赣州市城市森林布局的优化与建设

城市森林是城市建设的重要形式和内容,具有强大的生态服务功能,在美化绿化城市环境、水土保持等方面发挥重要的作用.通过对赣州市城市森林的调查,在深入分析赣州城市森林建设条件与现状特征的基础上,分析总结出赣州城市森林系统宜按"点、线、面三级格局"构架,并提出了城市森林布局优化与主要建设途径.     

湖北省水土保持监测网络体系优化布局与升级改造

当前国家生态文明战略的实施对水土保持监测工作提出了新的更高要求,现有水土保持监测网络已经难以满足新形势新任务对水土保持监测的需求。2016年湖北省率先启动了全省水土保持监测网络体系优化布局与升级改造工作,一方面结合全国水土保持区划和重点防治区划分对现有监测点布局进行优化调整,另一方面结合各区域水土流失地块分布规律对各监测点径流小区坡度、土地利用、植物措施和水土保持措施进行统一设计,并在此基础上开展监测点升级改造,配置自动化监测设备,开发相关信息系统,实现监测点降雨、径流、泥沙等的自动化、信息化监测。对湖北省水土保持监测网络体系优化布局与升级改造的基本思路进行了介绍。     

基于遗传算法的土壤墒情传感器优化布局策略

针对用于节水灌溉的土壤墒情传感器布局问题,该文提出一种结合了基于全局优化遗传算法和改进的加权圆集布局理论的人机交互优化布局策略。该策略综合考虑了传感器覆盖精度、重叠限制等约束条件。通过在人机交互中引入专家知识和在遗传算法中采用十进制编码,策略易于与其它算法和附加参数协作以进行升级或移植于其它的应用场合。在给定传感器成本的仿真实验中,该文算法比四边形方案节约成本17.5%,比六边形方案节约成本34.0%。     

湖北省水土保持监测站点的空间优化布局

[目的]对湖北省水土保持监测站点空间优化布局进行探究,为该区水土保持监测系统的完善、水土保持科学管理与决策提供支撑。[方法]收集湖北省土壤侵蚀相关资料,利用GIS空间分析功能开展湖北省土壤侵蚀强度分级评价,在此基础上应用尺度理论对监测站点进行空间优化布局,并对优化结果进行分析验证。[结果]经过优化研究,湖北省共需布设86个监测点,其中一级尺度12个监测点,二级尺度26个监测点,三级尺度布设48个监测点。经泰森多边形验证,优化后的站点布设合理,控制突出,层次分明。[结论]湖北省丹江口水库周边山地丘陵水质维护保土区、南阳盆地及大洪山丘陵保土农田防护区和鄂渝山地水源涵养保土区水土流失严重,需要在现有基础上进一步增加水土保持监测站点密度;江汉平原及周边丘陵农田防护人居环境维护区等地区水土流失轻微,可适当减少水土流失监测站点数量。     

基于多维特征组合的农村居民点布局分类

快速城市化背景下的农村居民点用地调整应加强对其空间布局的科学表征与分类研究。该文通过阐释农村居民点布局特征内涵及关键构成要素,构建了多维度特征评价指标体系及组合矩阵,并以北京市平谷区为例,分析了区域农村居民点布局特征及类型。结果表明:可从空间规模、形态及区位3个维度刻画农村居民点布局特征;平谷区农村居民点共划分为10种布局类型,以中等规模-形态一般规整-优势区位、中等规模-形态规整-优势区位为主。地形地貌等自然条件对农村居民点的规模特征起到基础性控制作用,而城镇辐射及交通等基础设施通达性进一步影响了农村居民点的空间状态。基于组合矩法综合多维度特征的农村居民点布局分类,可为村庄整治和布局调整提供指导。     

新疆水土保持监测站网优化布局与升级改造做法

新疆现有水土保持监测站点在布局、设备配置等方面与新形势下生态文明建设要求存在差距,不能全面反映区域水土流失状况,亟待优化升级改造。通过分析新疆监测站点建设现状和存在的问题,总结了在监测站点布局优化调整和运行管理工作上的做法和取得的成效,并对后期监测站点建设和管理提出建议,以期为推进区域生态文明建设,加强区域水土流失监测和监督管理提供借鉴和参考。     

小流域坝系相对稳定与布局优化规划模型研究

坝系相对稳定与优化布局规划是当前小流域坝系建设研究的热点领域。在对坝系规划及坝系相对稳定研究和应用现状综述的基础上,依据系统动力学的原理,采用经验法、动态仿真法和非线性规划法建立了基于拦泥库容、滞洪库容、溢洪道流量优化设计的坝系布局优化模型和建坝时序优化模型,编制了坝系规划计算机自动优化流程图,并以陕北黄土丘陵区韭园沟小流域坝系优化为例,对模型进行了实例验证,取得了较好的应用效果,对黄土高原丘陵沟壑区小流域坝系建设优化规划有借鉴和指导意义。     

国土空间规划中县域农村居民点布局与优化——以江西省德兴市为例

为了协调居民点布局与国土空间规划的关系,探索村庄规划的未来方向,以江西德兴为例,采用2020年最新的德兴市第三次土地调查土地利用数据,提取农村居民点图斑后运用景观格局指数法、热点分析法和核密度分析法分别分析农村居民点的形态、规模和集聚性特征,选取地形、河流、道路、城镇、采矿用地和地质灾害6个驱动因素,以居民点面积和景观形状指数作为因变量,利用地理探测器进行原因分析,并将居民点按照优化方向分为4类。结果表明:研究区居民点形态差异较明显,但多数连片性较好,具有一定的整体性; 规模上呈大规模连片和小规模分散并存的状态; 且整体呈现“四主核多副核”的格局; 驱动因素中地形、城镇因素影响较大。基于此将居民点分为城乡融合、重点发展、调整提高和搬迁改造4种类型,分别给出不同优化策略,以期为江西省及全国县域农村居民点布局及村庄规划提供参考,为当地国土空间规划编制提供数据支撑。     

基于PLUS空间决策模型的城镇与农业空间协调布局优化

正确处理好农业空间与城镇空间之间的矛盾,对保障国家粮食安全、促进城镇可持续发展具有重要意义。该研究以江西省赣州市南康区为例,应用GIS技术,在耕地与建设用地适宜性评价的基础上,引入PLUS模型、凸壳模型预测城市扩张范围及类型,初步划定城镇开发边界与永久基本农田布局,并根据城市发展规律和冲突矛盾协调原则,对永久基本农田和城镇开发边界进行优化。结果表明：1）南康区综合质量高的耕地主要集中于唐江镇、镜坝镇、凤岗镇等乡镇;建设开发适宜性评价综合得分由高到低呈现出中心城区向四周乡镇圈层式扩散的分布情况,东山街道、蓉江街道的分值最高。2）PLUS模型预测至2035年南康区新增建设用地为3362.85 hm²（其中城镇建设用地2023.06 hm²）,凸壳模型得出南康区扩张类型属于外延型,蓉江街道和东山街道是未来城区扩张发展的重点区域。3）以耕地国家利用等平均值为标准,将农业空间划分为保护区、储备区与一般耕地,当城镇开发边界与保护区发生空间冲突时,调整城镇开发边界,优先保护农田;当城镇开发边界与储备区、一般耕地发生空间冲突时,调出农田,保障城镇发展。研究结果可为耕地资源保护提供参考,为永久基本农田与城镇开发边界优化协调提供借鉴。     

基于地统计的土壤养分采样布局优化

传统的土壤养分采样布置方法都是基于采样区土壤特征状态空间随机变异的假设。而地统计学研究表明,土壤特征状态在空间上有关联性,因此利用传统方法来制定采样方案并不是最优的,因为它没有考虑土壤特性的空间相关性,不能反映其局部的变化特征。该文在分析土壤肥力空间变异的基础上,研究利用经典统计学方法确定合理的采样点数目,并基于地统计学的半方差函数拟合与Kriging方法确定合理的采样点布局的方法,选择典型地区的土壤肥力进行空间变异分析和采样点布置的优化设计。研究结果表明：在合理的位置布置14个采样点就可以满足典型基地种植区绘制施肥处方图进行变量施肥决策的要求;利用经典统计学与地统计分析相结合的方法进行农田尺度的土壤肥力采样布点优化分析具有良好的可行性。     

采用安全韧性理论的农村居民点空间布局优化

安全韧性是农村居民点存续发展的基础和保障,能有效指导乡村振兴背景下农村居民点的空间布局优化.该研究以内蒙古武川县可可以力更镇(可镇)为例,基于安全韧性理论,界定农村居民点安全韧性的内涵和特征;借助景观格局指数,分析可镇农村居民点空间分布现状;基于农村居民点安全韧性特征,从适宜性、冗余度、适应性和自组织性4个维度构建农村...     

基于空间决策模型的耕-果错位空间分析与协调布局优化

当前农业生产“空间错位、功能错乱”问题严重,优化耕地果园布局,实现耕地下山果树上山,对改善耕地质量、优化耕地空间布局具有重要意义。该研究以林果业为主导农业的江西省赣州市寻乌县为例,在耕-果空间错位矛盾下,以耕地质量评价为基础,耦合地形空间与地理学定义划定“山上山下”以识别耕-果错位空间,在矛盾优化原则下应用GIS技术构建空间决策模型协调优化果园与耕地的空间布局。研究表明：1）寻乌县耕地细碎,质量评价结果为Ⅰ级的耕地面积为2227.02 hm²,占总耕地面积的24.17%;Ⅴ级面积为671.70 hm²,占7.29%;地形空间划分的“山下”空间占24.06%,“山上”空间占48.19%。 2）以“山上山下”为分区标准,在耕地适宜性评价结果下初划耕地空间为保护区与拟调区,初划林果空间为宜耕区、宜果区与保留区,拟调区与宜耕区为耕-果发生错位的空间,耕地错位面积1221.77 hm²,果园错位面积5169.39 hm²。3）按矛盾协调原则在空间决策模型下优化耕-果错位空间,最终结果为1247.25 hm²的“山下”果园调为耕地,1221.77 hm²的“山上”耕地调整为果园。研究结果优化了耕-果空间布局,提高了耕地质量,可为当前“山上”换“山下”优化耕地布局工作提供参考与理论依据。     

山丘生态保护区乡村聚落空间分异及格局优化

合理优化乡村聚落空间格局对区域生态环境保护具有重要意义。该文以山丘生态保护区山东省泗水县为例,运用最近邻点统计、空间关联测度模型、空间韵律测度等方法分析泗水县乡村聚落空间分异特征,并从生态保护与建设的视角,运用最小累积阻力模型从森林、水体2个方面构建生态保护格局,探讨泗水县乡村聚落格局优化方向。结果表明:泗水县乡村聚落空间集聚态势显著,平均密度在1.6~4个/km2范围内,呈现出的"南北密,中间疏"的空间分异特征;聚落规模以小型聚落居多,斑块数量占总数的45.43%,存在低值集聚的冷点区,表现为"中部大,南北小"的分布态势;乡村聚落斑块形状较为复杂,连续性差,破碎化明显;聚落主要分布在高程73~250 m、坡度0~5?以及距河流600 m范围内。通过构建生态保护格局并根据乡村聚落对森林、水体的影响将其划分为重点整治型、限制扩张型、适度建设型和优先发展型4种格局优化类型,该研究结果可为生态保护与建设背景下区域乡村聚落的规划发展提供依据。     

基于空间决策的城镇空间与农业生产空间协调布局优化

科学划定城镇空间和农业生产空间的空间开发管制边界,是兼顾城市发展与粮食安全的重要举措.该文以鹰潭市中心城区为例,借助GIS平台进行建设开发适宜性评价和耕地综合质量评价.基于2个评价结果开展城镇空间和农业生产空间协调优化布局研究.通过城市发展方向预测、新增建设用地规模、基本农田保护面积和耕地国家利用等四方面修正,形成城市开发边界和基本农田保护红线初步方案.根据空间矛盾协调原则做出空间决策,优化协调城镇空间和农业生产空间布局.研究结果为:中心城区建设开发适宜性分值由高到低呈现出以中心城区中心为圆心的“圈层”式的空间分布,中心城区耕地综合质量高的耕地主要分布在西部和东部;综合建设用地重心移动分析、凸壳原理分析城市扩张模式、基础设施与产业布局分析得出中心城区北部的夏埠乡、志光镇和鸿塘镇是中心城区未来发展的重点方向;引入耕地国家利用等指标,将基本农田保护红线方案划分为可调区和不可调区,城市开发边界方案与耕地保护红线方案不可调区布局冲突的空间决策为调整城市开发边界,优先保障耕地.城市开发边界方案与耕地保护红线方案可调区布局冲突的空间决策为调整耕地保护红线,优先保障城市发展.     

黄河中上游区土地使用结构与布局复合优化

黄河中上游地区生态环境脆弱,空间发展问题突出,探索该区域土地使用结构和布局优化配置是实现黄河流域生态保护和高质量发展的有效途径。该研究以黄河中上游地区为研究对象,基于该区域土地使用、社会经济等数据,运用多目标规划（multi-objective programming, MOP）和PLUS模型模拟了惯性发展、生态保护、经济优先和生态-经济均衡4种情景下研究区未来土地格局和变化趋势,并在平衡生态与经济的目标下提出最优土地使用结构和布局方案。结果表明：1）4种情景下,土地使用比例结构存在较大差异;2）均衡情景下的区域土地使用结构和空间布局方案为最优,其综合效益值最高且达到19481.01亿元,与生态保护情景相比其经济效益（12223.88亿元）增长了4.03%,与经济优先情景相比其生态价值（77257.12亿元）增长了2.32%;3）经济优先情景下综合效益值为20273.96亿元,是4种情景下最高的。研究可为黄河中上游区域未来土地使用规划编制和土地可持续利用规划提供依据。     

基于共生理论的村域尺度下农村居民点空间重构策略与实现

农村居民点利用低效化是城乡转型进程中乡村地域系统演化的一种不良过程,对其进行空间重构成为合理利用土地资源、扎实推进新农村建设、重构乡村空间、促进城乡一体化发展的突破口。该研究引入共生理论,通过分析农村居民点空间重构共生系统,明确重构原则与步骤,构建农村居民点空间重构策略,对整村推进示范村重庆市合川区大柱村予以实证,构筑了生产功能型、服务功能型、生活功能型3种农村居民点组团并在村域尺度下予以空间表达,形成"一轴一带三团"的村域空间布局。结果表明,共生理论对于农村居民点空间重构具有较强的适用性;基于共生策略的农村居民点空间重构既能确保农村居民点的互联互通,又能尊重农户主体地位,实现村域"资源共享、环境共建",发挥村域资源优势,提高农村居民点利用效率,为丘陵山区整村推进与美丽乡村建设提供一种新思路。     

特征优化结合随机森林算法的干旱区植被高光谱遥感分类方法

针对高维光谱纹理特征空间的降维和特征优化算法结果的不确定性问题,该研究在提取多尺度纹理图像构建高维光谱纹理特征空间的基础上,将遗传算法（genetic algorithm,GA）、粒子群优化算法（particle swarm optimization,PSO）等传统特征优化算法和广义正态分布优化算法（generalized normal distribution optimization,GNDO）、原子搜索算法（atom search algorithm,ASO）、海洋捕食者算法（marine predators algorithm,MPA）等特征优化算法与随机森林（random forest,RF）图像分类算法相结合,提出了GA-RF、PSO-RF、GNDO-RF、ASO-RF和MPA-RF算法,并应用于青海省海西蒙古族藏族自治州都兰县宗加镇附近区域资源一号02D（ZY1-02D）高光谱数据的植被类型分类。结果显示,在高光谱反射率数据基础上加入多尺度纹理特征使总体分类精度（overall accuracy,OA）提升了8.02个百分点。与传统RF方法相比,提出算法的植被分类 OA提升了1.32～2.40个百分点,其中MPA-RF方法取得了最高的分类精度,OA和 Kappa系数分别为88.92%和0.86。研究表明从不同窗口大小、窗口移动方向提取的纹理图像有利于区分不同的植被与地物类型,在光谱特征基础上加入多尺度纹理特征能有效提升植被识别精度。以迭代优化的方式将特征优化算法与图像分类算法相结合,缓解了优化算法结果的随机性,克服了高维特征的休斯效应,提高了植被分类精度。该研究为高光谱遥感植被分类中特征提取、特征优化与分类算法选择提供了思路。     

基于"三线"统筹的省域永久基本农田布局优化规则与实证研究

统筹永久基本农田保护红线、生态保护红线、城镇开发边界来优化永久基本农田空间布局能够更好地保住优质耕地资源、保障国家粮食安全。该研究应用文献研究法和归纳总结法,系统梳理了永久基本农田保护红线、生态保护红线 、城镇开发边界（以下简称"三线"）划定的政策法规,建立了"三线"统筹下的省域永久基本农田布局优化规则,并以广西壮族自治区为例进行了验证。结果表明：1）选择耕地国家利用等和集中连片程度进行了永久基本农田"三线"统筹划定,退出了生态保护红线核心区内所有永久基本农田7 413.46 hm2,并将5 073.05 hm2优质连片的永久基本农田以"开天窗"的形式保留在了生态保护红线一般区和城镇开发边界内;2）广西全区退出永久基本农田1 426 540.77 hm2,主要是标注为工程恢复和未标注的非耕地,补划了永久基本农田525 614.37 hm2,主要是生态保护红线和城镇开发边界外优质连片的耕地,布局优化后的永久基本农田保护率高达85.62%;3）布局优化后的永久基本农田全为耕地且与生态保护红线、城镇开发边界之间无交叉重叠,集中连片的永久基本农田达到95.08%,无重度和极重度污染损毁、石漠化和25°以上坡耕地,永久基本农田国家利用等提高了0.06等。建立的永久基本农田布局优化规则实现了"保护优先、布局优化、优近劣出、质量提升、三线统筹"的目标,能够为各省份指导市县统筹三条控制线划定永久基本农田保护红线提供思路借鉴。     

基于多模型证据融合的苹果分类方法

水果内部品质是水果分类的重要依据之一,利用近红外光谱技术对苹果内部品质进行快速无损检测研究有着非常重要的意义。为提高近红外技术分类模型的预测精度,针对单一预测模型适用性差以及硬分割导致分类不确定性等问题,该研究以烟台红富士苹果为研究对象,利用自行研发的水果在线无损检测系统采集苹果近红外光谱以及可溶性固形物含量 (Soluble Solids Content, SSC),分别采用偏最小二乘（Partial Least Squares, PLS）和极限学习机（Extreme Learning Machine, ELM）法建立苹果预测分类模型,根据SSC的预测值与分类边界的距离提出三角形质量函数生成方法,通过证据理论的Dempster组合规则融合质量函数从而实现2种模型的融合,并探讨基于三角形质量函数的证据理论融合模型对预测精度的影响。研究结果表明：PLS分类模型的准确率为92.25%,ELM分类模型的准确率为 93.80%,而提出多模型融合方法的分类准确率达到了95.35%。而且,该研究提出的三角形质量函数生成法与硬分割生成的质量函数相比方法更符合实际,通过PLS、ELM模型和DS融合模型的混淆矩阵可以看出,融合模型实现了苹果SSC处于分类边界值时的准确分类,三类苹果被错误分类的个数均有减小。该研究提出的多模型证据融合方法不仅提高了模型的预测精度,而且更好地表达了关于类标预测的不确定性,为苹果的在线无损检测分类提供研究基础。