基于分形理论的乌蒙山区建设用地空间结构研究

基于大尺度区域卫星遥感影像,采用监督分类法提取乌蒙山区2015年建设用地信息,利用分形理论和地理信息系统(geographic information system,简称GIS)空间分析方法,研究乌蒙山区建设用地空间结构特征及其区域差异规律,应用灰色关联法对分形特征影响因素进行探讨。结果表明:(1)乌蒙山区建设用地破碎化程度高,面积大于10 km2的斑块仅有1个,为云南省昭通市昭阳区,建设用地总面积为908 km2;(2)建设用地分维数D排序为云南片区四川片区贵州片区,各片区稳定指数SK介于0. 392 0～0. 421 3之间,乌蒙山区建设用地空间结构稳定性总体较高;(3)乌蒙山区38县(市、区)建设用地分形特征差异明显,普格县空间结构最复杂,稳定性较低,赫章县空间结构最简单,稳定性较高;(4)建设用地分形特征主要受平均形状指数的影响,斑块数对建设用地分维数影响最弱。     

天山北坡城市群水资源对城镇化的胁迫作用分析

利用2004~2016年的面板数据,判断出城镇化水平与用水量间的对数函数关系,计算了用水量各指标对城镇化的胁迫强度,得出:空气质量与第一产业用水量存在较强的正向对数函数关系,第三产业增加值比重与第一产业用水量、第二产业用水量之间存在较弱的反向对数函数关系,第三产业增加值比重与第三产业用水量存在较弱的正向对数函数关系,城镇化率与第一产业用水量间存在较弱的反向对数函数关系。第一产业用水量对第三产业发展、城镇化率的胁迫作用较强,第二产业用水量对城市群空气质量、第三产业发展的胁迫作用较强。因此,第一产业用水量过大将会导致该城市群城镇化进程缓慢,第二产业发展快、用水量大,导致该区域空气质量下降。     

天山北坡城市群水资源对城镇化的胁迫作用分析

利用2004²016年的面板数据,判断出城镇化水平与用水量间的对数函数关系,计算了用水量各指标对城镇化的胁迫强度,得出:空气质量与第一产业用水量存在较强的正向对数函数关系,第三产业增加值比重与第一产业用水量、第二产业用水量之间存在较弱的反向对数函数关系,第三产业增加值比重与第三产业用水量存在较弱的正向对数函数关系,城镇化率与第一产业用水量间存在较弱的反向对数函数关系。第一产业用水量对第三产业发展、城镇化率的胁迫作用较强,第二产业用水量对城市群空气质量、第三产业发展的胁迫作用较强。因此,第一产业用水量过大将会导致该城市群城镇化进程缓慢,第二产业发展快、用水量大,导致该区域空气质量下降。     

四川省城市体系等级规模结构分形研究

等级规模结构是城市体系的三大结构之一,其重要特征是可以反映出城市在不同等级规模层次中的分布状况及城市人口集中或分散程度.运用分形理论,通过1997-2008年统计数据计算分析,发现四川省城市体系等级规模结构具有分形特征,满足位序一规模分布规律.研究表明:城市规模分布呈相对均衡,但并非理想状态,首位城市作用较强,大城市数量较多、分布分散,中小城市发育不全,人口有向少数大城市集中趋势.并据此提出了四川省城市体系等级规模结构的优化建议.     

基于分形理论的和田地区城镇体系空间结构特征分析

城镇体系结构是城市化格局及演化的基本框架。以新疆维吾尔族自治区和田地区7县1市为例,运用分形理论和引力模型分析和田地区城镇体系空间结构的时空变化特征,得出和田地区城镇空间结构由于受到地形的影响,城镇沿国道呈条状分布,城镇之间联系较紧密的结论;和田地区城镇体系空间结构以和田市为中心,城镇间的经济联系强度也以和田市最强,其周围城镇的经济联系强度随着与和田市距离的增加逐渐减弱,但随着社会、经济的发展,和田地区城镇间的联系强度在逐年增加,其中2012年1级、2级城镇的数量已达到4个,分别是和田市、和田县、墨玉县、洛浦县。     

长株潭城市群空间结构演变研究

对长株潭城市群空间结构的演变条件和演变阶段进行分析,通过节点、通道、网络、域面、等级、流等六大结构要素阐述了其演变规律与特征,即传统经济时代为低水平离散点状的空间结构,城市间的联系和互动较少,通道不完善,等级结构不明显,网络不健全,流动性水平较低;计划经济时代,是一种计划空间,处于一种理性的计划均衡状态;转型经济时代是一种非均衡的、不断极化的空间,产业结构快速转型和升级,城市的空间组织功能日益重要,各种空间通道快速建设和完善,等级结构日趋复杂,流动性激增.认为未来长株潭城市群将进入信息化、生态化、空间体系化和城乡一体化时代.     

天山北坡平原区水面蒸发的实验研究

以新疆地矿局昌吉地下水均衡试验场20m^2水面蒸发池水面蒸发量及常规气象观测资料为基础，应用灰色关联分析方法分析了各气象要素对水面蒸发量的影响程度，给出了E601蒸发皿和φ20蒸发器水面蒸发折算系数，建立了计算水面蒸发量的经验公式。     

天山北坡地区的产流方式

流域径流模型对河川径流的模拟效果,在很大程度上取决于所采用的产流方式是否与该地区的气候及下垫面条件相适应。本文在分析天山北坡地区的气候及下垫面条件和在该区乌鲁木齐河流域的入渗试验基础上论证了新疆虽属干旱地区,但天山北坡的产流区,其产流机制与湿润及半湿润地区相类似。产流方式以蓄满产流为主。这一结论的正确性已通过对切德克河的径流模拟成果得到证明。     

乌鲁木齐都市圈经济规模等级与经济空间结构时空演化分析

以2002、2006、2010和2014年作为研究的4个时间截面,选取相应的社会经济数据,应用中心经济职能指数、位序-规模法则、ROXY指数、经济联系强度、经济隶属度的方法,对乌鲁木齐都市圈经济规模等级与经济空间结构进行系统演化分析。结果表明,乌鲁木齐都市圈是以乌鲁木齐市为核心的"单核"结构,但乌鲁木齐市的中心经济职能指数处于下降趋势,自2006年以来一直处于分散发展趋势。乌鲁木齐市作为最重要的中心城市,以其为中心形成显著的经济影响力圈层结构,西部地区石河子市经济影响力较强,因此西部地区受辐射带动明显,而东部、东南地区明显较弱,都市圈内部经济发展不平衡。在乌鲁木齐市"单核"轴向辐射的带动下,经济空间结构趋于合理,吐鲁番市、奇台县等边缘中心逐渐兴起。乌鲁木齐市最主要的西向经济联系方向,经济隶属度总体呈下降趋势,其经济联系方向有由西向东转移的趋势。     

基于网络城市理念的城市群空间结构体系研究——以长株潭城市群为例

基于网络城市模型,以城市首位度,城市群序位规模分布为参数,分析长株潭城市群空间结构体系特征.结构表明,长株潭城市群网络划分为5个节点等级,节点城市培育方向为将四级节点城市如宁乡、望城等发展成为三级节点城市如湘乡、浏阳等.从节点互补、交通优化、节点增长、城市协调等方面提出了长株潭城市群网络空间结构体系发展设想.该模型和设想对中等规模城市群网络空间结构体系的构建,合理规划中等规模城市群空间格局,加强城市间的协作以及提升城市群整体竞争力具有重要意义.     

天山北坡融雪期下垫面土壤湿度变化研究

融雪期的土壤湿度是影响融雪径流的主要因子。基于2016年天山北坡军塘湖流域融雪期林地、林间草地和草地下垫面的土壤温湿度数据,利用相关性分析方法研究融雪期不同下垫面土壤湿度变化特征,结果表明:融雪期三种下垫面气温总体呈波动上升趋势;低海拔草地下垫面土壤湿度呈双峰状,中高海拔林间草地土壤湿度均成单峰,中海拔林地土壤湿度呈现三升三降,同深度三种下垫面的土壤湿度是:林地林间草地草地;三种下垫面土壤温度和土壤湿度相关性均达到显著性水平(P0.01),草地和林间草地下垫面土壤湿度不仅受到对应层土壤温度的影响,还受到下层土壤温度的制约,林地下垫面的土壤湿度除受到对应层和下层土壤温度的影响之外,还受到更深层次40 cm土壤温度的制约;从融雪期土壤湿度的垂深变化来看:草地下层土壤湿度自表层向下呈减小趋势,而林地呈增加趋势,林间草地浅层土壤湿度波动幅度大于深层。土壤湿度与土壤温度变化关系密切,且下垫面不同,其相关性也有所不同。不同下垫面土壤湿度的变化研究,对提高融雪径流模型中土壤湿度参数化、融雪洪水模拟和提高洪水预报精度有着重要意义。     

基于森林调查分类的天山北坡森林景观特征分析

[目的]干旱区山区森林景观具有显著的空间异质分布特性,景观中特征的不同梯度分布,制约着景观的各种生态过程.将景观生态学方法引入到森林资源定量分析及科学评价,可为森林资源调查提供一种新的分析评价工具.[方法]在森林资源规划设计调查土地分类的基础上,运用景观生态学原理,采用景观指数法,通过ArcGIS和Fragstats软件对天山北坡沙湾林场7种景观类型的格局进行分析.所使用的景观格局指标包括平均斑块面积、平均斑块周长、斑块密度、边缘密度、景观形状指数、聚集度、海拔、坡度、坡向等.[结果]沙湾林场景观类型丰富度较低,且各景观类型拥有的斑块数分布很不均匀.从面积来看,以未利用地面积最大,为林场森林景观的基质;针叶林景观、国家特别规定灌木林景观是沙湾林场的主要森林景观类型,是沙湾林场森林资源的重要组成部分,其景观面积分别占13.95;、8.71;;并且受地形因子影响,各类型景观分布很不均匀.[结论]景观生态学可以在森林资源规划设计调查土地分类的基础上根据森林、林地和林木资源的种类、数量、质量与分布,为综合分析与评价森林资源与经营管理现状提供有效分析方法.     

放牧对天山北坡草甸土壤水分和容重的影响

研究了2004年天山北坡乌鲁木齐段中山带山地草甸围栏内非放牧草地和围栏外自由放牧草地生长期至完全枯黄期0～30cm及越冬后0～50cm的土壤水分和土壤容重。结果表明,在0～30cm土壤深度范围,降水较少时围栏内外各深度层的土壤水分变化不太明显,当降水较大时,围栏内水分含量明显大于围栏外;围栏内各深度层土壤容重无论在植物生长期还是冬季休眠期都大于围栏外;越冬后围栏内各深度层的水分明显大于围栏外;在30～50cm深度范围,围栏内、外的土壤水分和容重变化较小;放牧对土壤水分和容重的影响主要集中在0～30cm深度,而对30cm深度以下影响程度较小。     

基于MODIS数据的天山北坡经济带农田生态质量气象评价研究

以2007—2015年4—9月EOS/MODIS卫星数据为基本数据源,并结合气象观测数据,采用3S技术,对天山北坡经济带各县(市)的湿润指数、水覆盖指数、植被覆盖指数以及农田(干旱)灾害指数进行了研究,并通过农田生态质量综合评价指数分析该地区的生态质量状况。结果表明:2007—2015年天山北坡经济带各县(市)的农田生态质量综合评价综合指数分别在32.18~37.72之间,近9年的农田生态质量状况没有发生明显的变化,但总体趋势是逐渐增加的,说明生态环境有所好转,本研究可为有关部门开展生态建设规划和环境保护提供科学决策依据。     

地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响

【目的】研究地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响。【方法】在新疆农业大学实习林场选取不同海拔、不同坡度和不同坡向的样地采集土壤样品,测定土壤有机碳含量并计算其碳密度。【结果】不同海拔梯度下,天山云杉林土壤有机碳含量介于41.65~77.67 g/kg,土壤有机碳密度介于9.47~14.27 kg/m²,土壤有机碳含量及密度均随着海拔的升高呈减少的趋势。0~20 cm土层坡度小于15°时,土壤有机碳含量表现为最高(105.08 g/kg),而当坡度达到30°~35°时,土壤有机碳含量最低;不同坡向上土壤有机碳含量从高到低依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡,其中0~20 cm土层阴坡上土壤有机碳含量显著高于阳坡(P<0.05),20~60 cm土层土壤有机碳含量在各坡向之间差异不显著。【结论】天山北坡天山云杉林在高海拔区域内整个剖面土壤有机碳含量分布较低海拔区域相对均匀。坡向对土壤有机碳的再分配作用在20~60cm土层土壤中难以发挥作用。     

天山北坡野生无芒雀麦群落特征研究

目的 研究天山北坡野生无芒雀麦群落特征,分析该种质资源在新疆草地群落中的地位与作用。方法 以新疆天山北坡西段、中段和东段的5个地区为对象,采用野外取样的方法,分种测定5个地区3个海拔梯度下的无芒雀麦群落特征。结果 (1)无芒雀麦主要与禾本科、豆科植物混生,重要值在天山北坡中段、低海拔区域较大。(2)物种多样性从天山北坡西段至东段,呈现先增加后减少的趋势,地区内随海拔升高呈现增加趋势,但在地区间、地区内差异均不显著。(3)群落数量特征在地区间存在较小差异,无芒雀麦相对数量特征从西至东呈现先增加后减少的趋势,在中段地区最高。而地区内无芒雀麦相对群落数量特征不存在差异性。结论 不同地区群落中无芒雀麦地位相差不大,天山北坡中段地区的群落中无芒雀麦相对盖度、密度和地上生物量高于其他地区,物种多样性更加丰富。随海拔的升高,群落物种增加,无芒雀麦的重要地位逐渐降低,无芒雀麦在群落中相对数量特征变化不大。     

基于灰色系统方法的新疆天山北坡植被长势预测

以新疆天山北坡植被2000-2004年的归一化植被指数为依据,应用灰色预测方法对2005、2006年的地表植被变化情况进行了预测,同时将预测结果划分为7个数值段域,分别对这7个数值区间上的预测精度进行了对比分析,结果表明:研究区域未来2a内,中高植被覆盖度区域的植被衰退减缓,同时INDV≤0.25区域内衰减趋势加剧,减退面积扩大;对地表植被7个数值域的预测中,0.20≤INDV≤0.29的数值段内预测精度最低,平均统计数值为85.34%.     

天山北坡中山带草甸施肥试验示范研究

该文针对新疆草地退化严重的现状,选择在天山北坡中山带草甸进行了草地施肥试验。结果表明,施肥量的不同,对草地产量影响也不同,其中以施氮肥225kg/hm2的增产效果最显著,取得的经济效益最好。     

基于形态学和分形理论的农产品图像去噪

结合形态学和分形理论对农产品图像进行去噪处理,先通过形态学的开运算和闭运算滤除图像的正脉冲和负脉冲噪声,滤除噪声的高频部分效果明显,再计算经过形态学滤波后图像的分形维数,通过分形维数估算出修正参数修正图像,不仅能兼并噪声的低频部分,还能去除由于形态学结构元素方向的限制所产生的毛刺,起到平滑图像的作用.试验仿真得到的结果与传统的小波去噪、中值滤波、均值滤波相比较,不仅有较高的信噪比,还能保留图像的细节,提高主观的视觉效果.