时空资源

时空资源（共10篇）

时空资源 篇1

引言

近年来, 随着人们旅游需求多样化的发展以及人们对旅游环境舒适性的追求, 水利旅游赢得了快速的发展。实践上的快速发展也吸引了众多学者对水利旅游的研究热潮, 然而在基本理论上尚有一些问题亟待解决。水利旅游资源具有区别于一般旅游资源的分布规律, 深刻认识它的分布规律, 有助于按照水利旅游资源的分布特点有针对性地进行开发利用, 从而为水利旅游资源的开发、管理和保护提供理论基础。

一、地理空间分布特点

水利旅游资源在地理空间上的分布, 总的来说包括内陆江河型、沙漠绿洲型和临海海洋型。为了和地理环境相适应, 这三种类型在水资源利用上产生了相应的独特特点。

(一) 内陆江河型

内陆水资源的利用主要是江河的利用, 它对人类生存与发展作出的贡献是无与伦比的。河流具有分布广、水量大、循环周期短、裸露在地表、取用方便等优点, 是人类赖以生存的主要淡水资源。不论是古代文明的摇篮, 还是现代文明的居地, 都离不开人类赖以生存的水资源环境。古代四大文明的古巴比伦文明发源于底格里斯和幼发拉底河流域;古印度文明发源于印度河、恒河流域;尼罗河孕育了古埃及文明;黄河与长江则是中华民族的摇篮。

此外河流还是水上交通的通道, 不少江河都以“黄金水道”著称。河流还蕴藏着巨大的能量, 可为人类的文明进步提供着动力资源。一些大江大河多发源于高原山区, 源远流长, 落差巨大, 蕴藏着丰富水能资源。

江河不仅为人们带来供水、灌溉、舟楫、水产、电力等方面的利益, 还造就了峡谷绝壁、溪流飞瀑、山光水色, 如雄险奇秀的长江三峡, 气势磅礴的黄河壶口, 水碧山清的漓江春色, 构成了丰富多彩的旅游资源[1]。

(二) 临海海洋型

人类的生命来自海洋, 海洋占地球表面的71%, 总面积约3.6亿平方公里, 是地球上最大的资源利用“宝库”。原始社会、石器时代是临海海洋水利的始萌期, 最初的临海人类从海岸地带捕捉鱼、虾、贝、蟹;以鱼骨为箭弩猎取禽兽为食;进而饲养与种植稻粟等。随着航海水利的发展, 发现新大陆、对非洲掠夺及贩奴热、殖民地占领与土地分割、贸易与军事争夺, 是封建时期及资本主义早期与海洋利用相关的活动。15世纪后, 葡萄牙、西班牙、英国、荷兰的崛起, 都是对海洋交通争霸而发家的。20世纪50年代后, 海外贸易和海运事业促进亚洲经济腾飞。20世纪六七十年代后, 亚洲四小龙兴起, 是借助于海港与海外商贸, 发展海洋经济。

21世纪, 全球已进入海洋经济大时代。海洋蕴藏着丰富的资源, 全球海洋仅天然气储备就达140万亿立方米, 而海水温差能、盐差能、波浪能、潮汐能、海流量能等都是取之不尽的绿色能量。海洋水利越来越丰富多样, 包括海洋渔业、海洋交通运输与仓储、滨海旅游、海洋生物医药、邮轮游艇、海水综合利用等。海水淡化也是人类利用海水的重要形式, 解决了全球1/5的人口供水问题[2]。

(三) 沙漠绿洲型

由于沙粒的高透水性使得同样量的降水被蒸发比黏土少, 沙粒的凝结水可造成空气中的水分被拦截下渗, 因此沙漠的浅层丘间积水和深层地下水较丰富。地下水资源对支撑沙漠地区经济社会和可持续发展具有不可替代的作用。

中国的沙漠地区, 如柴达木、准噶尔、塔里木和河西走廊等, 都是盆地结构, 周围有积雪的高山。盆地里特别是靠近巨大山体的山麓地带, 沉积了巨厚的松散沙砾物质, 为地下水提供了良好的贮存条件。源自山区靠降水和冰雪融水补给的河流, 在流注盆地后, 河水除一部分消耗于蒸发外, 大部分都渗漏到松散的地层中, 以地下水的形式存在。这些地下水资源, 如能加以开发利用, 对工农业的发展会具有相当大的作用。在中国沙区特别是新疆地区, 利用地下水灌溉已有着悠久的历史。新疆各族人民在与干旱的长期斗争中, 积累了丰富的经验, 其中开挖坎儿井, 利用地下水灌溉, 就是最成功的创造。

对于沙漠化国家来说, 水利是一切工作的保障和希望。沙漠化国家纷纷拓展水利工程多样性, 如大力普及滴灌、喷灌和微喷等节水灌溉技术;提高灌溉效率;改善农田排水系统;加大水库建设和维护以强化国家战略水资源安全;注重开发新的水资源, 开发雨水、地下水等新的水资源;循环利用污水资源, 经处理过的废水采用滴灌技术可以用于植树造林领域[3]。

二、时间分布特点

水利的发展一般可分为古代、近代和现代三个阶段。从人类有史以来到18世纪中期, 为古代发展阶段;18世纪后期和19世纪乃至20世纪40年代, 为近代发展阶段;20世纪40年代以后, 进入现代发展阶段[4]。

(一) 古代水利旅游资源

水利是农业的命脉。从人类有史以来到18世纪中期的几千年中, 世界各地人民同江河湖海进行了艰苦卓绝的斗争, 修建了无数大大小小的水利工程, 有力地促进了农业生产。同时, 兴修水利不仅直接关系到农业生产的发展, 而且还可以扩大运输, 加快物资流转, 发展商业, 推动整个社会经济繁荣。

1. 用于灌溉的沟渠、堰等工程景观。

如公元前2300年前后埃及在法尤姆盆地建造了美利斯水库, 通过水渠引来了尼罗河洪水用于灌溉, 这种灌溉方式持续了数千年。分布于伊朗、中国新疆地区的坎儿井在西汉之前就有了, 人们根据当地雨量稀少, 气候炎热, 风沙大的特点, 在地下水流相通的地带开凿成列的竖井, 其下有暗渠, 然后通过明渠把水送到农田里灌溉。

2. 用于农业的排水工程。

早期农业是在河流沿岸发展起来的, 需要排干沼泽, 进行土地垦殖。荷兰的排水在世界上享有盛名, 它是与围海造田联系在一起的。如公元4世纪, 这一带就开始出现人工海堤。从10世纪开始, 盛行筑堤造田工程。最初在圩田内实行自然排水。1612年开始利用风车抽水围垦沿海低地。几百年间, 依靠人工堤防共围垦出7 100km2以上的土地, 相当于全国陆地面积的1/5。

3. 用于交通运输及灌溉的运河工程景观。

运河是人工开挖的通航河道。古埃及已有记载, 中世纪以后在欧洲得到大发展。19世纪以后在全世界进一步推广, 规模也越来越大。世界上最早的通航运河是公元前1887至前1849年, 古埃及塞劳斯内特三世时期建成的沟通地中海与红海的古苏伊士运河。法国于1642年建成了布里亚尔运河, 把卢瓦尔河与塞纳河联接在一起。1681年完成的朗格多克运河长250km, 把比斯开湾和地中海连接在一起。这条运河沿途建有108座船闸, 一条165m长的隧洞和三座大渡槽。1893年, 希腊的科林斯运河开挖成功, 把伊奥尼亚海和爱琴海联接在一起。

4. 用于防洪的堤防工程景观。

自古以来, 世界上最普遍的防洪措施就是沿河流两岸修建堤防。公元前3400年左右, 埃及人就修建了尼罗河左岸大堤, 以保护城市和农田。尼罗河大堤从开罗至阿斯旺约有900km, 并向上游继续延伸200km。公元前2000年左右, 美索不达米亚地区已有了比较完整的保护土地的堤防。此外意大利的波河河谷、法国的低洼地、英国的沼泽地以及巴基斯坦信德省内都有许多古老的防洪堤防。

5. 用于地下水开采的井灌工程景观。

中国是世界上开发利用地下水最早的国家之一。中国已发现最早的水井是浙江馀姚河姆渡古文化遗址水井, 其年代为距今约五千七百年[5]。

(二) 近代水利旅游资源

1824年, 英国人阿斯普丁 (Joseph Aspdin) 发明了硅酸盐水泥, 从而带动了混凝土结构的发展, 使土木工程进入到一个新的发展阶段。19世纪下半叶出现了钢筋混凝土, 这进一步推动了轻型混凝土建筑物的发展, 也大力推动了水利资源开发的飞速发展, 也导致了19世纪70年代水电站的出现。1878年法国建成世界第一座水电站, 其后水电站大量出现, 世界第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站;1913年建于德国北海之滨的水电站是世界第一座潮汐电站;中国大陆最早建成的水电站是1912年云南省昆明市郊的石龙坝水电站[6]。

(三) 现代水利旅游资源

20世纪40年代, 是近代水利向现代水利的转折点, 许多新兴科学技术已开始在水利资源开发中得到广泛应用。例如利用光弹模型分析和设计水工结构;利用喷灌、滴灌和渗灌等节省灌溉用水;利用遥感、超声波等手段分析、鉴定大型水利枢纽工程的水文地质及工程地质情况。在水利资源开发与建设中, 20世纪的水利工程越来越具有大型化、综合化、跨流域、多目标等特点, 水电站的数量和装机容量均有很大发展等。20世纪80年代末, 世界上一些工业发达国家, 如瑞士和法国的水能资源已几近全部开发。现代水利旅游资源从规划、设计、施工到运行管理都是科学与技术的综合应用, 包含了建筑工程、机械工程、电气工程、旅游科学、环境科学等众多科学知识。

这一时期的典型水利旅游资源有:1982年巴西和巴拉圭两国共建的伊泰普大坝;1989年完工的塔吉克斯坦罗贡坝;1970年竣工的埃及尼罗河上的大型水利工程———阿斯旺高坝;1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站, 是世界装机容量最大的抽水蓄能电站;最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站;最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站, 装机24万kw。1978年建成的日本海明号波浪发电试验船, 是世界上第一座大型波能发电站;2009年完工的中国三峡水电站, 是当今世界最大的水电站[7]。

参考文献

[1]靳怀堾.中华文化与水[M].武汉:长江出版社, 2005.

[2]王颖.海洋文化特征及中国海洋文化[EB/OL].中国海洋报, http://www.shuiwenhua.org/showart.asp?cat_id=6&art_id=1775, 2008-03-10.

[3]左强.埃及的水资源及水战略[J].世界农业, 1996, (11) :43-45.

[4]钱正英.中国水利六十年:下[J].江淮文史, 2010, (5) :4-19.

[5]蒋超.世界水利史[EB/OL].http://www.chinabaike.com/article/316/327/2007/2007022053897.html.

[6]高安泽.中国水利百科全书.著名水利工程分册[M].北京:中国水利水电出版社, 2004.

[7]尚艳玲.国外著名水利工程[J].时事报告, 2003, (7) :75-76.

时空资源 篇2

机器人的名字叫“乌龟”。他为什么叫“乌龟”呢?那是因为他有着乌龟那么硬的外壳。他身高185厘米，体重不超过60斤。他的“皮肤”是银白色的，手像一把电锯，能锯开任何东西。手上有十多个按钮可以选择回到不同的时代。他的头上有一个像太阳门一样的东西，脚像弹簧一样。

机器人的身体这么硬，是为了在穿越时空时抵挡任何东西的撞击，就算被岩石撞到也不怕。他有一双弹簧脚是可以在穿越时空前用力一蹬以便加快穿越速度。机器人的肚子里有两个小机器人和一个录音机，一个照相机。

我想去恐龙时代的愿望已经实现了。我是跟着机器人前往恐龙时代的。来到恐龙时代，在恐龙面前我只是一只小蚂蚁。机器人拿出照相机，拍了一张又一张照片。我们把照片带给了科学家，科学家通过照片破解了一个又一个恐龙之迷。

时空资源 篇3

[关键词]乡土资源;教学运用;历史与社会

《历史与社会》本地乡土资源,无论是古代的还是现代的,无论是物质的还是非物质的,无论是文字的还是实物的,无论是显性的还是隐性的,只要细心寻觅,小心挖掘,还真不少哩!

这些资源,原汁原味,土里土气,古色古香,草根文化。根据教学需要,任课教师随时随地把它挖掘出来,利用一切可利用的乡土资源,让《历史与社会》课堂接轨身边真真实实的历史与社会,让活脱脱的有棱有角的历史与社会走进《历史与社会》课堂,而不仅仅是照本宣科的本本主义,以弥补学校课本资源的不足,激发学生的求知欲,从而拓宽历史悠悠、天阔地广的社会生活时空。引导学生发现、观察和体验触手可及的社会生活,提高对历史的认识能力和参与社会的实践能力,优化学习效果,更好地实现新课程目标。

那么怎样挖掘本乡本土《历史与社会》资源,拓宽初中生《历史与社会》的生活时空呢?对此,笔者作了几点有益的尝试。

第一点,人教版八年级上册《历史与社会》第一单元史前时代第一课“站起来的祖先”部分,有这样的话:“制造工具,是人类特有的劳动本领……如果以制造和使用打制石器为人类诞生的标志,人类已有二三百万年的历史了。使用打制石器的时代,称为旧石器时代。”旧石器时代的远古人类用砾石打制出的粗糙工具(如石刀、石斧等),这些旧石器因为天长地久,目前本地是难以找到了。但是爱动脑子的祖先用铁锤、用铁凿打制出来的农家石头器具还比比皆是。这些石头器具,仿佛保留着旧石器时代的记印,又是旧石器时代的进步和化身。于是我趁机提问同学们:“这种石头器具你能说出一件来吗?”沉默片刻,甲同学说“奶奶家见过猪槽(石槽)”,乙同学说“外公家有只石钵(捣药用的)”,丙同学说“石臼,我们村的队屋里还保存着”。有的同学不懂石臼为何物,我解释道:碾米机发明之前,石臼,是先人舂米(碾米)或舂年糕的石头器具,中部凹下,俗称捣臼。“还有磨豆腐、磨麦粉的石磨(俗称麦磨)。你们看到过吗?”我顺势发挥道,并画出示意图。同学们扑闪着眼眸子,似乎在回忆,似乎在搜索,似乎在会意。不一会,一些同学喊叫起来:“看到过了,看到过了!”是啊,信手拈来的土生土长的资源,怎能不让学生心领神会,心驰神往呢?

第二点,地球上“大约一万年以前……原始农业和原始畜牧业逐渐产生了。”这是第一单元第二课“原始农业和先民的家园”里说到的。请问有何乡土资源为证?证据当然有。上课时,我举例了远在天边,近在眼前的事例。先说“原始农业”吧——前不久惊动中国乃至世界的“上山文化遗址”中发掘出的稻谷和陶器,据科学家考证,距今已有一万年以上的历史了,比余姚的河姆渡遗址要早三四千年,是“原始农业”的产品呢。而“上山文化遗址”就坐落在毗邻的浦江县黄宅镇(与本校相距只有30多公里)。我提示和动员学生,凡是有机会到浦江、到义乌去的,走过路过千万不要错过,一定要到“上山文化遗址”实地好好参观,开开眼界,增强感性知识。至于“原始畜牧业”的本土资源,便在眼皮底下,俯拾就是了。应到了古语“踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫”。课堂上我故意问学生:“本地人把家畜‘毛猪’叫什么?”只听齐声答道:“栏里猪”。我又问:“把家禽公鸡、母鸡叫什么?”大家高声答道:“地上鸡”。这就对了,请你仔细想想,这是不是“原始畜牧业”的证明啊?接着我分析道:毛猪本是野猪,东奔西突,出没在原始森林里。狩猎时,有的被勇敢的先人捕捉到。为了平时宰杀和食用之便,聪明的先人们设置栅栏,垒起土墙,把好不容易捉来的野猪关进里面驯养、繁殖。久而久之,野猪被驯服了,没了野性,不就乖乖的成了“栏里猪”了么!公鸡和母鸡原本漫山遍野飞呀窜呀,野性十足。后经祖先的辛苦驯养,便规规矩矩地呆在“干栏式”的房子里或者有围墙的院落里,它们在该地面上学着老老实实地啄食、行走、下蛋,野性慢慢地丢了,飞禽最终成了“不敢越雷池一步”的“地上鸡”了。“栏里猪”和“地上鸡”的土语称呼真的太妙了,竟然是“原始畜牧业”的铁证呢!同学们听了,开怀大笑起来。

第三点,人教版《历史与社会》八年级上册综合探究四为“过年感悟我们身边的传统”。过年期间有许多传统的民俗活动,课本上说到了守岁、祭祖、贴春联、放爆竹、拜年、包饺子等等。课上到此,我有意设问:“除此之外,我们身边过年还有哪些民俗活动呢?”提问一出,同学们纷纷发言。横溪镇的同学说国庆村有抬阁活动,长陵片的学生说溪口周村有迎板凳龙活动,长陵祝的同学说以前有迎花烛活动,墩头片的宅口村、倪大村同学,白沙片的白沙陈村的同学都说有舞龙灯、迎花灯活动。生于斯长于斯的农村孩子对自己本土的社会百态、乡土风情,再熟悉不过了。一经点拨,滔滔不绝,如数家珍。我趁机补充道:“还有压岁(祟)钱、舂年糕、炒米胖(炒炒米)……”特别是炒米胖,时过境迁,90后的初中生对此民俗活动知之很少了,所以觉得很新奇。

第四点,第四单元农耕文明(下篇)介绍了“开元盛世”时候发明的新型灌溉工具——筒车(见课本图4-41),江东地区开始使用曲辕犁(见课本图4-42),一种深耕浅耕都灵便的工具。借此机会,我有意识地把本地的旧时广泛使用的跟“筒车”形态不同而作用相同的灌溉工具——水车(包括垒头、搭脚、叶片)画出来,介绍给学生看,扩大学生视野。至于曲辕犁,同学们反映现在不难见到,只是有的材质是铁的。

宜兴市耕地资源时空变化分析 篇4

随着社会经济的不断发展,我国耕地数量减少的趋势短期内难以遏制。研究耕地的时空变化趋势,促使耕地利用方式由粗放低效转变为集约经营,是保障农业可持续发展和缓解人地关系矛盾的必然选择。本文在前人研究基础上分析了2006—2012年间宜兴市耕地总量、地类转化的时空变化情况,可更好地实现耕地资源的集约利用。

一、研究区概况及数据来源

研究区宜兴市西南部属低山丘陵区,东部为太湖渎区,西部和北部分别是低洼圩区和平原区,得天独厚的地形地貌及环境条件使宜兴市的土地类型形成了多样化的格局。

研究期选择在2006—2012年城镇化进程加速的六年间,这一时期宜兴市耕地变化显著。主要的数据有:(1)社会经济背景数据:包括研究区行政区划、统计年鉴数据;(2)土地利用数据:包括宜兴市土地利用类型图、宜兴市土壤普查相关图件等。

二、耕地资源时空变化分析

(一)耕地总量变化特征分析

本文采用耕地变化动态度揭示宜兴市耕地总量的变化规律,其计算方法如下:

公式中,K表示研究期内的耕地变化动态度;Ua、Ub代表研究期初始年、末年的耕地总量,单位hm2;T为时段步长。

对不同时期耕地总量面积进行汇总计算(如表1所示)。2006—2012年间,宜兴全市耕地面积总体趋势呈现增加的特点,面积增加4 398.68hm2,变化动态度为2.98%。耕地面积呈现出先增后减的趋势。这反映出宜兴市耕地变化受城镇化进程与耕地保护措施的综合影响,致使耕地面积总量呈现出曲折变化的特点。

(二)耕地转变特征分析

利用Arc GIS软件分析得到耕地与其他地类的相互转变面积(如表2和本文表3所示)。

2006—2009年间,建设用地是耕地面积增加的最主要来源,其次为水域和其他农用地。耕地转变为水域的面积最大,为6 014.64hm2,其次是建设用地。耕地总面积净增加4 898.56hm2,其他农用地的贡献最大,其次是未利用地。

2009—2012年间,水域是耕地资源总面积增加的最主要来源,其次为未利用地和建设用地。耕地转变为建设用地的面积最大,为1 386.92hm2,其次是水域,转入面积为156.85hm2。耕地面积净减少499.88hm2,其中,建设用地面积占比最大,其次是其他农用地和园地。

2009—2012年间,耕地处于双向转化期,耕地的转入与转出过程都较为剧烈,人类生产活动对耕地、水域、建设用地的利用方式干扰最为频繁。

结论

本文分析可知,宜兴市耕地数量呈现减少的趋势,优质耕地越来越多地被非农用地占用,耕地非农化形势逐渐凸显,人为因素对耕地的时空特征影响加剧。本研究为耕地保护及可持续利用提供理论及实践参考,但在研究时长方面有待未来进行进一步的研究。

参考文献

[1]孙祥龙.安徽省耕地集约利用水平及时空格局演变研究[D].成都:西南大学硕士学位论文,2014.

[2]刘彦随,李裕瑞.中国县域耕地与农业劳动力变化的时空耦合关系[J].地理学报,2010,(12):160-161.

[3]李建春.银川市耕地变化与基本农田空间布局优化研究[D].北京:中国农业大学硕士学位论文,2014.

时空资源 篇5

基于时空地质统计学的滇池水质时空分布模拟

使用滇池水域10个观测站(外海8个,草海2个)上TN、TP、CODMn、DO、BOD、叶绿素a等6个指标在2a问(～)每个月的观测数据,利用时空地质统计学计算了各指标的时空变异函数和进行了普通克立格估值.从结果来看,时空变异函数可以较好地刻划环境变量与时空变化之间的关系,能更精确地估计环境变量在时间和空间的分布.从各水质指标的模拟结果来看,滇池的.污染严重区域主要为北部的昆明城区、东北部的呈贡、东部的大渔地区.

作 者：刘春学 杨树平李发荣 LIU Chun-xue YANG Shu-ping LI Fa-rong  作者单位：刘春学,LIU Chun-xue(云南财经大学城市管理与资源环境学院,云南,昆明,650221)

杨树平,李发荣,YANG Shu-ping,LI Fa-rong(昆明市环境监测中心,云南,昆明,650228)

刊 名：环境科学导刊 英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE SURVEY 年，卷(期)： 28(6) 分类号：X52 关键词：时空变异函数   时空地质统计学   水质   时空分布   滇池  

广东省耕地资源时空变化分析 篇6

耕地是人类赖以生存和发展的基础,是宝贵的、不可再生的资源。我国幅员广阔,但由于人口众多,人均耕地面积远低于世界人均耕地面积。2004年,我国人均耕地面积为0.094hm2,仅为世界平均水平的40%。耕地保护刻不容缓,“十一五”期间,我国提出了保持耕地保有量1.2亿hm2的约束性指标,它是符合中国基本国情和长远发展目标的重大科学决策。

广东省是人多地少、耕地资源相对不足的省份。改革开放以来,广东省的经济一直处于高速发展阶段,随着城市化进程的加速,建设用地侵占耕地现象十分严重,用地供给与需求之间的矛盾以及保护耕地与经济发展之间的矛盾越来越大。同时,广东省各地区经济发展水平不同,也导致了耕地资源的减少具有空间差异性。加强耕地变化研究,分析耕地减少的原因、时间和空间差异,对合理管理和利用耕地资源、控制耕地面积总量平衡具有重要意义[1]。本文分析了2000-2007年广东省耕地资源的时空变化特征,从行政区划和经济分区两种空间单元划分角度,利用耕地资源年变化率和区位指数等指标分析了耕地资源的空间格局与差异性,研究的结果为合理保护、因地制宜地利用和管理耕地资源提供依据。

1 研究方法

1.1 耕地资源变化率指数

变化率指数是反映耕地资源数量变化特征信息,包括年际变化率和多年平均变化率。通过分析耕地资源变化率指数可以获取区域耕地资源的多年变化趋势和特征。

耕地资源年际变化率是指某年年末耕地资源相对于前一年年末耕地资源变化的比率,其计算公式为[2]

undefined

式中 P—耕地资源年际变化率;

Si—第i年耕地面积;

Si-1—第i-1年耕地面积。

耕地资源多年平均变化率是指研究时间段内耕地资源平均变化的比率,其计算公式为[3]

undefined

式中undefined—耕地资源多年平均变化率;

Sa—研究时间段初期研究区耕地面积;

Sb—研究时间短末期研究区耕地面积;

T—研究时间段长。

1.2 耕地资源区位指数

耕地资源在区域上分布的差异性可以利用耕地资源的区位指数来反映。耕地资源的区位指数是指某一子区域耕地资源相对于全部研究区域耕地资源的聚集程度,其计算公式为[2,3]

undefined

式中 Qi—第i个子区域耕地资源的区位指数;

di—第i个区域的耕地面积;

si—第i个区域的土地总面积;

D—全部研究区域耕地资源总面积;

S—全部研究区域土地总面积。

如果Qi>1,则表示第i个子区域耕地资源的区位指数高于研究区域平均值。该子区域的耕地面积占区域土地面积高于全部研究区域耕地面积占全部研究区域土地总面积的比重。

2 广东省耕地资源时空变化特征分析

本文采用的耕地数据资料为按新口径统计的广东省2000-2007年历年耕地调查及变更数据[4]。广东省是我国大陆南端沿海的一个省份,现辖21个市,国土面积为17.97万km2[5]。本文分别以行政单元分区和地理分区将广东省划分为若干空间单元,分析耕地资源的时空格局变化特征。

2.1 基于行政单元分区的耕地资源时空变化分析

利用广东省2000-2007年耕地数据,计算广东省21个市的耕地资源年际变化率、多年平均变化率(2000-2007)和区位指数。表1是广东省各市2000-2007年耕地资源年际变化率,图1是广东省各市2000-2007多年平均变化率。

从表1可以看出,2000-2007年,广东省和各市耕地资源年际变化普遍呈下降趋势。从图1可以看出:多年平均变化率下降趋势较明显的有东莞市、珠海市、广州市、佛山市、汕头市、深圳市和潮州市等,这些市耕地资源多年平均变化率远高于全省-0.94%的多年平均变化率;河源市、韶关市和梅州市在不同时间段内耕地有所减少,从耕地资源多年平均变化率来看,总体变化是呈上升趋势;耕地减少较多的区域分布在广东省中部地区以及东部沿海,耕地增加地区主要分布在北部地区。

针对全省耕地减少情况,分析2000-2007年广东省耕地面积变化动向,如表2所示。

2000-2007年,广东省耕地面积减少了35.17万hm2。其中,农业结构调整减少27.59万hm2,占耕地减少总量的78.5%;建设用地占用5.78万hm2,占耕地减少总量的16.4%;生态退耕、灾毁和其他途径减少的耕地分别占1.3%,1.2%和3.3%。2000-2007年农业结构调整为耕地减少的主要原因。

2000年以来,政府通过对非农业建设用地的严格审批政策,控制建设用地的增长。同时,对非农建设用地占用耕地实行“先补后占”的政策,要求通过新增耕地来补偿因建设用地开发所占用的耕地[6]。2000-2007年,共新增耕地9.19万hm2。其中,来自耕地开发(如荒地开荒、围海造田等)的有4.35万hm2,占新增耕地面积的47.4%;来自农业结构调整的有2.36万hm2,占新增耕地面积的25.7%;通过复垦、整理及其他方式增加耕地面积为2.48万hm2,占新增耕地面积的27.0%。

对于耕地保护,政府政策所产生的影响是显著的。1997年,广东省出台耕地保护政策,在保障耕地总量不减少的情况下,有计划地增加耕地总量,通过盘活现有土地存量以及挖掘现有土地利用效率来满足建设开发用地需求。耕地保护政策的实施迅速遏制了耕地的减少,至2000年底,全省土地比上一年层增加了0.6%,即1.74万hm2。全省除深圳市、佛山市、肇庆市外,其余各市耕地面积均比同年年初有所增加。2000年,广东省土地政策发生重大的调整,广东省人民代表大会常务委员会于2000年1月8日公布《广东省实施<中华人民共和国土地管理法>办法》。该政策的实施使用地政策从以往的满足建设用地保障为主向保护耕地为主转变,建设用地侵占耕地情况迅速得到遏制。

表3是2000-2007年广东省市域耕地区位指数,反映了各市耕地资源随时间变化在空间上分布的变化。2000年,耕地区位指数高于全省的市有湛江、中山、阳江、汕头、茂名、揭阳、江门、汕尾、广州和佛山等10个市。至2007年,高于全省耕地区位指数的市下降至湛江、阳江、茂名、揭阳、江门、中山和汕尾等6个市。从耕地区位指数变化来看,明显降低的是广州、东莞、珠海、中山、佛山、汕头和潮州等市。由于全省耕地总量在下降,除了韶关、河源和梅州实际耕地面积增加外,其他各市耕地指数相对高于全省平均水平,主要是由于各市耕地减少幅度低于全省平均水平。从空间上来看,耕地区位指数减少幅度较大的区域主要集中在中部,即广州、珠海、佛山、东莞和中山等市。这与区域经济发展速度以及交通区位因素是有直接联系的。

2.2 基于地理分区的耕地资源时空变化分析

耕地资源的空间分布特征与地貌因素有着直接的关系。地表形态结构、海陆差异、山川起伏直接影响和控制着水分与热量的分配;地貌条件影响到土壤、植被以及生态系统的演变和发育,因此也直接影响将土地开发为耕地的适宜度。广东省地势北高南低,海陆兼备,山地丘陵分布相当广泛,地形地貌复杂,属于多轮回造山区,素有“七山一水两分田”之称。

根据《2007广东统计年鉴》中对广东省经济区域的划分,将广东省分为珠江三角洲9市、粤东(东翼)、粤西(西翼)、粤北(山区5市)4个地区。珠江三角洲9市包括广州、深圳、珠海、佛山、江门、东莞、中山、惠州和肇庆,区域面积5.47万km2;粤东指汕头、汕尾、潮州和揭阳,区域面积为1.57万km2;粤西指湛江、茂名和阳江,区域面积为1.57万km2;粤北指韶关、河源、梅州、清远和云浮,区域面积为7.71万km2。

根据地貌条件对农林业生产利用的影响研究[7],以广东省1:25万地形数据为数据源,利用ARCGIS软件对广东省地形条件(地势和坡度)分析,将海拔400m以下和坡度小于25°的地区划为耕地适宜区。全省耕地适宜区占行政面积的78.6%。粤东、粤西、粤北和珠三角4区耕地适宜区分别占个区域比重为86.1%,89.8%,65.4%和88.6%。从自然条件配置上看,适宜的耕地主要分布在粤西、粤东和珠三角平原地区。粤北地区地形条件不利于大面积耕作,适宜耕地区域相对较少。

表4为2000-2007年4区耕地资源区位指数,反映耕地在空间上的配置及其随时间的变化趋势。从表4看,现实的耕地资源分布与耕地自然配置不协调。从4区的耕地区位指数看,耕地资源主要集中在粤东和粤西,珠三角和粤东耕地逐年减少趋势明显。耕地主要集中在粤东和粤西,从地貌分析应当分布大量优质耕地的珠三角地区,耕地区位分布指数低于全省水平,并且逐渐下降。耕地总体分布不均,粤西和粤北耕地变化较小,粤东和珠三角耕地逐年减少,珠三角优质耕地被占用较多。

表5为2000-2007年4区耕地面积变化情况数据。其中,2000年粤西耕地总量最多,2007年粤北耕地总量最多。从耕地面积变化总量来看,珠三角耕地面积减少最多,为16.84hm2,占全省耕地减少总量的60.1%;粤东和粤西耕地面积减少量相对较少,分别占全省耕地减少总量的19.4%和17.7%。对4大区域耕地资源多年平均变化率计算,珠三角和粤东地区耕地减少速率最快,分别为-2.4%和-2.0%;粤西和粤北次之,分别为-0.6%和0.1%。

针对4区耕地变化,着重分析2000-2007年4大区域耕地减少的主要去向和增加耕地的主要来源,如表6和表7所示。

从表6可以看出,区域耕地减少的原因主要有农业结构调整、建设用地占用、生态退耕、灾毁及其他因素。根据《广东省实施<中华人民共和国土地管理法>办法》,各级人民政府在确保当地耕地保有量不低于土地利用总体规划确定的控制指标下可以有计划地进行农业内部结构调整。2000-2007年,珠三角地区耕地减少20.01万hm2。其中,农业结构调整减少的耕地有15.21万hm2,建设用地占用耕地3.76万hm2,二者分别占珠三角地区耕地减少总量的76.0%和18.8%。粤东和粤西地区耕地减少的主要途径是农业结构调整。粤北地区耕地减少总量较少,耕地减少去向中农业结构调整占60.1%,建设用地占用占26.8%,灾毁占10.1%。

“耕地补偿制度”要求非农建设占用的耕地必须通过其他方式补足与所占耕地的数量和质量相当的耕地。从表7可知,2000-2007年,通过开发、整理、复垦和农业结构调整增加耕地9.85万hm2。其中,耕地开发占47.9%,农业结构调整占24.6%,耕地整理占11.0%,复垦占6.7%,其他方式占9.9%。对比表6中各地“建设用地占用”与表7中增加耕地总量,说明了“耕地补偿制度”的有效实施,基本实行了耕地占补平衡。由表7发现,耕地开发是各区域增加耕地的主要方式,粤北山区对荒山、荒地开发的耕地占新增耕地的77.4%;粤西地区开发和农业结构调整分别占新增耕地的44.6%和43.1%;粤东地区通过开发和整理的耕地分别占新增耕地的47.0%和27.4%。珠三角地区采用多种方式增加耕地,其中农业结构调整和开发占主要部分。从耕地开发区域分布特点看,粤东、粤西和珠三角的沿海区域主要通过围海造田、荒滩开垦;内陆区域主要依靠农业结构调整、整理以及复垦增加;粤北山区主要通过对荒山和荒地进行开发增加耕地。

3 结论与讨论

3.1 关注耕地资源流向,加强农业结构调整监控

广东省耕地资源不足,且空间分布不均,优质耕地分布在珠三角、粤东和粤西平原地区。2000-2007年,因农业结构调整减少耕地27.59万hm2,占全省耕地减少总量的77.8%。珠三角农业结构调整总量最多,其余地区农业结构调整也是耕地减少的主要原因。尽管《广东省实施<中华人民共和国土地管理法>办法》中允许在土地利用确定的控制指标下进行农业结构内部调整,但2000年以来农业结构调整减少耕地幅度较大,并有增长的趋势,成为耕地减少的主要因素。从长远来看,这种发展趋势如果不加以控制势必会使耕地总量不断减少。从保障粮食安全的角度出发,保护耕地、科学合理和有计划地进行农业结构调整成为当前需要关注的问题,避免盲目性进行农业结构调整,导致不必要的耕地损失。

3.2 提高建设用地效率,加强非农业建设用地对耕地侵占控制

2000-2007年每年建设用地占用耕地量变化较小,但从远期来看,建设用地占用的耕地总量在不断加。耕地的有限性和耕地转变为建设用地的不可逆性,迫切要求加强非农业建设用地对耕地侵占的控制。因此,通过对闲置、烂尾和经济效益低的低效建设用地进行再规划和重建设,盘活土地存量,在空间上提高现有建设用地的用地效率,避免社会资源浪费,减少对耕地的占用[8]。

3.3 转变新增耕地途径,加强新增耕地质量监控

在“耕地占补平衡”政策下,建设用地占用耕地需要补偿相当于与所占耕地质和量相当的耕地。一般情况下,建设用地占用耕地大部分在地势平坦、交通便利的城市周围,这些耕地大多为优质耕地。在用地补偿的过程中,补偿耕地来源于荒地、荒山和围垦地较多,因此质量需要进一步核实把关。在2000-2007年新增耕地总量中(如表2所示),47.4%来自开发,25.7%来自农业结构调整。从变化趋势来看,来自新开发的耕地比重不断上升,2007年已经达到86.0%(如表2所示)。粤东和粤西地区主要通过围海造田开发耕地,通过开发新增耕地分别占本区新增耕地总量的47.0%和44.6%,但是大量围海造田的必然带来很多不利影响,如近海污染、生物量减退和海水倒灌等。粤北地区通过荒山和荒地开发新增耕地达到全区新增耕地总量的77.4%。由于自然原因,粤北山区耕地稀少,耕地资源区位指数较低,考虑到生态保护和水土保持等原因,粤北地区要避免盲目开发来增加耕地。从生态环保的角度看,对现有耕地的复垦和整理来增加耕地更可取。区域应当通过因地制宜的方式,调节好耕地于建设用地的平衡关系,严格按照地方土地利用规划有计划、有规划地发展。

摘要：根据广东省2000-2007年耕地面积统计数据,利用耕地资源变化率指数和耕地资源区位指数,结合广东省行政单元和地理分区,从时间和空间上分析区域耕地变化特征及原因。结果显示:2000-2007年广东省耕地总量逐年减少,全省以珠三角地区耕地面积减少最多,粤北耕地面积略有上升;全省耕地减少的主要原因为农业结构调整;“耕地占补平衡”政策使建设用地占用耕地的情况得到控制,被占耕地及时得到补偿,新增耕地主要来源于耕地开发;农业结构调整作为耕地减少的主要因素,其调整趋势在不断扩大,从耕地保护角度出发,农业结构调整尺度的合理性和科学性还有待进一步研究。

关键词：耕地资源,区位指数,时空变化,广东省

参考文献

[1]孙贤国,曹康琳,王鹏.广东省耕地资源变化的地域类型研究[J].地理科学进展,1999,18(2):186-191.

[2]史娟,张凤荣,赵婷婷.1998年～2006年中国耕地资源的时空变化特征[J].资源科学,2008,30(8):1191-1198.

[3]王秀兰,包玉海.土地利用动态变化研究方法探讨[J].地理科学进展,1999,18(1):81-87.

[4]《广东农村统计年鉴》编纂委员会.广东农村统计年鉴2001-2008[M].北京:中国统计出版社,2001-2008.

[5]广州市统计局,国家统计局广州调查队.广东统计年鉴2007[M].北京:中国统计出版社,2007:552-554.

[6]韩俊.为什么要坚持最严格的耕地保护制度[EB/OL].[2008-11-11].http://ssic.cn/yb/10/5-2.html.

[7]广东省科学院丘陵山区综合科学考察队.广东山区地貌[M].广州:广东科技出版社,1991.

时空资源 篇7

1 研究区域概况

玉溪市位于云南省中部滇中腹地,处于23°19′—24°53′N、101°16′—103°09′E之间。辖玉溪市,江川县、通海县、澄江县、华宁县、易门县、峨山县、新平县、元江县1市8县。市政府驻地红塔区距省会城市昆明仅88km。昆曼、昆河高速公路、泛亚铁路东线和中线等区域性国际大通道在境内交汇,具有突出的区位优势,是通往昆明的南大门。境内地势西北高,东南低,地形错综复杂,有湖泊、平坝、高山、大川,山地面积占90%。为中亚热带半湿润高原季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,气候宜人。

玉溪市近年来城市发展较快,人口不断增加,1970年全市人口为129.36万人,2000年增加到201.68万人[10],2005年发展到209.16万人(图1)。同时,城市面积不断扩大,市中心红塔区建城区面积由1988年的6.4km2发展到2000年的15.4km2、2005年的18.3km2[10],扩大了3倍,平均每年增加0.7km2。随着城市建设加快、乡镇企业的发展,全区每年有大批耕地转为建设用地,城市化水平日益提高。本研究利用完整的2002—2005年玉溪市土地资源的调查数据,分析了近年来其土地资源的各地类面积变化,并通过计算土地利用程度综合指数、变化率来研究其土地资源利用程度在时间和空间上的分布特征以及异同,以期把握玉溪市各区域土地资源利用程度的大小,为今后统筹全区土地资源合理利用与保护提供参考。

2 土地资源利用程度的变化特征

2.1 土地资源数量上的变化

近年来,随着工业化、城镇化进程的加快,资源开发力度也不断加大,2002—2005年土地资源的利用结构也发生了巨大的变化(表1)。2005年10个二级地类土地利用状况与2002年相比,都不同程度地发生了改变,变化最大的是牧草地,面积增加了3倍多;增长较快的还有园地面积,比2002年增加了50.92%,其次是居民地及工矿用地、交通用地和水利设施用地,林地只增长了1%。未利用地和耕地面积减少最多,分别比2002年减少10.50%和3.62%。由此可见,玉溪市建设用地的增长速度相当惊人,4年共增加用地面积2739.15hm2,年均增加1.9%,约为耕地和未利用地减少面积之和(23182.22hm2)的11.82%。

从各区县的土地利用变化量(表2)可见,不同地类以及不同地区之间土地利用变化不同。2002—2005年,耕地中除了华宁县、峨山县、元江县有所增加外(元江县最突出),其余各区县都呈现减少趋势(以新平县的减少最显著);园地在各区县均呈现增加趋势(以新平县的增加最显著);林地面积则除了红塔区、易门县有所减少外,其余各区县都有所增加(以澄江县增加最显著);牧草地在澄江县有少量增加;建设用地除了澄江县有少量减少外,其余各区县都呈现增加趋势(以中心红塔区最显著);未利用地面积除了在易门有所增加外,各区县均呈现减少趋势(以新平县最显著)。

注:数据来源于玉溪市国土资源规划管理局的土地统计资料。

注:数据来源于玉溪市国土资源规划管理局的土地统计资料。

2.2 土地资源利用程度的变化

时间变化特征:土地利用程度主要反映土地资源利用的广度和深度,它不仅反映了土地利用中土地资源本身的自然属性,同时也反映了人类因素与自然环境因素的综合效应。根据刘纪远等提出的土地利用程度的综合分析方法[11,12],将土地分为4 种土地利用级(表3 ),并相应地给出了土地利用程度综合指数计算公式:

undefined

式中,Lj为某研究区域土地利用程度综合指数;Ai 为研究区域内第i级土地利用程度分级指数;Ci为研究区域内第i级土地利用程度分级面积百分比;n为土地利用程度分级数。一个特定范围内土地利用程度的变化是多种土地利用类型变化的结果,土地利用程度及其变化量和变化率可定量地揭示该范围土地利用的综合水平和变化趋势。土地利用程度变化量和土地利用程度变化率可表示为[13]:

Lb-a=Lb-La (2)

undefined

式中,Lb 和La分别为b时间和a时间的区域土地利用程度综合指数;Ai为第i级的土地利用程度分级指数;Cib和Cia分别为某区域b时间和a时间第i级土地利用程度面积百分比。如△Lb-a>0,或R>0,则该区域土地利用处于发展期,否则处于调整期或衰退期。

通过计算,得到了玉溪市逐年土地利用程度指数(图2)。从图2可见,2002—2005年玉溪市总的土地利用程度指数随时间变化呈现逐渐增大的趋势,表明人类活动对土地资源的利用程度在逐渐加深。同样,从各区县的土地利用程度指数逐年变化(图3)可见,除了澄江县、易门县、元江县2005年土地利用程度有所降低外,其余各时期,各地区的土地利用程度时间变化上基本上均呈现上升趋势。所以,对于土地利用程度变化率来说(图4),大部分地区土地利用程度变化率均呈现正值,表明该区域土地利用处于发展时期,其中2004—2005年的土地利用程度变化率较大,其次为2002—2003年,2003—2004年土地利用程度变化率居中。

空间变化特征:从土地利用程度综合指数的平均值来看,在空间变化上土地资源利用程度为红塔区>通海县>易门县>峨山县>元江县>新平县>华宁县>江川县>澄江县。在24.10°—24.30°N、102.50°—102.80°E之间的红塔区、通海县形成2个土地资源利用程度的高值区,其它各点土地资源利用程度逐渐降低(图5)。同时,从玉溪市各区县人口密度的空间分布也可以看出(图6),人口密度的高值区与土地利用程度综合指数的高值区分布存在很大的一致性,红塔区是玉溪市中心城区,是社会、经济、行政中心,也是人口密度和土地资源利用程度最高的地区。

从土地利用程度变化量和变化率的空间变化来看(表4),江川县的变化量和变化率最大,其次是华宁县、通海县,说明这些地区的土地利用变化处于发展时期。虽然新平2002—2004年间的土地利用程度较小,但是由于2004—2005年间的土地利用程度变化率较大,也处于发展时期。红塔、峨山地区的土地利用程度指数虽然较大,但变化率不高。元江、澄江、易门的土地利用程度变化较小,呈逐年下降趋势,尤其是2005年出现负值,表明土地利用变化处于调整时期,呈现衰退现象。由此可见,土地利用程度高低与土地利用程度变化率大小不是一一对应的,即土地利用程度高的地区并不一定土地利用程度变化率就大。

3 结论

时空资源 篇8

随着我国“汽车时代”的到来, 交通拥堵的态势已由最初的“星星之火”发展为现在的“燎原之势”。究其产生的根源在于:交通需求与交通供给不平衡。城市道路主要由路段与交叉口组成, 交叉口由于各方向来车的相互冲突, 通行能力远小于路段。因此, 城市交通疏堵的主要任务就是:充分利用交叉口的时空资源, 信号配时分秒必争, 车道渠化寸土必争, 在冲突分离基础上充分利用空闲时间和空闲面积, 从而提高交叉口的通行能力。

1交叉口时空资源研究现状

交叉口时间资源指进口道车流通行绿灯时长, 实质为绿信比λ;交叉口的空间资源主要指进口道车流驻行车空间, 实质为饱和流率S, 时空资源共同决定着交叉口通行能力。下面对交叉口时空资源的研究现状进行介绍。

1.1信号控制系统

1868年, 伦敦威斯敏斯特出现了最早的双色臂板式交通信号灯。1926年, 英国人在伍尔费汉普顿安设了第一座自动交通信号灯。上世纪50年代, Webster和Cobbe以车辆延误时间作为唯一衡量指标, 建立了信号配时TRRL法[1];随后1981年, Akcelik将“停车补偿系数”和“延误”结合在一起, 建立了评价交叉口信号配时方案控制效果的评价指标[2];1995年, 杨培坤等将信号配时方案的基本参考面由停车线移至冲突点, 创立了“冲突点法”[3]。2004年, 王殿海等提出了以交通强度为基本指标的周期优化方法[4,5]。信号控制系统的科学设置, 可以提高交叉口时间资源的利用效率。

1.2展宽段设置

设置展宽段, 从而增加进口道车道数是提高交叉口通行能力的有效方法。进口道长度由展宽渐变段及展宽段构成[6]。红灯期间到达的车辆在展宽段内压缩存储, 绿灯期间高效释放, 从而提高交叉口通行效率。早在1967年, Leisch将拓宽部分相对于路段增加的车道称为短车道, 并提出了若干短车道长度建议值[7];Lee通过模拟手段分析了进口道拓宽的交叉口通行能力, 但未考虑溢出拥堵问题[8];Tian[9]、杨晓光[10]、程国柱[11]等从概率论角度研究了展宽段长度受限下的交叉口通行能力。

1.3可变车道

可变车道始于华盛顿罗斯福大桥, 后逐渐应用普及。Arthur Harvey等为了有效地解决可变车道的分配问题, 建立了车道分配模型[12];Hoose, H J对可变车道信号控制方法和相应的交通规则进行了研究[13]。李丽丽、曲昭伟、王殿海针对信号交叉口进口道处转向可变车道的诱导, 提出了基于双停车线的主、预信号协调诱导方法[14];曾滢, 杨晓光、马莹莹建立了动态车道功能与信号相位之间的关系模型[15]。

1.4待转区

待转区分为左转待转区和直行待行区。目前国外对待转区的研究还处于起始阶段, 国内对左转待转区的研究主要集中在左转待转区的设置方法和信号配时上面。倪颖立足于交通流波动理论, 探讨了左转待转区对交叉口通行能力的影响[16];季彦捷对左转车辆待行区的设置方法和设置长度进行了初步分析[17];王殿海、李丽丽等给出了设置左弯待转区的几何临界条件, 利用累计曲线和交通波理论建立了左转车排队位置模型[18];国内外对直行待行区的研究较少, 只有我国部分城市开展有直行待行区试点。我国2015版《城市道路交通标志和标线设置规范》中也新增加了直行待行区的相关内容。实践证明, 科学的进行直行待行区的设置能够有效提高直行相位通行能力。

1.5小结

国内外现有的对交叉口内时空资源的研究均着眼于其中的一个方面, 并没有从交叉口整体的角度考虑时空资源之间的辩证关系及动态优化。从运动学角度来看, 展宽段、左转待转区及直行待转区的设置均为静态空间资源, 可变车道的设置为动态空间资源;由于信号控制系统可进行实时优化, 因此时间资源均属于动态资源。车流通过信控交叉口是一个典型的“二维空间”事件, 是“时间、空间、车流”三者的有效协调, 交叉口内的时间资源与空间资源是两个相互联系的集合, 这两部分资源可以进行相互转化, 相互补充。但在实际应用中, 两者往往是分离的, 忽略了两者之间的互动与反复优化, 实际应用中只能得到一个局部最优, 时空资源没有得到充分的利用。

2基于线圈检测的过饱和状态识别

当相位中某一个车流处于过饱和交通状态, 即认为该相位处于过饱和交通状态, 此过饱和车流称为关键车流。交叉口内时空资源的动态调度以相位饱和度为准绳, 考虑到交通流的复杂性与随机性, 当某一相位连续两个周期处于过饱和状态时启动预设时空优化策略。过饱和状态不能直接通过检测交通参数而直接判断, 但是可以通过检测排队长度或者判断是否溢出影响到上游交叉口来识别饱和交通状态。因此, 本文利用感应线圈检测相关的交通参数, 通过一定的计算与分析从而识别过饱和交通状态。

如图1所示, 假设第n周期红灯启亮时刻, 车流开始排队等候, 并以v1的停车波向上传播, TA时刻排队车辆蔓延至检测器位置;在Tnr时刻绿灯启亮, 车流开始驶过停车线, 并以v2的启动波向上传播, TB时刻到达检测器;当停车波与启动波传播至同一点时, 排队长度达到最大值Lnmax, 该时刻为Tnmax;此后, 排队车辆以消散波v3逐步消散, 在TC时刻通过检测点, 绿灯的结束时刻为Tng;当绿灯结束时, 车流又以v4的停车波向后传播;消散波与停车波的相遇点即为此周期滞留的排队长度, 也是本周期的最小排队长度, 记为Lnmin。

由交通波理论可知, 在路段的不同断面上, 交通状态1 (q1、k1) 和交通状态2 (q2、k2) 之间的交通波传播速度为:

由检测器可以得到转换点A、B、C的交通参数, 因此v1、v2、v3可由上式计算得到。因此周期最大排队长度为:

滞留车辆排队长度为:

因此, 当滞留车辆排队长度大于零时, 该车流处于过饱和状态。 (图1)

3信号交叉口过饱和时空资源动态优化策略

对于一个标准十字形交叉口来说, 首先应该充分挖掘进口道及交叉口内的静态空间资源, 提高进口道通行能力基础值;然后根据进口道车流的流量流向情况进行可变车道的设置, 并配套设置预信号控制系统。当可变车道的设置仍然不能缓解该进口道过饱和现象, 则考虑调用其它进口道的时空资源进行定周期信号优化及变周期信号优化。如果变周期信号优化仍不能缓解该进口道的过饱和现象, 则需要考虑从该进口的周边交叉口进行车流的引导, 降低车流到达率。本文以图2所示交叉口为研究对象, 信号系统采用四相位控制;假设西进口左转车流出现过饱和, 对其进行时空动态优化策略实施研究, 具体的优化策略实施流程如图3所示。本文为方便研究, 现做出以下假设:

(1) 交叉口内部具有设置左转待转区的空间条件;

(2) 进口道具备设置可变车道的空间条件和交通条件, 初设为直行车道;

(3) 在时空优化策略实施前后各进口道车流到达率保持不变;

(4) 优化过程中, 其他相位均有时空资源盈余。

3.1静态空间资源优化

如图2所示, 为了提高进口道通行能力基础值, 在交通条件与空间条件允许的情况下, 可进行展宽段和左转待转区的设置, 但需保证进口道的车道数与上游路段、出口路段相匹配。将新增加的车道设置为可变车道, 为动态空间资源优化做好准备。

当交叉口内设置左转待转区能够容纳3辆标准车时, 左转车流通行能力将有明显提高, 一般在10%至20%之间, 提高程度与左转相位配时及左转待转区长度有关。如图4所示, 假设静止时排队的第n辆车为饱和流第一辆车, 以下简称“头车”;l为左转待转区长度, d为“头车”起步时距离停车线的距离;t1为绿灯启亮后至“头车”起步时所需时间;t2为“头车”从起步至驶离主停车线所需的时间;则左转待转区左转车道的实际通行能力由以下两部分组成: (1) 在“头车”之前通过主停车线的车辆; (2) 饱和流期间通过主停车线的车辆。计算公式为:

式中:CAPL为西进口左转待转区左转车道实际通行能力, 单位为pcu;C为交叉口信号灯周期时长, 单位为s;gL为西进口左转相位绿灯时间, 单位为s;t为饱和流车头时距。C、gL、t均可根据实际调查确定, t1、t2、n可根据交叉口的实际情况计算得到。

如图2所示, 当对向两个进口道均设置左转待转区时, 为了保证两个方向左转车流能够安全通过交叉口, 两条左转待转区外侧车道之间的距离必须满足以下式子[18]:

式中, ds为两条左转待转区外侧车道标线的最小距离, 取2米。

3.2动态空间资源优化

改变可变车道属性后, 左转相位通行能力为

改变可变车道属性后, 直行相位通行能力为

从整个交叉口的角度来看, 可变车道属性的变化对其它相位无影响, 交叉口通行能力的变化值为:

由式 (10) 可以得出, 当qL/qT>1/2时, △CAP>0, 交叉口的通行能力增大;当qL/qT=1/2时, △CAP=0, 交叉口的通行能力不变;当qL/qT<1/2时, △CAP<0, 交叉口的通行能力减少。

可变车道由左转向直行转变过程中, 为了保证直行绿灯末尾驶过预信号换道线的直行车辆能够顺利通过主信号停车线, 避免时间资源的浪费, 预信号左转相位较主信号左转相位提前一段时间t1启亮。t1的大小由以下两个因素决定:

(1) 车辆的运行速度和L1+L2的长度;

时间t1应保证进入预信号换道线的车辆能够顺利通过主信号停车线, 因此: (11)

(2) 可变车道直行车流到达率和饱和流率。

考虑交叉口可变车道的直行车流到达率与饱和流率, 因此: (12)

综合考虑以上两个因素, 得到:

3.3定周期信号优化

当可变车道属性改变以后, 左转车流回归欠饱和状态, 则说明优化措施凑效;若左转车流仍处于过饱和状态, 且其它相位在满足临界饱和度的前提下, 有剩余绿灯时间, 则考虑进行定周期信号优化。剩余绿灯时间计算方法如下: (14)

式中:xρ为临界饱和度, 取0.9;q1为第一相位关键车流到达率;CAP1为第一相位关键车流通行能力;y1为第一相位关键车流流量比;g′为第一相位关键车流最小绿灯时长。

从而得到第一相位剩余绿灯时间为:

同理得到第三、四相位的剩余绿灯时间分别为:

令△g=△g1+△g3+△g4, 则西进口左转车流的绿灯时间变为:gL′=gL+△g (18)

西进口左转相位的通行能力变为:

3.4变周期信号优化

当定周期信号优化措施实施以后, 左转车流回归欠饱和状态, 则说明优化措施凑效;若左转车流仍处于过饱和状态, 且信号周期没有达到极限周期时长时, 则考虑进行变周期信号优化。

式中Cρ为极限周期时长, 本文取140s。则西进口左转车流的绿灯时间变为:

西进口左转相位的通行能力变为:

4仿真验证

以图2所示交叉口为研究对象, 交叉口各进口道不可变段长度为40m, 过渡段长度为30m, 信号控制采用东西直行、东西左转、南北直行、南北左转四相位放行, 具体信号配时方案如表1所示。各进口道的车流到达率如表2所示。考虑到展宽段的设置以及仿真环境中没有非机动车与行人的干扰, 各进口道直行车道饱和流率取1800pcu, 左转车道饱和流率取1700pcu。分别对该交叉口静态空间资源优化后、动态空间资源优化后、定周期信号优化后、变周期信号优化后的交通状态进行仿真, 仿真时间段为第五至第二十个周期, 仿真界面如图5所示。

通过对仿真数据的分析, 得出每个阶段优化后西进口左转车流的实际通行能力, 并通过计算得出每个阶段优化后的左转车流饱和度, 并同理论通行能力进行对比, 如表3、图6所示。

由表3和图6可以看出, 随着优化措施的逐步实施, 左转车流实际通行能力逐渐增加, 车流饱和度逐渐下降, 两者成负增长关系, 其中动态空间资源优化措施的效果最为明显, 增长幅度将近一倍。定周期信号优化实施以后, 左转车流的饱和度已经降至0.76, 左转交通流运行顺畅。因此, 该时空资源动态优化策略能够很好的利用交叉口盈余时空资源, 均分交叉口各进口道的交通压力, 缓解交叉口交通拥堵。

5结论

时空资源 篇9

资源和环境是人类生存和发展的物质基础, 也是社会经济发展的前提保证。经济发展在以资源环境为物质基础的同时, 也给资源环境带来影响, 社会的发展、科技的进步使得经济增长方式和生活方式改变的同时, 也使得人类更加合理和充分的利用自然资源;人口是经济发展和社会进步的主体, 人口规模、结构、素质直接影响着经济发展的水平和社会进步的速度;资源环境在为人口发展和社会进步提供物质基础的同时, 又通过其承载力的作用, 制约着人口的分布、经济的发展和社会的进步。人口、资源环境和经济的协调发展, 成为人类社会追求的目标。

近年来, 学者们着眼于研究人口、经济、资源环境间的协调发展问题。成果集中于几个方面:第一, 研究经济与资源环境系统的协调关系。张晓东和池天河[1]在对经济环境协调度理论进行阐述的基础上, 构建了经济与环境协调关系的指标体系, 计算了区域经济综合实力和环境承载力, 得出我国经济环境协调度之间存在U型曲线关系的结论。第二, 研究人口与环境系统的协调关系。吴文恒等[2]通过构建人口与环境两个方面的指标评价体系, 利用主成分法和协调度模型研究了中国1985-2004年的人口与资源环境耦合演进情况。第三, 研究人口与经济系统的协调关系。司光南[3]通过构建人口与经济系统的指标评价体系, 利用主成分分析法构建了人口-经济协调度的计算模型。第四, 研究人口、经济与资源环境系统的协调关系。童玉芬和刘长安[4]利用变异系数协调度模型对北京市人口、经济和环境系统的协调度进行了研究。

本文将在前人研究成果的基础上, 通过构建人口、经济与资源环境协调发展的指标评价体系, 利用因子分析法确定指标权重, 结合协调发展度模型, 计算中国31个省份2005-2012年的人口、经济与资源环境3个系统的协调发展度。在此基础上利用空间相关分析方法研究协调发展度的时空分布特征。

二、指标体系

在遵循科学性、动态性、可操作性、针对性等原则的基础上, 构建区域人口、经济与资源环境协调发展系统的指标评价体系。该系统包括人口、经济和资源环境3个子系统。人口子系统用于描述人口规模、结构、素质等方面的状况;经济子系统用于描述产出规模、产业结构、人民生活等方面的状况;资源环境子系统用于描述自然资源禀赋、环境保护、环境污染及城市建设基本情况等方面的状况。具体指标见表1。

三、研究方法

(一) 协调发展度计算

1. 协调发展模型

协调度是描述系统之间协调发展程度的定量指标。协调的计算模型很多, 童玉芬和刘长安[4]采用变异系数模型测度系统协调度, 廖重斌[5]根据离差系数计算协调度, 王辉等[6]等给出协调发展度的概念。本文采用王辉等学者的方法, 利用如下公式度量3个系统间协调发展度。

式中C表示协调度, n为调节系数, 一般要求n大于2, 本文取n=6;T为人口、经济和资源环境3个系统的综合评价指数, w1、w2、w3分别为3个系统的待定权重, 由于评价过程中视3个系统同等重要, 取w1=w2=w3=1/3;D为协调发展度。

2. 协调发展类型划分

根据式 (3) 计算出的系统协调发展度介于0到1之间, 数值越大表明系统间的协调发展程度越高。为了更好的用协调发展度来度量系统间的耦合程度, 本文在参考前人研究成果的基础上, 给出协调发展类型的判别标准。协调发展度在0-0.1为极度失调 (i5) , 0.1-0.2为严重失调 (i4) , 0.2-0.3为中度失调 (i3) , 0.3-0.4为轻度失调 (i2) , 0.4-0.5为濒临失调 (i1) , 0.5-0.6之间为勉强协调 (c1) , 0.6-0.7为初级协调 (c2) , 0.7-0.8为中级协调 (c3) , 0.8-0.9为良好协调 (c4) , 0.9-1.0为优质协调 (c5) 。

(二) 空间自相关检验

空间自相关是指变量在某位置上的数据与其他位置上的数据间的相互依赖程度。地理数据由于受到空间相互作用和空间溢出效应的影响, 彼此之间通常不再是相互独立, 而是相关的。这种相关性是否存在, 通常采用空间自相关检验实现。较为常见的空间相关检验方法是Moran’s I, 本文通过该指数检验区域协调发展度之间的空间自相关性。

四、实证分析

(一) 协调发展分析

采用因子分析中的主成分法, 利用SPSS20软件对2005-2012年中国31个地区人口、经济和资源环境3个子系统标准化后的样本数据进行因子分析, 计算历年各子系统的综合发展水平得分。根据要素主成分累计方差贡献率大于85%的原则提取主成分, 可以计算出3个子系统的主成分得分, 根据各子系统的各主成分, 并以方差贡献率为权重可以计算出各子系统的综合得分F1、F2和F3。上述求出的值有正负, 为方便计算协调度, 按照公式

将Fi归一化处理, 根据式 (3) 可求得2005-2012年中国各地区人口、经济和资源环境的协调发展度。限于篇幅, 仅给出2012年各地区协调发展度数值。

根据各地区的协调发展度, 可以绘制各地区不同时点的协调发展度空间分布状况图 (限于篇幅, 从略) 。

(二) 空间自相关分析

1. 全局空间自相关分析

为检验中国31个地区的人口、经济和资源环境的协调发展度之间是否存在空间自相关性, 利用Geoda095i软件对中国2005-2012年31个地区的协调发展度进行空间自相关检验, Moran’s I数值见表3。

从表3可以看出, 2005-2012年中国31个地区的人口、经济与资源环境协调发展度整体上存在明显的正向空间自相关性, 协调发展度值相近的地区趋于空间集聚。2005年Moran’s I值最大, 说明2005年各地区之间空间自相关性最强。历年自相关性显著性检验显示, 除2011年没有通过显著性检验外, 其余年份的Moran’s I值均通过5%的显著性检验, 表明地区间的协调发展度存在显著的空间效应。

2. 局域空间自相关分析

全局自相关的Moran’s I检验表明中国31个地区的人口、经济与资源环境的协调发展度之间整体空间自相关性显著, 为揭示局部地区的协调发展度之间的空间集聚效应, 还需进行局域空间自相关检验。结合表3中全局Moran’s I的特征, 选取2005年、2007年和2012年为研究时点, 利用Geoda095i软件分别绘制这3个时点的Moran’s I散点图 (图1) 研究不同时点31个地区的人口、经济与资源环境的协调发展度之间局域空间集聚效应。

Moran’s I散点图共分为4个象限, 第1象限表示“高-高”集聚现象, 协调发展度高的地区聚集在一起;第2象限表示“低-高”集聚现象, 协调发展度低的地区被协调发展度高的地区包围;第3象限表示“低-低”集聚现象, 协调发展度低的地区聚集在一起;第4象限表示“高-低”聚集现象, 协调发展度高的地区被协调发展度低的地区包围。从图1中可以看出, 中国人口、经济与资源环境协调发展度的空间聚集现象为主, 大部分地区位于第1象限和第3象限, 呈现“高-高”集聚或“低-低”集聚的空间特征。

2012年福建、广东、广西和四川位于第4象限, 这些地区处于中级协调或者良好协调类型, 而其周围临近地区的协调度较低;海南、新疆、青海和西藏4个地区位于第3象限, 经过5年的发展, 广东地区的协调类型已由濒临失调发展成为中级协调, 人口、经济和资源环境各方面均发展迅速, 并且3个系统协调发展程度也较高, 新疆青海和西藏的协调发展度依然较低。甘肃、宁夏、贵州、云南、江苏、河北6个地区位于第2象限, 比2005年和2007年位于第2象限的地区个数有所增加, 这说明2012年局域地区的空间异质性有所增加, 这也正是导致2012年的Moran’s I数值比2005和2007年小的原因。

五、结论

通过构建人口、经济和资源环境3个系统的指标评价体系, 计算了2005-2012年中国31个地区的人口、经济与资源环境3个系统间的协调发展度, 并对历年各地区的协调发展类型进行分类。得出以下结论:全国大部分地区的协调发展度处于协调类型, 北京、天津和上海等地区协调程度较高, 属于优质协调类型;辽宁、蒙古、浙江、福建地区属于良好协调类型;山西等13个地区属于中级协调类型, 是占比例最大的类型;山东、贵州和新疆地区属于初级协调类型;河北等7个地区属于勉强协调类型;西藏地区除了2005年和2009年属于勉强协调类型外, 其余年份均属于失调类型, 2012年3个系统的协调发展度下降到0.39, 属于轻度失调类型。总体上各地区的人口、经济与资源环境3个系统的协调发展度呈良性方向发展的趋势, 大部分地区的协调发展度有所提高。

为探究中国31个地区人口、经济、资源环境协调度之间的空间演变规律, 对2005-2012年中国31个地区的协调发展度进行了空间自相关性分析, 结果表明:各地区总体空间自相关性显著, 各地区间的协调发展度以空间集聚性为主, 少数地区出现空间异质性。局域空间自相关检验显示地区间正向的空间聚集现象明显, Moran’s I散点图中大部分地区位于第1象限, 说明31个地区的协调发展度之间以“高-高”集聚的空间效应为主。少数地区如宁夏、贵州、江苏等地区表现出“低-高”集聚, 福建、广西等地表现出“高-低”集聚的空间异质性。

参考文献

[1]张晓东, 池天河.90年代中国省级区域经济与环境协调度分析[J].地理研究, 2001 (4) .

[2]吴文恒, 牛叔文, 郭晓东等.中国人口与资源环境耦合的演进分析[J].自然资源学报, 2006 (6) .

[3]司光南.人口—经济系统的协调度分析[J].统计与决策, 2008 (4) .

[4]童玉芬, 刘长安.北京市人口、经济和环境关系的协调度评价[J].人口与发展, 2013 (1) .

[5]廖重斌.环境与经济协调发展的定量评判及其分类体系——以珠江三角洲城市群为例[J].热带地理, 1999 (2) .

时空资源 篇10

微课之“微”, 是由于它在时间上占用的时间很少。一般微课都在3~5分钟, 最长也在10分钟以内。这样, 微课的学习就属于碎片式的学习, 而且是主动的碎片式学习:学生主动打开微课视频, 有意识地利用很短的时间观看视频并学习其中的知识和信息。

“微课”是新时代的产物, 是教育科技的前沿。而“经典诵读”是千年前的旧物, 是传统文化作为民族象征的留存, 这两者相互结合, 能够在一定程度上帮助经典诵读脱离目前遇到的困境。

一、利用微课, 拓展学习的时空宽度

(一) 拓展经典诵读学习的时间宽度

在目前的学校教育体制下, 学生的每一天都被安排得满满当当的。从早上的早读课一直到放学结束, 期间每一个学生都要学习许多对自身发展相关的课程。相对比中国古代的读书人, 如今的学生无疑辛苦许多。如果再要求学生去学习经典诵读, 这时间从哪里来呢?许多老师也深知经典诵读对于学习汉语言来说是非常重要的, 但是受到时间的限制, 只能作罢。有些老师则巧用零碎时间, 如早读课之前的时间或课前预备铃后的两分钟, 这些时间的有效利用, 在一定程度上缓和了经典诵读与学校课程之间关于时间方面的矛盾。但是, 每天零碎运用几分钟时间还是远远不能把经典诵读这项意义重大的事做好。

利用微课制作经典诵读微课之后, 在学校学生不仅能每天利用几分钟甚至更多的时间接触经典诵读, 更能够在回到家之后打开视频, 利用饭前或睡前的一点碎片时间来学习经典诵读。这使得经典诵读突破了只能在学校学习的时间限制, 使学生的学习更高效, 也更人性化。

(二) 拓展经典诵读学习的空间宽度

经典诵读读什么?小学阶段除了课标要求的75首古诗词之外, 大多老师还会选择《三字经》、《百家姓》、《弟子规》、《千字文》、《声律启蒙》、《笠翁对韵》、《论语》这些篇目。光从“诵读”一词的现代解释来看, 能作为经典诵读范本的应该是利于诵读的内容。中国古代最利于诵读的当数诗词歌赋了, 最早的诗歌总集《诗经》很适合诵读, 汉代文赋也是华美异常, 更不要说唐诗宋词里的佳篇名句, 远不止75首。如果从更宽泛的层面理解“经典诵读”, 不深究是否便于诵读, 那么更多浅显易懂的诗文戏曲应该被纳入经典诵读的范畴。

二、利用微课, 挖掘经典资源的深度

(一) 挖掘经典诵读的趣味性

每日诵读看似深奥难懂的古文诗词, 许多学生慢慢就会对这样的学习行为感到厌烦或者产生压力甚至是抗拒情绪。那么, 经典诵读就仅仅只是朗读和背诵吗?当然不是。

首先, 选文的背景和作者必定有一番故事。如唐代诗人李白的《送孟浩然之广陵》是写在李白出蜀地不久、新婚之际, 正当意气风发的时候。孟浩然虽然年长十多岁, 诗名已经天下闻名, 却给李白留下了“红颜弃轩冕, 白首卧松云”的潇洒印象。这两个爱游山川、风流似神仙的诗人交往, 充满游览山水的轻松愉快之感。此处一讲, 两人的深情厚谊就显而易见了。

其次, 诗文中的典故、常识等可以拓展说一说。《三字经》中就有许多脍炙人口的典故是小学生喜闻乐见的;《笠翁对韵》中“牛女二星河左右, 参商两曜斗西东”讲的是天文。“山对海, 华对嵩。四岳对三公”涉及地理与古代官职;“山亭对水榭, 鹦鹉对鸬鹚”描绘的是一幅山水画, 有山有水有飞鸟。如此多的典故、常识, 如果不说, 只是记诵, 学生可能难以理解甚至错误理解, 制作成微课, 一下子便可以让原本枯燥无味的记诵成为知识的百宝箱, 令学生又喜又爱。

(二) 挖掘经典诵读文本的深层价值

如上文提及的, 经典诵读仅仅停留在记诵上是不够的。虽然主要原因是时间不足, 也不能排除一些老师自身专业知识不够, 无法深刻解读其中的深层价值。那么, 经典诵读的深层价值有哪些呢?

培养韵文语感。《三字经》、《百家姓》、《弟子规》、《千字文》、《声律启蒙》、《笠翁对韵》这些经典作品都是韵文, 大多换韵, 可以培养学生遣词造句时用字的音韵美感。

培养语言对仗的整齐、整体意识。《声律启蒙》、《笠翁对韵》通篇都是对仗的, 学习这类经典时一定要着重体会对仗的好处。

传承中国优秀文化。《三字经》、《弟子规》、《论语》中就有许多关于孝敬父母、勤奋好学、以诚待人的典故。学习含有这些内容的文章, 一定不能忽视其中的文化元素。

铭记中国悠久历史。历代诗文都含有朝代兴替的内容, 经典诵读的文本是需要纵向审视的, 这些适于小学生诵读的优秀文学作品也见证了中国千年历史。以文知史, 一举两得。