基于主成分分析和GIS的统筹市域土地利用分区研究——以甘肃天水市为例

以乡镇为研究单元,从土地利用的经济发展、社会发展、生态、土地利用现状和效益等5个方面,建立区域土地利用综合分区的指标评价体系,利用主成分分析法对天水市土地利用程度进行综合评价,结合空间聚类分析,将天水市分为3大土地利用区。根据土地适宜性评价结果,结合DEM、坡度、土壤、气温、降雨等资料,利用GIS空间分析方法,将天水市划分为5个管制分区,并提出各分区内土地利用的管制措施。为区域土地利用规划、生态环境保护与建设规划提供科学依据。     

基于城市分类的城市土地集约利用评价

均一区域城市土地集约利用评价的理论与方法已经趋于完善,在此基础上进行了全国地级城市土地集约利用评价.由于区域的差异性,首先开展了城市分类,然后再进行评价.在研究过程中,收集了与城市分类与集约利用评价相关的指标,主要包括建设用地与相关的社会经济指标.然后采用层次聚类分析的方法将((282((个地级城市分成了(3(类,采用主成分分析的方法分别对每一类型城市进行分析,得出每类型城市主成分的组数、每组主成分的贡献率及指标的因子值,分析了各类型城市主成分及指标因子值的差异.最后计算每类型城市的集约利用分值,根据集约利用分级表确定了全国各类型城市的土地集约利用的级别.     

黄土高原山丘区土地生态安全动态评价及预测

以2001—2010年晋城市土地生态安全相关数据为基础,运用PSR框架模型构建了土地生态安全动态评价指标体系,运用主成分分析法确定指标权重,对晋城市土地生态安全状况进行了动态评价,并采用GM（1,1）模型对未来土地生态安全状况进行了预测。研究结果表明:晋城市土地生态安全综合值总体上呈上升的趋势,土地生态安全等级从2001年的Ⅲ级变成2010年的Ⅱ级,土地生态安全状态从2001年的“敏感”状态变成2010年的“较安全”状态。晋城市土地生态安全状况空间分异显著,不同区县（市）由于社会经济发展水平、自然条件状况、环保投入水平、土地利用结构和产业布局的不同,导致全市土地生态安全格局分布的差异性和空间演化的异质性。该研究为黄土高原山丘区土地生态安全动态评价提供一种思路,为制定科学有效的生态环境相关政策和土地整治提供依据。     

新疆绿洲生态经济类型划分的初步研究--以北疆地区为例

以新疆北疆地区为例,以近年来新疆统计资料为主要依据,运用多元统计中的主成分分析法、聚类分析法,对北疆39个市县进行生态经济类型的划分,根据指标选取原则并结合北疆地区实际特点,建立指标体系,首先用主成分分析法对原始数据进行筛选,然后用聚类分析方法将北疆39个市县划分为8种类型,最后对各类型生态经济现状进行了分析、评价和概述。为系统的认识和评价新疆各地区生态经济发展状况提供科学依据。     

基于P-S-R模型的汕头市土地生态安全评价

汕头作为中国首批经济特区之一,人多地少是其一大特点,经历30 a特区的建设和发展,在经济发展同时其生态环境也发生了较大的变化。以经济特区汕头市社会经济发展特点为出发点,基于P-S-R模型构建了一套包含3个准则19个指标的土地生态安全评价指标体系,采用主成分分析法确定指标权重,依据土地生态安全综合指数法对2001-2008年汕头土地生态安全状况进行了评价。结果表明:2001-2008年汕头市土地生态安全值在0.65上下摆动,变化幅度不大（不超过0.0348）,介于临界安全和较安全等级,说明研究期内汕头市土地生态环境总体较好,土地生态系统结构较完整,土地生态系统服务功能基本完善,受干扰后一般可恢复。该研究可为了解汕头市土地生态安全现状,及未来生态环境质量改善和生态安全规划管理提供依据。     

基于主成分分析的哈尔滨市土地生态安全评价

土地生态安全关系到一个区域整体生态环境的可持续发展。按照哈尔滨市土地资源现状,从自然、经济、社会三个方面选取与土地生态安全关系密切的21个指标,构建评价指标体系。运用主成分分析方法,对2001—2008年哈尔滨市土地生态安全状况进行分析,最后设定安全阈值,并进行初步探讨。结果表明:2001—2008年哈尔滨市土地生态安全状况呈波动变化的递减发展趋势,但总体处于较安全水平。具体来说哈尔滨市土地生态安全变化水平可分为几个变化阶段,2002年前处于较安全水平;2003年处于生态安全拐点,随后至2007年安全水平不断下降,期间虽2005年有小幅上升,但变化总趋势递减,直至2008年稍有好转处于较安全水平。土地生态安全处于连续波动状态,近些年有不安全趋势。     

江苏省土地生态安全评价研究

生念省(市、县)和国家级生态示范区建设指标的引入,可以进一步完善区域土地生态安全评价指标体系.依据区域土地生态安全评价一般性指标体系和现有的土地生态安全评价实例,结合江苏省的实际情况,建立了由18项指标组成的土地生态安全评价指标体系.运用层次分析法确定各指标权重,通过加权求和计算得到江苏省2000,2005和2008年的土地生态综合安全值分别为0.812,0.840和0.845.研究结果表明,江苏省土地生态安全水平达到良好级.通过对江苏省土地生态安全进行评价研究,可为江苏省土地资源的可持续利用提供理论基础和实践经验.     

定量化先导区闲置土地评价

通过对长沙先导试点区闲置土地现状的调研,利用主成分分析和聚类分析相结合的方法,对长沙先导区的闲置现状进行了评价,了解了经济、社会、形成原因等因素的差异性和相关性,很好地识别了各个因素的因子主成分。同时,对具有相似性质的区域进行了聚类,有效地划定了不同级别。     

基于GIS的玛沁县土地生态安全性评价

基于遥感影像和社会经济统计数据,以P-S-R概念模型为框架,选取相应指标,构建了青海省玛沁县土地生态安全评价指标体系。在ARCGIS平台下,采用主成分分析法确定各指标权重,计算土地生态安全综合值,确定土地生态安全等级,最终形成玛沁县土地生态安全格局。结果表明:玛沁县土地生态安全处于恶化、风险、敏感、较安全、安全状态的比例分别为2.78%、15.54%、27.89%、12.22%、41.56%,玛沁县土地生态安全状况总体以敏感状态和安全状态为主。较安全与安全状态区域主要分布于玛沁县东部,西部地区土地生态安全状态以敏感和风险为主。鉴于玛沁县当前土地生态安全格局,提出需要加强生态环境保护力度与完善牧民社会保障措施等建议,为玛沁县土地生态可持续发展提供有益参考。     

聊城市土地生态安全评价

土地生态安全评价对实现区域土地生态系统的安全性和可持续性具有重要意义。以山东省聊城市作为研究区域,在综合考虑土地利用现状的基础上,从影响土地生态安全的自然因素、社会因素和经济因素3个方面选取了20个指标,构建了聊城市土地生态安全的评价指标体系,通过目标方差和变异系数求平均来确定各指标的权重,根据加权求和方法计算出分县(市)的土地生态安全综合得分,对聊城市各县(区、市)的土地生态安全进行了分级和评价。研究结果表明,除东昌府区和高唐县的土地生态安全处于良好级外,其余6县(市)均处于风险级。通过分析研究区土地生态安全存在的问题,对研究区土地资源的可持续利用具有一定的参考价值。     

基于能值分析的农业土地利用强度

随着城市扩张和人口的剧增,区域土地利用格局变化对农业系统产生影响,需要以一个共同基准对农业土地利用强度进行量化。该研究以北京远郊区县为例,将各种形式的社会经济数据用转换因子（能值转换率）转换到太阳能值,通过主成分分析（PCA）和聚类方法来识别研究区的农业土地利用强度的特征和分类。提取了4个农业投入强度分量和6个产出强度分量,并分别综合成投入强度指数和产出强度指数。通过K-means聚类将农业强度分成6类,其中低投入中产出、低投入低产出类型分别占研究区的34%和27%。研究结果表明,PCA为区域农业土地利用强度的总体评价提供了有效的指标,并且能值方法可以将分析数据统一到一个共同的标准,使得本研究的结果更具有可解释性。     

基于集对分析和主成分分析的吉林西部生态承载力演变研究

利用集对分析(SPA)和主成分分析(PCA)方法对吉林省西部生态承载力(ECC)演变规律与驱动因素进行了分析.通过PCA获取影响ECC的3个主成分并利用各主成分构建ECC评价框架;通过SPA求得ECC对最优指标集的贴近度, 利用贴近度变化表示ECC的优劣程度.结果表明:1995～2004年研究区ECC整体呈上升趋势, 其贴近度从0.430 0上升到0.501 2, 但波动性较强.系统经济效率上升是ECC提高的主要原因, 水资源是ECC波动的首要影响因素, 也是限制ECC提高的主要因素.吉林省西部所承载的人口和经济水平有所上升, 但也造成资源的大量消耗和生态系统严重退化, 资源环境指标贴近度有所下降.若不采取有效应对措施, 脆弱的资源环境系统将会对未来ECC提高产生较大限制作用.     

基于MODIS NDVI年序列的区域化肥投入空间化方法

随着农业水土资源高效利用和大量化肥投入,区域农业生态系统面临很大的生态环境压力。为准确评估区域施肥导致的环境风险,需要化肥投入的空间分布数据。在区域土地的初级生产力构成因素理论分析基础上, 通过主成分分析建立不同作物种植模式下MODIS的NDVI年序列与区域土地自然质量和化肥投入的空间关系,建立了化肥统计数据的空间化分配方法。研究区结果表明NDVI年序列第一主成分与第二主成分,分别与土地自然质量和化肥投入呈显著相关,利用该关系完成了乡镇化肥汇总数据的空间分配,表明该方法对区域化肥进行加权分配的合理性和可行性。     

基于降维处理密度图聚类解析的农田整治分区

为了增强多维空间大样本数据分类的直观性和可解释性,提高农田整治类型区划分结果的实用性,该文提出了一种基于降维处理的密度图法与定性解析相结合的分类方法。该方法首先对多维变量进行主成分分析以提取主变量,然后在第一和第二主变量构成的二维平面空间制作样品分布散点图,采用密度图分割法对样本进行初步分类;最后再结合定性变量特征,对初步分类结果进行定性解析续分。采用该方法对新郑市的315个行政村单元进行了农田整治分区研究,结果表明:1)第一主分量(F1)和第二主分量(F2)包含了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、农田灌溉率等原始变量信息总量的85.55%,可由其替代原始变量信息;2)F1、F2主变量与粮食单产间的相关性总体优于原始变量,在F1-F2二维平面散点图上,样品聚类特征明显;3)新郑市的315个行政村可划分为6种类型的农田整治区,不同类型区的粮食单产及影响因素差异显著,农田整治工程建设的重点各不相同。结果说明,基于主成分分析的密度图法与定性解析相结合的分类方法适宜于多因素大样本情况下的农田整治类型区划分,研究结果可为新郑市的农田整治规划设计提供重要参考。     

生态农业土地综合评价指标体系研究

根据生态农业土地评价指标体系设置的原则,以山东省为例,研究建立了可供不同层次生态农业区选用的参考指标库。并采用主成分分析法对选用的4个指标组19个指标进行筛选和优化,最后确定11个指标组成生态农业县土地评价指标体系。     

基于地理网格的陕西省农业水土资源分区研究

准确评价不同区域农业水土资源的耦合利用程度,有助于提升农业水土资源的现实生产力。基于农业水土资源的自然禀赋和人为利用情况建立嵌套分区指标体系,运用地理网格、主成分分析以及聚类分析方法,对陕西省109个县域的农业水土资源利用现状进行了调查和区划。结果表明:陕西省农业水土资源可被划分为5个一级区和17个亚区; 一级分区总体差异明显; Ⅰ区水热充足,水资源利用情况最好,耕地利用情况中等; Ⅱ区水热条件良好,耕地利用情况很好; Ⅲ区水热条件一般,水资源利用情况良好,耕地利用情况中等; Ⅳ区气候湿润,水资源利用情况很好,但是耕地利用较不充分; Ⅴ区低温干燥,水资源较短缺,耕地利用不佳,耕地资源紧张。亚区图斑多集中在陕西中部地区。研究结果明晰了陕西省农业水资源和土地资源的匹配程度和开发利用潜力,可为有效地开发和利用水土资源提供研究基础。     

关中地区农业节水分区研究

农业节水分区是促进区域水资源高效利用,缓解农业用水短缺的有效方法之一。针对关中地区水资源短缺、农业用水量大的现状,进行了该地区农业节水分区。收集分析了关中地区的地形地貌、气候特征、水资源利用状况以及农业结构方面的资料,采取系统聚类法结合主成分分析的方法展开关中地区农业节水分区的研究。结合关中地区农业相关的自然社会特点,构建了由气候指标、地形地貌指标、水资源及缺水程度指标、耕地灌溉程度指标、社会经济情况指标和农业结构指标等组成的农业节水分区指标体系;对指标进行变异分析和相关分析,筛选出13个原始指标;借助主成分分析法将原始指标表示成6个主成分以提高计算效率;运用系统聚类法把研究区内的42个县级区域划分成6个农业节水区,并结合自然、社会和经济情况对各区进行了水资源利用情况分析,对各区农业节水措施给出相应的对策建议。     

广州市建设用地集约利用评价研究

城市土地的集约利用直接关系到区域土地的可持续利用,如何衡量土地的集约利用程度是一个复杂而重要的过程。以广州市1990—2007年建设用地数据、各类社会经济数据为基础,构建适合广州市建设用地集约利用评价的指标体系,综合运用主成分分析和BP神经网络建立建设用地集约利用评价模型,计算其集约利用程度,并与前人通过模糊综合评价法得出的结论进行比较。结果表明:1990—2007年广州市整体集约利用水平呈上升趋势,1990—1994年、1996—1997年处于粗放利用,1995年、1998—2003年处于中度集约,2004—2007年处于高度集约。主成分分析和BP神经网络的评价方法与模糊综合评价法的结果平均误差为4.37%。