空间自相关分析

摘要： 利用重污染城市临汾多个站点2018~2019年的PM_(2.5)浓度监测数据,分析了不同季节临汾市PM_(2.5)污染特征及其空间自相关度和集聚模式,最后引入多站受体模型分析临汾市PM_(2.5)潜在源区.研究发现,临汾市的PM_(2.5)污染主要集中在临汾盆地内的8个区县,包括尧都、襄汾、洪洞、霍州、侯马、古县、曲沃和翼城,这8个区县的PM_(2.5)年平均浓度均超过50μg/m^(3),冬季平均浓度均超过100μg/m^(3).PM_(2.5)空间分布特征与地形关系密切,临汾盆地内的8个站点空间自相关度很高,PM_(2.5)高浓度区(高-高聚类)主要集中在盆地内部,说明邻近区县污染是临汾市主城区PM_(2.5)浓度居高不下的重要原因.结合多站混合受体模型(MS-PSCF和MS-CWT)分析临汾PM_(2.5)潜在源区,发现临汾市春季的潜在源主要集中在东北、西南和东南部,大部分为中远距离传播;在夏季,潜在源影响明显低于其他3个季节,主要在东部;秋季的潜在源主要集中在西南方向的一些地区;冬季的潜在源主要集中在东南和西南方向以及临汾市北部近距离区域.除夏季外,其他3季共同的潜在源区是陕西中南部地区(位于西南方向),且PSCF值均超过了0.7,说明在西南风时,临汾市发生污染的概率超过70%.

摘要： 生态系统服务价值评估对维持地区生态平衡、建立可持续的土地利用模式具有重要意义。以郑州市域空间尺度为研究区域,基于生态系统服务价值当量因子表,利用GIS格网尺度法、Moran’s I、Getis-Ord Gi*热点分析空间统计分析方法,对郑州市生态服务价值空间格局进行定量可视化分析。结果表明:(1)郑州市生态服务总价值为104.07×10^(8)元。(2)各生态系统类型生态服务价值相比:森林>农田>河流(湖泊)>城市绿地>草地>建设用地;各生态系统服务功能价值贡献顺序为:水文调节>保持土壤>维持生物多样性>废物处理>气候调节>气体调节>原材料生产>食物生产>提供美学景观;各行政区的生态服务价值相比较,得到登封市、巩义市、新密市高于其他各区。(3)郑州市生态系统服务价值呈集聚现象,热点区域集中在郑州西南部中山、低山区,沿黄河区域及南部自然植被资源丰富的区域,冷点区域集中在平原区的东北部建成区。

摘要： 高质量发展认为经济发展的关注点应由速度转向质量,强调经济-社会-环境三者的协调发展。本文从经济发展、社会文明进步和生态环境保护等三个方面构建河南省高质量发展评价指标体系,分析其时空演变特征。研究发现:河南省高质量发展水平呈现出明显的西北部高、东南部低的空间分异特征;空间集聚程度逐渐增大,两极化特征越来越明显;高质量发展水平稳步增长,整体变化幅度不大;生态环境保护发展较弱,高质量发展水平较高和较低的城市在经济发展、社会文明进步和生态环境保护方面都存在短板。

摘要： 在我国工业化和城市化迅速发展的背景下,细小颗粒物PM_(2.5)污染已经成为当前主要空气污染物。本文使用基于Python编程语言的网络爬虫技术获取了中国京津冀、长三角、珠三角3个重点区域的PM_(2.5)日均值数据,分别基于Excel软件和ArcGIS软件进行PM_(2.5)时空变化特征分析。最后,通过建立分数阶累加灰色预测模型对北京市2018年PM_(2.5)月均值浓度进行预测。结果显示:1)时间上,我国PM_(2.5)浓度表现为“冬高夏低”的“U”形变化趋势;2)空间上,我国PM_(2.5)浓度整体表现为由南北地区向中部地区PM_(2.5)浓度逐渐增加;3)分数阶GM(1,1)模型对PM_(2.5)月均值浓度数据的预测精确度较高,结合预测结果可从长期或短期提出PM_(2.5)污染治理的措施建议。

摘要： 对涪江流域景观生态风险进行评估可以为该区域制定生态风险防控措施、提高生态系统服务功能提供科学参考。从“自然—社会—景观格局”3个维度选择海拔、土壤类型、地表覆被类型等10个景观生态风险胁迫因子构建评价指标体系,利用空间主成分分析(SPCA)、空间自相关分析等方法对涪江流域景观生态风险的空间异质性特征展开了研究。结果表明:(1)整体上涪江流域的景观生态风险等级呈西北部高于东南部地区,并呈集聚分布模式,其中在松潘、平武、北川、安岳、潼南等区县形成了“热点”区域,梓潼、游仙、盐亭、中江等区县形成“冷点”区域,主要受自然和景观格局维度因子影响较为明显;(2)研究区处于中度及以上风险等级区的面积为25596.51 km^(2),占流域总面积的65.36%,主要分布于上游的松潘、平武、北川等县(区);(3)景观类型与生态风险等级空间分布有密切的联系,低度、较低生态风险区的分布与涪江干流走向契合。涪江流域景观生态风险的空间异质性特征明显,且面临的生态风险问题较大。

摘要： 本文通过对山东省各地市科技创新水平的现状分析,为科学评估创新型省份建设的成效和不足提供有益的借鉴。首先从创新资源、创新环境、创新绩效3个维度构建“科技创新综合评价指标体系”,计算各地市科技创新总指数;然后对其采用空间自相关分析方法,对山东省科技创新水平进行空间分布格局评价。结果表明,胶东经济圈领跑全省,但仍然存在全社会研发投入不足,自主创新能力有待增强等问题;省会经济圈和鲁南经济圈的中心城市不够突出,且鲁南部分城市大而不强。最后,提出补短板、强中心、寻突破助推创新驱动发展的对策建议。

摘要： 本研究构建了县域经济综合经济实力综合评价指标体系,基于泰安市统计年鉴(2013年~2021年)数据,首先应用描述统计分析法分析了2012年~2020年泰安市县域经济综合实力总指数的时间演变规律,然后应用改进TOPSIS评价法对泰安市各县域经济综合实力进行排序,并分析造成县域发展差异原因,再次应用空间自相关分析了综合实力总指数的全局及局部Moran’s I指数,并分析其在地理上的空间分布格局,最后针对泰安市县域经济均衡发展提出针对性的对策建议。

摘要： 基于2001—2018年永登县5幅遥感影像,利用绿度、湿度、盐度、沙度指数耦合构建半干旱地区遥感生态指数(SA-RSEI),并应用SA-RSEI指数对永登县生态环境质量进行定量评价。结果表明:在2001—2018年间永登县生态环境质量由较差提升至一般,生态环境等级优良以上的区域面积占比逐渐上升,较差和差等级面积占比逐渐下降;通过空间相关性分析可知,GDVI和WET为正向指标,DI和SI为负向指标;通过LISA聚类图发现空间分布是聚集的,而不是随机的;高-高聚集区主要集中于连城国家级自然保护区和奖俊埠林场,低-低聚集区主要集中在中部黄土丘陵区。

摘要： 探究边境山区景观生态风险时空演变特征,揭示自然与人类活动对景观生态风险的影响,对维护国际生态安全和保障区域生态系统的稳定性具有重要意义。以云南25个边境县为例,采用2000、2010、2020年三期土地利用数据,基于景观格局指数构建了景观生态风险评价模型,并分析了风险的时空演变特征,利用地理探测器测度了自然、可达性和社会经济因素对景观生态风险的影响程度。结果表明:2000—2020年研究区景观类型以林地和耕地为主,林地、草地、湿地、冰川和永久积雪面积减少,耕地、灌木地、裸地、人造地表、水体面积增加。景观生态风险平均值持续上升,在空间上表现出显著的自相关性。研究区以较低生态风险、中等生态风险为主,低生态风险、较低生态风险、高生态风险区面积减少,中等生态风险、较高生态风险区面积增加。年降水量、年均气温、距城镇距离、人口地理集中度指数、人口经济地理集中度不一致指数是影响区域景观生态风险的主要因素,在交互探测中年降水量与年均气温、人口地理集中度指数与人口经济地理集中度不一致指数、年降水量与人口地理集中度指数交互作用对景观生态风险的影响较大。

摘要： 坡地建设现象在我国大量存在,但相关研究基础仍显薄弱。从阈值坡度视角出发,提出了坡地率概念,并构建了建设用地坡地率(PSC)和地面坡地率(PSL)两个用于定量分析坡地建设现象的指标。以2020年全国696个城市为研究对象,基于30m分辨率建设用地解译数据和数字高程模型数据,利用空间自相关等分析方法解析了全国城市PSC的数量构成与空间分布,进而探究了PSC与PSL间的统计关联和空间关联。结果表明:①我国城市建设用地整体趋向平缓土地布局,城市数量随PSC上升迅速减少,全国半数以上城市的PSC低于0.12,近80%城市的PSC低于0.3。②全国城市PSC总体呈“南高北低,广域过渡”分布格局,全局莫兰指数为0.38,南方山地丘陵区为高值集聚区。③PSC与PSL之间存在7种主要空间关联模式,每种模式均体现出了各自明确的地理环境特征依赖,且PSC的南北空间分异明显大于PSL。

摘要： 本发明公开一种基于空间自相关区域净初级生产力时空分异探测方法，包括如下步骤：S1、获取研究区域研究年份的MOD17A3数据；S2、提取研究区域研究时段的植被NPP图；S3、计算研究区域研究时段的植被NPP变化量；S4、计算研究区域研究时段植被NPP的全局莫兰指数和高/低值聚类指数及相关统计量；S5、判断研究区域数据样本的整体聚类特征；S6：计算研究区域研究时段植被NPP的热点分析指数；S7、判断研究区域研究时段植被NPP的热点分布特征；S8、计算研究区域研究时段逐年植被NPP变化量的局部莫兰指数；S9、判断研究区域研究时段逐年植被NPP变化量的空间聚集特征；本发明能够准确表达植被NPP的整体聚类特征，并探测出局部空间特征。

摘要： 本发明提出了一种基于空间自相关和景观格局指数的大气气溶胶动态变化多指标综合分析方法，属于城市气候环境应用领域的研究。该分析方法同时利用了气溶胶光学厚度值、空间自相关和景观格局指数从空间模式、数量、形态和结构方面综合分析了各月份（5月和9月除外）气溶胶的动态变化。可以更加深入、细致、全面的刻画气溶胶的变化规律，有助于精确评估气溶胶对环境、气候等的影响。

摘要： 本发明提供了一种面向遥相关模式的空间自相关聚类方法，其通过考虑每一个空间网格单元与相邻单元遥相关的相关程度，在局部Moran指数定义的基础上，采用相关系数原始数值而不作中心化处理，从而改进局部Moran指数计算公式，得到新的空间自相关局部指标LISAAC，实现显著正或负遥相关集聚范围的探测，同时实现异常值(即显著正值区域中出现不显著或负值网格，显著负值区域中出现不显著或正值网格)的识别。实验结果表明，本发明能根据遥相关系数本身的标准化性质，实现对不同类型遥相关的空间聚类，结果便于对不同季节的遥相关程度进行横向对比。

摘要： 本发明提出了一种顾及全局空间自相关性和局部异质性的地面PM2.5浓度建模方法。本发明针对PM2.5监测站点数量有限且分布不均，且传统PM2.5回归建模方法缺少对局部空间影响和全局空间影响同时考虑的问题，提出了一种顾及全局空间自相关性和局部异质性的地面PM2.5浓度建模方法，同时考虑全局和局部空间效应，消除空间自相关因素和空间异质因素的影响。分别通过构建全局空间权重矩阵和局部空间权重矩阵，提取出全局空间影响因子和局部空间影响因子。然后再根据两者构建回归模型，得到地面PM2.5浓度估计模型，以供后续研究和分析。

摘要： 本发明公开一种基于空间自相关神经网络的地质曲面重构方法，应用于油气勘探开发领域；针对采用下有技术得到的曲面丢失了形态特征的问题；本发明首先基于地震解释数据对构建的空间自相关神经网络进行训练，并制作预测数据集，将预测数据集输入训练万晨个空间自相关神经网络，得到预测曲面模型；并针对不合理的地质曲面模型，提取形态特征数据加入训练数据集，进行新一轮的曲面重构，直到得到合理的地质曲面模型。

摘要： 本发明公开了路网约束下的空间自相关Spark并行计算方法，包括步骤：(1)采用LineInfo描述道路网中各单条道路的道路信息；(2)excutor节点分别分割各单条道路；(3)excutor节点统计各线性单元的事件点总数；(4)各excutor节点根据网络拓扑结构，计算各线性单元的邻接线性单元；(5)在Driver节点，利用Spark的累加器实现空间自相关指数的计算。本发明基于Spark，设计了路网约束下空间自相关的Spark并行计算方法，该方法充分利用计算机的多核运算，提高了大规模数据量下空间运算的效率，可满足海量数据下的运算需求。

摘要： 本发明公开一种基于空间自相关区域净初级生产力时空分异探测方法，包括如下步骤：S1、获取研究区域研究年份的MOD17A3数据；S2、提取研究区域研究时段的植被NPP图；S3、计算研究区域研究时段的植被NPP变化量；S4、计算研究区域研究时段植被NPP的全局莫兰指数和高/低值聚类指数及相关统计量；S5、判断研究区域数据样本的整体聚类特征；S6：计算研究区域研究时段植被NPP的热点分析指数；S7、判断研究区域研究时段植被NPP的热点分布特征；S8、计算研究区域研究时段逐年植被NPP变化量的局部莫兰指数；S9、判断研究区域研究时段逐年植被NPP变化量的空间聚集特征；本发明能够准确表达植被NPP的整体聚类特征，并探测出局部空间特征。

摘要： 本发明公开了一种基于空间自相关信息的高光谱图像植被分类方法，包括以下步骤：首先对高光谱数据集作归一化处理，得到信息量重新分布的高光谱图像数据集R；然后对高光谱图像进行PCA降维并组成新的数据集K；接着用域转换线性插值卷积滤波对全部光谱信息R提取空间信息；然后用域转换线性插值卷积滤波对数据集K提取空间信息；然后将提取的空间信息进行线性融合，形成新的数据集H；然后随机从空间信息数据集H中抽取训练集Hs，其余部分作为测试集Ht；接下来用径向基函数支持的SVM对训练集HS进行训练，获取训练模型；最后用径向基函数支持的SVM对测试集Ht进行分类，得出分类结果。

摘要： 本发明提供了一种空间自相关的机器学习卫星降水数据降尺度方法，包括：获取TRMM降水数据与地表参量数据；对地表参量数据进行预处理，得到空间分辨率为1km和25km的DEM数据、白天地表温度、夜间地表温度、昼夜地表温度差以及NDVI数据；对TRMM降水数据进行空间自相关分析，得到估算的空间分辨率为25km的降水数据空间自相关值；将空间分辨率为25km的降水数据空间自相关值降尺度到空间分辨率为1km；建立非线性回归模型；基于非线性回归模型，得到空间分辨率为1km的降水降尺度数据。同时提供了一种系统及终端。本发明降尺度结果优于基于常规回归模型的降尺度结果，具有重要的理论、实践意义和推广应用价值。

摘要： 本发明提供了一种空间自相关的机器学习卫星降水数据降尺度方法，包括：获取TRMM降水数据与地表参量数据；对地表参量数据进行预处理，得到空间分辨率为1km和25km的DEM数据、白天地表温度、夜间地表温度、昼夜地表温度差以及NDVI数据；对TRMM降水数据进行空间自相关分析，得到估算的空间分辨率为25km的降水数据空间自相关值；将空间分辨率为25km的降水数据空间自相关值降尺度到空间分辨率为1km；建立非线性回归模型；基于非线性回归模型，得到空间分辨率为1km的降水降尺度数据。同时提供了一种系统及终端。本发明降尺度结果优于基于常规回归模型的降尺度结果，具有重要的理论、实践意义和推广应用价值。