地理与地理信息科学


地理信息系统理论与方法

  • 一种快速等面积分割平面简单多边形的算法

    吴建华;张文朋;胡烈云;戴鹏;

    针对平面简单多边形按相等面积划分问题,设计了一种顾及形态特征和面积精度的快速分割算法。首先计算出多边形的最小面积外包矩形(MABR),确定其短轴方向为分割方向;然后根据MABR的长边距离与分块数计算出长边上的距离等分点,根据这些点构建初始分割线,并利用第一条分割线对多边形进行粗略分割;根据分割出的左多边形面积与目标分块面积差值转换成分割线的平移距离,沿长轴方向平移分割线,分割多边形,不断迭代,进行精细分割,直到满足面积精度要求;最后对分割出的右多边形按上述方法继续分割,直至完成分块。实验结果表明,相对于现有的两种算法,该算法的分割精度提升了1~2个数量级,处理性能分别提升了4.27倍和7.35倍。

    2020年01期 v.36 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 3880K]
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  • 基于形式概念分析的灾害应急知识模型研究——以灾害应急专题图组为例

    张晓辉;刘涛;

    灾害应急知识模型是开展灾害应急工作的知识载体和行动依据,现有模型无法从复杂数据中快速发现灾害应急知识之间的概念关联关系。形式概念分析(Formal Concept Analysis,FCA)是进行数据分析和知识表达的有力工具,基于FCA的灾害应急知识模型旨在为灾害应急知识理论和关键技术研究提供知识模型的支撑。该文以FCA理论为基础,从灾害应急知识的形式背景、概念格和蕴含关系集三方面建立了灾害应急知识模型,并通过格上作业发现模型内概念的关联关系;以部分灾害应急专题图组作为输入,基于Concept Explorer平台实现了该模型在正向形式和对偶形式下灾害应急知识的探究实验,验证了模型的可行性及有效性。

    2020年01期 v.36 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 5574K]
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  • 多分类系统类别语义分析——以自然资源调查为例

    黄静宜;史文中;张效康;李娣娣;

    自然资源调查监测结果的实质融合是构建自然资源统一调查监测体系急需解决的问题。该文从分析多源数据的分类系统语义关系出发,以自然资源调查试点所采用的分类系统为例,研究了其与调查中重点涉及的两个参考底图分类系统之间的类别语义关系。通过构建语义参考概念树,定量计算各分类系统间语义转换度和语义相似度,描述分类系统类别间的单向和双向语义关系,为自然资源分类系统与其他系统之间的数据融合提供依据。实验结果表明,试点自然资源分类系统与土地利用现状分类系统以及地理国情分类系统的语义转换度分别为67.5%和72.5%。该研究为提高自然资源调查效率、构建统一自然资源本体库提供了支持,为多源数据的实质融合提供了理论依据。

    2020年01期 v.36 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 4877K]
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  • 鄱阳湖区域风场矢量的Web三维动态可视化

    袁武彬;廖明伟;廖明;李平;

    针对风场动态可视化中数据获取不够实时、风场模型构建非动态且尺度单一、粒子风运动轨迹三维场景下渲染效率不高且难于交互等问题,该文基于矢量场及WebGL技术,提出了风场矢量的Web三维动态可视化方法体系。首先研究了风场数据后端动态抓取、解析及存储技术,对解析后的数据构建初始风场模型,并结合双线性插值算法构建可视化区域内多尺度动态风矢量场,然后通过粒子风的运动轨迹动态模拟变化趋势,建立了粒子从地理坐标至屏幕画布坐标的转换模型,并对运动的粒子进行生命周期管理以提升三维场景渲染效率。基于此方法体系研发了原型系统并开展实验分析,实现了对鄱阳湖区域风场环境的客观、实时、动态模拟,对于掌握湖区及周边风场数据有重要意义。

    2020年01期 v.36 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 3445K]
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  • 基于连续空间需求的公共图书馆最大覆盖选址方法——以武汉市主城区为例

    吴钦钦;王珂;樊文有;彭玉玲;

    为解决现有公共图书馆布局不合理问题,该文基于离散空间需求分别构建P-中值模型、最大覆盖模型进行选址,结果表明后者更适用于图书馆选址;但因需求点分布密度不均,最大覆盖模型求出的一组设施点并非最优解,其覆盖效果一般。针对此问题,提出了基于连续空间需求下的最大覆盖选址方法,即当需求为多边形区域时,将无限个候选点转变为有限个PIPS候选点,并包含最优解,则可用较少的一组设施实现服务最大化覆盖。以武汉市主城区公共图书馆选址研究为例,验证了基于连续空间需求的最大覆盖选址方法的可行性,该方法能够显著提高服务覆盖率,优化公共图书馆的空间布局。

    2020年01期 v.36 27-34+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 4938K]
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遥感科学及其应用

  • 草原高时空分辨率NDVI重构模型的精度分析

    张敏;曹云刚;杨秀春;陈凯;潘梦;郭剑;

    多源遥感影像时空信息融合产生的高时空分辨率影像是遥感地学应用的重要数据源,利用时空融合算法形成的高时空分辨率植被指数数据集对于植被动态监测具有重要意义。为了在草原植被监测中更好地应用时空融合算法,该文利用2013-2016年间内蒙古自治区呼伦贝尔和锡林郭勒地区多期Landsat8和MODIS影像进行高时空分辨率NDVI植被指数计算,定量评价了STARFM(Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)、CDSTARFM(Combination of Downscaling Mixed Pixel Algorithm and Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)和STDFM(Spatial and Temporal Data Fusion Model)3种常用时空融合算法在不同融合策略下的精度。研究结果表明,基于NDVI融合策略的STARFM算法更适合草原地区高时空分辨率NDVI数据的构建。

    2020年01期 v.36 35-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 6964K]
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  • 基于多源夜间灯光数据的长江经济带三大城市群规模结构动态比较

    晁静;赵新正;李同昇;青雨馨;

    比较分析长江经济带三大城市群规模结构演变,可为分区域优化我国城市群结构、促进长江上中下游协同发展提供参考。采用DMSP-OLS和NPP-VIIRS数据构建夜间灯光总量集成序列,运用标准差、变异系数、赫芬达尔指数、位序-规模法则、等级钟、马尔科夫转移矩阵对1995-2015年长江经济带三大城市群规模差异及规模结构演变特征进行比较分析,结果表明:1)各城市群内部绝对差异逐年扩大,相对差异和集聚度均逐年缩小;2)长三角城市群由首位分布向位序规模分布转变,长江中游城市群由首位分布向分散均衡分布转变,成渝城市群由强首位分布向弱首位分布转变,三大城市群规模结构均衡性自东向西依次减弱,首位城市均有待进一步提升;3)三大城市群规模等级锁定现象明显,跨等级转移特征差异显著;4)三大城市群中位序城市波动明显,长三角城市群位序波动最小,长江中游城市群位序波动最大。

    2020年01期 v.36 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2914K]
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  • 基于去饱和夜光数据的北京建成区时空动态分析

    周玉科;

    建成区范围是表征城市化进程的一项重要指标,利用遥感技术快速、准确测定建成区范围对城市规划和管理具有重要意义。该文基于2000-2012年北京市DMSP/OLS夜间灯光数据,首先通过构建一种新的修正灯光指数(CORNTL)进行灯光强度去饱和,然后利用"级别内差异最小化,级别间差异最大化"的方法对灯光强度进行分级,进而提取北京市建成区并分析其城市化进程及时空格局。结果表明:1)CORNTL指数能在一定程度上修正原始灯光数据的过饱和(灯光溢出)问题,且能表现城市中心饱和区域内灯光强度的差异;2)2000-2012年北京市的灯光总亮度和点亮区占比分别增长11.3和10.49%,总体呈现平稳增长趋势;3)研究期间北京市城镇化进程明显,城市边界不断扩大,较2000年增长了85.6%,建成区面积年均增长约157.3 km~2,其中,顺义、通州等东部地区建成区范围快速扩张,发展潜力很大,门头沟、房山等西部地区受限于地形条件,扩张速度相对较慢,也符合北京生态屏障区域的定位。

    2020年01期 v.36 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3975K]
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空间信息技术综合应用

  • 基于GIS的强震区泥石流流域崩滑物源演化强度评价

    熊江;唐川;龚凌枫;史青云;李宁;

    为探究震后泥石流流域内崩滑物源演化强度,基于高清遥感影像和GIS平台,计算物源面积、长轴及其演化速度,将演化速度(分为3级并赋值)作为物源演化强度评价指标,并构建物源演化强度评价模型。物源演化强度评价结论如下:1)物源数量和总面积随物源面积、长轴演化速度等级提高而逐渐减少;2)物源演化弱强度、中等强度、高强度物源数量分别为1 166处、255处、121处,分别占总数的75.61%、16.54%、7.85%;3)高演化强度物源主要为大型崩滑物源,多呈长条状分布在沟道两侧坡度较大地方,弱演化强度物源为小型崩滑物源,多分布在远离沟道两岸坡度较缓地区;4)细粒物质运移、植被恢复、物源量差异是导致演化强度差异的重要原因。

    2020年01期 v.36 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 4849K]
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  • 基于低通保边滤波和尺度约束大津法的网格空间多尺度聚类方法

    隆玺;桂志鹏;彭德华;吴华意;宋爱红;

    现有网格空间多尺度聚类方法未能将尺度因子作为模型参数实现尺度驱动的阈值提取,导致算法调参困难,难以全面挖掘空间数据的分布模式。海量空间点数据蕴含的信息更丰富,层次结构也更复杂,对聚类算法的参数自动化和计算效率提出了更高的要求。针对上述问题,该文从数据尺度和观察尺度提出了一种适用于海量数据的多尺度聚类挖掘方法:分别通过网格多分辨率和低通保边滤波器的尺度拓展机制实现了数据尺度和观察尺度上的尺度变换;将观察尺度层级作为参数引入大津法中,实现了观察尺度的密度阈值自动提取。实验结果表明:相比于传统低通滤波,该滤波方法具有良好的去噪保边效果;多尺度密度阈值提取算法能够有效地捕捉数据集中丰富的多层次信息,且计算复杂度低,可用于快速挖掘各类海量空间点数据中的多层次空间结构。

    2020年01期 v.36 65-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 9073K]
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  • 城市轨道交通站点可达性度量及评价——以天津市为例

    吴韬;严建伟;

    城市轨道交通主要通过提高站点周边地区的可达性来引导区域发展,因此,对其可达性的评价一直是交通领域的重要议题。通过分析城市轨道交通网络本身的连接关系和站点与周边街道网络的连接关系,构建了度量城市轨道交通站点可达性的两个指标——站间可达性和站域可达性,并利用"节点—场所"模型对其可达性空间格局进行了综合评价。基于官方资料和现场踏勘数据,对天津城市轨道交通进行了实证研究,结果表明:天津城市轨道交通站点的站间可达性平均值高于站域可达性平均值,城市主中心区域站点的可达性值最高;根据站间可达性和站域可达性之间的不同特征,可将各站点分为5种类型;站间可达性与站域可达性的结合能够反映"出发地-城市轨道交通-目的地"完整的出行路径。科学评价城市轨道交通站点的可达性水平,对于指导城市轨道交通网络规划和区域交通发展具有一定的参考价值。

    2020年01期 v.36 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K]
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  • 基于道路网格索引的无线通信基站定位与实现

    支澳威;陈华根;王智博;

    为了促使无线通信基站定位技术进一步用于解决用户定位信息与空间地图信息匹配的问题,该文提出了一种基于话单的道路定位算法:针对移动场景,在基站定位过程中结合话单定位参数信息和空间道路信息,实现了将用户直接定位到道路上的目标;对矢量道路进行解析并采用网格索引技术建立索引,设计过滤条件对算法进行优化,提高了定位的求解速度。以实际话单进行测试,得到了合适的网格化步长参数,通过对定位精度进行分析,证明了该算法的可行性和有效性。该算法可进一步提高基站定位技术的应用范围,对5G及物联网技术也将有重要意义。

    2020年01期 v.36 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1760K]
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  • 基于Space-P复杂网络的南京市轨道交通换乘可达性研究

    王宇环;靳诚;杜家禛;

    针对轨道交通特殊的站点换乘方式,该文结合Space-P复杂网络模型与Python语言,借助ArcGIS网络分析模块设计出一种换乘可达性算法,并对南京市现状和二期建设轨道进行实证研究。结果表明:Space-P网络可以弥补ArcGIS网络分析无法添加站点换乘时间的不足;南京现状轨道、二期轨道的平均可达性值分别为36.99 min、34.81 min,二期轨道的建设使得站点30 min可达性圈层扩大,且向东西方向延伸;现状轨道中,1号线可达性最好,S8号线最差,二期轨道的建设整体上提高了线网的可达性;现状轨道、二期轨道的站点平均换乘指数分别为1.0428、1.3114,二期新增站点为乘客出行提供了更多的换乘选择。

    2020年01期 v.36 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 3485K]
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自然地理与国土资源

  • 基于MCE-Markov-CA的郑州市土地利用时空变化模拟研究

    徐睿择;孙建国;韩惠;周亮;杨维涛;

    以中原经济区核心城市郑州市为研究对象,以1988年、2002年和2017年遥感影像及其他辅助资料为数据源,从元胞适宜性、空间全局约束和邻域局部控制3个角度构建CA转换规则,并基于MCE-Markov-CA模型模拟近30年土地利用时空变化,在此基础上预测其未来15年(至2032年)的演变格局。结果发现:1)郑州市近30年间土地利用转换频繁,草地、耕地、水域和未利用地的面积分别减少19.18%、38.72%、50.23%和27.44%,建设用地增加97.31%,土地城市化进程不断加快;2)利用MCE-Markov-CA模型模拟得到的2017年土地利用数据与实际解译土地利用数据的一致性(Kappa系数)达到0.8234,证明了模型的适用性,可有效应用在与郑州市类似的特大城市土地变化模拟中;3)模型预测2032年郑州市耕地面积将减少12.56%,林地和建设用地分别增加16.97%和4.83%,草地、水域和未利用地变化不大。研究结果可为郑州市土地利用规划、管理及城市弹性可持续发展提供科学支撑,目前亟须平衡城市发展与耕地保护之间的关系,可采用省内异地代补等措施补偿耕地。

    2020年01期 v.36 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 5216K]
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  • 黄土丘陵沟壑区农户生计恢复力空间分异及影响因素——以陕北米脂县石沟镇为例

    张行;陈海;耿甜伟;史琴琴;刘迪;

    农户生计问题成为生态脆弱区可持续发展面临的巨大挑战,而恢复力思维为乡村农户生计研究提供了新视角。该文以陕北米脂县石沟镇为例,基于生计恢复力理论框架,构建缓冲能力、自组织能力、学习能力三维评价指标体系,利用改进的TOPSIS模型和ArcGIS方法分析农户生计恢复力空间分异,并利用地理探测器模型识别农户生计恢复力的影响因素。结果表明:1)研究区农户总生计恢复力指数为0.36,处于中等水平,呈现"高值集中、低值分散"的空间格局;2)各子维度能力空间分布各具特色,缓冲能力各等级分布较分散,自组织能力高值区集聚度高,学习能力高值区集中于西部和东部两大带状区域;3)子维度能力与总生计恢复力空间分布相关性显著,完全耦合协调乡村占比为73.81%、不完全耦合协调乡村占比为9.52%、不耦合协调乡村占比为16.67%;4)路网密度、农业总产值、老年人口占比和坡度是影响农户生计恢复力的主要因素,因子交互作用均强于单因子作用,且主要以非线性增强和双因子增强类型为主。基于恢复力视角探究农户生计可为可持续生计研究提供理论指导和实践借鉴,为制定乡村地区生计提升政策提供科学依据。

    2020年01期 v.36 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1887K]
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  • 中国沿海港区陆路集疏运能力空间结构与类型分异

    李绪茂;王成金;

    港区作为港口的微观组成单元,其集疏运能力是港口高效发展的重要保障,因地、因货、因人的发展多种集疏运方式,建立高效、集约化的港区集疏运系统是港口发展的必要条件。该文基于港区的微观概念,结合不同等级的集疏运道路,构建港区集疏运能力评价模型,并从多维度分析中国沿海港区陆路集疏运能力的类型分异。研究发现:港区铁路集疏运能力具有多点集聚的特征,且以北方沿海港区为主,公路集疏运能力实现了全港区覆盖。综合集疏运能力越高,港区数量越少,呈现金字塔形分布,而空间邻近性与空间分割形成了港区综合集疏运能力微观分异的基础。不同等级道路集疏运能力的差异形成了9种贡献类型,公路作为港区集疏运能力的主要组成部分,尤其是高速公路和县道公路发挥了重要作用。港区集疏运道路的形成与行政等级、港区城市规模密切相关,而港区集疏运能力与港区行政等级、城市规模呈正相关。

    2020年01期 v.36 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
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经济地理与旅游环境

  • 基于生产性服务业的中国省会城市网络结构研究

    庄德林;梁晶;许基兰;杨羊;

    基于银行、证券、保险、会计、物流和广告六大类、472家国内领先的生产性服务企业在中国31个省会城市跨区域经营形成的企业组织关系数据,运用互锁网络模型,对中国省会城市网络的整体结构、功能结构和"城市对"结构进行实证分析。在整体网络结构方面,中国省会城市网络的主要服务联系已形成以京、沪、广、蓉4个城市为顶点的"金字塔"形结构;中国省会城市网络的空间连接方式呈现出跳跃式和邻近式交织并存的特征,但省会城市网络的空间连接存在明显的断层区。在功能网络结构方面,中国省会城市网络的主体结构呈现单中心与多中心并存的态势,且具有明显的高行政级别城市空间指向性和板块分异性。在"城市对"结构方面,中国省会城市网络的"城市对"分布呈现出显著的京、沪指向性,并且四大板块及胡焕庸线两侧的"城市对"分布具有明显的区域差异性。

    2020年01期 v.36 113-120+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 3478K]
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  • 西方绅士化研究进展及其对我国城市建设的启示

    张海;卢松;饶小芳;

    绅士化概念自1960年代被提出以来,就成为了多学科的研究热点,随着城市化与全球化的不断扩张,绅士化作为一种全球现象在各地兴起。以Web of Science (WOS)中1990年以来西方绅士化研究的2 200篇文献为原始数据,基于CiteSpaceV可视化文献分析软件对这些数据进行分析,绘制了西方绅士化研究前沿的知识图谱以及关键词频的聚类分析,展现出西方绅士化研究领域的知识结构关系及其演进特征。研究发现:西方绅士化的理论分析视角主要包括政治经济学视角、消费者文化视角、家庭生命周期视角等供给和需求两大理论解释层面;西方绅士化的发展主要包括起步阶段(1960-1970年)、扩张阶段(1971-1990年)、全面发展阶段(1991年至今);西方绅士化的研究主题主要包括绅士化衍生概念研究、绅士化产生原因、绅士化的影响等方面,西方绅士化研究呈现出研究视角日益复杂化、研究内容不断深化、具有全球化与地方化等特点。我国的绅士化现象有着明显的中国化语境特点,应充分利用西方绅士化相关理论发展和实践成果,发挥其在我国城市增量建设以及存量改造中的积极作用,同时我国城市建设中应减少乃至避免绅士化引发的负面效应。

    2020年01期 v.36 121-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1600K]
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  • 基于CiteSpace的中国传统村落旅游发展文献综述可视化研究

    罗萍嘉;郑祎;

    旅游业推进传统村落的发展,是实现国家乡村振兴战略的重要途径之一。传统村落作为古村落的典型代表,在2012年被明确提出前,与古村落的概念一直混淆,且关于传统村落旅游的文献综述不多。为梳理1997-2018年中国传统村落旅游发展的研究状况,该文以CiteSpace可视化分析法为基础,结合文献研究,分析了传统村落旅游研究的发展趋势。结果表明:1)旅游开发研究由物质文化旅游资源向旅游感知与态度方面深入,研究重点由"物"向"人"转变;2)旅游影响研究以社会文化影响和社区利益主体间博弈关系为主;3)旅游可持续发展研究主要从上位规划和村民主导两方面提出文化遗产保护相关策略。未来研究可从以下四方面推进:研究对象由特定区域转向更多区域;研究内容倡导以政府为主导的文旅相结合的地方营造;研究趋势是以人为关注点的可持续发展;研究方法注重涉及定量分析的多学科方法的交叉应用。

    2020年01期 v.36 129-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K]
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  • 绩效视角下中国展览业时空演化格局及耦合关系

    汪秋菊;黄明;姚佳;

    以城市为区域分析单元,以《中国展览数据统计报告》数据为基础,设计并测算了展览业发展数量与质量指标,采用数理分析、核密度分析、标准差椭圆分析相结合的方法,从绩效视角分析2013-2017年中国展览业发展时空演化特征及其耦合关系。研究发现:1) 2013-2017年中国展览业发展数量与质量城市间差异变小,集聚程度低,有扩散趋向,各城市展览业质量的差异程度远大于展览业数量的差异程度;2)2013年展览业发展数量与质量形成了以京津冀、长三角、珠三角为核心的分布地带,2017年后向中西部扩展,在发展数量上由三大核心区缩减为长三角、珠三角两大核心区;3)2013-2017年中国展览业发展数量与质量空间重叠性明显提高,空间扩张态势趋同,高质高量型城市、低质低量型城市占比不断增多,展览业发展数量与质量空间耦合不断增加。

    2020年01期 v.36 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 6061K]
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优秀博士论文推介

  • 铜胁迫下的植被高光谱特性与遥感信息提取研究

    张成业;

    <正>资源过度消耗、生态环境污染已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。在此背景下,开展铜胁迫下的植被高光谱特性与遥感信息提取研究,实现植被重金属铜胁迫信息的大面积精准提取,对圈定铜矿资源勘探靶区、突破植被覆盖区铜矿勘探的难题以及指导政府管理部门防治生态环境重金属污染具有重要意义。本文瞄准我国铜矿资源勘探和环境重金属污染防治的上述需求,针对现有研究中存在的铜胁迫下植被光谱响应机理不清晰、现有指数与铜胁迫之间的相关性不强、铜胁迫下植被信息提取不

    2020年01期 v.36 143页 [查看摘要][在线阅读][下载 63K]
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  • 基于地理场景的城市功能区建模与分析方法研究

    张修远;

    <正>为响应我国城市可持续发展的重大战略规划,需要获取高时效、高精度、大范围的城市功能分区数据辅助城市规划与管理。已有研究通常使用城市规划图表征功能分区信息,但规划图仅反映某一时间区间内对功能区建设的预期目标,不能反映当前时刻城市功能分区的真实状态。此外,规划图以街区为基本单元,忽视了街区内部功能类型的异质性,无法在更精细的尺度上分析功能分区情况。因此,仅使用规划图无法实时获取真实的功能区边界和发展状态信息,更无法满足城市可持续发展的要求。

    2020年01期 v.36 144页 [查看摘要][在线阅读][下载 62K]
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  • 投稿声明

    <正>为避免一稿多投、不当署名,确保文责自负,来稿请附"投稿声明",具体内容如下:本文全体作者同意投稿至《地理与地理信息科学》编辑部,并承诺:1.本文内容未曾正式发表,无一稿多投现象;2.本文全部数据真实可靠,无抄袭、侵犯他人知识产权等内容;3.保证文中无政治错误,无政治、军事和科学技术泄密情况;4.保证全体作者的署名及排序无异议,文章发表前如有增减作者需全体作者同意,

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