空间变化（共12篇）
空间变化 篇1
1 引言
近百年, 中国气温的上升趋势与全球是一致的。在1951~2009年, 中国地表的平均温上升了1.38℃, 变化速率为0.23℃/10a。由于气候变暖, 自1950年以来, 中国绝大多数冰川面积缩小了10%以上, 并且20世纪90年代后期冰川退化加速, 进而致使干旱区内陆河流的径流量明显增加。据估算, 青藏高原的冻土面积退化导致每年的释水量达到了50~110亿m3[1]。
气候变暖对中国的生态系统和生物多样性产生了明显的影响。刘丹等[2]对黑龙江1961~2003年植被变化进行研究, 结果表明气候变暖使得兴安落叶松、冷杉、云杉和红杉等树种的分布区域发生了北移现象。周晓峰等[3]研究发现气温上升使岳桦苔原过渡带宽度增加, 岳桦侵入苔原的程度加剧。戴君虎等[4]对山西五台山的研究发现该地区高山草甸和林线过渡带植物上移趋势与同期气温上升相关密切。Moseley[5]研究发现云南西北地区灌木入侵高山草甸, 并使得研究区群落结构多样性发生改变。
本文根据中国第二次气候变化国家评估报告中模拟估算:到21世纪末期中国在B1 (低排放) 、A1B (中排放) 、A2 (高排放) 经济发展模式下, 平均温度分别增加2.5℃、3.8℃、4.6℃环境下[1], 对位于滇西北哈巴雪山垂直生态系统中的寒温性灌丛进行研究, 模拟寒温性灌丛生态系统空间格局变化。
2 研究区
哈巴雪山位于香格里拉县东南部, 是喜马拉雅山造山运动及其以后第四纪构造运动的强烈影响下急剧抬高的高山, 经度100°02′~100°14′, 纬度27°10′~27°24′, 距离香格里拉县城120km, 主峰海拔5396m, 海拔最低点为江边行政村, 仅1550m。哈巴雪山因巨大的海拔落差, 形成明显的高山垂直气候带, 从下到上依次为河谷中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带、寒温带、高山寒带、高山冰雪带多种气候带。年均气温从金沙河谷的16.5℃下降到哈巴雪山的主峰—8.6℃。年降水量由526mm左右上升到1550mm左右。
哈巴雪山是由森林、灌木、草甸、现代冰川四个一级景观组成, 是完整而典型的森林生态系统。哈巴雪山位于横断山区, 此处在地质历史上未曾受第四纪冰川大面积覆盖的影响, 成为动植物的避难所, 被公认为是物种保存中心和形成中心, 保存着大量的中国和地区特有种, 长苞冷杉、大果红杉、高山松、丽江云杉等是我国特有种, 以其为优势种长苞冷杉林、大果红杉林、高山松林、丽江云杉林是川西南、藏东南、滇西北的特有植被类型, 同时也是横断山针叶林的典型代表[6]。
3 数据与方法
3.1 数据来源及预处理
本文所用到的数据包括:1980~2010年云南省134个气象站点30年的气象数据 (数据来源于中国西部环境与生态科学数据中心) 、云南省行政区划矢量数据、香格里拉县林业资源二类调查数据、香格里拉县的SPOT5遥感影像数据、哈巴雪山自然保护区矢量图 (数据来源于哈巴雪山自然保护区管理局) 。首先将带有经纬度坐标的气象站EXCEL数据导入ARCGIS, 生成矢量点数据, 并保存为可编辑的矢量点气象数据。应用SPOT5遥感影像和林业资源二类调查数据进行哈巴雪山寒温性灌丛范围提取。
3.2 温度场数据获取
哈巴雪山水平方向所跨的经纬度范围较小, 但是垂直方向上海拔差异较大, 并且研究区及其周边的气象站点, 一般直接进行空间插值的方法进行插值获取的结果与该研究区实际温度之间存在较大差异, 并由于海拔是影响山地温度的重要因素。根据舒立福等[7]的研究资料, 本文基于云南省90m分辨率的DEM数据对云南省134个气象站点的温度数据进行海拔梯度插值, 并通过哈巴雪山矢量图剪切, 生成研究区的温度场数据。依据《第二次气候变化国家评估报告》中预测, 到21世纪末, 中国年平均温度在B1、A1B和A2不同的经济发展模式下分别上升约2.5℃、3.8℃和4.6℃, 在ARCGIS中, 在上面插值得到的温度场基础上, 分别加上2.5℃、3.8℃和4.6℃, 获得不同排放情景的温度场数据。
3.3 寒温性灌丛分布区温度分布统计
首先, 将由林业资源二类调查数据和SPOT5获取的哈巴雪山寒温性灌丛分布矢量数据导入ARCGIS。应用conversion tools—feature to raster工具, 将寒温性灌丛面状矢量数据转换为与温度数据相同分辨率的栅格数据, 并应用conversion tools—raster to point工具, 将寒温性灌丛每个像元栅格数据转换为对应的矢量点数据。最后应用空间分析工具中的extract by points工具提取每个寒温性灌丛矢量点数据对应的温度栅格数据, 获取寒温性灌丛分布区的温度分布表格数据。
4 数据分析
4.1 寒温性灌丛分布温度曲线
由寒温性灌丛分布区温度统计预处理获取了8332个温度点数据, 温度最小值为-0.9753℃, 最大值为9.7044℃, 平均值为3.9302℃。利用EXCAL将哈巴雪山解译中的寒温性灌丛的温度分布划分为110个区间, 间隔为0.1℃, 范围有-1~10℃, 并统计每个区间的温度分布频数。然后将每个区间的频数除以最大频数值, 将每个区间的频数化为0~1概率值。由于频数概率分布成正态分布形状, 利用SPSS软件对110区间及其对应的频数概率进行非线性回归, 获取寒温性灌丛在温度上的分布概率曲线函数, 如下:
将哈巴雪山解译的寒温性灌丛温度代入公式 (1) 中, 得到寒温性灌丛在各个温度区间的分布概率 (R2=0.950) 。寒温性灌丛的解译温度分布、预测温度分布及其误差的分布如图1所示。
4.2 本世纪末寒温性灌丛分布预测
查询《云南植被》, 寒温灌丛分布海拔主要在3800~4300m, 还有一些灌丛分布在亚高山 (3200~3800m) , 这些灌丛大部分是由于久经放牧形成的次生灌丛。本文主要研究海拔在3800~4300m之间的寒温灌丛, 该植被处多雪、多风、寒冷日照常的气候条件下, 年均气温在3~5℃, 一般均在10℃以下, 最冷月在0℃以下[8]。本文将3℃和5℃代入寒温灌丛温度分布曲线公式 (1) , 取两者概率较小者, 作为判断寒温灌丛最适宜温度分布概率临界点。由计算可知, MIN (F (3) , F (5) ) =0.7489。
利用ARCGIS软件的栅格计算器工具将哈巴雪山当前温度场、B1、A1B、A2不同排放下温度场数据按照公式 (1) 进行计算, 获得研究区不同情境下的温度分布概率图。然后按寒温灌丛最适宜温度临界点0.7489划分出不同情境下寒温灌丛的空间分布格局变化。并用区域统计工具计算情景下适宜区域的海拔的最大值、最小值、平均值、宽度, 同时统计其适宜面积。统计结果如图2、表1所示, 其中0表示以当前温度为基准, 2.5、3.8、4.6分别表示在当前温度基准上不同排放情境下, 到本世纪末温度的上升幅度。
由图2可知, 到本世纪末, 不同温室气体排放的情境下, 寒温性灌丛的空间分布海拔最大值 (MAX) 、最小值 (MIN) 、平均值 (MIN) 变化一致, 均出现升高趋势。并且海拔最大值的上升幅度较大, 平均值变化次之, 最小值变化较小。由表1可知, 寒温性灌丛海拔分布宽度 (RANGE) 均在当下基准温度上增加, 但是空间分布面积 (AREA) 却在下降, 并且温度上升幅度越大, 分布面积越小。
总之, 基于当下基准温度, 到本世纪末, 寒温灌丛的分布空间有上升迁移趋势, 分布宽度增加, 但是由于山体空间有限, 寒温灌丛空间分布面积下降较明显, 显示了明显的“挤出”效应。
5 结论
(1) 本文结合了生态学、统计学和GIS的强大空间分析功能, 进行滇西北哈巴雪山寒温灌丛的基于当前温度的未来情景变化的空间分布格局预测和变化趋势分析。发现寒温灌丛有向高海拔迁移的潜在趋势, 并且空间分布的宽度增加, 但是分布的总面积会出现下降趋势, 出现高山植被的“挤出”效应。
(2) 本文对寒温灌丛的预测模型是基于不同情景下的温度变化因子进行的, 但是由于温度上升、极端气候发生、病虫害的发生及其不同土质条件均会对寒温灌丛的分布造成影响, 因此, 综合考虑各种影响植被的生物和非生物因子, 对寒温灌丛未来空间格局和变化趋势进行更加准确的预测, 是未来气候变化下的高山植被的空间变化研究的趋势。
摘要：运用ARCGIS软件将云南省134个气象站点的30年的平均温度数据, 按温度梯度插值方法, 建立哈巴雪山当前的温度基线场;依据《第二次气候变化国家评估报告》中预测21世纪末不同经济发展情景下中国年均温在低排放 (B1) 、中排放 (A1B) 、高排放 (B2) 升高幅度, 建立不同情境下研究区的温度场数据;依据《云南植被》、研究区的寒温性灌丛的斑块数据和当前温度基线场, 建立寒温灌丛的温度分布曲线, 并获取最适宜温度临界点。最后结合各个情境下温度场数据和寒温灌丛分布临界点统计各个情境下空间格局的分布并分析其变化趋势。研究表明:寒温灌丛有向上迁移的趋势, 同时分布的海拔宽度有所增加, 但是分布的面积下降明显, 出现“挤出”效应。
关键词：寒温灌丛,插值空间,格局变化,预测
参考文献
[1]第二次气候变化国家评估报告编写委员会.第二次气候变化国家评估报告[M].北京:科学出版社, 2011.
[2]刘丹, 那继海.1961~2003年黑龙江主要树种的生态地理分布变化[J].气候变化研究进展, 2007, 3 (2) :100~105.
[3]周晓峰, 王晓春.长白山岳桦—苔原过渡带动态与气候变化[J].地学前缘, 2002, 9 (1) :227~231.
[4]戴君虎, 潘嫄.五台山高山带植被对气候变化的响应[J].第四纪研究, 2005.25 (2) :226~231.
[5]Moseley R K.Historical landscape change in northwestern Yunnan[J].China.mountainResearth and Development, 2006, 26:214~219.
[6]陶晶.云南哈巴雪山自然保护区生物多样性及保护研究[D].北京:中国林业科学研究院, 2010:8~11.
[7]舒立福, 周汝良.森林火灾监测预警和扑救指挥数字化技术[M].昆明:云南科技出版社, 2012:179~185.
[8]吴征镒, 朱彦丞.云南植被[M].北京:科学出版社, 1987:535~553.
空间变化 篇2
本节课的概念引入用了一道判断题：
看一看，下面哪些属于人口迁移？
1我班同学为了方便上学，家从新市区搬来天山区
2农闲到城里打工，农忙回乡务农的农民工
3假期外出旅游、度假、疗养
4克拉玛依市的同学到八一中学上学
5非洲黑人被贩卖到美洲做奴隶
6八一中学毕业的学生去北京上大学
7逃亡到巴基斯坦的阿富汗难民
8马来西亚华侨
9三峡水库移民到广东惠州
学生对2、3、5、7、8、9几题的判断都是正确的。第1题的分歧出现在距离太近、虽然跨了天山区和新市区但没有出乌鲁木齐市区，从中发现界线问题；第4和6两题看似都是上学问题，但答案截然相反，因为与学生们的现状和前途息息相关，所以受到了同学们极大地关注，通过讨论学生明白了户口是否迁移决定居住地是否发生变化，居住地的变化与否是决定人口迁移的重要条件之一。完成练习题的过程中，人口迁移的概念在学生头脑中已经形成了基本轮廓，接下来我就将国际人口迁移和国内人口迁移的概念出示，两者做一对比，找出其中差异，学生接收的非常轻松。至此，第一部分概念的理解已经基本到位了。
从第一部分的处理中总结出，课前精心准备学生感兴趣的话题，最贴近生活的就是学生最感兴趣的，然后边解题边渗透知识，让学生在解题中理解单调的概念，既能学好又不乏味。
第二部分国际和国内不同时期的人口迁移特点、流向、原因和意义。我对于这部分的处理采取了看书、看案例然后填表的简单处理方式，既耗费了时间，又没有把内容深入剖析，学生没有经过思考，很容易忘记。在完成活动题：“你的祖籍在哪里？如果你的家庭有跨省界（国界）移动的历史，请说一说每一次移动给家庭带来的影响。”一题时，我急于想引出影响人口迁移的主要因素是经济因素，追问学生祖上问什么来到新疆，忽略了学生的隐私问题，在以后的课堂教学中要以此为戒，问题的答案要再考虑周全一些，避免类似情况的发生。
城市小区公共空间的变化与意义 篇3
摘要：随着城市的扩张，越来越多的以商品房为主体的住宅区出现。城市社区的内涵与分类都比以前更为复杂。城市小区中的公共空间对小区的发育，社区的真正形成都起到重要的作用。本文从小区居民的公共空间变化着手论述其重要性。
关键词：小区公共空间社区的内涵
1小区的主体变化：新住宅区的出现
与世界城市化水平相比我国城市化水平偏低，城市化低于世界平均水平。目前世界城市化平均水平为47％，发达国家平均城市化水平为75％，发展中国家为37％，我国只有30.9％。我国目前已有设市城市667个，其中，百万人口以上的特大城市37个，50万至100万人口的大城市51个，20万至50万人口的中等城市216个，20万人口以下的小城市363个，另外还有19000个建制镇。在今后相当长的时间当中城市化是无法抗拒的潮流。随着城市的扩张，以商品房为主体的住宅区大量出现。据国研网数据，2005年中国大陆商品房住宅的竣工面积达40004.5万平米。20世纪90年代以来，随着住房市场化改革的不断深入，中国城镇越来越多的人告别了福利分房时代，住进了成片开发的新型住宅小区，成为拥有私有产权住房的业主。全国第五次人口普查的结果表明，城镇居民中私有产权住房的比例已达到45.2％。“业主”这个词正演变为日益壮大的拥有房产的市民群体代名词。这些住宅区构成了一部分城市人们生活的空间坐落，也成为城市的重要的基础结构。这些住宅区的一切都关涉其中居民的方方面面，在很大程度中影响到其居民的生活质量。齐美尔认为：当一群人的互动达到足够多时社会就形成了。这些住宅区与生活在其中的人们假以时日会出现怎么样的变化与发展呢?城市决不只是一种与人类无关的外在物，也不只是住宅的组合；相反城市中包含头含人类的本质特性，它是人类的通泛表现形式，尤其是由空间分布特性而决定的人类社会关系的表现形式。小区一词是由俄语M N K p o p a u o N一词直译而来。在本文论述中，住宅区是个强调地理的概念，而小区除此之外更多的是指其中居民通过互动构建的关系，组织等。如果假定从住宅区发育到社区是一个连续统的过程那么小区可以基本上等同于连续统过程中的某一点。
因为社区的差异性。其概念表述也是五花八门，在文献中其原谓与意谓均有区别。社区成为中国大陆研究的热点主要有两个原因：一个是上世纪80年代以来加速的城市化。原有的社区不断分化，新的社区(抑或说是小区或住宅区)不断出现。城市化的同时带来一些诸如人情谈漠的不足，面对“理性的囚笼”，社区重建成为对策。至此，我更能理解滕尼斯的哀叹：怀念“古老共同体”的同时认识到“新社会”的无法抗拒。第二个原因是中国大陆改革开放以后，“单位社会”的逐渐解体。这个过程涉及权利重分配，规则和秩序的重建构还有管理上的真空。一些社会问题的出现让传统意义社区找到了回归的理由，国家也想使之成为一个善治的手段，一个缓冲的区域。
2公共空间：变化与拓展
对社区共同体，有消失论，发现论，续存论等多种理论上的争论。我姑且存而不论但有一点是这几种观点都能同意的：社区中公共空间起到或大或小的作用。公共空间(public space)的概念在社会学层面界定为社会内部业已存在着的一些具有某种公共性且以特定空间相对固定下来的社会关联形式和人际交往结构方式这样的界定似乎与哈贝马斯{JurgenHabermas)“公共领域”(publicsphere)的含义有相通之处，但又不完全相同。哈贝马斯(1964)把公共领域界定为：社会生活当中一个领域，其间能够形成公共舆论一类的事物。在原则上讲，公共领域对所有公民都是开放的，当人们在不必屈从于强制高压的情况下处理有关普遍利益的事务时，也就是说能够保证他们自由地集会和聚会。能够自由地表达和发展其观点时，公民也就起到了公众作用。当公众集体较大时，这些沟通就要求有些散布和影响的手段。今天，报纸和期刊，广播和电视就是这种公共领域的媒介”。曹海林在分析乡村社会变迁中的村落公共空间时提出了正式公共空间与非正式空间的架构，在此我把其用在小区公共空间的结构分析上。
本文所指的公共空间大体上包括两个层面：一是指社区内的人们可以自由进入并进行各种思想交流的公共场所。二是指社区内普遍存在着的一些制度化组织和制度化活动形式。社区公共空间是小社会有机体内以特定空间加以相对固定的社会关联形式和人际交往结构方式。韦伯所倡导的理想类型作为概念工具在一定程度上是抽象的，但它并没有概括也不试图概括现实事物的所有特征，它只是为了研究的目的单向侧重概括事物的一组或某个特征(周晓虹，2001)小区公共空间大体可分为正式公共空间和非正式公共空间。正式公共空间的型构动力主要来源于外部的行政力量，我们也可以把这类公共空间称之为行政嵌入型公共空间，即正式公共空间的形成及其中所展开的各类活动均受行政权力的驱使，具有明显的意识形态化倾向。非正式公共空间的型构动力主要来源于小区居民内部的传统!习惯与现实需求，我们可以把这类公共空间称之为小区内生型公共空间，即非正式公共空间。其形成及其中所展开的各类活动均受地方性知识及生存理性选择支配，具有浓重的民间化色彩。(曹海林2005)
在功能主义社会学看来，社会秩序是社会得以聚集在一起的方式(西摩.马丁.李普塞特，1995)社会秩序的形成离不开特定社会中的行动主体及其活动，行动主体之间的相互关系及在其中所呈现的一致行动能力则构成秩序的社会基础”小区公共空间是小社会秩序生成的重要场域，考察社区秩序的形成，应以公共空间中的人及其活动为解剖点。秩序之社会基础也即社会内部存在着的秩序赖以形成的根据与理由及其外化形式，抑或是社会秩序之所以生成的社会机制与条件。秩序之社会基础显然与人们的活动及其活动情境密切联系在一起，一般说来，身处同一或相似生活场景中的人，他们有着大致相同的生活体验，面临着差不多的现实问题，于是，在他们之间极易产生同感，共识，乃至共同的价值规范。从而为他们在社会生活中采取一致行动提供了现实根据。正因为相同生活体验中共识的达成成为他们日常生活实践的重要决定力量。也正是一致行动能力才能把原先较为分散的社会个体编织成一张相互关联的网络。社会个体成员之间的相互关联性在很大程度上制约着社会秩序的形成及其性质。(安东尼.吉登斯，1998)齐美尔在分析空间对社会互动产生的影响作用时指出，正是空间是分割为一块块的，被视为一些统一体，而且被一些边界所框围着，社会的存在空间同样也被一些明显意识到的边界所包围，所以一个社会的特征在内在上也具有共同归属性”空间的社会学意义体现于主体人的一种活动，空间从根本上讲只不过是心灵的一种活动，只不过是人类把本身不结合在一起的各种感官意向结合为一些统一的观点的方式。{格奥尔格.齐美尔，2002)
公共领域研究在理论上的发展和在实践中的运用，大都伴随着
将其剥离哈贝马斯所作论述的具体语境，并将之加以移用的过程。一方面，公共领域是一个具有历史分期的概念，不同历史时期的公共领域具有迥异的内涵另一方面，同一历史时期的公共领域也可以划分成许多不同的类别一诸如科学的公共领域、文学的公共领域以及政治的公共领域等等。进入20世纪90年代后，市民社会理论家开始转向从政治社会学的角度对作为一个社会实体的市民社会进行实证的研究，而第三部门研究者也开始关注诸如非政府组织或非营利部门的作用及其与国家和市场的关系等更加一般的理论问题。
社区公共空间是具有地域意义和赋有实际社会功能的公共领域类型。它是以国家一社会相对分离为生存基础，以自主参与为核心，以权利互为平衡为原则，以居民事务为内容，以信息网络为手段，以舆论监督为常态的这样一个具有社区场域的公共领域。社区公共空间的主要理想是在国家和社会之间进行调节，从而使国家更好地保障社会的整体利益。因而它存在的前提就是：具有一个既独立于国家也独立于社会的私人领域。以信息网络为手段现代社区公共空间是实在社区公共空间和网络社区公共空间两部分的整合，而后者则处于更主要的地位。因为，实在社区公共空间是一个有限的量，而网络社区公共空间是一个无限的空间量上运作方式，有利于居民的广泛参与和深入研讨。
任何时期、任何类型的公共空间都同时具备以下三个要素：①(同质或异质的)参与者；②(沟通或非沟通的)媒介和：③辩论或非辩论)共识：它们的协同作用决定着公共的性质和类型。因为：其一，参与者是社会行动的主体，他们的身份、素质和兴趣决定了公共空间论题的范围、辩论的质量和媒介的使用情况。其二，公共空间的媒介是一切公共信息的聚会之地，它不但影响到参与者观点的形成和传播，而且在一定程度上决定着参与者的数量和范围。其三，不管共识形成的过程和质量如何，公共空间的参与者总是按他们自己的共识行动。
传统的中国社会处于大家庭生活之中。几代人同住一室，同姓、同族、家庭、家族的公共空间很大，而进入社会的公共领域，其机率和范围都相当小。近现代中国家庭结构变化引起了社会结构的变化，大家庭的解体使封建宗法统治的残余丧失了自然基础。伴随着现代化进程的工业化、城市化、市场化、国际化的浪潮，促进了产业结构、社会结构、文化结构的变迁，提供了更多可供选择的可能性空间。原先那种由计划经济所导致的个人对政府对单位对领导的依赖性削弱了，现代个人从社会的、家庭的、群体的重重背景中凸现出来，为进入相对“无根”联系的公共空间作了必要的“准备”。对于中国社会，公民从相对封闭的家庭与单位领域，进入更为广大的视觉和听觉时空，则无疑是一种进步。而一旦更多地接受了大众媒体所发布的新闻、事件，公众要求直接的社会性交流的欲望也就强烈。这实际上是提供了公共领域交流的内容和信息。现代家庭空间的公共性提供了对媒体报道的讨论条件。重新拓展家庭中的公共领域，从家庭的个体独立中走出来，进入家庭的公共空间。在这里，公共空间观念的科学意义在于其不但划分了大社会环境中的公共空间与私人空间的关系，而且划分出家庭小环境里的公共空间和私人空间。以家庭居住布局看，宅院、阳台、厅堂、餐间及特定的娱乐区块均被看作公共空间。现代社会，家庭的公共空间是家庭文化发生的有效领域。
广场公共空间指通过广场的物理空间的聚集作用，实现公民在大范围内互相问沟通、交往和共同行为的公共空间功能。这类公共空间现象在中国源之久远。非常典型的是中国广场文化。广场文化实际上是具有广域概念的公共空间现象。如天安门广场和华表。学术界认为，中国的广场文化可追溯到远古氏族时代。可以理解为是一般意义上的公共领域的文化现象。现代社会对于广场公共空间具有更大的需求。集会、游行等民主手段被正式列入宪法允许的范围，而广场最充分地满足着集会民主与游行民主等需要。广场文化在现代社区中同样以传统的形式存在着。如各地社区广场的庙会、仿古表演以及展练表演和各种地方戏剧业余表演等，都在很大程度上拓展着广场公共空间，丰富着这些空间的实际活动内容。
人类传播的时代和形式的变化速度是一个从极度缓慢到高速发展的轨迹：从语言到文字，几万年；从文字到印刷，几千年；从印刷到电影和广播，四百年；从第一次试验电视到现在，五十年。报纸、杂志、书籍、电影、广播和电视，构成了大众传播的媒介系统。大众传播现代社区的闲暇成了它的对象。“大众传播重构了公共生活与私人生活的边界，创造了以媒介为中介的、不同于前现代的公共生活、公共空间以及人际交流方式。”在这里，公共领域的概念扩大了。
今天，互联网独特的各种形式广泛影响人们的社会生活，并改变人们的思维方式、交往方式、社区形态。换言之，互联网已远不只是一种传递信息的工具，它塑造了一种全新的社会环境和生活空间。社区内诸如工作、学习、休闲、娱乐、交往、购物与医疗保健这些曾经必须依赖特定的地理性空间场所进行的经济、社会、政治和文化活动，如今被部分转移到了社区网络空间从而导致物理空间在虚拟空间中被压缩甚至取代。网络社区的出现是在因特网基础上呈现的网络社会、网络民主、网络政治等社会发展的必然延展。这些概念涉及的内容都离不开网络空间。如前所述本文所指称的网络社区不是在互联网呈现的虚拟社区，而是在社区信息化基础上出现的，传统真实社区的沟通交流方式和社区事务的共同治理方式发生转变的社区。与虚拟社区相比，网络社区涉及的是具体的社区事务，是社区治理对网络的借用。作为网络社会基础环节的网络社区是指社区在履行其特有的社会功能过程中，社区范围内的“管理，服务，教育，保障”信息的开发和利用、表达和交流均可以在完善的信息应用服务体系上进行。因此，网络社区不是纯粹在网络空间内异型的虚拟社区，而是现实社区的网络化和信息化。网络社区的实际范围的确己经超出现实社区的的确己经超出现实社区的居民范围，任何一个访问者都可以获得“居民同等资格待遇”，但是社区的大部分活动仍然要采取传统的“面对面”的方式。
3小区公共空间的意义
在“社区消失论者”的结论中他们也还是不得不承认“有相对明确地域界限的，有凝聚力的邻里社区在现代都市中存在”血缘，业缘，学缘，地缘都有可能是人群凝聚的方式。有人说血缘是最持久可靠的方式，但如果两个孪生兄弟一生下就天各一方并且不联系那么这种生物意义上的血缘关系对人群凝聚能有多大的作用?“血缘是稳定的力量。在稳定的社会中，地缘不过是血缘的投影，不分离的。‘生于斯，长于斯把人和地的因缘固定了。”费老论述的是稳定的乡村社会。在乡村社会中是基于血缘的在地缘上的频繁面对面的互动使得乡村社会得以产生。在费老的论述中我们可以看出他的并没有否定地缘的作用。“有缘千里来相会”在“会”的过程同样是“缘”的生产过程。在小区中共有的健身场所，小朋友的活动场所等不仅起到娱乐健身的作用同样在互动中有信息的交流。互动是凝聚得以实现的最根本的方式。尤其是在新兴的城市住宅区当中，公共空间的作用一点也不比因共财的作用小。所有的同质性和异质性只有在交流碰撞中才有可能得以加强得以转化而最终达至可能的认同。基于此，我们可以看出公共空间的重要意义。
城市住宅区公共空间的价值，是由其所占据的空间位置决定的，是因为能使聚集得以可能。从连排式的住宅、弯月型的住宅或中庭式住宅到廉租公寓、公寓街区，最后到高层住宅。城市中的居住反映了对集中化日益增加的需求。居住集中化，必然也使得公共空间的同步增长。因此，随着高层住宅的崛起，城市的天际线增高，住宅的公共空间也越来越具有立体化的倾向。在多层住宅构成的居住区内，作为公共交往、活动的会所，往往是独立的建筑，那里有健身房、茶社、美容室、餐厅、阅览室、超市等。供人们满足日常生活、交往的需要。在小区居民的眼里，会所的建筑带有了特殊的意义。在笔者调查的过程中发现多数业主到小区会所参加打麻将等活动中的原因时：回答“认识更多的人又可娱乐”占73％。回答“人多热闹，信息广”占53％。据了解很多业主自家的场所不比会所的条件差，但有相当一部分还是更愿意到会所活动。
新增值税筹划空间变化分析 篇4
一、新增筹划空间
(一) 小规模纳税人认定标准
新增值税中小规模纳税人认定标准与原标准相比, 主要在两个方面发生了变化:一是销售额标准下降, 新法将原法中规定的工业和商业小规模纳税人销售额标准分别从100万元和180万元降为50万元和80万元;二是非企业性单位和不经常发生应税行为的企业可以自行选择是否按小规模纳税人纳税。新增值税法则规定, 年应税销售额超过小规模纳税人标准的其他个人 (自然人) 继续按小规模纳税人纳税, 而非企业性单位和不经常发生应税行为的企业可以自行选择是否按小规模纳税人纳税。小规模纳税人认定标准的变化, 给增值税筹划带来了以下空间:
一是企业更容易成为一般纳税人。由于我国现行税收征管制度对一般纳税人和小规模纳税人采用不同的管理方式, 在一定程度上造成市场竞争环境的差异。因此, 降低一般纳税人的准入门槛, 对缓解增值税管理对市场竞争公平性的影响具有积极意义。但值得注意的是, 如果企业使用简易法计税获得的税后收益更大时, 由于一般纳税人的准入门槛降低而成为一般纳税人, 必须使用扣税法, 这样, 新税法的实施可能会增加企业的税收负担。因此, 企业在选择纳税人类型时, 应特别注意税法的这一规定。
二是非企业性单位和不经常发生应税行为的企业可以自行选择按小规模纳税人纳税, 或者按一般纳税人纳税。新税法的这一规定, 实际上是给以上纳税人在增值税计税方法和增值税管理方式方面提供了选择的空间。符合以上条件的纳税人可以根据其实际情况, 从节税和获取最大的税后利益出发, 选择合适的纳税方式。
(二) 免税项目选择纳税
新增值税暂行条例实施细则第三十六条规定, 纳税人销售货物或者应税劳务适用免税规定的, 可以放弃免税, 依照条例的规定缴纳增值税。放弃免税后, 36个月内不得再申请免税。这是新增的条款, 它为纳税人对销售或者提供适用免税规定的货物或劳务提供了选择的空间。
根据增值税的征收原理及其规定, 免税是指销售货物或者提供劳务不用计缴销项税额, 但用于这些免税货物或者劳务的外购货物所支付的增值税, 不得抵扣销项税额。同时, 根据我国现行增值税专用发票的使用规定, 一般纳税人销售免税货物或者提供免税劳务, 不得开具增值税专用发票。可见, 纳税人销售免税货物或提供免税劳务, 不一定是合算的。新增值税增加了这一规定, 对维护纳税人的税收利益提供了保障。企业在利用这一制度时, 要注意以下几点:
一是要根据企业的实际情况, 在享受免税或者纳税上作出正确的判断。在选择时, 要测算免税和纳税所产生的税负差, 通常当应税项目适用较低税率而外购的货物适用较高税率时, 采用纳税方式可能更加有利。根据我国现行增值税规定, 采用免税, 纳税人在销售该应税货物或劳务时只能开具普通发票, 而不能开具增值税专用发票, 这无疑对纳税人的市场营销活动带来影响。
二是要充分评估免税与纳税在近三年 (36个月内) 各自的利弊, 特别是非税收益所产生的对税收利益的影响。新税法明确规定, 纳税人一旦选择纳税方式, 将在36个月内不能再提出免税的申请。因此, 评估选择的利弊必须把期限延伸至三年, 要结合本企业的实际情况和今后市场发展变化的趋势, 以企业税后利润为衡量标准, 对免税项目是否采用纳税方式作出选择。
(三) 纳税义务发生时间
新税法对销售结算方式不同而发生的纳税义务时间的解释作了相应的调整:
一是采取赊销和分期收款方式销售货物, 纳税义务发生时间在原来的“为书面合同约定的收款日期的当天”的基础上, 增加了“无书面合同的或者书面合同没有约定收款日期的, 为货物发出的当天。”这一新规定, 暗示了企业在采取赊销和分期收款方式销售货物时, 一定要签订合同, 并在合同上约定收款日期, 否则, 纳税义务发生时间为货物发出的当天。此外, 企业在签订销售合同时, 一定要按照《印花税暂行条例》的规定, 履行相关的纳税义务。
二是采取预收货款方式销售货物, 纳税义务发生时间在原来的“为货物发出的当天”的基础上, 增加了“但生产销售生产工期超过12个月的大型机械设备、船舶、飞机等货物, 为收到预收款或者书面合同约定的收款日期的当天。”这一规定, 对于生产销售生产工期超过12个月的大型机械设备、船舶、飞机等货物的企业来说并不是利好, 因为相对原税法的规定, 其纳税义务发生时间提前了。由于纳税义务发生时间的确定既可以是收到预收款的当天, 也可以是合同约定的收款日期, 因此, 从税收筹划角度看, 把按书面约定的收款日期作为纳税义务发生时间比按收到预收款的当天有更大的筹划空间。
三是委托其他纳税人代销货物, 纳税义务发生时间在原来的“为收到代销单位的代销清单”的基础上, 增加了“或者收到全部或者部分货款的当天。未收到代销清单及货款的, 为发出代销货物满180天的当天。”这一规定的修改, 进一步弥补了原税法在这方面的漏洞, 使原税法中存在的一些筹划空间归于消灭。
(四) 进项税额抵扣
此次增值税转型改革方案的核心是允许企业新购入的机器设备所含进项税额在销项税额中抵扣。企业在税收筹划时, 要注意下列几点:
一是要准确理解新税法对允许企业新购入的机器设备所含进项税额在销项税额中抵扣的含义。税法准予抵扣的固定资产是指《增值税暂行条例实施细则》第二十一条所规定的固定资产, 即:使用期限超过12个月的机器、机械、运输工具以及其他与生产经营有关的设备、工具、器具等。而且该固定资产是自2009年1月1日后购买的;除专门用于非应税项目、免税项目等的机器设备进项税额不得抵扣外, 包括混用的机器设备在内的其他机器设备进项税额均可抵扣;纳税人外购和自制的不动产在建工程不允许抵扣进项税额;纳税人自用的属于应征消费税的游艇、汽车和摩托车不允许抵扣进项税额, 这里的个人消费包括纳税人的交际应酬消费。
二是要严格执行现行销项税额抵扣制度。现行销项税额抵扣制度规定, 购进或者自制固定资产取得的增值税专用发票、取得的公路、内河税控运输发票, 应自开票之日起90日内报送主管税务机关进行认证, 并根据“认证相符”的固定资产增值税专用发票、固定资产公路、内河税控运输发票以及铁路、海洋、管道、航空等非税控运输发票在本期申报抵扣;对购进不属于消费税征税范围的机动车所取得的通过机动车销售统一发票税控系统开具的机动车销售统一发票, 凡属抵扣范围的, 也应自开票之日起90日内报送主管税务机关进行认证, 并根据“认证相符”的机动车销售统一发票在本期申报抵扣。违反以上规定, 企业发生的属于抵扣范围的进项税额不予抵扣。因此, 从税收筹划的角度出发, 企业取得增值税抵扣凭证后, 应尽快进行防伪认证, 并在认证通过后的当月申报抵扣, 以免因超过法定认证时间而丧失获取增值税退税的资格。
二、已消失筹划空间
(一) 兼营销售筹划空间变化
原增值税暂行条例实施细则第六条规定:“纳税人兼营非应税劳务的, 应分别核算货物或应税劳务和非应税劳务的销售额。不分别核算或者不能准确核算的, 其非应税劳务应与货物或应税劳务一并征收增值税。纳税人兼营的非应税劳务是否应当一并征收增值税, 由国家税务总局所属征收机关确定。”。这一规定实际上已经隐含了“兼营的属于营业税的应税项目, 在缴纳增值税还是营业税方面存在选择的空间”。在实际的税收筹划操作中, 纳税人一般通过对税负的评估, 如果认为缴纳增值税有利, 就采用兼营收入不分别核算的方式, 如果认为缴纳营业税有利, 就采用分别核算的做法。
但新的增值税制度对原来的这一规定进行了修改。新增值税暂行条例实施细则第七条规定:“纳税人兼营非增值税应税项目的, 应分别核算货物或者应税劳务的销售额和非增值税应税项目的营业额;未分别核算的, 由主管税务机关核定货物或者应税劳务的销售额。”这样, 原来存在的筹划空间也就消失了。
(二) 纳税人销售旧货筹划空间变化
原增值税制度规定, 纳税人销售自己使用过的属于应征消费税的机动车、摩托车、游艇, 售价超过原值的, 按照4%的征收率减半征收增值税;售价未超过原值的, 免征增值税。旧机动车经营单位销售旧机动车、摩托车、游艇, 按照4%的征收率减半征收增值税 (财税[2002]29号) 。根据这一规定, 纳税人在销售以上旧货时, 往往比较关注销售收入是否超过原值。但新增值税制度对这一规定进行了修订。根据财政部国家税务总局“关于部分货物适用增值税低税率和简易办法征收增值税政策的通知”[财税[2009]9号]的规定, 纳税人销售旧货, 按照简易办法依照4%征收率减半征收增值税。而所称的旧货, 是指进入二次流通的具有部分使用价值的货物 (含旧汽车、旧摩托车和旧游艇) , 但不包括自己使用过的物品。可见, 纳税人销售自己使用过的属于应征消费税的机动车、摩托车、游艇的筹划空间已经消失了。
参考文献
《人口的空间变化》教学设计 篇5
一、教学目标
1、知识与技能
⑴了解人口迁移的概念与分类。
⑵掌握不同时期影响中国国内和国际上人口迁移的因素。⑶掌握人口迁移的特点及意义。
⑷掌握人口迁移对迁出地和迁入地产生的影响。
2、过程与方法
⑴通过举例说明人口迁移的主要原因，培养学生分析实例的能力。
⑵通过调查和运用本地人口资料，探究本地人口迁移特点的学习，培养学生进行社会调查和分析探究的能力。
⑶通过阅读教材中“三峡工程大移民”、“战争与巴尔干人口迁移”“宁夏南部山区吊庄移民”等不同时期、不同地区人口迁移的实例，掌握影响人口迁移的诸多因素及人口迁移对迁入地和迁出地的影响，培养学生具体问题具体分析的能力。
3、情感、态度和价值观
⑴培养学生正确理解和分析问题的能力及辩证唯物主义的观点。
⑵培养学生关注当地人口迁移的基本情况，形成正确的判断人口迁移产生影响的观点。⑶培养学生从全球角度来思考人口迁移的问题，培养学生的爱国观和环保观。
二、重、难点：影响人口迁移的因素、人口迁移产生的影响。
三、教学方法：案例分析法、自主阅读探究法。讨论归纳法
四、教学课时：1课时
五、教学过程：
创设情境，引入新课：学生自主阅读“宁夏南部山区吊庄移民”的有关图文资料和课文内容，讨论分析总结：人口迁移的概念和分类。
（一）人口迁移的概念与分类
1．人口迁移的概念：三大要素，即空间移位、居住地的变更，时间限度（一般在一年以上）。学生活动：阅读实例并结合教师的讲解了解人口迁移所包含的三大要素。利用教材第 17 页活动第 1 题实例，尝试判断这些实例是否属于人口迁移，并说明理由。结合教材第 17 页活动第 2 题，完成相关内容。2．人口迁移分类：
⑴国际人口迁移：发生在国与国之间，大洲与大洲之间的人口迁移。⑵国内人口迁移：发生在国内地区与地区之间，农村与城市之间的人口迁移。①城市化： ②逆城市化
（二）影响人口迁移的因素
学生阅读：阅读“宁南山区人口迁移”和“美国国内不同时期的人口迁移”及“中国历史上几次大的人口迁移”总结影响人口迁移的因素有哪些。
学生总结：四大因素，即自然生态环境因素、经济因素、政治因素和社会文化因素。1 ．自然生态环境因素：强调在影响人口迁移的各种自然生态环境因素中，气候、土壤、水和矿产资源等是最重要的。
学生观看视频：北方地区许多老人在海南和昆明买房而出现“候鸟族”。美国有很多老年人在退休以后向南方“阳光地带”迁移。气候不仅影响着一个地区的土壤、植被和水文等，而且直接影响人的身体健康，从而对人类的生产和生活产生重要的影响，并通过对生产和生活的影响而影响着人口的迁移。
再如：水资源及丰歉程度也是影响人口迁移的因素，“逐水草而居”是早期人口迁移的最基本形式。随着生产力的发展，人类对淡水天然分布状况的依赖程度有所减弱，但是淡水资源仍然是人类生活和生产的重要条件。）严重自然灾害，会发生人口的大迁移。
从 19 世纪末至 20 世纪初，我国河北、山东等省农民的“闯关东”现象，就是一种较大规模的人口迁移。触发的原因是由于严重的自然灾害引起的饥荒，但是，自然灾害之所以能够引起饥荒，则是因为落后的生产关系（帝国主义与封建主义的结合）严重束缚了生产力的发展，人们无力抵抗自然灾害的结果。我国历史上古楼兰城市的消失，也从某个方面说明了这个问题。现在某些大河流域如长江、珠江、尼罗河、多瑙河、伏尔加河等，也是人口密集地区。随着生产力的发展，人类对淡水天然分布状况的依赖程度有所减弱，但是淡水资源仍是人类生活和生产的重要条件。2 ．社会经济因素。
学生阅读：“20世纪80年代下半期我国务工经商流动人口”示意图并结合教师的讲解分析总结影响人口迁移的社会经济因素有哪些？
观看视频：我国出现“孔雀东南飞”“城市化”等都说明经济因素是影响人口迁移主要的、经常起作用的因素。文化教育事业的发展会改变人们的观念，也促进了人口的迁移。家庭和婚姻也会影响人口的迁移，而且对不同年龄人口的影响也不同。婚姻是影响年轻人口迁移的重要因素。家庭因素则是未成年人和老人人口迁移的重要因素。
3.政治因素：包括政策、政治变革和战争等。
学生阅读：
资料（1）我国户籍管理政策的改变促进了近十年来我国人口大规模的迁移。不同的人口迁移政策也会影响人口迁移的方向。毛泽东时期提出的上山下乡的政策，促进了大量人口从城市迁往农村，而后来的知青返乡政策的提出又产生了大量反方向人口迁移。计划经济体制极大程度的限制人口的迁移。20世纪80年代伴随着改革开放政策的实施，人口迁移的流量大增，流向发生很大的变化，使更多的农村人进入城市，从事工业和商业及服务业，极大的刺激和带动了城市经济的发展。
资料（2）战争也会影响人口的迁移，二战时期欧洲3000万人口的迁移就和战争有关。20世纪末巴尔干半岛大批人口的迁出正是因为该半岛政治局势混乱、战争不断。伊拉克战争期间曾经有大量人口迁出。中国历史上几次大规模的人口迁
移都是战争引起的。
资料（3）政治变革和政治中心的改变（迁都）都会引起大量人口的迁移。历史上，我国每次迁都都引发了大量人口的迁移。例如，我国历史上，都城在西安、洛阳、开封、杭州、南京和北京之间不断地变换，每一次这样的变化和朝代更迭，都曾经引起过人口的大规模迁移。学生活动：判断下列人口迁移的主要原因：①美国很多老年人退休后向南方阳光地带迁移②大庆、攀枝花吸引大量工人、技术人员和家属迁入③深圳、珠海因设立经济特区吸引大量人口迁入④美国的反恐怖战争，引起大量阿富汗难民流入巴基斯坦等国⑤沙漠地区因缺水引起的人口外迁⑥农民因耕地不足发生人口迁移。⑦为了解决夫妻两地分居的问题引起的人口迁移⑧中国历史上迁都引起的人口迁移⑨改革开放后我国大量农村人口涌向城市。承转：由此可知，影响人口迁移的因素很多，不同时期影响人口迁移的因素是不同的，我们在分析某一迁移现象时，应具体问题具体分析，全面考虑，突出重点，体现人口迁移的关键因素。而且人口迁移对迁入地和迁出地的影响也是不同的。分组讨论：全班分四组分别讨论环境对人口迁移的影响？与人口迁移对环境的影
响？
学生总结，教师进行补充。
（三）人口迁移产生的影响
1、人口迁移对迁出地的影响：
⑴有利影响：人口迁出缓解了当地的人地矛盾，利于合理地开发和利用农业土地资源，促进剩余人口的脱贫致富。有利于生态恢复和保护。⑵不利影响：可能导致青壮年劳动力减少、人才的外流等
2、人口迁移对迁入地的影响：
⑴有利影响：激活市场，促进城市经济和第三产业的发展。
⑵不利影响：大量的人口涌入会造成环境污染严重，住房紧张，交通拥挤，社会治安混乱等。课堂小结：本节我们学习了人口迁移与环境的关系，重点了解了影响人口迁移的因素，并通过一些例子来加以说明，使理论知识得以深化。本节内容与我们周围的生活联系紧密、难度不大，容易理解。在学习人口迁移与环境的关系时，我们应从正反两方面看待问题，既要看到人口迁移对迁出地的利与弊，也要看到其对迁入地区带来的好处与造成的压力，这样我们对本节内容就会有一个较为全面的了解。板书设计：
（一）人口迁移的概念和分类
1、人口迁移的概念
2、人口迁移的分类
（二）影响人口迁移的因素
1、自然环境因素
2、社会经济因素
3、政治因素、历史因素等
（三）人口迁移产生的影响
1、对迁出地的影响
2、对迁入地的影响
空间变化 篇6
关键词：空间自相关；数据分析；人均耕地面积；四川省；空间格局
中图分类号： F323.211文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0388-04
我国是人口大国，耕地后备资源不足，人均耕地面积不足世界水平的一半。随着经济的快速发展，城市化进程不断加快，人口不断增长，优质耕地被占用为城市建设用地，我国的耕地资源更加紧缺。城市用地扩张和耕地保护间的矛盾引起国内外学者的广泛关注[1]。许多学者运用经典统计分析方法对耕地面积变化进行不同视角的研究[2-4]，但是，由于空间依赖性的存在，该分析方法无法直接揭示与地理位置相关的空间数据关联和依赖性。于是，许多学者引入空间统计分析方法[5]，有学者对城市人口分布、城市商业和住宅地价及城镇化水平进行了空间自相关分析[6-8]，也有学者将地理空间分析方法引入到区域GDP等空间分布进行研究[9-10]，如华娟等运用空间自相关分析方法并结合GIS技术，对人均粮食占有量空间差异进行分析[11]。此外，越来越多的学者在地块用途转换、城镇建设用地分布及土地利用变化中进行多尺度空间自相关分析研究[12-14]。
人均耕地面积与其他地区的经济现象一样，区域间的人均耕地面积不是独立存在，而是存在扩散效应或极化效应[15]，脱离空间角度来分析研究区域人均耕地面积的问题是不全面、不科学的。四川省作为一个农业大省，对其人均耕地面积区域分布特征及空间关联性有待深入分析。本研究以四川省地级市为单位，基于空间自相关分析方法对四川省市域人均耕地面积的时空格局演变进行分析，以期为相关土地管理部门更好地制定具有针对性的耕地保护措施提供参考。
1研究区概况与数据处理
四川省位于我国西南腹地，97°21′～108°31′E，26°03′～34°19′N，辖21个市州，幅员面积为48.5万 hm2，耕地面积为401.07万hm2。川西为高原，川西南为山地，其余为四川盆地，四川地域辽阔，土壤类型丰富，平原、丘陵主要为水稻土、冲积土、紫色土等，由于复杂的地形和不同季风环流的交替影响，气候复杂多样，以亚热带季风气候为主，夏季高温多雨，冬季温暖湿润，这些都有利于四川全面发展农业生产[16]。
本研究数据来源于四川省统计年鉴，在收集四川省1998—2012年各个市州总人口、总耕地面积的基础上，利用ArcGis 10.1建立人均耕地面积的地理空间分布Shapefile格式数据，同时，运用Arcgis 10.1、Geoda空间自相关分析方法，分析人均耕地面积在空间位置上的相互依赖程度。
2研究方法
空间自相关（spatial autocorrelation）是反映一个区域单元上某种地理现象或某一属性值与邻近区域单元上同一现象或属性值相关程度大小的重要指标，是空间域中的值聚集程度的一种量度[13]，包括全局空间自相关（global spatial autocorrelation）和局部空间自相关（local spatial autocorrelation）。空间自相关的空间结构可以通过自相关图、方差图和周期图等结构函数来描述，考虑到相关系数（Morans I）的显著性水平可以对已标准化的自相关图进行不同方案间的对比研究[14]，且局部空间自相关能够揭示掩盖在全局空间自相关下反常的局部状况和小范围的局部不稳定性[5]。因此，采用全局Morans I统计量对1998—2012年四川省人均耕地面积进行全局尺度上的分析，利用空间关联的局部指标Morans I散点图和LISA聚类图进行局部尺度的分析。
2.1空间权重矩阵
空间权重矩阵是空间统计分析与经典统计分析的重要区别之一，是探索性空间数据分析（ESDA）的前提和基础[5]。为揭示研究对象间的空间联系，空间统计分析引入空间权重矩阵，通过定义一个二元对称空间权重矩阵W来表达n个位置空间区域的邻近关系，其具体形式
2.2全局空间自相关分析
全局Morans I指数是分布特征较合意的测度指标，其计算公式为：
式中：Ii为区域单元i的局部Morans I值；Xi为单元i的观测值；X为研究区内所有单元观测值的均值；Wij为空间权重；n为区域单元数。对j求和仅限于单元i的所有邻近单元。Ii的高值表示相似观测值的区域单元的空间集聚，低值说明不相似值的区域单元的空间集聚[19-21]。
局部空间自相关中散点图的4个象限按性质分为“HH”（第一象限）、“LH”（第二象限）、“LL”（第三象限）、“HL”（第四象限）。“HH”为热点区，“LL”为冷点区，落入这2个象限的空间单元存在较强的空间正相关；“HL”表示某一空间单元属性值较高，而周围单元较低，“LH”与之相反，落入这2个象限的空间单元存在较强的空间负相关[13，22-23]。为进一步揭示四川省市域人均耕地面积在局部尺度上的空间集聚程度，选用LISA聚类图和LISA 显著水平图来探测局部的空间自相关和空间差异。
3结果与分析
3.1人均耕地面积变化分析
研究结果表明，1998—2012年，四川省市域人均耕地面积占有量整体呈下降趋势，1998—2003年的下降幅度大于2003—2012年。由图1可见，1998、2003、2012年这3年中，雅安市的人均耕地面积下降幅度最大，降幅高达43.7%，其次是成都市、巴中市、阿坝州，降幅均大于30%，其他市域人均耕地面积都有不同程度减少，但相对降幅较小。
3.2人均耕地面积变化的空间分布规律分析
3.2.1全局空间自相关分析由图2可见，1998—2012年，四川省人均耕地面积Morans I值均大于0，四川省市域人均耕地面积在研究期内呈空间正相关，即人均耕地面积高或低的市，相对应和人均耕地面积高或低的市相邻近；人均耕地面积虽然呈现不同程度的聚集，但Morans I值均小于0.2，说明集聚程度并不高；1998—2003年，Morans I值呈下降趋势，且2001—2003年下降幅度最大，这是由于该期间阿坝州、甘孜州、雅安市深受退耕还林、还草政策的影响，而成都市、资阳市和绵阳市等盆地和丘陵地区城市建设加快，大量耕地被占用；2003—2012年Morans I值波动不大，基本趋于平稳，其中，2009年Morans I值有小幅上升，这说明四川省市域人均耕地面积空间差异有进一步扩大的趋势，与四川省内耕地减少的流向有着密切联系。为此，应因地制宜保护耕地，加大土地集约利用效率、实现土地资源的优化配置。
3.2.2局部空间自相关分析全局指标是用于探测整个研究区域的空间模式，局部指标是计算每一个空间单元与邻近单元就某一属性的相关程度[19]。全局指标有时会掩盖局部状态的不稳定性[24]，为进一步揭示四川省市域人均耕地面积在局部尺度上的空间集聚程度，运用Morans I散点图和LISA聚类图来可视化和探测局部的空间自相关和空间差异。
由图3可见，1998、2003、2012年3个年份，近1/2区域落入LL象限（冷点区），近1/4区域落入HH象限（热点区），剩余区域近1/4零星散落于LH象限和HL象限，且落入冷点区的区域数量远大于落入LH象限和HL象限的市域数量。这表明四川省市域人均耕地面积在局部范围内具有空间相关性，集聚格局较为显著，也反映出人均耕地面积空间分布存在异质性，呈局部空间的离散分布格局。
基于Geoda 10.0及ArcGis 10.1软件，在5%显著性水平上利用LISA集聚图对1998、2003、2012年散点图中表现出的局部区域空间分布格局进行统计分析。由图4可见，1998年HH型显著的区域有甘孜州和雅安市，属于高值集聚，HL型显著的区域仅有资阳市，具有较大空间差异性，即资阳市人均耕地面积高，周围区域人均耕地面积低，LL型显著的区域有自贡市和泸州市，属于低值集聚，空间差异较小，即人均耕地面积较低的市和人均耕地面积较低的市趋邻，不存在LH型；2003年HH型显著的区域仅有甘孜州，雅安市落入LH型显著区域，HL型显著的区域仅有眉山市，也不存在LL型显著区域，人均耕地面积空间分布异质性加强；2012年HH型、HL型显著区域与2003年相比未发生变化，仍不存在LL型显著区域，LH型显著区域新增攀枝花市，空间异质性变化趋于稳定。由此可知，虽然四川省市域人均耕地绝大部分呈局部空间正相关，但是显著区域很少，且呈正相关的区域主要是高值或与高值集聚的区域，主要分布于川西地区，而川东区域空间分布差异较大，与川西地处高原、地势平坦、地广人稀而川东地势起伏、人口密集、经济发达有关。1998—2012年LL型显著区域消失而新增雅安市、攀枝花市这2个LH型显著区域，说明空间异质性加强，这是因为雅安市实施退耕还林政策，耕地面积大为减小，导致人均耕地面积减少，而攀枝花市经济发展和城市化进程加快，耕地不断被占用，也导致人均耕地面积的下降。
4结论
基于1998—2012年四川省统计年鉴数据，对四川省21个市（州）人均耕地面积时空格局演变特征及其空间自相关性分析可知：（1）四川省市域人均耕地面积占有量总体呈下降的趋势，其中，下降幅度最大的区域为川西的雅安市和位于平原的成都市，其次为川东丘陵区巴中市和川西北高原的阿坝州。（2）四川省市域人均耕地面积总体上呈空间正相关，即人均耕地面积高或低的市相应地和人均耕地面积高或低的市趋于相邻；人均耕地面积空间集聚程度各异，总体空间集聚程度偏低；省内耕地流向差异是人均耕地面积空间差异逐年增大的重要原因之一，其中，甘孜州、阿坝州和雅安市受退耕还林、还草政策的影响，而盆地和丘陵地区受城市化进程加快占用大量耕地影响。因此，应以实现土地资源最优配置为目标，坚持因地制宜为原则保护耕地，提高土地节约集约利用效率。（3）Morans I散点图和LISA图中，落在LL象限和HH象限的市域数量远大于落在HL和LH象限市域数量。四川省市域人均耕地面积在局部范围内具有空间相关性，集聚格局
较为显著，同时也反映出人均耕地面积空间分布存在异质性，呈局部空间离散分布格局。（4）退耕还林、还草政策和城市化建设占用大量的耕地，导致人均耕地面积空间分布的显著型类型发生变化。雅安市由原来的HH型变为LH型，攀枝花市由不显著区域变成LH型，同时，LL型显著区域消失，说明人均耕地空间分布的异质性加强，更应切实关心耕地保护工作，做到“占补平衡”，在保护好耕地的同时更好、更快地发展经济，缩小地区间差距。
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江苏省耕地空间分布与变化研究 篇7
1 研究区域与研究方法
1.1 区域概况与数据来源
江苏省位于我国大陆东南沿海中心,地处长江三角洲平原,自然条件优越,经济基础较好。全省面积10.26万km2,占全国总面积的1.1%,辖64个市(县)。2009年实现地区生产总值3.45万亿,占全国GDP的10.16%,耕地面积468.8万hm2,不足全国耕地面积的3.49%,且随工业化和城镇化进程不断加快,耕地非农化现象日趋严重,耕地保护压力不断加大。江苏省经济发展迅速,建设占用耕地现象严重,是经济快速发展地区的典型代表。1980-2009年64个市(县)的耕地与土地总面积数据来自历年《江苏统计年鉴》(1980-2009年间江苏省县市进行多次行政区划调整,本文将2009年江苏64县(市)作研究单元的依据,对原行政单元进行归并以计算其耕地数据,如将江宁县数据归并至南京市区等),并在Arcgis9.4软件中将其作为属性字段赋予矢量图形,空间相关分析在Geoda软件中完成。
1.2 空间局部自相关分析方法
空间自相关是ESDA研究中的重要方法之一,可反映区域单元上某种地理现象或某一属性与邻域单元上同一现象或属性的相关程度,是空间集聚度的一种度量,它包括全局空间自相关和局部空间自相关两类。全局自相关是对某种地理现象或某一属性在整个区域上的空间特性描述,判断空间上是否存在集聚特性,但不能够确切指出集聚区的具体位置,而局部空间自相关却能推算出聚集地的空间位置和范围。局部空间自相关主要有两种表示方法,一种是散点图法,一种是LISA聚集图法。散点图可定性区分每一区域与周围区域关于某种现象的相互关系,它是以局部空间自相关指数作为横轴,其表达式是[14]:
以自相关指数标准化的Zi值作为纵轴,Zi的表达式是:
式中n表示64个市(县),xi和xj表示第i和j个单元的耕地指数或耕地变化指数,wij表示第i个和第j个评价单元的空间链接矩阵,表征空间单元潜在相互作用力量,E(Ii)表示期望值,Var(Ii)表示标准差。文章用Geoda软件生成基于Rook方式的空间相邻矩阵[15]。在散点图中第一象限是HH区,表示某一空间单元和周围单元的属性值都较高,第二象限LH区表示某一空间单元属性值低而周围单元属性值高,第三象限LL区表示某一空间单元与周围单元属性值都较低,第四象限HL区表示某一空间单元属性值较高而周围单元属性值低。第一和第三象限会存在较强空间正自相关,第二和第四象限存在较强负自相关。LISA聚集图是在散点图基础上,把四个区中的散点与显著性水平相结合,将在一定显著性水平下的集聚区域显示于具体图中,以反映集聚区位置与范围。
1.3 耕地指数与耕地变化指数
若只考虑各单元耕地面积,不考虑行政区大小,则不能准确揭示耕地空间分布格局,为真实显示耕地空间分布特征与规律,文章构建耕地指数,即耕地面积与行政区面积的比值,用分级图方式进行表示,以显示集聚稀疏程度与耕地分布级别,其中耕地指数的具体计算公式如下:
式中Ri表示第i县(市)耕地指数,ci表示第i县市耕地面积,Si表示第i县(市)行政区土地面积。文章用耕地变化指数考察各县(市)不同时点间耕地变化水平,具体计算公式如下:
式中st是t时刻的耕地面积,st-1是t-1时刻的耕地面积,δt是耕地变化指数。
1.4 空间重心统计分析方法
耕地在空间分布上具有不均衡性,故在其分布平面上会有一个重心,这里引入地理学中的重心统计来分析耕地空间分布变化。描述重心位置的指标很多,包括平均重心、标准偏差、标准距离和标准偏差椭圆等,文章采用平均重心法,在Arcgis中可计算耕地重心位置,其计算公式如下[16]:
式中Wi表示第i单元的经度,Li表示第i个单元的纬度,ci表示第i个单元的耕地面积。
2 结果与分析
2.1 江苏省耕地空间分布分析
计算江苏省64县(市)耕地指数,采用Arc Map中数量分级方法将江苏耕地空间布局划分成4种类型(图1),耕地指数实质表示区域耕地面积比重,江苏省耕地指数平均值是46.88%,所以文章认为当10
以同样方法计算江苏省64县(市)1990和2000年耕地指数,在Arcgis9.4软件中对矢量图新建三个属性字段,将三个时点各县(市)的耕地指数赋予其中,之后在Geoda软件中生成基于Rook方式的空间权重文件,在此基础上按照既定程序分别完成全局和局部自相关分析。全局自相关分析中Moran's l1990=0.3214 Moran's l2000=0.2132 Moran's l2009=0.1262且其Z值分别大于正态分布在95%置信水平下的阈值。所以可认为三个时期的耕地分布在空间上具有良好关联性,呈现显著集聚状态,即有一些县(市),其本身耕地分布集中或稀疏,周围单元耕地分布也处在集中或稀疏状态。在局部空间自相关分析中,将Moran散点图与LISA显著性水平相结合,以进一步判断各时期耕地分布显著相关区域的具体位置与范围,选取序列数值是999估计Moran'sli的统计规律,在这基础上选择显著性水平的阈值是0.05,这样在LISA聚集图中所显示的空间自相关样本置信度在95%以上(图2)。
1990年耕地分布LISA图中丰县、沛县、海门和太仓市位于HH区,说明不仅这些县(市)耕地指数高于全省平均水平,其周围的铜山县、常熟和昆山市耕地指数也高于平均水平,此时期全省耕地集聚区主要集中在徐州东北部,南通中东部和苏州东北部,可见在90年代苏州市耕地资源还比较丰富,粮食生产具有重要地位;金湖和盱眙县位于LL区中,说明其与周围县(市)耕地指数低于平均水平,是耕地分布稀少区,该时期其经济发展缓慢,对耕地减少作用不明显,主要是因为该地区地势低洼,河流湖泊密集,分布着高邮湖、洪泽湖等较大湖泊,而致使耕地资源禀赋本身较少。2000年HH区主要包括沭阳县,LL区包括宜兴市,从1999-2000年,耕地集聚区向苏北腹地转移,而稀疏区则向苏南地区转移。这可能主要因为苏北腹地的沭阳、涟水等县耕地后备资源丰富,宜开垦成耕地,且在相关政策指引下,加大耕地补充力度,有效缓解耕地减少局势,其次该地区经济发展缓慢,由此造成的耕地流失作用不明显。苏南地区却在这一时期经济快速发展,城镇外延扩张迅速,大量耕地被占用,由于吴江、太仓和昆山等地耕地资源丰富,即使经济发展占用部分耕地,耕地指数在当时也不会处在全省较低水平,所以稀疏区仅局限在宜兴市,而未进一步扩大。2009年HH区包括苏州和无锡市区在内的5县(市),在原基础上进一步扩大面积,说明吴江、太仓等县(市)耕地水平已降至全省平均以下,LL区包括沭阳、涟水在内的5县(市),同样在原基础上扩大范围,可见与2000年比,苏南地区耕地减少情形加剧,形成大片耕地稀疏区,而苏北中部地区耕地保护绩效相对较好,成为全省耕地分布的集聚区。
2.2 江苏省耕地空间变化分析
通过计算1980-2009年江苏耕地变化发现,变化指数在[-212.08,89.25]之间,而江苏省此时段平均变化指数是0.007,依据变化指数在各区间分布频数和集中程度,用Quantile方法将耕地变化划分成5个级别,依据江苏省耕地平均变化强度,文章认为当δt在[-212.08,-30)时,属于快速减少区;当δt在[-30,-10)时,属于一般减少区;当δt在[-10,10)时,属于基本稳定区;δt在[10,20)时,属于低度增加区;当δt在[20,90)时,属于一般增加区。由图3可看出快速减少区集中在苏锡常地区,且该地区所有县(市)耕地变化至少处在一般减少区,苏锡常经济发展速度与水平在江苏省处于较高层次,这与耕地的减少水平在空间上相互重合,可见经济发展对耕地减少作用非常明显;一般增加区分布于盐城东部的射阳等县,淮安西南部的盱眙等县,句容、溧水也在一般增加区内(徐州市区2000年涉及行政区划调整,原铜山县农场划归徐州市区,所以徐州市区属于耕地变化一般增加区,而铜山县则变为快速减少区)。盐城东部具有大面积湿地滩涂,近几年在有关规划指引下进行有步骤开发,有效增加了耕地面积,淮安西南部地势低洼,坑塘与河流众多,耕地保护责任致使许多湖泊、坑塘被开发或整理成耕地,以完成地方政府耕地保有量,溧水县和句容市耕地增加首先因其耕地后备资源多,其次它们承担着南京与镇江市耕地占补平衡重任。从图3中还可看出低度增加区主要集中于苏中与苏北。
耕地变化受自然灾害、经济发展、国家政策等因素综合影响,根据地理学第一定律:事物之间具有相互影响,且近距离事物影响程度大于远距离事物影响程度。地理学第一定律充分考虑事物空间相关性,对于耕地变化强度较大区域一般集中在社会经济发展迅速,或受自然灾害及国家政策影响较大区域,总之耕地变化也具有一定空间相关性,因此有必要对全省耕地变化进行空间相关分析,以明确耕地快速变化的集聚区。同样分别计算1980-1990年、1990-2000年和2000-2009年耕地变化指数,将计算结果赋予新建属性字段中,以进一步进行空间相关分析,在全局自相关分析中大于0,Z值通过显著性检验,证实耕地变化具有全局自相关现象,于是进行局部自相关分析,不同时段耕地变化的LISA图如图4所示。1980-1990年耕地增加或基本稳定集聚区在盐城中东部县(市)与淮安涟水县,此时段虽有许多地区耕地减少,但不存在耕地减少集聚区,即不存在一个县(市),本身耕地减少超过全省平均水平,周围县(市)耕地减少也在平均水平之上。1990-2000年耕地增加或基本稳定集聚区转至南京市区与洪泽县,南京市区耕地从1990年15.5千hm2增加至2000年20.9千hm2,增幅高达34%,这主要因原江宁县、江浦县与六合县在此期间进行农地结构调整,将园地、林地及其他农用地转作耕地,同时加大开发复垦力度,有效增加耕地面积,而使耕地数量增加幅度较大[17,18],周围仪征市、句容市与溧水县这一时期耕地也处在增加或基本不变状态。1990-2000年苏南地区出现大范围耕地减少集聚区,这一时期苏南经济迅速发展,表现出一定区域集聚特性,与之相对应,耕地在空间变化上表现出减少的集聚。2000-2009年耕地减少集聚区继续停在苏南,范围有所变小,耕地增加或基本稳定集聚区则转至盐城中东部和宝应县、兴化市。
2.3 江苏省耕地变化重心分析
在Arcgis中计算各县(市)的X、Y坐标,从而进一步计算江苏省不同时段耕地分布重心状况(表1)。1990年耕地重心向东北方向偏移,偏移距离是0.89km2;2000年耕地重心向西北方向偏移,偏移距离是4.34 km2;2009年耕地重心向东北方向偏移,偏移距离是8.24 km2。较1980年,2009年耕地分布重心向东北方偏移,这可能因为苏南经济发展造成大量耕地流失,同时盐城东部地区耕地增加或基本不变,在两大主要力量共同作用下耕地分布重心总体向东北方偏移。
3 结论与进一步研究展望
文章通过构建耕地指数与耕地变化指数,借助空间自相关与重心分析模型,对江苏省1980-2009年耕地空间分布与变化进行分析,得出以下结论:
(1)江苏省耕地分布表现出严重不均衡性,相对稀疏区几乎全部在苏南地区,而耕地集聚区却大多分布在苏中和苏北地区;
(2)耕地分布在各时段表现出空间自相关现象,2009年空间自相关现象最突出,形成了包括苏州与无锡市区在内的HH区和沭阳、涟水在内的LL区的空间相关格局;
(3)江苏省耕地空间变化也表现出不均衡性,苏锡常全部县(市)都在耕地减少区,而苏中与苏北绝大多数县(市)则至少保持基本不变状态,与苏南耕地变化情形对比鲜明;
(4)各时段耕地变化具有空间自相关现象,1980-1990年耕地变化不存在LL区集聚区域,而HH区则主要集中在盐城中东部,1990-2000年耕地变化LL区出现在苏南地区,而耕地变化HH区则转至南京市区和洪泽县,2000-2009年耕地变化LL区主要分布于苏州全部县(市),而HH区则主要集中在盐城中东部和宝应县、兴化市;
(5)与1980年相比,2009年江苏省耕地分布重心向东北方发生偏移。
文章虽然对江苏省耕地空间分布与变化进行详细分析,但未研究形成这种分布与变化的影响因素和驱动机制,所以有必要进一步分析影响因素,分析是经济发展、自然灾害还是国家政策导致形成目前的分布与变化情形,以及影响因素的作用弹性和作用途径,旨在为相关部门制定耕地保护政策提供依据。文章只分析了耕地分布与变化的全局自相关和局部自相关状况,可进一步深入研究这种空间格局形成的内在机理。
摘要：揭示耕地空间分布与变化规律,可为制定合理有效的耕地保护和区域发展政策提供依据。以往关于耕地空间分布与变化研究大多以单元间相互独立为假设条件,忽视单元之间相关性,这可能致使结果不能客观揭示耕地空间分布与变化特征。本文构建耕地指数与耕地变化指数,借助空间自相关与重心分析模型,对江苏省1980-2009年耕地空间分布与变化进行分析。研究结果表明:江苏省耕地空间分布与变化表现出严重不均衡,2009年耕地稀疏区与减少区主要分布在苏锡常,耕地集聚区、增加区和基本稳定区主要分布在苏中与苏北;耕地空间分布与变化具有空间自相关现象,2009年江苏耕地分布形成包括苏州、无锡市区在内的低-低相关区和沭阳、涟水在内的高-高相关区相对应的空间分布格局,2000-2009年耕地变化的低-低相关区包括苏州全部县(市),高-高相关区包括盐城中东部与宝应县、兴化市;相比1980年,2009年耕地分布重心向东北方偏移。
空间变化 篇8
随着政策的变化, 土地利用空间布局呈现出新的形式, 如何对其进行模拟, 是当前土地资源管理学中的研究热点之一。长久以来, 我国土地利用配置研究及部分土地利用规划项目都多偏重于对土地利用数量结构的预测、安排和优化, 较为忽略土地利用结构在空间上的协调与规律, 规划以数量结构为主, 注重土地利用规模、比例, 而忽视了整体空间布局及区域上的统筹, 尤其是在研究政策驱动对土地利用空间布局变化的影响方面更为匮乏。因此, 本文通过对CLUE-S模型、Arc GIS等软件工具的应用, 结合对未来年份研究区域将会对土地利用变化趋势产生影响的政策, 模拟研究区未来年份的土地利用变化情况。
1 CLUE-S模型
CLUE-S模型分为需求分析和需求分配两部分。需求分析部分在统计的层面上为所有土地利用类型计算面积变化;而在需求分配部分将研究区不同地类的需求面积转化成空间上的土地利用变化。模型中, 对于每一个栅格像元i都要针对每一种土地利用类型u根据公式1计算总概率 (TPROPi, u) , 模型根据总概率进行土地利用变化判断。
其中, Pi, u是指对于土地利用类型u而言地块i的适宜性;ELASu是指土地利用类型u的变化弹性;ITERu是指土地利用类型u的循环变量, 标示着这一地类的相对竞争力, 对于所有土地利用类型而言, 当已分配面积小于需求面积时循环变量的值就会升高, 反之当已分配面积过多时循环变量的值就会降低。
2 研究区分析
研究区选取的是县域土地, 包括县城所在地, 主要涉及到四个乡镇的部分地区, 总面积为17523.05公顷。根据2009年全国二次调查数据, 其中农用地为14892.12公顷, 建设用地为1763.03公顷, 其他土地为867.90公顷, 分别占总面积的84.99%、10.06%及4.95%。
研究区位于中国西南部地区, 属高原地带, 地势起伏较为明显。地形可大致分为西部、中部、东部三个地区, 其特点分别为:西部地区海拔高, 坡度大, 覆盖地类多为林地, 含有少部分园地及零星散布的旱地、水浇地、村庄与自然保留地;中部地区地势平坦, 多为建设用地和水浇地, 其中建制镇靠近公路、主河道, 而水浇地中散落分布着村庄与其他农用地;东部地区多为缓坡, 相较西部地势较为平缓, 覆盖地类多为旱地。
3 土地利用变化模拟实验
为保证实验结果可以与土地利用总体规划进行有效衔接, 实验过程中的土地利用分类方法均选用“土地规划用途分类”。根据规划分类中的三级类分类, 研究区涉及到的共有23种, 但CLUE-S模型中最多可以同时模拟12种地类, 因此对每个地类逐一分析空间布局特点、未来用地需求, 将空间布局联系紧密、未来土地利用需求方向一致的地类归为一类, 使有特别用地需求、空间布局特点无法与某一地类合理融合的地类单独成类, 最终形成8个地类, 即水田水浇地、旱地、园地、林地、建制镇、村庄、自然保留地和其他不变土地。分类完成的8种土地利用类型用地空间布局见图1。
除了地类的选择之外, 对模拟结果影响最多的为驱动因子的选择。表1中列出了在研究区范围内较为适用的区位因素及其对应的文件编号。
对所有地类的驱动因子选取方案及其对应的方程分类能力百分比、ROC曲线下面积值进行汇总, 详见表2。
从表2中可以看出, 各地类的方程分类能力、ROC曲线下面积值均高于70%和0.7。7个可变地类当中, 2个地类的ROC值高于0.9, 4个地类的ROC值高于0.8, 整体解释能力较强。
将回归结果作为输入参数在CLUE-S模型中参与计算。回归结果在CLUE-S模型中的应用可以帮助判断不同土地利用类型的区位适宜性。根据所选择的驱动因子, 准备以下文件, 将它们作为主要参数输入到CLUE-S模型中, 开始模拟实验。
4 结果分析
为验证实验模拟的精度, 通过Kappa系数进行运算, 以2011年的模拟结果与现状图进行对比。通常kappa值在0~1之间:0.0~0.20为极低的一致性 (slight) 、0.21~0.40为一般的一致性 (fair) 、0.41~0.60为中等的一致性 (moderate) 、0.61~0.80为高度的一致性 (substantial) 和0.81~1为几乎完全一致 (almost perfect) 。经计算, 2011年的模拟结果Kappa值见表4。
由表4可知, 各地类的Kappa值均大于0.60, 其中4个地类的Kappa值大于0.80, 8个地类的Kappa平均值为0.831, 模拟效果良好, 证明该实验成立。
根据土地利用需求文件中对2015年不同地类用地需求的预期, 对比2015年的实验模拟结果数据检验模拟实验在需求分配的数量结构方面是否达到预期要求。根据检验结果, 2009年与2015年研究区各地类的面积差值均保持于1至2个栅格 (栅格面积为1公顷) 的差值, 排除四舍五入等计算误差的客观存在, 实验很好地完成了对土地利用需求的模拟。
从土地利用的结构变化上看, 2015年与2009年模拟初始年的情况相比, 较为明显的变化有:水田水浇地的比例提高了1.37%;林地占有比重明显减少, 降低了4.51%;园地面积也有明显增加, 比重增加了3.48%;其他地类变化较小或没有发生变化。从空间布局的变化来看, 较为明显的变化有:水田水浇地面积增加, 增加的来源主要为建制镇原有用地;建制镇整体向西偏移, 即为水田水浇地腾挪位置, 往临近低丘缓坡转移;园地面积有明显增加, 并形成多个聚集区。此外, 研究区2015年不同土地利用类型的空间布局较2009年均有更为集中的特点, 符合并实现了“节约集约用地”的政策。
根据建设用地上山, 即低丘缓坡工程的政策要求, 在研究区的建设用地中占主要地位的建制镇应当向海拔更高的地块发展。在2009年和2015年的建制镇海拔变化中, 2009年建制镇用地的海拔平均值为1593米, 而2015年则为1618米, 平均上涨25米。由图2可以看出, 新增建设用地主要分布于中部偏西的低丘缓坡地带, 符合政策要求。2009年建制镇的位置已符合沿河沿路发展的要求, 而在2015年的模拟结果中, 由于建制镇选择了朝距离最近的西部缓坡发展, 整体向西转移, 依然贴近公路发展 (图2) , 离河流距离略远, 但仍然在距河流较近的范围内。由计算可知, 2009年建制镇距公路的平均距离为606米, 2015年为610米, 基本保持不变;但新增建制镇距公路的平均距离为539米, 符合政策要求。根据建设用地沿河、沿路发展的政策要求, 在研究区建设用地中占主要地位的建制镇应当靠近主河道和公路发展, 由于沿河建设需要考虑到其必要性, 以及河流及周边环境保护的问题, 在沿河发展时, 需留有一定距离, 保持交通便捷即可, 以免对水流环境造成污染。
根据花卉种植面积增加609公顷的政策, 园地在空间布局上也实现了相应的扩张, 并且形成了三个较为突出的聚集点, 符合园地集约发展的要求。为了符合以花卉为主的园地面积扩张要求, 在驱动因子中特别选取了距其他园地距离以引导新增园地围绕原有其他园地进行发展。如图3所示, 新增建设园地大部分以原有其他园地为中心, 依附在其附近发展。此外, 根据计算, 原有园地距公路距离1413米, 新增园地距公路距离1177米, 有效缩短了从园地到公路的距离, 为花卉生产及销售运输提供便利的交通条件, 促进了该产业的蓬勃发展, 不仅符合政策要求, 而且对政策进行了有效的补充。
根据建设用地为水田水浇地腾挪用地的政策要求, 由图4可以看出, 新增水田水浇地基本处于研究区中部地势平坦地区, 根据计算, 其平均海拔为1533米, 而原有水田水浇地的平均海拔为1769米, 由此可见, 新增的水田水浇地占用了由建设用地转移而腾挪的中部地势平坦土地。此外, 2009年的水田水浇地距河流的平均距离为1913米, 而2015年缩短为1664米, 新增水田水浇地距河流的平均距离为921米, 便于作物灌溉。综上所述, 模拟结果不仅符合政策要求, 且非常适应农作物的生长需求。
5 结论
根据已完成的实验结果, 建议研究区今后的土地利用空间布局按以下论述进行发展:城市、建制镇用地向西迁移, 上山、上坡并沿公路布局, 为水田水浇地腾挪用地;旱地保有量维持不变, 水田水浇地在地势平坦地区占用城市和建制镇原有位置的土地进行面积扩张;以花卉种植为主的大型园地的规划以2015年模拟图中的园地聚集地为中心。
在运用CLUE-S模型进行模拟实验的过程中, 证实了该模型较为适用于小尺度范围的土地利用变化在空间布局方面的模拟。在驱动因子设置过程中研究发现, 在某一地物或地类图层上先标出其聚集点后再进行距离分析效果更好, ROC值更高。然而, 对于CLUE-S模型的应用仍然存在很多需解决的问题, 解决问题的过程中一定可以获得更加精确的模拟结果。
摘要：目前, 对土地利用在空间布局方面的研究已经成为新兴热点, 而对于政策影响下的土地利用空间布局变化模拟研究与分析的成果尚只存少数。因此, 本文在对研究区进行土地利用现状于结构和空间布局两方面的分析的基础上, 根据研究区当前面临的主要土地利用变化相关政策进行需求变化研究, 通过合理选择土地利用分类, 运用逻辑回归分析及ROC曲线等方法进行反复的驱动因子筛选, 最终选出最适用于研究区特点的因子, 并通过CLUE-S模型对土地利用变化政策在空间布局上的影响做出合理模拟。结果显示, 采用确切符合研究区特点的参数设置, 灵活多变地选用驱动因子可以有效地帮助实现运用CLUE-S模型同时模拟出“建设用地上山”、“建设用地为耕地腾挪土地”、“建设用地沿河沿路发展”、“重点产业用地扩张”等多项土地利用政策在空间上的布局, 其结果对土地利用变化研究、土地利用规划工作等具有一定意义。
空间变化 篇9
21世纪初,美国加州大学的D.R.Smith等人用细金属导线阵列[1]和开路环谐振器(Split-Ring Resonator,SRR)阵列[2],首次构造出了微波频段介电常数与磁导率同时为负的人工介质[3]。人工介质材料的概念最早是由前苏联科学家Veselago在1968年发表文章提出的[4],他从Maxwell方程出发,分析了电磁波在介电常数ε和磁导率μ同时为负的介质中的传播情况,即电磁波在这种物质中传播时电场E、磁场H和波矢量k成左手关系,并称这种假想的物质为左手材料。为了实现左手材料,有学者提出不同形状的单元,例如Ω型[5]、π型[6]、H型[7]和树形结构[8],以及一些变种。这种左手材料可以实现平板聚焦、天线波束汇聚、完美透镜、超薄谐振腔、后向波天线等功能,在微波和光学领域有广泛的应用价值[9]。本文采用源于Nicolson-Ross-Weir(NRW)方法[10,11]的S参数提取法[12],研究并分析了尺寸改变对不同空间结构人工介质材料的负折射特性的影响,并通过仿真计算得到了比较精确的特性变化曲线。
1基于S参数的参数提取方法
当负折射率介质呈现周期性结构特性,并与其作用的平面电磁波波长大于6倍周期值时,该介质可以等效为均匀介质。如果入射平面电磁波在真空中的波矢为k0,均匀介质厚度为d,折射率和波阻抗值设为n和Z,在已知两界面处的反射和透射系数S11和S21的情形下,可以得到n和Z关于k0,d,S11,S21的关系表达式。具体采用的步骤如下:
首先定义表示传输与反射的S参数:S11,S12,S21,S22,其含义如图1所示。
通常先定义一维传输矩阵,对于厚度为d的均匀平板材料,假设平板两边的电磁分别为F,F′,其有如下关系:
式中:
式中:n为折射率;z为波阻抗,而n与z又与ε和μ有如下关系:
由传输矩阵T,可得S参数为:
对于均一的平板材料,T11=T22=Ts,det(T)=1。S参数矩阵为对称矩阵,可写为:
将式(2)中的T矩阵单元代入式(6),式(6)可化为n与z的表达式:
由此可得到n和z。由于n和z的表达式相对复杂,并且反余弦函数求解的多值性使得参数的确定不惟一,是具有多分支的复函数,对分支的选择将会导致最终确定ε和μ的表达式变得混淆不清。本文利用一些关于材料的已知条件来消除这些混淆。例如,如果材料是无耗的,Re(z)>0的条件解决了式(10)的符号选择问题。同样的,Im(n)>0也解决了n的符号问题,并通过Matlab编程迭代得到理想的计算结果。程序的流程图如图2所示。
2负电磁参数随空间变化的特性曲线
人工介质材料的负折射率特征峰取决于SRR&Wire结构的谐振频率。本文对多个按一定规律排列的SRR&Wire结构的特征曲线随它们的空间排列变化关系进行了仿真,考虑的因素主要有传播方向上两结构的间距、垂直传播方向平面上两结构的间距以及两对结构平面之间的间距,因为这些因素的改变都会对整个系统的电磁参数产生明显的影响。
具体做法从一系列尺寸中选择其中的几个尺寸,通过S参数提取方法来计算负折射率特征频段,并与S21曲线对照,确定负折射特征峰,进而做相应的分析。
2.1 传播方向上两个SRR&Wire结构间距的曲线
结构如图3所示,定义传播方向x方向两结构间距为space(图3中space=3.5 mm),从2.5 mm以1 mm步长变为6.5 mm。曲线如图4所示,这里把曲线局部的特征峰放大显示。
由HFSS仿真的结果如图4所示,随着space增大,特征峰中心频率也增大。由2.5 mm增大到4.5 mm时,中心频率由8.58 GHz增大到9.10 GHz,而后space再增大时,中心频率变化不到0.06 GHz。这说明超过一定距离后,两谐振环之间相互耦合的作用已经非常弱,两环之间的距离变化对特征峰的影响也相应地减弱了。
2.2 垂直方向上两个SRR&Wire结构间距的曲线
结构如图5所示,定义垂直传播方向的平面上y方向上两结构中心间距为C(图5中C=3.5 mm),从2.5 mm增加到6.5 mm,步长为1 mm。注意图中将两个结构的金属丝连接起来,是因为若金属丝断开,则无法在开口谐振环谐振处产生负的介电常数,因而无法产生负的折射率,经过仿真也验证了这一点。同时,经过HFSS仿真发现,这样排列的结构会产生两个负折射率区域,如图6和图7所示。以C=3.5 mm为例,给出了折射率n曲线和S21曲线。从图中可以清楚地观察到两个负折射率区域以及对应S21曲线中相应的两个负折射透射峰。改变C的取值,得到一系列S21曲线,如图8所示。
从图8可以得到,随C的改变,两族透射峰的变化是不同的。图中左边一族的透射峰随C的增大而向低频移动;右边一族的透射峰却向高频移动,但移动并不如左边一族明显。然而,注意到C=6.5 mm比较特殊,即超过一定间距C后,右边的特征峰又稍微向低频移动。
2.3 两对SRR&Wire结构平面间距的曲线
空间结构如图9所示,选定两环在传播方向x方向上的间距space=5 mm,设两对SRR&Wire结构在z方向上的间距为e,从2 mm变为5 mm,步长为1 mm,得到的S21曲线如图10所示。
图10中,e由2 mm变为5 mm,负折射透射峰由原来的8.86 GHz增大到9.81 GHz。 而且,观察e=2 mm时S21的整体曲线发现,其形状与原尺寸结构的S21曲线吻合得很好,这是符合等效媒质理论的。单层材料的传输矩阵只是多层材料传输矩阵的平均,而材料本征的电磁参数是恒定的。所以最终计算得到的介电常数,磁导率和折射率随频率的变化关系并不会因为层数的不同而不同。
3结论
本文在S参数提取法的基础上,给出了由开口谐振环和细导线结构构成人工介质材料的本构参数变化规律。在传播方向上,随两个SRR&Wire结构之间的间距增大,负折射特征峰频率增大;垂直传播方向上,两个结构产生了两个双负特征峰,随间距增大,频率低一些的明显向低频移动,频率高一些的向高频微弱移动;在两对结构平行放置的情况下,负折射特征峰随平面之间距离的增加而向高频移动。
参考文献
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浅谈图书馆管理服务空间的变化 篇10
1 文献信息典藏的变化
1.1 图书馆最基本的功能是文献信息典藏。
过去图书馆以藏为主, 重藏轻用, 谁的馆藏量多, 广泛, 全面, 谁的价值大。图书馆开展的各项工作主要围绕藏来进行。图书馆的管理也是如此, 如何把这些书管好, 如何把家底看住, 至于这些书的利用率如何, 根本不重要, 重要的是保存好这些书。图书馆是为少数人服务的。随着时代的变迁, 人们的观念也随着改变, 图书馆的收藏也发生着质的变化, 由以藏为主的封闭型, 变为以检索为主、以用为主的开放型, 评价图书馆的标准也不再是你的馆藏, 而是你每本书的利用率如何, 你的社会效益大小, 图书馆的收藏结构、服务内容、方式方法等都随着读者的需求而变化。图书馆向社会敞开了大门。随着计算机信息技术的发展和经济的全球化、数字化和网络化发展, 图书馆信息资源的典藏发生了深刻的变化。图书馆信息资源数字化、信息资源服务方式虚拟化、用户利用图书馆信息资源网络化, 其典藏空间扩大了, 图书馆已不再是普通藏书借阅场所, 而是高效的信息获取中心、快速的信息传递中心。典藏不仅包括藏书的组织与管理, 还展到各种数字化的图书、期刊、音像数据库的组织与管理。
1.2 构建一个实用型、系统型、发展型、合作型
的图书馆信息资源平台, 形成一个能够满足读者需求、方便利用、方便共享的高校图书馆信息资源布局, 从而使图书馆由被动提供图书文献服务转变为主动提供信息资源服务, 将图书和数字化资源按一定的要求进行合理统计、清理;按照学校的办学目标, 通过馆藏利用中的效果、读者需求和读者利用率等, 有效地控制典藏走向和范围, 使藏书流与读者流相互沟通, 有序结合运转, 并处于均衡饱和的最佳状态。是目前图书馆建设必须要考虑保证藏书序列的最佳化, 使藏书能长期完整地保存, 充分有效地利用, 典藏工作就是要科学地处理好藏书与利用的关系, 既要满足文献保证原则, 又要满足文献利用原则, 尽可能调节入藏与利用的矛盾。
2 文献信息服务需要创新服务
图书馆的服务理念是“读者第一, 读者是上帝”, 倡导体现以人文关怀精神, 为我国建立和谐社会, 改造与创新图书馆服务, 已成为一种必然。服务是人与人之间的一种特殊形式的“互动”。是一种满足人的需要的活动。是人与人之间生存方面互相信赖关系的具体体现。相互服务已成为当今社会人与人之间的一种基本关系形态, 可谓是互帮互助, 人人为我, 我为人人。这种精神不仅仅是理论上的“务虚”, 服务既具体又无形却涉及到方方面面, 体现在服务的每一个细节, 大到建筑布局, 小到着装说话, 不管读者的身份如何, 也不管读者的要求多么微小, 都应竭力满足。这就需要有一种发自内心的关爱, 反之, 既使是满脸堆笑, 读者也会被这种做作吓跑。有出色的服务才是图书馆的区别所在。服务是贯穿图书馆的主线, 是图书馆的核心价值观, 图书馆现代化发展的最终目的就是提供更好的适应21世纪的创新服务。
2.1 图书馆创新信息服务系统体系的建立。
加强信息收集、整理、分析及加工能力, 方便读者利用图书馆检索系统查询和使用。大多数馆都实行了开架借阅、微机管理, 网上进行, 读者可根据自己的喜好取书, 通过网络查找所需信息, 不再依赖工作人员, 工作人员由唱主角变为配角, 由台前到了幕后。
充分发挥图书馆自动化集成管理系统管理功能, 深化服务开展及管理模式创新。关注其在满足传统的采、编、流、检等主要工作流程外, 重视对其管理功能的挖掘。从本人对各高等院校自动化系统了解, 愈在2004年以后购买的图书馆集成系统, 其界面友好、操作方便、功能强大, 通过运行系统报表实现管理功能, 实现数据挖掘及一系列计算类报表的使用, 高效获得大量统计数据, 使图书馆计量管理的功能得以实现。使用计量管理方法衡量工作成效较为科学、直观, 方便掌握工作进度, 统筹安排。同时它也是管理目标量化的重要手段。这一类报表主要为管理人员提供相关数据。
2.2 文献信息自动化、网络化创新服务内容。
自动化、网络化图书馆服务可以突破空间限制, 图书馆服务不仅仅在图书馆内实现网络的发展, 使图书馆对读者提供远程服务以及全天侯的服务成为可能, 而且将拓展到图书馆以外, 人们在远离图书馆的地方享受图书馆服务。基本特征是:随着大量的电子资源和数据库成为图书馆的资源, 对数据的查询将可以通过网络由读者自行在因特网上用浏览器完成, 不需要图书馆员的介入。所以, 图书馆的一些日常性读者需求, 完全可以实现全天侯自动化、网络化、个性化服务。
图书馆拥有丰富的信息资源和人才资源, 具有强大的在提供学术资料方面有着得天独厚的优势, 这就为图书馆提供个性化信息服务奠定了坚实的基础。尤其是科研、学术型用户迫切需要来自图书馆网站的有针对性、高质量、及时主动的信息服务, 这是其他的网上信息服务提供者无法做到的。而随着数字图书馆和信息技术的发展, 图书馆也具备了为每个用户提供个性化信息服务的能力。可见, 提供个性化信息服务, 是用户对网络环境下的图书馆提出的要求。通过图书馆提供的个性化信息服务, 用户个性化的专业信息需求才可以得到满足。
2.3 建立创新全方位的空间图书馆文献信息服务体系, 适应信息社会发展的步伐。
图书馆服务工作的空间也不可避免地从单一的文献服务为主过渡到文献服务与信息服务并重。网络环境下图书馆提供信息服务的保障工作。整合网络资源, 建立馆藏虚拟数据库。要提供良好的信息服务, 图书馆本身必须要有好的硬件以及海量的信息存储, 来应对不同读者的各种各样的信息需求。
网络出现的同时使图书馆人认识到, “我们的核心能力不在于所拥有的资源, 而在于我们具备的利用广泛信息资源为用户创造价值的知识和能力”。我们应该将核心能力定位在知识服务, 即以信息知识的搜寻、组织、分析、重组的知识能力为基础, 根据用户的问题和环境, 融入用户解决问题的过程之中, 提供能够有效支持知识应用和知识创新的服务。
服务手段的转型:过去我们从事的是一种被动服务, 馆员对读者的服务是一本书, 一张报纸, 一本杂志。读者要哪本书我们给找到了, 就是完成任务了, 读者咨询一个问题我们给解答了就是一个合格的工作者。我们的服务要靠索书单, 要靠读者的催促, 别人让我们做什么, 我们才能做什么, 并且也满足于这种服务。如今不同, 用索书单找书的年代已成为历史, 图书馆不再满足于借借还还、一问一答式的、浅层次的表象服务。而是由浅入深、由表及里的深层次服务, 深入到文献的知识层, 二、三次文献加工, 跟踪服务, 专题服务, 信息服务, 网上服务使图书馆工作锦上添花。服务的转变, 迫使图书馆要不断加强图书馆自动化和网络信息资源建设, 进一步拓展服务功能和范围, 由提供文献实体的被动服务扩展到主动、动态全方位服务;由单一的只为本校师生提供的服务转向为区域经济提供服务;由以图书为本的物本服务转向以读者为本的人本服务等。
摘要：进入到21世纪以来, 数字化革命更深入到社会各个方面, 图书馆也应由自动化管理向数字化的空间拓展, 以最终为读者服务为综旨的图书馆, 将会面向自身的深刻的空间拓展:从数字化、典藏、管理和服务方式的巨大变化。分析图书馆在信息服务空间中的功能和定位、开展创新型服务的方式方法, 并提出图书馆工作创新的建议。
关键词：图书馆,文献资源,服务空间,创新
参考文献
[1]丁芬.论网络环境下图书馆图书采集工作的发展[J].图书馆论坛, 2005, 25 (4) .
空间变化 篇11
摘 要： 以某坡屋顶大空间建筑为研究对象，利用eQUEST软件，提出了空调区和非空调区分区的建模方法，依据所建模型分析全室空调和不同分层高度时夏季分层空调峰值冷负荷特性.模拟结果表明，分层空调形式的负荷比全室空调的减少30%以上，夏季空调峰值负荷随分层高度增加近似线性增加.比较模拟负荷与常规分层空调负荷计算结果发现，两者相对误差小于3%，说明基于动态能耗模拟软件分区模拟大空间分层空调负荷的方法合理.
关键词： eQUEST软件； 大空间建筑； 分层空调； 空调负荷； 分层高度
中图分类号： TP 392 文献标志码： A
Research on the air conditioning load in large space under
different stratification height by partition modeling
HUANG Chen1， ZHANG Huijuan2， BAI Tianyu1
（1.School of Environment and Architecture， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093，
China； 2.City College of Science and Technology， Chongqing University， Chongqing 402167， China）
Abstract： Based on a large space building with sloping roof，the physical models were constructed using the eQUEST for the lower conditioned space and the upper unconditioned space individually.The models were used to simulate the summer cooling loads of the entire air conditioning and stratified air conditioning with different heights.The simulation results show that the stratified air conditioning can reduce the cooling load by more than 30%，compared with the entire air conditioning.And the increase of stratification height results in a linear increase of the peak values of the cooling load in summer.The relative error between the simulation results and the general stratified air conditioning load calculation results is below 3%.This shows that it is feasible to construct the lower and upper physical models separately for modeling the stratified air conditioning load in the large space based on energy consumption simulation software.
Keywords： eQUEST； large space building； stratified air conditioner； air conditioning load； stratification height
随着我国城市化的迅速发展，越来越多的大空间建筑不断涌现.大空间建筑由于高度高、体积大、人员居留区高度远低于室内总高，空调能耗往往远大于实际居留区所需能耗，其空调系统具有初投资高和运行能耗大的特点[1].目前大空间建筑仅占城镇总建筑面积的5%～6%，但其用电量为100～300 kW · h · m-2 · a-1[2].分层空调作为适用于大空间建筑的一种特殊送风形式，因其良好的舒适性和节能效果备受人们关注.分层空调是指仅对下部区域进行空调，而对上部区域不空调的方式.与全室空调相比，夏季可节省冷量30%左右[3].
本文以某大空间建筑工程实训中心为研究对象，根据实际建筑围护结构和空调系统运行情况，利用eQUEST（the Quick Energy Simulation Tool）动态能耗模拟软件建立物理模型.目前能耗软件模拟整个房间时均以一个温度的点状态表示，无法反映大空间建筑室内温度分层特点，为此要将能耗模拟软件应用于大空间建筑负荷及其能耗分析，大空间建筑室内的一室多温便是能耗模拟软件首先要研究的内容.虽然利用eQUEST软件模拟建筑能耗特性和探讨建筑节能有很多成功案例[4-5]，但结合室内温度分层、采用一室多温概念探讨大空间建筑负荷则鲜有报道.本文尝试利用eQUEST能耗模拟软件，提出按空调区和非空调区分区建模的方法，对不同分层高度的大空间建筑进行负荷模拟，以对比分析全室空调、不同高度分层空调负荷特性.
1 物理建模及运行工况
研究对象为由工业厂房改建的某工程实训中心，建筑面积2 685 m2，建筑墙体高9.6 m，双坡屋顶，无天窗的坡屋顶最高处为11.9 m，有天窗的坡屋顶最高处为14.5 m，利用eQUEST软件按实际建筑建立的建筑模型外观如图1所示.图2为建筑平面简图，图中：实训中心西北区域数控机床区为空调区，建筑面积约515 m2；相邻约1 350 m2的车工区为非空调区；实训中心东边办公室、南边教室均设置分体式空调器.数控机床区用空调机房位于建筑东侧，空调区东侧采用上部喷嘴送风，同侧下部回风，形成分层空调送风方式.本文主要对数控机床区的大空间进行夏季空调负荷模拟研究，不考虑其它房间的空调能耗，但物理模型以整个实训中心为对象.
数控机床区空调负荷主要由照明、设备、人员及围护结构负荷等组成.假定数控机床区采用一班制空调运行模式，每天工作和空调运行时段为8：00-17：00，周末和节假日不运行，节假日设置采用2011年实际休息日数据，空调系统运行时间采用上海世博会期间的相关参数[6]，具体如表2所示.并采用上海地区BIN气象参数作为室外参数.
2 分层空调与全室空调负荷对比分析 利用eQUEST软件模拟空调供冷期逐时建筑负荷，可得到供冷期的峰值冷负荷.采用全室空调模型和分层空调模型分别模拟全室空调以及喷口高度为5.5 m的分层空调负荷，并选取峰值负荷进行对比分析.除建筑物理模型不同外，其它条件（运行时间、围护结构、门窗大小、内部热源等）均相同.模拟结果为：全室空调的峰值冷负荷出现在7月14日16：00，分层空调的峰值冷负荷也出现在7月14日16：00.两者夏季峰值冷负荷对比如表3所示，其中：
下降值为分层空调负荷比全室空调负荷减少的值；下降占比是指负荷各组成项的下降值占总冷负荷下降值的比例.从计算结果可知，分层空调与全室空调相比，渗透形成的冷负荷下降占比最大，依次下降较大的有窗日射得热和窗传热形成的冷负荷、屋顶传热形成的冷负荷，最后是墙传热形成的冷负荷.其它门、照明、人员、设备负荷相等.
图3为冷负荷下降占比柱状图.对比分层空调与全室空调，在夏季峰值冷负荷中，渗透负荷形成的下降占比最大，为65%，窗传热负荷的下降占比为14.3%，屋顶传热负荷下降占比为13.1%，墙传热负荷的下降占比最小，为7.6%.这是因为分层模型中，建筑大部分渗透来自上部窗户、建筑孔洞等，其渗透形成的负荷处于非空调区，故分层空调负荷中渗透冷负荷较小，渗透下降占比最大.窗、墙传热形成的负荷下降是由于分层空调模型分区后，部分窗、墙在上部非空调区，而上部围护结构负荷不直接计入空调区负荷.同时，分层模型中屋顶为非空调区，故没有屋顶负荷.
基于负荷模拟结果，分层模型上部的非空调区对分层空调冷负荷有重要影响，决定上部非空调区范围的分层高度是影响分层空调冷负荷的关键因素.
3 分层高度对夏季峰值冷负荷的影响分析 为研究分层模型不同分层高度对峰值冷负荷的影响，在其它条件不变的前提下，分别对4.0、5.5、6.0、7.0、8.2、9.0 m六种分层高度建立物理模型进行负荷模拟，得到各分层高度下的峰值冷负荷和节能率，结果如图4所示.从图可知，夏季峰值冷负荷随分层高度的增加而增大，其变化近似呈线性，即分层高度单位峰值冷负荷平均增加1.48 kW · m-1.相比于全室空调模型，分层空调模型节能率随分层高度的增加呈下降趋势，分层高度在4～9 m范围内，节能率可达31%～37%，大于30%，这与《实用供热空调设计手册》[3]中提出的分层空调与全室空调相比夏季可节省冷量约30%基本一致.
图4 夏季峰值冷负荷和节能率随分层高度的变化
Fig.4 The relationship between the peak value of
cooling load in summer and energysaving
rate with stratification
4 冷负荷计算结果与模拟结果对比验证 《实用供热空调设计手册》[3]中分层空调冷负荷计算式为
qcl=qlw+qln+qx+qf+qd
（1）
式中：qcl为空调区分层空调冷负荷，W；qlw为通过空调区外围护结构得热形成的冷负荷，W；qln为空调区内部热源散热形成的冷负荷，W；qx为空调区室外新风或渗透风形成的冷负荷，W；qf为非空调区向空调区辐射热转移形成的冷负荷，W；qd为非空调区向空调区对流热转移形成的冷负荷，W.
式（1）计算所得的分层空调负荷，是在空调区常规空调负荷（如围护结构负荷、室内负荷、渗透负荷等）基础上，增加了非空调区向空调区转移的辐射和对流热转移形成的冷负荷.其中：式（1）等号右边前三项按全室空调常规冷负荷计算方法计算；辐射热转移冷负荷的计算方法是，首先计算非空调区各壁面向空调区地板的辐射热转移与透过非空调区玻璃窗被地板接受的日射得热量之和，附加30%后作为非空调区向空调区转移的辐射热，利用经验数据获得辐射转移冷负荷；对流热转移负荷则根据非空调区与空调区热强度比及非空调区的排热率查阅相关实验数据计算获得，详见文献[3].根据式（1）计算7月14日16：00时不同分层高度下的冷负荷，并与eQUEST软件分层物理模型的模拟结果对比，结果如图5所示.
图5 计算负荷与模拟负荷对比
Fig.5 The comparison of the loads between calculated
and simulation values
由图5可知，软件模拟结果与式（11）计算结果的最大相对误差为2.7%.这说明本文建立的大空间分层空调物理模型的模拟结果，与普遍认可的《实用供热空调设计手册》[3]中分层空调负荷计算公式的结果非常接近.
5 结 论
本文采用空调区和非空调区分区的建模方法建立大空间建筑物理模型，以此分析全室空调和不同分层高度下分层空调的夏季峰值冷负荷特性.模拟结果表明，分层高度在4～9 m时，与全室空调相比，分层空调节能率可达31%～37%，夏季空调峰值负荷随分层高度增加近似呈线性增加，分层高度每增加1 m，峰值负荷增加1.48 kW.比较模拟负荷计算结果与常规分层空调负荷计算结果时发现，两者极为吻合，相对误差小于3%，说明基于能耗模拟软件分区模拟大空间分层空调负荷的方法合理.研究成果为今后利用软件分析大空间建筑全年能耗提供了方法.
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空间变化 篇12
关键词：空间凸轮,轮廓线,从动件,位移变化规律
空间凸轮是机械结构中重要的零部件, 其轮廓曲线的空间变化较为复杂, 运用解析法和图解法很难进行准确地求解, 给设计带来不便。利用计算机进行空间凸轮机构设计不仅可以大大提高设计效率和精度, 而且还可以采取动态仿真和三维造型技术, 模拟出空间凸轮的实际工作情况, 甚至可由设计参数直接生成数控加工程序代码, 然后传送到机械加工制造系统, 实现计算机辅助设计 (CAD) 和辅助制造 (CAM) 一体化, 提高了产品质量, 缩短了产品升级周期。文章根据从动件位移变化规律来确定空间凸轮的轮廓线, 进而设计出空间凸轮的轮廓模型。
1 空间凸轮模型构建
在Solid Works装配界面中建立如图1所示的装配体, 使凸轮的中心线和顶杆中心线重合, 为建立较为准确的装配体关系, 精确定位凸轮和顶杆的接触点位置, 将顶杆的头部设计成圆锥形。
2 约束和运动参数设置
2.1 约束设置
在cosmos Motion中建立运动模型时, 将导轨设为静止零件, 将凸轮、顶杆和导向滑块都设为运动零件。顶杆和导向滑块的装配关系已经映射为移动副约束, 在约束栏中对凸轮手动添加旋转副约束, 如图2所示。
2.2 运动参数设置
凸轮作匀速转动, 每秒转动90度。顶杆的运动是复杂的空间曲线, 可分为两分量:第一分量为沿导轨水平匀速往复直线移动, 由机构模型中的导向滑块实现;第二分量是顶杆沿自身的竖直方向移动。
第一分量的移动函数为:
第二分量的运动参数如表1所示, 为位移随时间变化的离散点。函数选取软件自带的三次样条函数 (CUB-SPL) , 将这些离散点进行曲线拟合。拟合后的函数曲线如图3所示。
3 仿真参数设置
模型运动仿真时, 各零部件必须完成一个完整的周期运动, 由表1所示顶杆一个循环的运动时间是4秒, 因此要将仿真总时间设置为4秒, 将凸轮的转速设为90度秒。在结果分析项中设置输出顶点相对凸轮的运动轨迹曲线, 即凸轮轮廓线。运行后所得结果如图4所示。
4 凸轮轮廓曲线后处理
首先将凸轮轮廓曲线以3D曲线的形式拷贝至凸轮基体零件中。然后生成一个与该曲线垂直的基准面, 在基准面上绘制一个凸轮槽截面图 (也可以是其他形状, 根据实际使用情况而定) , 如图5所示。使用“扫描”特征命令后得到如图6所示的空间凸轮模型。在数控加工时, 空间凸轮按照实际使用时的转动速度转动, 车刀的轴线垂直于空间凸轮的轴线, 按照顶杆的位移变化规律进给, 即可加工出所需的凸轮槽。
5 结语
利用计算机仿真技术和三维建模技术, 可以很好的解决空间凸轮结构设计的难题。在凸轮机构顶杆件只给出若干个独立位置的情况下, 即可采用Solid Works及cosmos Motion来设计凸轮轮廓线, 并能把生成的轮廓线再次输入到Solid Works, 创建出三维凸轮实体模型。
参考文献
[1]邱龙辉等著.SolidWorks三维机械设计实例教程[M].化学工业出版社, 2007.
[2]张晋西, 郭学琴编著.SolidWorks及COSMOSMotion机械仿真设计[M].清华大学出版社, 2007.
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