基于VORS、CCDM模型、GeoDetector、GWR模型集成技術(shù)在城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)健康空間關(guān)系分析及影響效應(yīng)中的實(shí)踐應(yīng)用

城市群是一國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的象征，也是一國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段的標(biāo)志，我國(guó)城市群建設(shè)體量不斷增加，將成為全球經(jīng)濟(jì)的核心，中國(guó)城市群的建設(shè)逐步引領(lǐng)全球進(jìn)入到了21世紀(jì)的中國(guó)新時(shí)代。然而，高速的城鎮(zhèn)化發(fā)展，不可避免地帶來了一些對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重脅迫的問題，健康的生態(tài)系統(tǒng)是城市群的發(fā)展尤其是大城市群區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要支撐，否則城鎮(zhèn)化的發(fā)展可能會(huì)受到生態(tài)和環(huán)境的制約。在當(dāng)前的城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中，要想實(shí)現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展必須協(xié)調(diào)好城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)。在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，已經(jīng)不可避免地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)方面產(chǎn)生了干擾。隨著中共十八大“新型城鎮(zhèn)化”的提出，越來越多的學(xué)者從不同視角對(duì)城鎮(zhèn)化水平和生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行探討。城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)健康之間的相互作用是復(fù)雜的，有必要全面科學(xué)分析成渝地區(qū)城鎮(zhèn)化水平與生態(tài)系統(tǒng)健康的空間關(guān)系，有利于提出與城鎮(zhèn)化子系統(tǒng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康的影響相輔相成的改進(jìn)措施，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

當(dāng)空間大數(shù)據(jù)、云計(jì)算與人工智能發(fā)生碰撞,地理服務(wù)產(chǎn)業(yè)也不斷發(fā)生變革與進(jìn)步。ArcGIS Pro 是一個(gè)專業(yè)的桌面 GIS 應(yīng)用程序，可以探索，可視化，分析和管理二維和三維數(shù)據(jù)。R是用于統(tǒng)計(jì)分析、繪圖的語(yǔ)言和操作環(huán)境。R是屬于GNU系統(tǒng)的一個(gè)自由、免費(fèi)、源代碼開放的軟件，它是一個(gè)用于統(tǒng)計(jì)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)制圖的優(yōu)秀工具。本課程從基礎(chǔ)、方法、拓展三方面對(duì)高光譜遙感進(jìn)行講解。基礎(chǔ)篇，站在學(xué)員的角度去理解模型，講述模型機(jī)理，遙感和GIS的基本概念和理論，幫助學(xué)員深入理解數(shù)據(jù)獲取及預(yù)處理的方案。方法篇，將生態(tài)模型與ArcGIS Pro工具結(jié)合起來，采用ArcGIS Pro豐富的空間分析功能，快速提取模型運(yùn)行所需的參量，對(duì)學(xué)習(xí)到的理論和方法進(jìn)行高效反饋。拓展篇，通過空間自相關(guān)分析、地理探測(cè)器、地理加權(quán)回歸等技術(shù)服務(wù)方案，結(jié)合R語(yǔ)言包，深入分析城鎮(zhèn)化建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)健康水平間的關(guān)系。

本教程將用案例實(shí)訓(xùn)，教授如何集成多源數(shù)據(jù)，依托ArcGIS Pro和R語(yǔ)言環(huán)境，采用“活力-組織力-恢復(fù)力-貢獻(xiàn)力”（VORS）模型定量測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)（EHI）；如何從經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化（GDPD）、人口城鎮(zhèn)化（POPD）和土地城鎮(zhèn)化（ULP）構(gòu)建城鎮(zhèn)化指數(shù)（UL）測(cè)算模型；如何定量測(cè)算長(zhǎng)時(shí)序城鎮(zhèn)化水平及生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，利用耦合協(xié)調(diào)度模型（CCDM）評(píng)估城鎮(zhèn)化建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)健康水平間的耦合協(xié)調(diào)水平；如何采用地理和時(shí)間加權(quán)回歸（GTWR）來衡量城市化與生態(tài)系統(tǒng)健康（UAEH）之間的互動(dòng)關(guān)系和時(shí)空異質(zhì)性，如何從多維和綜合視角來評(píng)估城鎮(zhèn)化建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)健康之間的空間關(guān)系，如何采用地理探測(cè)器進(jìn)一步解析環(huán)境變量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康的影響效應(yīng)。

通過學(xué)習(xí)，您將學(xué)會(huì)GIS和RS的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握空間數(shù)據(jù)獲取及處理的技巧，學(xué)會(huì)地圖符號(hào)與版面設(shè)計(jì)的方案；你也能掌握VORS模型各指標(biāo)參量的選擇與獲取的方法，城鎮(zhèn)化指數(shù)（UL）測(cè)算模型構(gòu)建的方案；您可以進(jìn)一步掌握研究城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)健康的空間關(guān)系的方法，并能夠從多維度、多視角分析城鎮(zhèn)化和生態(tài)系統(tǒng)健康的空間關(guān)系及影響效應(yīng)。

第一章 生態(tài)系統(tǒng)健康理論基礎(chǔ)及研究熱點(diǎn)分析

1.生態(tài)系統(tǒng)健康概念及內(nèi)涵
2.生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)體系
3.城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)健康
4.研究熱點(diǎn)及未來發(fā)展方向

第二章 GIS應(yīng)用

1.ArcGIS軟件介紹及安裝、常用功能介紹
ArcGIS版本介紹，安裝
ArcGIS軟件界面，常用功能介紹

2.數(shù)據(jù)類型與加載
(1)數(shù)據(jù)類型及獲取方式介紹
(2)ArcGIS Pro 可使用和集成各種數(shù)據(jù)集類型：包括基于要素和柵格的空間數(shù)據(jù)（包括圖像和遙感數(shù)據(jù)）、表格數(shù)據(jù)、激光雷達(dá)等
(3)數(shù)據(jù)進(jìn)入ArcGIS Pro
(4)從 ArcGIS Living Atlas、工程中的默認(rèn)地理數(shù)據(jù)庫(kù)和本地文件夾連接添加數(shù)據(jù)。
(5)空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)建立
(6)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換
(7)預(yù)覽并瀏覽數(shù)據(jù)，檢查其元數(shù)據(jù)，將其裁剪到感興趣的重點(diǎn)區(qū)域，并對(duì)其進(jìn)行處理以確保格式和空間參考的一致性

3.坐標(biāo)系及地圖投影
(1)地理坐標(biāo)系
(2)投影坐標(biāo)系

4.地圖符號(hào)與版面設(shè)計(jì)
(1)根據(jù)獲取或創(chuàng)建的空間數(shù)據(jù)集來創(chuàng)作地圖
(2)符號(hào)化地圖圖層
(3)對(duì)地圖進(jìn)行標(biāo)注
(4)創(chuàng)建圖表
(5)地圖布局：地圖排版設(shè)計(jì)
(6)插入地圖整飾要素：為地圖添加文字信息； 使用表格框、使用經(jīng)緯網(wǎng)、構(gòu)建空間地圖系列?
(7)研究區(qū)域圖制作

第三章 空間數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理

1.數(shù)據(jù)類型

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理
(1)土地利用數(shù)據(jù)
將土地利用按照需求進(jìn)行重分類
土地利用數(shù)據(jù)的重分類、掩膜提取和投影變換等均在ArcGIS 中完成。
(2)DEM數(shù)據(jù)
在PIE ENGINE云平臺(tái)或者下載得到分辨率為30 m的ASTER GDEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)，并在云平臺(tái)進(jìn)行拼接、裁剪等預(yù)處理后導(dǎo)出到本地。
或者在地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)下載得到分辨率為30 m的ASTER GDEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)，在ArcGIS 中進(jìn)行拼接、裁剪。
在ArcGIS 中進(jìn)行投影變換和No data值處理等得到30 m×30 m柵格數(shù)據(jù)。
(3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)
社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，主要包括人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面，各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要從《**省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》和各個(gè)市、區(qū)（縣）統(tǒng)計(jì)公報(bào)等獲取。各指標(biāo)數(shù)據(jù)基于所收集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和處理。
(4)遙感產(chǎn)品數(shù)據(jù)
歸一化植被指數(shù)（NDVI）、GDP和人口數(shù)據(jù)等可以分別采用中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品“中國(guó)年度植被指數(shù)空間分布數(shù)據(jù)集”“中國(guó)人口空間分布公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)集”“中國(guó)GDP空間分布公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)集”，空間分辨率均為1 km×1 km，主要在ArcGIS 中進(jìn)行投影變換后，用空間范圍矢量邊界對(duì)相應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)分別進(jìn)行掩膜提取。
也可以在PIE ENGINE云平臺(tái)或者下載得到NDVI\NPP\GDP\POP等遙感數(shù)據(jù)集，并在云平臺(tái)進(jìn)行拼接、裁剪等預(yù)處理后導(dǎo)出到本地。

3.指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理
由于評(píng)價(jià)模型中指標(biāo)的類型、量綱和趨勢(shì)各不相同，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化

第四章 模型參量提取

1.生態(tài)系統(tǒng)健康水平測(cè)算?
2.城鎮(zhèn)化水平測(cè)算

第五章 城鎮(zhèn)化和生態(tài)系統(tǒng)健康空間關(guān)系測(cè)算

1.空間相關(guān)性分析
空間自相關(guān)是指地理對(duì)象的某一屬性值的相似性與空間位置差異之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性?？臻g自相關(guān)分析包括全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)。

2.耦合模型

（1）耦合度模型
耦合是指多個(gè)系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素之間通過相互作用、相互影響，彼此之間產(chǎn)生相互促進(jìn)或約束，以致聯(lián)合起來的現(xiàn)象。耦合度是對(duì)系統(tǒng)之間或系統(tǒng)中各要素相互作用、相互聯(lián)系的緊密程度的一種度量。

（2）耦合協(xié)調(diào)度模型（CCDM）
協(xié)調(diào)則是系統(tǒng)之間一種良性的相互關(guān)聯(lián)，體現(xiàn)了系統(tǒng)要素從雜亂無章到和諧發(fā)展的趨勢(shì)。利用耦合協(xié)調(diào)度模型來考量城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)健康之間的發(fā)展協(xié)調(diào)性。

3.城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康的影響效應(yīng)
運(yùn)用地理探測(cè)器模型研究城鎮(zhèn)化子系統(tǒng)對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康空間分布特征的解釋強(qiáng)度。

4.城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康影響效應(yīng)
運(yùn)用地理加權(quán)回歸模型從全局視角探析城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康影響的空間異質(zhì)性。

(1)地理加權(quán)回歸（GWR）簡(jiǎn)介
(2)六個(gè)核函數(shù)的選擇：
(3)Global Model(均值核函數(shù))、Gaussian(高斯核函數(shù))、Exponential、Box-car(盒狀核函數(shù))、Bi-square(二次核函數(shù))、Tri-cude(立方體和函數(shù))
(4)帶寬的確定
(5)回歸結(jié)果解讀

第六章 SCI論文寫作與拓展

1.論文寫作思路與心得分享
2.SCI論文案例分析

最全面的與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)內(nèi)容:
以下初衷基于能夠?qū)懸黄撐牡哪芰磉M(jìn)行設(shè)計(jì)，覆蓋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)眾多領(lǐng)域:【如果您剛剛從事生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究，是您應(yīng)該必備的技能，加入我們】
①基于ArcGIS Pro、Python、USLE、INVEST模型等多技術(shù)融合的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)構(gòu)建生態(tài)安全格局
②基于ArcGIS Pro、R、INVEST等多技術(shù)融合下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同動(dòng)態(tài)分析
③基于“SRP模型+”多技術(shù)融合在生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建、時(shí)空格局演變分析與RSEI 指數(shù)的生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)及拓展應(yīng)用
④基于“PLUS模型+”生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)多情景模擬預(yù)測(cè)
⑤基于VORS、CCDM模型、GeoDetector、GWR模型集成技術(shù)在城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)健康空間關(guān)系分析及影響效應(yīng)中的實(shí)踐應(yīng)用
⑥基于當(dāng)量因子法、InVEST、SolVES模型等多技術(shù)融合在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能社會(huì)價(jià)值評(píng)估中的應(yīng)用及論文寫作、拓展分析