地理与地理信息科学


地理信息系统理论与方法

  • KDSG-DBSCAN:一种基于K-D Tree和Spark GraphX的高性能DBSCAN算法

    高旭;桂志鹏;隆玺;栗法;吴华意;秦昆;

    DBSCAN是一种基于密度的聚类算法,其能从包含噪声点的数据集中发现任意形状的聚类并且无需预先设定聚类个数,因此得到了广泛应用。但随着数据规模的增大,迭代式的点间距离计算导致经典单机串行DBSCAN算法的性能显著下降,使之无法满足实际应用的效率需求。为此,该文提出一种性能改进的分布式并行聚类算法——KDSG-DBSCAN。该算法利用K-D Tree邻域查询减少点间距离计算次数,利用图连通算法优化局部类簇合并过程,并基于Apache Spark MapReduce平台实现了计算过程的并行化。通过4组对比实验,分析了KDSGDBSCAN、经典DBSCAN与未使用图连通的KDS-DBSCAN算法的执行效率、KDSG-DBSCAN各子阶段执行时间占比、不同数据规模下KDSG-DBSCAN的扩展性以及不同计算节点数量和CPU核数下KDSG-DBSCAN的扩展性。结果表明,KDSG-DBSCAN算法具有良好的可扩展性和加速比。

    2017年06期 v.33 1-7+127页 [查看摘要][在线阅读][下载 4642K]
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  • 一种基于行人位置描述的道路模拟表达方法

    曹青;唐天琪;张翎;龙毅;

    人们在户外行走时,通常使用自然语言表达其对自身位置的感知,在计算机中如何将定性的自然语言位置描述转换为定量的图形语言是地理信息系统、人工智能等领域面临的挑战。该文提出一种基于行人位置描述的道路模拟表达方法,将自然语言位置描述转换为道路模拟地图。首先设计一组空间认知实验,探讨道路上的行人在户外如何使用自然语言描述当前位置;然后基于行人的每条自然语言位置描述估算该位置的候选区域,在候选区域中随机产生该位置的一对坐标值;最后将行人在路上经过的多个位置点坐标数据组合,采用直线拟合和概率拟合两种方法对该道路进行模拟表达。实验结果表明,该文方法能达到较好的模拟表达效果,为自然语言到图形语言的转换研究奠定了基础。

    2017年06期 v.33 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K]
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  • 空间插值方法的适用性分析初探

    张海平;周星星;代文;

    空间插值是地学研究中的基本内容,也是GIS空间分析中的主要方法之一。如何科学、有效地选择适合于特定问题的插值模型显得尤为重要。为解决此问题,该文以ArcGIS提供的常用空间插值模型为研究对象,采用理论模型研究和试验对比的方式,按照各种插值模型的预测能力、先决条件、复杂程度、输出精度和处理速度等进行分类,对每种内插类型的适用性应用场景进行详细阐述。研究发现,针对同一应用场景,采用不同的内插方法产生的结果具有明显的差异,各类插值模型所关注问题的侧重点也各不相同。这进一步表明,按照插值的各种特征对常用内插方法进行分类,有助于在具体的问题中选用更为适合的内插方法,可为插值模型的科学应用提供参考。

    2017年06期 v.33 14-18+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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  • 基于QR码和量化DCT的遥感影像数字水印算法

    王潇;任娜;朱长青;俞一恒;

    利用快速响应矩阵码(QR Code)生成原理和强自纠错特性的技术优势,提出了一种基于QR码和量化DCT的遥感影像数字水印算法。首先,将原始水印信息生成QR码并对其进行预处理,保存QR码的数据编码和纠错编码,同时将数据编码和特征水印结合生成待嵌入的水印信息;然后对载体遥感影像进行8×8分块DCT,根据量化规则将水印信息嵌入到载体遥感影像DCT域的直流系数中;最后,对所提算法进行验证。实验结果表明,该算法不仅降低了嵌入数据量,而且能够抵抗裁剪、压缩、噪声、滤波等常规攻击以及复合攻击,具有较强的鲁棒性和实用性。

    2017年06期 v.33 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
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  • 一种考虑时间成本的旅游线路推荐方法

    林青;晁怡;杨乃;

    旅游行为受时间、空间等方面的限制,当用户有个性化需求,尤其在游览时间方面有特殊要求时,难以快速找到出行线路。个人时空可达性研究在时间、空间制约条件下个人活动的自由度问题,因此向用户推荐旅游线路的问题可转化为在考虑用户偏好的前提下评价时空可达性,向用户推荐可达性好的景点组合,并规划移动路线的问题。该文基于时间地理学理论,提出了一种考虑游客时间成本的旅游线路推荐算法,使用时空可达性评价景点,计算可达性好的景点组合,结合地理信息科学中的路径分析理论,规划旅游线路。算法的验证实验在Web端进行,通过设置不同场景,对每种情况下的推荐结果进行了分析与展示。结果表明,该文提出的算法具有可行性与合理性,能满足用户在游览时间、景点类型方面的需求,同时佐证了时间地理学在旅游线路推荐研究中的可行性与科学性。

    2017年06期 v.33 25-29+56+2页 [查看摘要][在线阅读][下载 3155K]
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遥感科学及其应用

  • 基于支持向量机回归算法的土壤水分光学与微波遥感协同反演

    姜红;玉素甫江·如素力;拜合提尼沙·阿不都克日木;何辉;艾则孜提约麦尔·麦麦提;

    利用遥感技术反演土壤水分对于我国西北地区农业干旱问题研究具有重要意义。该文以新疆焉耆盆地为研究区域,分别利用微波遥感数据(Sentinel-1ASAR)和光学遥感数据(Landsat8)计算土壤后向散射系数(σ0soil)和改进型温度植被干旱指数(MTVDI),并将σ0soil和MTVDI参数作用于支持向量机(SVM)回归算法,探讨了不同参数条件下SVM模型在土壤水分反演中的适应性。实验结果表明,相比只用单因子(σ0soil或MTVDI)作为模型参数,以σ0soil和MTVDI两者共同作为SVM模型输入参数时,土壤水分监测精度显著提高,其建模集决定系数R2=0.81,均方根误差RMSE=3.16%;验证集R2=0.89,RMSE=3.15%。最后,利用最优模型对研究区土壤水分进行了反演,并对不同土地类型含水量进行了评价,可为光学遥感与微波遥感协同反演土壤水分提供参考。

    2017年06期 v.33 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 3602K]
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  • 微波遥感反演土壤水分中构建粗糙度参数的新方法

    陈鲁皖;韩玲;秦小宝;张武;

    地表粗糙度是影响雷达后向散射系数的重要因素。该文在基于SAR影像反演地表土壤水分的过程中,考虑到地表粗糙度的野外测量误差、取值范围和雷达入射角等方面的影响,统计了裸土、农用地和草地等几种典型地表的粗糙度测量数据,以此限定AIEM模型的输入参数范围。首先,利用AIEM模型模拟雷达后向散射系数与粗糙度、土壤水分之间的关系,构建了基于曲面拟合思想的、与入射角相关的组合粗糙度参数,并以此为基础利用Envisat ASAR双极化数据(VV、VH)建立了土壤水分反演模型。经实测数据验证,在不同入射角范围内,基于该文建立的模型得到的土壤水分反演结果与实测值都有良好的相关性。与其他形式的组合粗糙度参数进行对比,该文提出的模型反演精度较高,能够适用于入射角范围在(5°,65°)内的SAR影像的反演。

    2017年06期 v.33 37-43+2页 [查看摘要][在线阅读][下载 4427K]
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  • 融合遥感影像光谱和纹理特征的矿区林地信息变化监测

    张嵩;马保东;陈玉腾;吴立新;

    以某超贫钒钛磁铁矿为例,基于Landsat TM/OLI数据,首先利用相关性分析和单因素方差分析法(one-way ANOVA),结合林地与其他地物的光谱、纹理特征差异,筛选了提取林地信息的最佳光谱和纹理波段;其次,融合光谱纹理特征,利用支持向量机法获取了林地的空间分布信息。结果表明,基于OLI数据光谱和纹理特征的林地提取精度达85.51%,较基于单一光谱特征的提取精度提高5.0%,且基于OLI数据的提取精度整体优于TM数据。统计显示,2015年矿区林地覆盖面积为103.26km2,较2001年减少14.21km2,超贫钒钛磁铁矿采区和尾矿库的迅速扩展是造成林地覆盖减少的主要原因。该文为获取矿区林地空间分布信息提供了一种新的方法与思路,为矿区林业资源监测提供了技术支持。

    2017年06期 v.33 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2456K]
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  • 基于超像素的高分辨率影像建筑物提取

    莫中夏;张新长;张志强;

    建筑物提取对于基础地理数据获取与更新具有重要意义。针对传统的基于像元方法难以利用影像空间、上下文信息以及面向对象方法最优分割尺度难以确定等问题,该文提出一种基于超像素的高分辨率影像建筑物提取方法。首先利用LiDAR点云数据生成归一化高程模型以获取地物的高度特征,并通过Layerstacking方式与高分辨率影像融合;随后基于Simple Linear Iterative Clustering(SLIC)算法分割高分辨率影像的RGB彩色图像生成超像素;继而基于分割所得的超像素中的每个像元对超像素进行特征计算;最后使用基于RBF核的支持向量机方法进行超像素级别分类,得到建筑物提取结果。实验结果表明,该方法能够有效识别出简单场景和复杂场景下的建筑物,显著消除了传统基于像元方法出现的"椒盐效应",同时避免了面向对象方法中最佳分割尺度选择的难题,取得了较好的建筑物提取效果。

    2017年06期 v.33 50-56+127页 [查看摘要][在线阅读][下载 6070K]
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自然地理与国土资源

  • 中国城镇用地扩展时空异质性研究进展

    吴巍;陈敏;王楠;陈定;

    城市扩展是城镇化对土地覆被变化影响的响应,其动态过程具有典型的时空异质性特征,21世纪以来我国的快速城镇化进程为全球城市研究提供了良好素材与实证地域。该文紧扣城市扩展的时空异质性特征,从过程格局和驱动机制两方面对已有文献进行梳理与总结,并展望未来研究重点与方向,以期为解决中国城市扩展的现实问题以及践行健康城市化之路提供参考。研究表明:1)在过程格局方面,区域尺度研究关注国家及地区在不同时期城镇用地扩展的数量特征,个案尺度研究则关注城市扩展的空间异质性,研究对象以东、中部大城市为主,遥感与GIS空间分析是其主要的数据源与技术手段;2)在驱动机制方面,外部机制研究充分讨论经济发展、人口增长等社会经济因素对城镇用地总量增长的影响,内部机制则是城市扩展空间异质性产生的动因,旨在从微观层面揭示影响城镇用地转变的各类地理区位因子;3)未来应注重发展结合中国城镇化实际的理论分析框架,加强对小尺度区域及城市扩展重点、热点区域的研究,并不断突破均质地域假设,探讨城市扩展影响因素作用效应的空间异质性特征。

    2017年06期 v.33 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
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  • 基于极端气温指数的青藏高原年际升温及不对称特征研究

    周玉科;高琪;范俊甫;

    基于青藏高原地区98个气象观测站点53年(1960-2012)的气温实测记录,计算了年度昼夜极端温度指数、温度极值和日均温差,并利用趋势分析、变化点检测与分段拟合方法分析了各指数反映的年际变化趋势及空间差异特征。结果表明:青藏高原整体区域各极端温度指数均表现出上升特征,昼夜升温和冷暖升温的不对称性特点显著,夜间冷、暖指数变化速率均快于白天;而在同等昼夜条件下,冷指数下降速率则高于暖指数上升速率,日均温差以-0.18℃/10a的速率小幅降低,温度极值普遍表现为升温现象,近53年来最低气温的极小值上升幅度为4℃左右,明显高于其他极值指数的上升速率,其中最高温度的极大值上升速率最慢,也证实了青藏高原地区温度上升的冷暖不对称性。空间分布上,青藏高原各气温极端指数年际变化速率存在区域差异性,其中西藏的南部及青海的西北部冷昼指数、冷夜指数和暖夜指数变化最为显著;青海、四川及西藏东北部的暖昼指数增长速率稳定。日均温差的变化点大多发生在20世纪80年代初期,多数站点的冷昼指数在90年代中后期发生变化,其余温度指数的变化点集中于90年代初期及中期,时间变化点分布表明研究期间青藏高原温度突变主要集中在20世纪后期。

    2017年06期 v.33 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 5545K]
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  • 中国人口高龄化空间格局演化及影响因素研究

    曾通刚;赵媛;许昕;

    以高龄化系数为测度指标,运用2000年和2010年全国人口普查数据,分析中国大陆31个省(市、自治区)人口高龄化时空分异特征,并利用空间回归模型对影响因素进行解释。结果表明:1)21世纪以来中国人口高龄化日益突出,且高龄化存在显著的空间非均衡特征,10年间总体呈现"北扩西进"的演化特征。2)人口高龄化空间格局并未突破"胡焕庸线",与其存在一致性;从空间关联特征看,人口高龄化呈现正的空间自相关性,集聚特征日益显著。3)除新疆外,其他区域高龄人口增速均快于老龄化,高龄化增速表现出"东-中-西"空间梯度差异。4)人口高龄化是自然地理环境、区域经济发展水平、人口年龄结构等多因素综合作用的结果。

    2017年06期 v.33 72-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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  • 能源开发区生态补偿方式对农户生计影响研究——以榆林市为例

    丁金梅;李霞;文琦;

    生态补偿是协调生态环境与经济发展的重要手段,研究生态补偿方式对农户生计的影响有助于客观评价生态补偿效果。该文运用Logistic回归模型和多元线性回归模型,基于农户生计视角,选择榆林市为研究区域,定量分析了农户生计资本及生计策略现状,并探讨了不同生态补偿方式对农户生计的影响作用。结果表明:榆林市农户生计资本整体水平较高,但不同能源开发类型区存在一定差异性,煤炭资源开发区农户人力资本、金融资本和社会资本水平均高于油气资源开发区相应资本水平;资金补偿、物质补偿、政策补偿这3种生态补偿方式对农户生计资本影响均为正向,t检验结果显示在5%水平上显著;生态补偿方式的交互作用对农户生计策略正向影响作用显著,农户也容易接受生态补偿组合方式。针对不同类型能源开发区,应选择适当的组合补偿方式,通过多样化手段提升农户生计资本水平,建立能源开发区生态补偿长效机制。

    2017年06期 v.33 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1020K]
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经济地理与旅游环境

  • 从GPN 1.0到2.0:全球生产网络理论研究进展与评述

    王艳华;郝均;赵建吉;苗长虹;

    在全球生产网络理论(GPN 1.0)基础上,Coe和Yeung发展了更为动态的全球生产网络理论(GPN 2.0)。通过与GPN 1.0相比,该文认为GPN 2.0形成于全球化深度调整阶段,与GPN 1.0所处的全球化加速发展阶段有较大差异;GPN 2.0对网络内的企业行动者进行了更为精细的划分;GPN 2.0对全球生产网络的形成以及动态变化具有更强的解释力;GPN 2.0提出的战略耦合的3种模式与8种区域发展类型,对区域发展具有更强的指导作用。与此同时,GPN 2.0理论框架还存在一些局限与不足,明晰定量研究中的因果机制与研究变量、基于产业异质性分析全球生产网络的驱动力与影响因素、将国内市场与技术创新等解释变量纳入分析框架、加强网络内不同行为主体之间相互作用及其影响下的网络动态演化研究,应成为GPN理论发展的重要方向。

    2017年06期 v.33 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 527K]
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  • 港口与直接腹地经济耦合协调度及其影响因素研究——以环北部湾港口群为例

    孟飞荣;高秀丽;

    环北部湾经济圈不仅是我国西南地区经济发展的增长极,也是我国与东盟各国国际交流与合作的重要门户。该文以环北部湾港口群内湛江港、北海港、防城港、钦州港为研究对象,构建港口与腹地经济耦合协调发展指标体系和协调度评价模型,测度四港口与其所在城市的腹地经济耦合协调度,探索2000-2014年耦合协调度的时空发展变化,并对影响港口与腹地经济耦合协调发展的因素进行了实证分析。研究结果表明:考察期内,四地市港口与其直接腹地经济耦合协调度存在一定差异,湛江明显优于广西北部湾三地市;整个研究期内,大部分时段四地市港口与腹地经济处于不协调或低协调发展阶段;港口规模和腹地经济规模对提升耦合协调度有积极影响,而港口基础设施、港口集疏运系统、腹地经济结构和腹地经济质量对耦合协调度的影响作用并不明显。

    2017年06期 v.33 94-100+127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K]
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  • 县域城镇化的发展质量与有效性分析——以河北省为例

    朱苏加;广新菊;

    县域城镇化是我国城镇化体系中的重要构成部分,该文基于2001-2013年河北省县域社会经济统计数据,采用主成分分析方法评价了河北省县域城镇化的发展质量,并用一元线性回归方法测度了城镇化的有效性。结果发现,河北省县域城镇化质量在2001-2013年呈现逐步提升的趋势,人口子系统对城镇化质量的影响最大,而就业子系统影响最小,城镇化质量得到改善但没有根本改变;县域城镇化的有效性主要体现在经济、市场和基础设施子系统的进展上,对就业子系统的反馈性最小,因而提高就业水平和优化就业结构是改进县域城镇化质量的关键。

    2017年06期 v.33 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 135K]
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  • 乡村旅游开发与生态文明建设融合发展探讨

    许黎;曹诗图;柳德才;

    乡村旅游发展与生态文明建设均是建设"美丽中国"的重要内容,二者有着共同目标。乡村旅游开发成果构成生态文明建设的重要部分,乡村旅游活动可展现生态文明建设成果、践行和传播生态文明理念;生态文明建设可为乡村旅游开发提供科学指导,能够培育和创造旅游吸引物,并为乡村旅游营造有利环境。二者存在着天然契合与互动关系,应融合发展。但乡村旅游开发侧重市场行为,生态文明建设侧重公益行为,二者也存在着一定矛盾和局部冲突。为了解决两者之间的矛盾和冲突,促进其融合发展,可在主辅嵌入式融合系统理论的指导下,构建融合矩阵,分析融合点,从旅游生态化、生态旅游化两方面探索融合路径。

    2017年06期 v.33 106-111+124页 [查看摘要][在线阅读][下载 392K]
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  • 遗产旅游价值游客感知及其提升策略——基于网络信息的内容分析

    刘娟;方世敏;宁志丹;

    遗产旅游是遗产价值实现的重要途径之一,遗产通过旅游活动阐释其意义与价值并被旅游者感知、传承和传播,则是遗产旅游的价值实现过程。该文选取泰山、黄山、丽江古城、平遥古城、九寨沟风景名胜区和武陵源风景名胜区6个遗产旅游地为研究样本,以网络点评数据为数据源,采用内容分析法分析游客对遗产旅游的价值感知情况,并探讨遗产旅游的价值实现情况。数据分析显示,遗产旅游的价值没有得到很好的实现,表现在:遗产旅游吸引市场不广泛且易受环境影响;游客对遗产旅游的整体感知态度较好,但遗产旅游者的旅游动机并非直接来源于旅游地的遗产属性;游客对遗产价值属性特别是对于深层次的历史、文化和精神内涵的价值感知较少。据此将遗产旅游者划分为价值漠视者、价值认知者、价值认同者和价值传递者4个层次,并从遗产旅游者角度提出了遗产旅游价值提升的方法和策略。

    2017年06期 v.33 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 主题公园游客满意度的多维度影响因素研究——以中华恐龙园为例

    周雪娇;钟士恩;徐文燕;任晓丽;

    游客满意度评价是旅游研究的热点问题,惯常思维下往往被视为一个"经济问题",事实上游客满意度评价同样是一个"地理问题"。主题公园作为一种人工构筑的旅游吸引物,有效突破了传统旅游资源的开发模式,然而,当前游客满意度的研究尚未完全兼顾主题公园的特殊性。通过构建主题公园游客满意度指标体系,将游客满意度分为情感表达维度、旅游功能维度、场所环境维度、主题价值维度、负面评价维度,借助中华恐龙园的实证研究,探讨主题公园游客满意度的多维度影响因素。运用偏最小二乘法进行回归分析,得出"各个维度对中华恐龙园游客满意度的影响重要性由大到小依次为情感表达维度、负面评价维度、主题价值维度、旅游功能维度、场所环境维度"的结论。通过对主题公园游客满意度多维度的设计和思考,打破传统测量系统中更多的关注旅游功能维度的简约化测评局限,兼顾了游客情感层面和负面评价层面等相关指标的设计。同时,基于中华恐龙园游客满意度测评分析,探讨了中华恐龙园游客管理理念和模式的空间扩散意义。

    2017年06期 v.33 118-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K]
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