度增高、破碎度增加,各类用地景观的转入转出频繁。     

基于多机器学习模型的逐小时PM2.5浓度预测对比

【目的】比较分析XGBoost模型、LightGBM模型、随机森林模型(RF)、K最近邻模型(KNN)、长短期记忆神经网络(LSTM)、决策树模型(DT)共6个PM_2.5浓度预测模型,以准确、及时预测环境PM_2.5浓度。【方法】基于重庆市合川区2020年全年空气质量监测数据和气象数据,通过最大相关最小冗余算法(MRMR)进行数据降维选择最优特征子集,作为模型的输入,逐一进行PM_2.5浓度预测;考虑到不同季节PM_2.5浓度差异较大,故分季节预测了PM_2.5浓度;为了探究各模型预测性能,计算了各模型运行时间和内存占用,并基于PM_2.5与特征变量的相关性和特征变量的重要性探讨了模型预测性能季节性差异原因。【结果】模型总体预测精度从高到低排序为 XGBoost、RF、LightGBM、LSTM、KNN、DT模型;预测性能方面,6个模型均表现为秋冬季节预测精度高于春夏季节;LightGBM模型可在保证模型精度的情况下,大幅减少模型训练时间和内存占用;特征重要性显示PM₁₀浓度、气温和气压的重要性高,O₃浓度、风向和NO₂浓度重要性相对较弱。【结论】采取MRMR方法进行数据降维选取的最优特征子集能较好地预测PM_2.5浓度;相比较而言,XGBoost、RF、LightGBM、LSTM模型在PM_2.5浓度预测上具有较优性能,其中综合性能较好的为LightGBM模型。     

山区路网格局与土地利用协调效应研究——以重庆市巫山县为例

【目的】为应对路网建设对山区土地利用和生态环境造成的冲突效应，研究它们之间的协调关系，为区域提升土地利用效率、推进生态文明发展提供科学依据。【方法】以典型的山地区域重庆市巫山县为例，根据山区路网格局分布和2013—2017年土地利用变化情况，利用空间句法算法、交通可达性模型和超效率模型（SE-DEA）等，探讨了区域土地利用转移情况和路网建设与土地利用协调程度。【结果】1） 路网建设与建设用地协调性最好，与耕地、林地协调性则较差。巫山县2013—2017年耕地变化率最大，林地变化率最小，建设用地中路网密度所占比例最大；2） 巫山县交通可达范围增加，可达性平均值由0.45增至0.59。可见，巫山县路网得到了延展与扩充，路网连接性与服务区范围得到扩张。【结论】巫山县路网建设与土地利用整体上表现为协调关系，且呈上升趋势。路网格局对建设用地与耕地影响程度最大，协调程度成为制约区域经济协调与可持续发展的因素之一。     

小卫星CCD数据在土地利用研究中的应用评价

为了验证新型小卫星“北京一号”CCD数据在土地利用研究领域所具有的实用性和效果,应用三种不同的计算机自动分类方法对研究区域进行了土地利用分类,并对分类精度进行了评价。结果表明:应用最大似然法、Mahalanobis距离法和最小距离法,分类总体精度分别达到了89．45％,84．82％和73．93％;。得出结论:“北京一号”小卫星CCD数据质量较好,选择合适的方法,能够得到较为理想的分类结果,数据能够满足中等比例尺成图要求,可以在土地利用研究领域广泛使用,成为遥感数据更新的新数据源。     

基于RS和GIS的河南省商丘市土地利用变化及其对粮食安全的影响分析

基于1990年和2004年的TM遥感影像数据,借助遥感图像处理软件ERDAS、ENVI和地理信息系统软件Arc GIS进行分析,得到商丘市两个时相的土地利用转移矩阵。采用了土地利用动态度、土地利用开发度、土地利用耗减度、土地利用程度综合指数等模型对土地利用状况进行定量分析评价,并通过Markov链对商丘市2018年、2032年的土地利用结构进行了预测。研究结果表明,14年间商丘市主城区土地利用格局发生了巨大变化,尤以耕地和建设用地变化显著,期间耕地面积减少了208.38 km2,而建设用地增加了141.89 km2。最后,基于耕地压力指数分析了耕地数量的变化对于该农业大市的粮食安全的影响,商丘市的粮食安全问题日益严重,迫切需要保护耕地的数量和质量。     

出租车优质客源时空特征及影响因素

针对城市出租车供需失衡、运营效率低等问题,提出一种综合考虑寻客空载与相邻载客状态的优质客源量化评价模型,利用数理统计、地理统计等时空分析方法探究其时空特征,并结合兴趣点(point of interest, POI)数据构建多时段地理加权回归模型分析其影响因素。以重庆市2019年“五一”假期4 d与后6 d工作日出租车轨迹数据展开研究。结果表明：节假日优质客源整体较多于工作日,呈节假日首日和工作日末日较多的“U”形分布;23:00—次日5:00优质客源先减少后增加再减少,5:00—9:00逐渐增加,此后呈波动趋势并于21:00—23:00达到峰值;优质客源在6:00—10:00聚集情况最差,其余时段主要围绕重庆市中心城区“1主、6副、21组团”的商业、娱乐及交通枢纽等区域聚集,并呈现粘连趋势;交通设施、医疗机构、休闲娱乐及宾馆酒店等是影响优质客源时空分布的主要因素;节假日相比于工作日,工作、服务较规律的设施其影响强度明显降低,而提供娱乐、交通出行的设施其影响强度及时间都有显著增加。研究结果对提高出租车精细化管理具有重要意义。     

重庆市土壤保持服务空间分布及影响因素分析

土壤保持服务能够削弱和改善土壤侵蚀,对其空间分布特征及影响因素进行分析,可提高土壤保持能力,减少区域水土流失。首先,基于修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation, RUSLE)模型和生态系统服务和交易的综合评估(integrated valuation of ecosystem services and trade-offs, InVEST)模型估算研究区土壤侵蚀量;其次,选用精度更高的土壤侵蚀估算模型评价研究区土壤保持服务;最后,采用多元线性回归、地理探测器等方法探讨影响研究区土壤保持服务空间分布的主要因素。结果表明：RUSLE模型估算结果与研究区实际土壤侵蚀模数差值为201.02 t/(km²?a),精度较低,InVEST模型估算结果与研究区实际土壤侵蚀模数差值为33.11 t/(km²?a),精度较高;研究区土壤保持总量为13.01×10⁸ t,其中土壤保持能力较强的区域在研究区东北以及西南方向,而研究区西部、中部和东南部土壤保持能力较弱;影响土壤保持服务的气候...     

基于可拓云模型的区域生态安全预警模型及应用-以垫江县为例

为了了解垫江县生态安全状况,建立了生态安全评价与预警模型。基于压力、状态、响应框架模型构建生态安全预警指标体系,采用主客观综合赋权法确定指标权重,并基于可拓云模型建立了区域生态安全预警模型。评价垫江县2005-2015年的生态安全,并对其2020年的生态安全进行预警。结果表明：(1)2005-2015年垫江县总体生态安全水平较高,2008-2010年、2012-2015年皆处于蓝色预警状态,但发展趋势呈下滑状态;(2)在影响垫江县生态安全的指标中,人均GDP、建成区绿化覆盖率保投入强度、万人拥有医院床位数的变化最为剧烈;(3)预测2020年垫江县的生态安全处于为黄色预警状态,人口和环保投入强度将成为影响垫江县生态安全的主要因素。可见生态安全评价与预警能为垫江县的生态工程建设提供决策参考,对垫江县生态安全的维护具有重要意义。