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耦合SOFM与SVM的生态功能分区方法——以鄂尔多斯市为例

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

1. 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京 100871

2. 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室,深圳 518055

An ecological function zoning approach coupling SOFM and SVM: A case study in Ordos

MAOQi¹^,, PENGJian¹^,²^,, LIUYanxu¹, WUWenhuan², ZHAOMingyue¹, WANGYanglin¹

1. Ministry of Education Laboratory for Earth Surface Processes, College of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China

2. Key Laboratory for Environmental and Urban Sciences, School of Urban Planning and Design, Shenzhen Graduate School, Peking University, Shenzhen 518055, Guangdong, China

通讯作者:彭建(1976-), 男, 四川彭州人, 副教授, 研究方向为景观生态与土地利用、综合自然地理学。E-mail: jianpeng@urban.pku.edu.cn
收稿日期:2017-08-21
修回日期:2018-12-5
网络出版日期:2019-03-25
版权声明:2019《地理学报》编辑部本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
基金资助:

国土资源部公益性行业科研专项(201511001-01)

作者简介:
-->毛祺(1994-), 男, 陕西西安人, 硕士生, 研究方向为综合自然地理学。E-mail: maoqi@pku.edu.cn

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摘要
辨析区域主要生态环境问题及其空间异质性,划定生态功能区,对保障区域生态安全和国土开发优化具有重要指导意义。以往自下而上的分区研究多基于行政区或流域开展,难以体现行政区或流域内部的生态功能分异。以鄂尔多斯市为例,基于生态系统服务与生态敏感性构建区域生态功能分区指标体系,耦合自组织特征映射（SOFM）网络与支持向量机（SVM）划定鄂尔多斯市生态功能分区。结果表明,区域内各生态功能分区指标呈现明显的空间分异特征,通过SOFM网络基于栅格进行指标聚类,构建分类效果指数筛选最佳聚类方案,将区域分为7种不同的生态功能类型。最终,利用SVM识别最优分区界线,将鄂尔多斯市分为11个生态功能区。本文构建分类效果指数实现多分类方案优选,使用机器学习算法解决自下而上的自然分区容易弱化要素空间位置属性的问题,完成了从分类到分区的定量转换,有助于提升分区的空间精度与客观性,为生态功能分区与分区边界划定提供了新的方法途径。

关键词：SVM;分类效果指数;边界识别;生态功能分区;鄂尔多斯市
Abstract
It is of great significance to analyze the main environmental issues, coupled with their spatial heterogeneity, and divide the ecological function zones to achieve ecological security and optimization of territory development in a certain region. In recent years, ecological function zoning, widely concerned by scholars, has played a vital role in regional ecosystem management and sustainable development. There arose a problem that the spatial characteristics of ecological functions were hard to be reflected in the previous studies based on spatial average data over basins or geopolitical regions such as counties, cities and provinces. This paper, using the approaches of coupling self-organizing feature map (SOFM) and support vector machine (SVM), attempts to develop an automatic demarcation and zoning approach, and explores the best possible division of ecological functions in the city of Ordos with the index system of ecological function zoning in mind involving the ecosystem services as well as ecological sensitivity. Ordos, which is located in the transitional zone between temperate grasslands and desserts, has become a key research area of global terrestrial ecosystem. The ecological functional zoning indexes indicate that there appears an obvious spatial heterogeneity of ecosystem functions in Ordos. Accordingly, land grids have been clustered into 7 ecological function types by SOFM with clustering quality index (CQI) in view. Hence, Ordos has been divided into 11 ecological function zones owing to the implementation of SVM to identify the optimal division borders, in which the border demarcation is treated as a classification system in spatial domain. The optimal combination of SVM hyperparameters is determined by grid search method. In this study, machine learning algorithm has been adopted to cope with the situation where the bottom-up physical regionalization might weaken the spatial position attribute of the partition features, and to realize the quantitative conversion from classification to partition. It has turned out that such SOFM-SVM-coupled zoning approach could effectively improve the spatial accuracy of the partition, which can be considered as a new way to realize the automatic ecological zoning.

Keywords：SVM;clustering quality index;boundary recognition;ecological function zoning;Ordos

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毛祺, 彭建, 刘焱序, 武文欢, 赵明月, 王仰麟. 耦合SOFM与SVM的生态功能分区方法——以鄂尔多斯市为例[J]. 地理学报, 2019, 74(3): 460-474 https://doi.org/10.11821/dlxb201903005
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1 引言

随着中国城市化进程的不断加速,经济社会发展与生态保护之间的矛盾日益突出^[1]。对生态系统实施科学管理,遏制生态系统服务退化,维护区域生态安全是实现区域可持续发展的重要任务。面向中国生态系统及社会经济发展的地域多样性与空间差异性,分区管治成为生态系统管理的重要手段^[2]。自1976年Bailey^[3]提出美国生态区划方案以来,生态系统视角下分区理论与方法研究得到了快速发展,先后形成全球陆地生态分区^[4]、全球城市生态分区^[5]等分区方案,为生态系统保护与管理发挥了关键的空间指引作用^[6]。生态功能分区作为依据生态环境特征、生态胁迫过程、生态系统服务重要性及生态敏感性等进行的地理空间分区^[7],是生态系统分区管治的核心依据,从国家到省、市、县域的生态功能分区对区域生态文明建设和国土空间优化开发具有重要指导意义^[8]。
分区与区划工作是自然地理学的重要研究内容,可为拟定和实施社会经济发展规划、保护、改善及合理利用生态环境提供必要的科学依据^[9]。1949年以来,中国区划工作取得了大量的科学成果,一些经典区划方案在其所处的历史阶段发挥了重要作用^[10],分区方法和技术手段也在不断演进。相较而言,传统的区划多采用专家集成等定性方法,主观性较强,受先验知识的影响较大,不易形成统一的区划标准与技术规范^[11]。随着计算机技术的快速发展,如主成分分析、回归分析、模糊综合分析等定量、半定量分区方法逐步成为主流;这些方法从地理数据特征结构出发进行分类,有效规避了分区的主观判断问题^[12];尤其是以自组织特征映射（Self-Organizing Feature Map, SOFM）神经网络为代表的聚类分区法能够基于数据自身特征对未归类的多维数据集作分类,具有保持拓扑结构、自组织性、自适应性与容错能力强等优点^[13],可以实现自下而上的自然分区,是连接自然地理单元特征与自然分区的一种有效定量方法。
分区边界的识别与划定是分区过程中的关键一步,由于自然地域系统各要素间的非线性作用,实际工作中往往需要反复讨论边界位置及其合理性。以往研究常基于县域、市域或流域单元进行聚类分区,分区界线基本保持行政区或流域单元的完整性^[14]。这种界线确定方法难以保证区域内部自然地理、生态功能等特征的一致性,也不易进行多尺度空间分析^[15];而利用格网数据进行聚类时,各类型地块单元往往相互混合、破碎度较高,不同类型区的分界线也不明显;从生态功能类型划分到生态功能分区,需要形成统一的划分准则将破碎的地块合并为完整的区块。支持向量机（Support Vector Machine, SVM）是建立在统计学习理论基础上的一种数据挖掘方法,其机理是寻找一个满足分类要求的最优分类超平面,使得该超平面在保证分类精度的同时,能够使超平面两侧的空白区域最大化,理论上支持向量机能够实现对线性可分数据的最优分类^[16]。因此,可以在利用格网数据进行聚类划分地块生态功能类型后,选取一定数量的地块单元作为训练样本,把地理空间作为特征变量空间,通过支持向量机划分特征变量空间,让不同类型地块单元在地理空间上距离间隔最大,从而实现分区界线的自动识别,完成从分类到分区的定量自动转化。
鄂尔多斯市位于温带草原与荒漠的过渡地带,属于典型的农牧交错区,各种自然和人文要素具有过渡和波动的特点^[17],是全球陆地生态系统研究的重点区域^[18]。近年来鄂尔多斯市快速发展的社会经济与脆弱的生态环境之间的矛盾日益尖锐,有必要开展生态功能分区,明确不同区域生态环境基底特征与功能类型,为分区管治视角下的区域生态系统保护与管理提供科学依据。因此,本文以鄂尔多斯市为例,基于90 m×90 m的栅格数据,考虑区域关键生态系统服务及生态敏感性指标构建分区指标体系,通过SOFM网络聚类方法进行生态功能特征分类,并基于地理本底要素的一致性原则构建分类效果指数,定量判定最优聚类方案。在此基础上,利用支持向量机识别最优分区界线,以期为国土空间精细化管制提供决策依据,同时也为生态功能自动化分区提供方法指引。

2 研究区与研究方法

2.1 研究区概况

鄂尔多斯市地处内蒙古自治区的西南部,西、北、东三面被黄河环绕,总面积约86752 km²,市辖东胜区、康巴什区、达拉特旗、准格尔旗、鄂托克前旗、鄂托克旗、杭锦旗、乌审旗、伊金霍洛旗等七旗两区（图1）。全市地势西北高、东南低,地貌类型复杂多样,以北部黄河冲积平原、中部毛乌素沙地和库布齐沙漠、东部丘陵沟壑和西部波状高原为主。鄂尔多斯属于北温带半干旱大陆性气候,雨热同期,多年平均气温5.53 ℃~8.75 ℃,多年平均降水量在250~400 mm之间,其中7-9月的降水占全年总量的70%左右。境内地下有储量丰富的矿产资源,建材资源、生物资源和羊绒资源也属于地区优势资源,有“地下煤海”“世界羊绒产业中心”等美誉。由于历史时期以来的滥垦、滥伐,导致鄂尔多斯市土地荒漠化严重,沙尘暴频繁发生^[19],是全球变化响应最为敏感的区域。基于鄂尔多斯市复杂的自然地理分异情况,有必要进行生态功能分区明确区域生态系统结构与过程的空间分异,有助于提升区域抵御自然灾害能力^[20],为精细化解决鄂尔多斯市经济不断发展过程中面临的生态环境问题提供科学依据。

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图1研究区位置与行政区
-->Fig. 1Location and administrative divisions of the study area
-->

基础数据包括7大类：① 区县行政界线,来自于鄂尔多斯市基础地理信息数据（http://ngcc.sbsm.gov.cn/）;② 气象数据,来源于中国气象科学数据共享服务网（http://data.cma.gov.cn/）;③ DEM数据,来源于地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/）,是美国航天局（NASA）与日本—经济产业省（METI）共同推出的地球电子地形数据ASTER GDEM v2,空间分辨率为30 m;④NDVI,数据来自于地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/）,是2010年的MODND1D月合成产品,空间分辨率为500 m;⑤ 土地利用/覆盖数据,来源于GlobalLand 30数据集（http://www.Global landcover.com/）,并将土地利用/覆盖类型分为耕地、林地、草地、水体、建设用地和荒漠裸地6类;⑥ 土壤数据,来源于世界土壤数据库（http://www.fao.org/soils-portal/soil-survey/soil-maps-and-databases/harmonied-world-soil-datebase-v12/en/）,该数据包含土壤类型、土壤质地、土壤有机碳含量和根系深度等资料,比例尺为1∶100万;⑦ 社会经济统计数据,来源于《内蒙古统计年鉴2011》。所有空间数据均统一为Albers投影。为避免模型训练时间过长,空间分辨率统一重采样为90 m。空间数据转换处理主要使用ArcGIS的脚本模块Arcpy工具包编程实现。

2.2 研究方法

本文的研究步骤可大体分为三步（图2）：① 通过ArcMap等软件计算分区指标数据集并对数据进行归一化,消除指标间由于单位和度量差别造成的影响;② 采用自组织特征映射网络,基于指标特征相似性对分区单元进行聚类,基于地理本底要素的一致性原则构建分类效果指数、判定最优聚类方案;③ 交叉选取支持向量机最优参数并进行模型训练,由此在破碎的斑块间寻找最佳的生态功能区分区界线,得到最终的分区结果。

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图2研究流程
-->Fig. 2Flow chart of the research
-->

2.2.1 生态功能分区指标体系生态功能分区的目的是确定国家或区域生态安全重要地区,明确区域各类型生态系统的特征^[21]。分区既需要反映生态系统为人类直接或间接提供服务的能力,也需要体现区域发生生态环境问题的可能性大小。综合考虑研究区自然生态特征、指标合理性以及数据时效性,本文选择区域关键生态系统服务及生态敏感性两大类共6种指标构建生态功能分区指标体系。
生态系统服务包括生态系统提供产品的直接服务与支撑人类生存环境的间接服务。鄂尔多斯市位于中国北方农牧交错带,从区域生态系统功能及产品供给出发,本文选取食物供给、碳储存、产水以及土壤保持4种关键生态系统服务作为分区指标。生态敏感性是指一定区域发生生态问题的可能性及其程度大小,常常取决于影响生态环境问题形成的各个因子的强度、分布状况和多因子的组合^[22]。沙漠化是研究区面临的主要生态问题^[23],而气候的干燥程度与地表状况是影响沙漠化敏感性的重要因素^[24],气候愈干燥,地表裸露程度愈高,地表越容易受到风蚀影响,沙漠化敏感性越高。本文具体选取干燥度和归一化植被指数（NDVI）分别表征区域气候干燥程度与地表覆盖状况^[25],综合反映区域沙漠化敏感性。各指标具体计算过程如表1所示。
Tab. 1
表1
表1分区指标计算方法
Tab. 1Computational methods of zoning index

指标	计算模型或思路	计算公式	变量解释
食物供给	农作物、畜产品产量与地块NDVI值之间具有显著的线性关系^[26],因此可以将粮食产量、畜产品产量基于NDVI值分别分配给耕地、草地栅格,对食物产量统计数据进行空间化	$G_{i} = \frac{NDV I_{i}}{NDV I_{sum}} \times G_{sum}$	i为栅格序号;G_i为第i个栅格所分配的粮食或畜产品产量;G_sum为粮食或畜产品总产量;NDVI_i表示第i个栅格的NDVI值;NDVI_sum为研究区NDVI值之和
碳储存	InVEST模型碳储量模块^[27]	$C_{total} = C_{above} + C_{below} + C_{soil} + C_{dead}$	C_total为总碳储量(t/ha);C_above为地上生物碳(t/ha);C_below为地下生物碳(t/ha);C_soil为土壤碳(t/ha);C_dead为死亡有机碳(t/ha)。模型计算时以各土地利用/覆被类型或植被类型为评估单元,以4种碳库的平均碳密度乘以各评估单元的面积来评估区域生态系统碳储量
产水	InVEST模型产水模块^[27]	$Y (x) = P (x) - AET (x)$	Y(x)为栅格x的年产水(mm);AET(x)、P(x)分别为栅格单元x的年实际蒸发量(mm)、年降水量(mm)
土壤保持	修正的通用土壤流失方程^[28]	$A = R \times K \times LS \times (1 - C \times P)$	A为实际土壤侵蚀量(t·ha^-1·a^-1);R为降雨侵蚀力因子;K为土壤可蚀性因子;LS为地形因子,其中L为坡长因子,S为坡度因子;C植被覆盖因子;P为水土保持措施因子
干燥度	Holdridge方法^[29]	$K = \frac{PE}{P}$	PE为可能蒸散量(mm);P为降水量(mm)
NDVI	MODND1D月合成产品

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所有指标均采用2010年平均数据进行计算,指标计算完成后进行归一化,转换函数为：

X_{normalization} = \frac{X - X_{\min}}{X_{\max} - X_{\min}}

（1）
式中：X_{normalization}是归一化后的数据值;X_max为样本数据的最大值;X_min为样本数据的最小值,归一化后数据范围为[0, 1]。
2.2.2 自组织特征映射网络本文使用自组织特征映射网络基于像元聚类结果划分生态功能类型。SOFM网络由芬兰****Kohonen提出,是一种将高维数据集映射至低维空间并以此得到数据间的相似关系的网络模型。SOFM网络由输入层和竞争层两部分构成,输入向量维数与竞争层每个节点维数相同。输入数据后,使竞争层节点相竞争,并调整获胜节点与邻域节点权值,可以在保持数据集拓扑结构不变的前提下得到数据聚类结果^[30]。
由于SOFM网络非监督聚类的特性,改变类别数会显著影响聚类结果,因此确定类别数是基于SOFM神经网络进行聚类的关键环节^[31]。本研究考虑两个基本原则对聚类效果进行评价：① 同一类别像元间自然地理特征差别应尽可能小;② 在保证特征相似的前提下,类别数目不宜过多。依照以上两个原则,本文构建了分类效果指数（Clustering Quality Index, CQI）对聚类类别数进行筛选。CQI的计算公式如下：

CQI = \frac{1}{N} \overset{K}{\sum_{i = 1}} n_{i} \overset{P}{\sum_{j = 1}} C V_{i}^{j} + δ \times K

（2）
式中：N为总像元数;K为聚类类别数;P为自然地理特征因子数;n_i为类型i的像元数;

C V_{i}^{j}

为类型i中j因子的变异系数;δ为常数,用来调整类别数数量级,可通过估算CQI计算公式前半部分的数量级进行计算：

δ = \frac{1}{K_{\max}} \times (\frac{K_{\max}}{N} \times \frac{N}{K_{\max}} \times P \times 0.15) = \frac{0.15 P}{K_{\max}}

（3）
式中：K_max为待选方案聚类类别数的最大值;0.15为变异系数的估计值。
CQI指数实质为一种分类方案下,区域自然地理特征的平均变异系数与作为惩罚项的类别数之和。其中,变异系数表征序列的离散程度,同一类别中像元间自然地理特征差别越大,变异系数就越大,CQI指数值也越大;类别数越多,惩罚项也越大,CQI指数值也会增加。因此,CQI指数最小的聚类结果应被视为最佳聚类方案。
本文运用SOM Toolbox 2.0（http://www.cis.hut.fi/projects/somtoolbox/）工具箱于MATLAB R2016b平台训练SOFM网络,根据分区指标体系构建输入层数据,采用粗调邻域半径和微调邻域半径两步进行训练,程序重复运行1000次以获得稳定的分类结果。由于气候与地形是决定生态系统功能的重要本底自然要素,计算CQI时考虑多年平均温度、降水与海拔3种自然地理特征。
2.2.3 支持向量机本文使用支持向量机提取生态功能区边界。支持向量机是一种基于机器学习的,用于分类、回归和异常值检测中数据分析的监督式学习算法。直观来看,分类边界距离最近的训练数据点越远,分类的确信度就越大,而支持向量机就是通过在高维或无限维空间中构造以最大间隔把两个类分开的最佳超平面或超平面集合实现分类。理论上,支持向量机能够实现对数据的最优分类,得到全局最优解^[32]。
以二分类数据为例,给定数据样本集

(x_{i}, y_{i})

,i =1, 2,…, N,x_i∈ Rⁿ,y_i ∈ {+1, -1},?是样本数据集到高维空间的变换,由此保证数据集线性可分,待求解分类边界方程为：

w^{T} ? (x_{i}) + b = 0

（4）
分类边界应处于两类数据点的正中间,则有：

\begin{matrix} w^{T} ? (x_{i}) + b \geq c, y_{i} = 1 \\ w^{T} ? (x_{i}) + b \leq - c, y_{i} = - 1 \end{matrix}

（5）
由于不等式两边可以同步伸缩,为计算方便,取c = 1,则两类数据边界样本的间隔d为：

d = \frac{w^{T} (? (x_{+}) - ? (x_{-}))}{‖ w^{T} ‖} = \frac{1 - (- 1)}{‖ w^{T} ‖} = \frac{2}{‖ w^{T} ‖} = \frac{2}{w^{T} w}

（6）
式中：x₊、x_-分别代表两类数据;

‖ w^{T} ‖

为w^T的模。计算d最大时相应的参数值,增加误差项后,则可转换为一个优化问题：

\begin{matrix} \min f (w, b, ξ) = \frac{1}{2} w^{T} w + C \overset{N}{\sum_{i = 1}} ξ_{i} \\ s . t . \begin{matrix} y_{i} (w^{T} ? (x_{i}) + b) \geq 1 - ξ_{i}, i = 1,2, ?, N \\ ξ_{i} \geq 0 \end{matrix} \end{matrix}

（7）
式中：ξ_i表示每个样本可以容忍的误差值;C为惩罚系数。依此构造拉格朗日方程求解w、b、ξ,得到分类边界方程。实际求解的过程中,只涉及相应高维空间中样本的内积,可通过相应的核函数转化到原空间进行计算,而RBF核函数是应用最广泛的核函数^[33],公式为：

K (x_{i}, x_{j}) = ? (x_{i}) \times ? (x_{j}) = \exp (- γ ‖ x_{i} - x_{j} ‖^{2}), γ > 0

（8）
式中：γ为核函数参数。
SVM模型训练的主要步骤为：① 对训练数据集进行归一化处理,减少大属性值对小属性值的影响;② 由于惩罚系数C与核函数参数γ对分类结果影响较大,训练前需要确定最优惩罚系数与核函数参数,保证模型的分类效果,同时也避免模型过拟合导致单一样本点对结果影响过大。本文通过格网搜索法设定相关参数的变化范围,分别取一定数量的样本作为训练集与验证集,运用交叉验证求得分类正确率并排序,选择分类正确率最高的组合作为模型参数;③ 将数据重新分成训练集与测试集,利用最优参数组合训练模型。
SVM模型参数选择及训练过程基于Python 2.7.13实现,主要使用Scikit-learn（http://scikit-learn.org/stable）工具包。Scikit-Learn^[34]是基于Python的机器学习模块,在数据挖掘和数据分析领域有广泛的应用,具有较为完整的数据预处理工具、模型选择工具以及机器学习算法包。
本文使用支持向量机划定生态功能区边界的主要步骤如下：根据SOFM网络聚类得到的生态功能类型分类结果,在保证样点集包含所有聚类类别的前提下,进行空间随机均匀取样;将样点集的空间位置作为二维特征变量,类别作为分类标签形成训练样本集,输入SVM进行参数选择与训练;完成训练后的SVM模型的最优分类超平面即为生态功能区边界,由此得到的分区边界使不同生态功能类型的像元在地理空间上的间隔最大;最后进行小斑合并后即可确定研究区生态功能分区方案。使用支持向量机进行分区边界划定过程中应注意训练样本与模型参数选取对划界结果的影响：训练样本应包含研究区所有生态功能类型,尽可能保证样点的均匀分布,样点数量可根据生态功能类型数目和研究区大小确定;模型参数一般采取格网搜索法确定,搜索范围可根据样本点数目与分类准确率进行调整。

3 结果分析

3.1 多维度生态功能空间分异

由图3可以看出,鄂尔多斯市食物供给高值区分布极少,以东北部边缘为主,集中分布在杭锦旗和达拉特旗的北部边缘带、杭锦旗和伊金霍洛旗交界处以及准格尔旗的东部边缘带。这一区域是黄河冲积平原区,地势平坦,土壤肥沃,水热条件极好,灌溉条件优越,是鄂尔多斯市的主要农业产区。鄂尔多斯市西部、中部和南部,包括鄂托克旗大部和鄂托克前旗、杭锦旗的一部分,气候干旱,降雨稀少,草类贫乏,大多不宜耕作,食物供给能力低。随着退牧还草建设项目的实施,生态脆弱区大多禁牧休牧,区域内部的牲畜大多舍饲圈养,畜产品供给服务集中在生产条件较好、基础设施高效配置的地区。鄂尔多斯市的碳储存格局受土地利用类型分布格局影响,高值区主要分布在鄂尔多斯市的中部地区,北部库布其沙漠、南部毛乌素沙地出现明显的低值区,东部丘陵沟壑带也散布着一些低值区。

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图3鄂尔多斯市生态功能分区指标空间分布
-->Fig. 3Spatial distribution of the ecological functional zoning indexes in Ordos
-->

鄂尔多斯市产水呈现东高西低的空间格局,高值区集中分布在东部的准格尔旗、伊金霍洛旗、乌审旗以及鄂托克前旗东南。这与降水量由东向西逐渐减少的趋势一致。研究区土壤保持整体水平较低,东部植被状况良好,地形平缓,土壤保持量相对较高;中西部地区地形起伏大,植被覆盖度低,土壤保持能力较弱。
鄂尔多斯市NDVI高值区集中分布在北部黄河沿岸、东部河流河谷阶地区域。地处典型干旱半干旱地带,植物的生长和分布格局主要受水分条件的影响,是一个复杂的生态过渡带,从东南到西北依此可划分为典型草原带、荒漠草原带和荒漠带,这样的地域分异直接决定了NDVI的分布格局。干燥度则由东向西呈现逐渐增加的趋势。干燥度本质上代表着某一地区水分支出与收入的比值,数值越大代表越干旱。受纬度地带性的控制,随着研究区自东向西湿度的降低、云量的减少和日照时间的增长,蒸发量显著增大,干燥度相应呈现增加的趋势。

3.2 生态功能类型划分

利用SOFM神经网络对分区指标进行空间聚类,初始设置聚类类别数由3类逐一增加到13类。考虑多年平均温度、降水与高程三类自然地理特征计算得到CQI指数。由于神经网络聚类可能存在空类别,初始设置的类别数与聚类结果的类别数并不一定完全相同。聚类结果类别数相同的选取CQI指数较小的进入筛选,最终得到了8个待选方案。由图4可以看到,随着聚类类别数的增加,CQI指数的变化大致分为两个阶段：第一阶段类别数增加使各类别内部自然地理特征的一致性增强,CQI指数随类别数增加逐渐下降;第二阶段类别数作为惩罚项的影响逐渐突出,CQI指数随类别数的增加而增加。当聚类类别数为7类时,CQI指数最小,对应方案即为最佳聚类结果。该方案确保了同一类别内部特征的一致性和不同类别间的差异性,聚类效果最为理想。

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图4不同聚类方案的CQI指数
-->Fig. 4CQI of different clustering schemes
-->

最佳方案聚类结果如图5所示。可以看到,同类像元的空间分布较破碎,各类别像元相互混合,区域分割并不清晰,没有明显的分界线,这也进一步说明了直接利用格网数据进行聚类分区,难以直接得到最终的分区方案,也印证了利用SVM寻找各类别间最优分界线的必要性。

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图5SOFM聚类结果及各类别特征
-->Fig. 5Clustering result by SOFM and characteristics of each category
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各类别指标特征如图5所示：类别1水分条件好,主导的生态系统服务为食物供给;类别2水分条件较好,土壤保持能力强,但与类别1相比NDVI值较低,主要分布在荒漠边缘;类别3集中分布在荒漠核心区域,NDVI值很低,干燥度较高,各类生态系统服务均在较低的水平,属于生态脆弱区。类别4、5、6、7的指标雷达图形状较为类似,主要分布区自西向东依次排列。相较而言,类别4的特点是干燥度较高,NDVI值较低,沙漠化敏感性高;类别5固碳服务的主导性比较突出;类别6呈现固碳服务与产水服务较高而土壤保持服务低的特点;而类别7的土壤保持和产水两种服务均处于较高的水平。

3.3 生态功能分区

根据SOFM网络的聚类结果,采用格网搜索法交叉确定支持向量机模型参数C与γ,参数变化范围在0.001和10000之间,格网搜索得到的最优参数组合中C为100.0、γ为1.0。使用最优参数组合完成模型训练,划定分区界线,并合并划界过程中产生的细小斑块,最终将鄂尔多斯市划分为11个生态功能区（其中,第2类型区划分出3个功能区,第1、4类型区分别划分出两个功能区）（图6）。生态功能区的命名需要反映区域生态功能的特点,明晰不同分区生态系统服务与生态敏感性的差异^[35,36]。因此,根据分区聚类类型特征,本文基于地理区位与生态功能特点（主导生态系统服务或生态敏感性特征）命名分区名称：

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图6鄂尔多斯市生态功能分区
-->Fig. 6Ecological function zones of Ordos
-->

（1）I北部荒漠防风固沙区（聚类类别2）。该区位于达拉特旗北部库布其沙漠东部延伸地带,土地利用类型以荒漠裸地和草地为主,分别占50.1%和40.3%,多年平均年降水量313 mm。生态系统产水及土壤保持服务较好,属于研究区中上水平。该区位于草原与荒漠的交界带,需重点考虑自然生态系统预防土地沙化、降低沙尘暴危害的能力与作用。由于区域人类活动强度较大（农业用地占比8.4%）,需强化农业生态保护,严格控制放牧和草原生物资源的利用,实施防风固沙工程,加强植被恢复和保护。
（2）II西北荒漠生态脆弱区（聚类类别3）。该区位于研究区西北库布其沙漠的核心地带,区域土地利用类型以荒漠裸地为主,占比高达74.3%。区域多年平均年降水量为194 mm,干旱少雨的气候条件和下垫面决定了其稀疏的地表覆盖,植被组成和结构简单,生产力很低。土壤保持、产水和碳储存等生态系统服务都属于较低的水平,是生态系统比较脆弱的区域。
（3）III北部冲积平原农牧产品供给区（聚类类别1）。该区位于研究区北部杭锦旗、达拉特旗、准格尔旗沿黄河冲积平原带,土地利用类型以农业用地和草地为主,分别占46.4%和43.5%。区域地势平坦,水热条件较好,是研究区的主要粮食产区,土壤保持、产水服务均处于较高的水平。区域土地开发潜力很大,但仍需合理组织农业生产和农村经济活动,加强农业基础设施建设,预防农业面源污染对整体环境的破坏,提升抵御自然灾害能力。
（4）IV中东部高原农牧产品供给区（聚类类别1）。该区包括康巴什区、东胜区南部和伊金霍洛旗北部,是鄂尔多斯市的核心区域。土地利用类型以草地和农业用地为主,分别占75.8%和21.8%。与分区III类似,区域水热条件良好,地势平坦,是重要粮食产区。
（5）V西部荒漠草原沙漠化敏感区（聚类类别4）。该区位于研究区西部库布其沙漠以南,包括鄂托克旗和杭锦旗的一部分。区域土地利用类型以草地为主,占87.8%,其次是荒漠裸地,占10.2%。区域多年平均年降水量199 mm,属典型的半荒漠草原,具有较高的固碳服务水平,产水和土壤保持量较低。气候干燥,生态系统稳定性差,属于沙漠化高度敏感区。需要加强区域环境保护和管理,严禁开垦草原,预防土地退化。
（6）VI中部荒漠防风固沙区（聚类类别2）。该区位于毛乌素沙地在研究区境内部分的核心区域,土地利用类型以草地和荒漠裸地为主,分别占62.6%和31.9%,灌木占比3.8%。多年平均年降水量335 mm,降水量高于中国大部分沙漠。自1980年代以来,对这一区域展开了大量的沙地治理工作,植被状况有一定的好转,但承载力仍较低,需坚持通过工程治理方式恢复植被、提升区域生态系统稳定性。
（7）VII西南荒漠草原沙漠化敏感区（聚类类别4）。该区位于研究区西南鄂托克前旗西部,毗邻银川平原。区域土地利用类型以草地为主,占88.3%,其次是荒漠裸地,占9.5%。多年平均年降水量为221 mm,与分区V类似,同属生态系统稳定性较差的荒漠草原区域,沙漠化敏感度较高。
（8）VIII西部高原固碳区（聚类类别5）。这一区域由北至南依此跨越杭锦旗、鄂托克旗和鄂托克前旗,地貌类型以干燥剥蚀高平原为主,区域土地利用类型以草地为主,占84.1%,其次是荒漠裸地,占11.8%。整体状况与分区VII类似,但降水量略高,植被状况略好,固碳服务的主导性比较突出。
（9）IX南部荒漠防风固沙区（聚类类别2）。该区位于毛乌素沙地在研究区境内部分的最南端,与VI区被植被状况较好的高平原区所隔断,向南逐渐过渡到黄土高原区。土地利用类型以草地和荒漠裸地为主,分别占58.7%和35.9%,灌木比例为2.3%。
（10）X中部高原产水固碳区（聚类类别6）。位于研究区中部的干燥剥蚀高平原。区域土地利用类型以草地为主,占85.1%,其次是荒漠裸地,占8.4%。由于地理位置偏东,较西部高原区水分条件更优,生态系统产水、固碳服务比较突出。
（11）XI东部丘陵水土保持区（聚类类别7）。位于研究区最东部,跨越准格尔旗、伊金霍洛旗和乌审旗。区域土地利用类型以草地为主,占80.6%;其次是农地和荒漠裸地,分别占10.5%和4.9%。地貌类型以丘陵为主,较X区水分条件更好,因此植被覆盖度较高,产水、土壤保持和固碳等服务都比较突出。这一区域地表自然侵蚀强烈,不合理的土地利用将加剧水土流失;因此,该区需要全面保护自然植被,严禁陡坡垦殖和过度放牧。此外,对比分析可以看到,从VIII区（西部高原固碳功能区）到X区（中部高原产水固碳区）,再到XI区（东部水土保持区）,3个区自西向东近似平行分布,均表现出明显的经度地带性分布特征。

4 讨论

4.1 从分类到分区：细小图斑的归并

使用支持向量机划定分区界线直接得到的分区结果,会出现一些面积相对较小的图斑,需要进行微调和平滑。本文利用ArcGIS的消除工具,通过将面积最小的图斑与具有最长公用边界的邻近图斑合并,来消除这些面积较小的图斑;这一过程通过Arcpy模块编程重复多次实现。一般来说,最终得到的分区结果中各区面积的大小差异不应过大。因此这里尝试通过各区面积的变异系数来确定消除终点。
如图7a所示,可以看到随着归并过程中分区数的减小,各区面积的变异系数逐渐减小,这意味着随着微小图斑被逐渐合并,不同类型区域面积的离散程度逐渐降低。面积变异系数从1.49降低至0.74,也反映了归并过程的必要性和有效性。而归并终点的确定需要对变异系数的变化作进一步分析。如图7b所示,变异系数的一阶差分在差分终点分区数大于11时,随着归并过程的进行,变异系数的一阶差分的绝对值增大,变异系数减少的速度增加;而在差分终点分区数小于11时,变异系数的一阶差分的绝对值减小,变异系数减少的速度逐渐下降;这意味着归并过程对分区面积整体离散程度的影响逐渐削弱,就没有继续归并的必要了。因此,分区数目为11是归并过程的一个比较理想的终点。

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图7归并过程分区面积变异系数(a)及其一阶差分(b)
-->Fig. 7Variation coefficient (a) of zone area during the merging process and its first order difference (b)
-->

4.2 方法适用性及其不足

分区和区划是地理学综合的基本途径,也是认知地理规律的基础与前提。分区要素在区域之间差异尽可能的大、区域内部差异尽可能的小,这是分区和区划有效性的基本要求。近年来,以SOFM神经网络为代表的定量方法已经成为区划工作的主导方法。在以行政区或流域为基本空间单元时,由于基本单元数量较小,通过SOFM神经网络进行聚类并考虑共轭性进行微调后,就可以得到较为清晰的分区结果,相应的分区界线则是行政区或者流域的边界。但这种方法忽视了基本单元内部的空间差异,难以保证区域内部分区要素的相似性,也难以进行灵活的尺度变化,因此使用较高分辨率的栅格数据开展区划是有必要的。
通过SOFM神经网络基于多维栅格数据进行聚类后,往往出现各类别像元相互混杂、破碎度较高的聚类结果。用于聚类数据的分辨率越高,聚类后各类型地块混杂在一起的现象越明显,各类型的分界线也就越不明显,难以直接通过聚类划定分区;这时需要在不同类型的碎斑单元间寻找分界线,形成完整统一的区块作为分区结果。若通过对聚类结果空间分异的感知和经验合并碎斑划定分界线,单次分区工作量较大,无法形成可以重复的划界标准,其结果主观性较强,并难以及时更新。因此,本研究提出采用支持向量机等机器学习算法,基于不同类别像元空间距离最大原则识别最优分区界线的方法,有助于提升区划工作的客观性与准确性。根据分区目的与研究区实际情况合理选取分区指标,此方法可推广至基于高维栅格数据的多尺度、多主题的自下而上分区研究。
SVM模型通过在特征空间或其映射空间中构造以最大间隔把不同类别分开的最佳超平面或超平面集合实现分类,理论上可以实现对高维数据的最优分类。因此,在利用格网数据进行聚类后,选取一定数量的训练样本,把地理空间作为特征变量空间,通过支持向量机划分特征变量空间,让不同类型地块在地理空间上的间隔最大化。利用这个标准可以识别分区界线,将聚类后破碎混合的地块划分成完整的区块,完成从分类到分区的转化。这种划界方法可以充分利用指标数据集聚类提取的特征信息,基于不同类别的空间位置关系自动识别分区边界,能有效避免基于定性方法划界过程中的主观性强、单次划界周期长、难以重复等缺陷^[37],可以作为定量划界方法的重要补充,用于自动分区系统的实现。
不过,需要指出的是,SVM对于大规模样本数据集的训练效率并不理想^[38],在计算资源一定时,随着样本规模的扩大,计算复杂度和时间消耗也将呈指数增加,很大程度上将会限制本研究方法在更大空间范围和更高分辨率数据集的分区工作中的应用。因此,如何进一步优化训练算法,是使用本方法进行分区需要重点考虑的问题。

5 结论

本文基于90 m×90 m的栅格数据,考虑区域关键生态系统服务及生态敏感性构建分区指标体系,将其输入SOFM神经网络模型进行聚类,基于CQI指数筛选最优聚类方案;进而通过SVM识别最优分区界线,实现了从分类到分区的转换,最终将鄂尔多斯市划分为北部荒漠防风固沙区（I）、西北荒漠生态脆弱区（II）、北部冲积平原农牧产品供给区（III）、中东部高原农牧产品供给区（IV）、西部荒漠草原沙漠化敏感区（V）、中部荒漠防风固沙区（VI）、西南荒漠草原沙漠化敏感区（VII）、西部高原固碳区（VIII）、南部荒漠防风固沙区（IX）、中部高原产水固碳区（X）、东部丘陵水土保持区（XI）等11个生态功能区。各分区生态功能特征明显,空间边界清晰,结果可信。
就分区方法而言,不同于以往基于行政区、流域进行聚类,以及通过感知和经验分离混杂聚类结果的方法,本文采用SVM模型,让不同类型地块在地理空间上距离间隔最大化,基于不同类别的空间位置关系自动识别区域边界,将聚类后破碎混合的地块划分为完整的区块。这种定量方法有助于实现生态功能分区的自动化与标准化,能有效避免传统定性方法的缺陷,可以作为定量划界方法的重要补充应用于自动分区系统的实现。
The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献原文顺序
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[1]	Fang C L, Lin X Q.The eco-environmental guarantee for China's urbanization process . Journal of Geographical Sciences, 2009, 19(1): 95-106.https://doi.org/10.1007/s11442-009-0095-z URL [本文引用: 1]摘要 Studying the change of resources consumption and eco-environmental carrying capacity are of importance to the sustainable development of urbanization. Based on the China’s economic and social statistical data from 1950 to 2006, the ecological footprint, ecological footprint intensity, ecological deficit and surplus, and eco-environment quality comprehensive index are calculated, the correlation between urbanization and eco-environmental change is analyzed and the eco-environmental guarantee for China’s urbanization in 2030 is forecasted. The major results could be summarized as follows: (1) there is a positive linear relation between urbanization and ecological footprint, negative linear relation between urbanization and ecological footprint intensity, ecological deficit and surplus and the negative exponential relation between urbanization and eco-environment quality comprehensive index. (2) By 2030, the urbanization level will reach 61.32%, the ecological deficit will increase to 42.2866×10 8 hm 2 and the eco-environment quality comprehensive index will drop to 0.3016 on the condition that the total quantity ecological footprint achieves 55.9348×10 8 hm 2 . (3) Under the existing urban development pattern, the ecological overload will be more serious in the next 24 years. Constructing the reasonable industrial structure and establishing the intensive resources utilization system to alleviate the eco-environmental pressure are the tough challenges in China’s urbanization process.
[2]	Wu Shaohong, Gao Jiangbo, Dai Erfu, et al.Research on dynamic of terrestrial system of China: Academic logic and synthetic scheme . Advances in Earth science, 2017, 32(6): 569-576.https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2017.06.0569 URL [本文引用: 1]摘要陆地表层是众多要素相互作用而形成的一个多过程、多尺度耦合的综合体,是人类赖以生存和发展的环境。陆地表层地域系统是对该综合体空间上有序分布、时间上动态平衡的表征,是自然地理学研究的核心内容。近百年来自然与人类活动,如何驱动陆地表层要素相互作用的效应发生变化,进而影响到整体格局的改变,是全球变化与地理学科研究领域的一个前沿、基础科学问题。在对中国现代自然地域系统研究历程简要回顾的基础上,通过总结地域系统研究的难点与问题,凝练自然地域系统动态研究的学术思路,即以要素—格局—动态的逻辑逐步深入,重点关注过程与互馈、区域变动与地域系统等主题;进而设计自然地域系统动态研究总体方案,包括:以区划方法论创新、动态方案及其驱动机制为研究目标,设置要素变化、区域变动、区域解析与系统划分和地域系统动态等4个方面内容,并提出自然地域系统动态研究技术路线及关键技术的应用范围。 [吴绍洪, 高江波, 戴尔阜, 等. 中国陆地表层自然地域系统动态研究: 思路与方案 . 地球科学进展, 2017, 32(6): 569-576.]https://doi.org/10.11867/j.issn.1001-8166.2017.06.0569 URL [本文引用: 1]摘要陆地表层是众多要素相互作用而形成的一个多过程、多尺度耦合的综合体,是人类赖以生存和发展的环境。陆地表层地域系统是对该综合体空间上有序分布、时间上动态平衡的表征,是自然地理学研究的核心内容。近百年来自然与人类活动,如何驱动陆地表层要素相互作用的效应发生变化,进而影响到整体格局的改变,是全球变化与地理学科研究领域的一个前沿、基础科学问题。在对中国现代自然地域系统研究历程简要回顾的基础上,通过总结地域系统研究的难点与问题,凝练自然地域系统动态研究的学术思路,即以要素—格局—动态的逻辑逐步深入,重点关注过程与互馈、区域变动与地域系统等主题;进而设计自然地域系统动态研究总体方案,包括:以区划方法论创新、动态方案及其驱动机制为研究目标,设置要素变化、区域变动、区域解析与系统划分和地域系统动态等4个方面内容,并提出自然地域系统动态研究技术路线及关键技术的应用范围。
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[5]	Schneider A, Friedl M A, Potere D T.Mapping global urban areas using MODIS 500-m data: New methods and datasets based on urban ecoregions . Remote Sensing of Environment, 2010, 114(8): 1733-1746.https://doi.org/10.1016/j.rse.2010.03.003 URL [本文引用: 1]摘要 Although cities, towns and settlements cover only a tiny fraction (< 1%) of the world's surface, urban areas are the nexus of human activity with more than 50% of the population and 70 90% of economic activity. As such, material and energy consumption, air pollution, and expanding impervious surface are all concentrated in urban areas, with important environmental implications at local, regional and potentially global scales. New ways to measure and monitor the built environment over large areas are thus critical to answering a wide range of environmental research questions related to the role of urbanization in climate, biogeochemistry and hydrological cycles. This paper presents a new dataset depicting global urban land at 500-m spatial resolution based on MODIS data (available at http://sage.wisc.edu/urbanenvironment.html). The methodological approach exploits temporal and spectral information in one year of MODIS observations, classified using a global training database and an ensemble decision-tree classification algorithm. To overcome confusion between urban and built-up lands and other land cover types, a stratification based on climate, vegetation, and urban topology was developed that allowed region-specific processing. Using reference data from a sample of 140 cities stratified by region, population size, and level of economic development, results show a mean overall accuracy of 93% ( k = 0.65) at the pixel level and a high level of agreement at the city scale ( R 2 = 0.90).
[6]	Liu Yanxu, Fu Bojie, Wang Shuai, et al.From biogeography to ecological function: Progress and prospect of global ecological regionalization research . Acta Ecologica Sinica, 2017, 37(23): 7761-7768.https://doi.org/10.5846/stxb201707251338 URL [本文引用: 1]摘要全球生态区划可以为全球和区域的生态系统保护与管理起到关键的空间指引作用，但当前全球生态区划方案存在重视生物地理分布特征而忽视生态系统服务的问题。系统梳理了全球生态区划研究进展，并总结为萌芽、发展和再认识的3个阶段。Bailey和Olson等的两套全球生态区划方案在近40年来使用最为广泛，但两套以生物多样性保护为区划目标的方案均属于生物地理区划范畴。为实现对区域生态安全保障和人地关系协调的全面支持，有必要开展以功能区划为主的全球生态区划研究，进一步完善生态区划理论体系、探索生态区划方法集成、突出生态系统服务权衡并聚焦人地关系动态演化。 [刘焱序, 傅伯杰, 王帅, 等. 从生物地理区划到生态功能区划: 全球生态区划研究进展 . 生态学报, 2017, 37(23): 7761-7768.]https://doi.org/10.5846/stxb201707251338 URL [本文引用: 1]摘要全球生态区划可以为全球和区域的生态系统保护与管理起到关键的空间指引作用，但当前全球生态区划方案存在重视生物地理分布特征而忽视生态系统服务的问题。系统梳理了全球生态区划研究进展，并总结为萌芽、发展和再认识的3个阶段。Bailey和Olson等的两套全球生态区划方案在近40年来使用最为广泛，但两套以生物多样性保护为区划目标的方案均属于生物地理区划范畴。为实现对区域生态安全保障和人地关系协调的全面支持，有必要开展以功能区划为主的全球生态区划研究，进一步完善生态区划理论体系、探索生态区划方法集成、突出生态系统服务权衡并聚焦人地关系动态演化。
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[8]	Li Huilei, Peng Jian, Hu Yina, et al.Ecological function zoning in Inner Mongolia Autonomous Region based on ecosystem service bundles . Chinese Journal of Applied Ecology, 2017, 28(8): 2657-2666.https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.201708.036 URL [本文引用: 1]摘要生态功能分区是生态系统管理的重要环节,有助于维持生态可持续性.目前生态功能分区的框架复杂多样,但对多重生态系统服务之间关系的理解还不够深刻.生态系统服务簇可以识别多重生态系统服务间的交互作用,并依据簇的特征对区域进行生态功能分区,从而更好地进行社会-生态系统管理.本文以内蒙古自治区为例,定量评估了供给服务、调节服务和支持服务,以旗县（区）为基本空间单元,运用自组织特征映射网络（SOFM）得到生态系统服务簇、划分生态功能区.结果表明：研究区各项生态系统服务分布整体上呈现从东北向西南递减的格局;供给服务和调节服务存在权衡关系,支持服务和调节服务存在协同关系;依据聚类结果将内蒙古自治区划分为4个生态功能区,分别为西部荒漠生态脆弱区、中部草原水土保持区、东部草原牧业盈余区、东部森林生态均衡区.本研究基于生态系统服务簇的概念,分析了内蒙古自治区多重生态系统服务的权衡与协同关系,为生态功能分区提供了新的视角和方法. [李慧蕾, 彭建, 胡熠娜, 等. 基于生态系统服务簇的内蒙古自治区生态功能分区 . 应用生态学报, 2017, 28(8): 2657-2666.]https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.201708.036 URL [本文引用: 1]摘要生态功能分区是生态系统管理的重要环节,有助于维持生态可持续性.目前生态功能分区的框架复杂多样,但对多重生态系统服务之间关系的理解还不够深刻.生态系统服务簇可以识别多重生态系统服务间的交互作用,并依据簇的特征对区域进行生态功能分区,从而更好地进行社会-生态系统管理.本文以内蒙古自治区为例,定量评估了供给服务、调节服务和支持服务,以旗县（区）为基本空间单元,运用自组织特征映射网络（SOFM）得到生态系统服务簇、划分生态功能区.结果表明：研究区各项生态系统服务分布整体上呈现从东北向西南递减的格局;供给服务和调节服务存在权衡关系,支持服务和调节服务存在协同关系;依据聚类结果将内蒙古自治区划分为4个生态功能区,分别为西部荒漠生态脆弱区、中部草原水土保持区、东部草原牧业盈余区、东部森林生态均衡区.本研究基于生态系统服务簇的概念,分析了内蒙古自治区多重生态系统服务的权衡与协同关系,为生态功能分区提供了新的视角和方法.
[9]	Gao Jiangbo, Huang Jiao, Li Shuangcheng, et al.The new progresses and development trends in the research of physio-geographical regionalization in China . Progress in Geography, 2010, 29(11): 1400-1407.https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.11.032 URL Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>依据自然地带性和区域分异规律进行自然区划历来是自然地理学的重要研究内容。它不仅是获取地理知识的重要途径，而且可为拟定和实施社会经济发展规划以及保护、改良和合理利用生态与环境提供必要的科学依据。本文在简要回顾国内外自然地理区划研究发展历程的基础上，总结了中国近年来自然地理区划研究工作的特点：区划要素类型多样、自然综合区划“生态化”明显、区划空间单元及其尺度系列完整、区划技术方法鲜有创新、区划方法论有所重视、区划方案应用指向进一步强化。分析了当前自然地理区划研究工作中存在的学术问题：认识论研究欠缺、方法论研究薄弱。最后，对自然地理区划的未来发展进行了展望：持续增加的国家需求、不断规范化的区划工作，并提出了地理区划的几个发展趋势。</p> [高江波, 黄姣, 李双成, 等. 中国自然地理区划研究的新进展与发展趋势 . 地理科学进展, 2010, 29(11): 1400-1407.]https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.11.032 URL Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>依据自然地带性和区域分异规律进行自然区划历来是自然地理学的重要研究内容。它不仅是获取地理知识的重要途径，而且可为拟定和实施社会经济发展规划以及保护、改良和合理利用生态与环境提供必要的科学依据。本文在简要回顾国内外自然地理区划研究发展历程的基础上，总结了中国近年来自然地理区划研究工作的特点：区划要素类型多样、自然综合区划“生态化”明显、区划空间单元及其尺度系列完整、区划技术方法鲜有创新、区划方法论有所重视、区划方案应用指向进一步强化。分析了当前自然地理区划研究工作中存在的学术问题：认识论研究欠缺、方法论研究薄弱。最后，对自然地理区划的未来发展进行了展望：持续增加的国家需求、不断规范化的区划工作，并提出了地理区划的几个发展趋势。</p>
[10]	Zheng Du, Ou Yang, Zhou Chenghu.Understanding of and thinking over geographical regionalization methodology . Acta Geographica Sinica, 2008, 63(6): 563-573.URL [本文引用: 1]摘要地理学是发展较为悠久的一门学科,拥有非常丰富的方法论,并有大量的文献资料。道库恰也夫和柯本的自然地带学说等都是以自然地理区划研究的经典之作。在进行国家区域划分的过程中,对自然地理区划的结果能够自然的呈现出来,并且针对现在区划的目的以及实施的原则能够进行多角度及内涵的发掘,使内部结构的联系具有研究效应,包括信息可转换性和趋同性。本文主要以自然地理区划工作的意义为出发点,然后对自然地理区划类型进行了分析,最后阐述了自然地理区划的指标规划。 [郑度, 欧阳, 周成虎. 对自然地理区划方法的认识与思考 . 地理学报, 2008, 63(6): 563-573.]URL [本文引用: 1]摘要地理学是发展较为悠久的一门学科,拥有非常丰富的方法论,并有大量的文献资料。道库恰也夫和柯本的自然地带学说等都是以自然地理区划研究的经典之作。在进行国家区域划分的过程中,对自然地理区划的结果能够自然的呈现出来,并且针对现在区划的目的以及实施的原则能够进行多角度及内涵的发掘,使内部结构的联系具有研究效应,包括信息可转换性和趋同性。本文主要以自然地理区划工作的意义为出发点,然后对自然地理区划类型进行了分析,最后阐述了自然地理区划的指标规划。
[11]	Peng Jian, Wu Wenhuan, Liu Yanxu, et al.Soil conservation service zoning in the Inner Mongolia Autonomous Region based on PSR framework . Acta Ecologica Sinica, 2017, 37(11): 3849-3861.https://doi.org/10.5846/stxb201702200273 URL [本文引用: 1]摘要土壤侵蚀是中国北方重要的生态问题,内蒙古自治区位于干旱半干旱地区,是中国北方典型的土壤侵蚀区。针对以往生态功能分区分析框架复杂多样、权重设定人为主观等问题,以内蒙古自治区为例,基于压力-状态-响应系统分析框架,从气候背景-土壤保持-植被条件三方面构建指标体系,运用自组织特征映射(SOFM)神经网络和GIS空间分析技术,以1280个小流域为基本单元进行土壤保持服务分区,按照分区单元的聚集度对多种方案进行优选,并依据区域共轭性原则最终将研究区划分为3个土壤保持服务区和11个土壤保持服务亚区。 [彭建, 武文欢, 刘焱序, 等. 基于PSR框架的内蒙古自治区土壤保持服务分区 . 生态学报, 2017, 37(11): 3849-3861.]https://doi.org/10.5846/stxb201702200273 URL [本文引用: 1]摘要土壤侵蚀是中国北方重要的生态问题,内蒙古自治区位于干旱半干旱地区,是中国北方典型的土壤侵蚀区。针对以往生态功能分区分析框架复杂多样、权重设定人为主观等问题,以内蒙古自治区为例,基于压力-状态-响应系统分析框架,从气候背景-土壤保持-植被条件三方面构建指标体系,运用自组织特征映射(SOFM)神经网络和GIS空间分析技术,以1280个小流域为基本单元进行土壤保持服务分区,按照分区单元的聚集度对多种方案进行优选,并依据区域共轭性原则最终将研究区划分为3个土壤保持服务区和11个土壤保持服务亚区。
[12]	Huang Jiao, Gao Yang, Zhao Zhiqiang, et al.Comprehensive physiographic regionalization of China using GIS and SOFM neural network . Geographical Research, 2011, 30(9): 1648-1659.https://doi.org/10.11821/yj2011090009 URL [本文引用: 1]摘要 Comprehensive physiographic regionalization has long been a core issue of physical geography in China. A great number of regionalization themes have been developed and applied as guidelines for regional development and geography teaching. However, these themes mainly use the traditional expertise-experiences-based regionalization methodology, which probably make themselves unreliable due to certain prejudices and different knowledge backgrounds of each individual. In order to overcome this obstacle, and to enrich regionalization research theoretically and methodologically, this paper tries to apply SOFM neural network to the regionalization. Supported by GIS technology and following the traditional three-level-strategy, we construct and operate SOFM neural networks at each level, using temperature factors, moisture factors and supplement factors respectively. Finally, we divide Chinese mainland into 8 temperature zones, 17 moisture regions and 43 natural sub-regions, then compare this scheme with those based on traditional methods. The result shows that based on GIS platform, applying SOFM neural network into comprehensive physiographic regionalization has significant advantages, which is an important supplement and development to traditional regionalization paradigm. [黄姣, 高阳, 赵志强, 等. 基于GIS与SOFM网络的中国综合自然区划 . 地理研究, 2011, 30(9): 1648-1659.]https://doi.org/10.11821/yj2011090009 URL [本文引用: 1]摘要 Comprehensive physiographic regionalization has long been a core issue of physical geography in China. A great number of regionalization themes have been developed and applied as guidelines for regional development and geography teaching. However, these themes mainly use the traditional expertise-experiences-based regionalization methodology, which probably make themselves unreliable due to certain prejudices and different knowledge backgrounds of each individual. In order to overcome this obstacle, and to enrich regionalization research theoretically and methodologically, this paper tries to apply SOFM neural network to the regionalization. Supported by GIS technology and following the traditional three-level-strategy, we construct and operate SOFM neural networks at each level, using temperature factors, moisture factors and supplement factors respectively. Finally, we divide Chinese mainland into 8 temperature zones, 17 moisture regions and 43 natural sub-regions, then compare this scheme with those based on traditional methods. The result shows that based on GIS platform, applying SOFM neural network into comprehensive physiographic regionalization has significant advantages, which is an important supplement and development to traditional regionalization paradigm.
[13]	Zhang Xueru, Zhang Yili, Liu Linshan, et al.Zoning by land types based on SOFM network: A case study on transect of eastern Tibetan Plateau . Geographical Research, 2013, 32(5): 839-847.https://doi.org/10.11821/yj2013050007 URL [本文引用: 1]摘要基于土地类型自下而上的自然区划能够确立更加清晰的自然区划界线,是自然区划研究取得突破的关键。以青藏高原东部山区为研究区,采用神经网络模型与GIS技术,开展基于土地类型自下而上的区划研究。通过计算得到研究区地形综合指数、温暖指数、湿润指数、地被指数和水文指数5个自然指数指标,并将这些指标作为变量输入层,输入到建立的Self-Organizing Feature Maps神经网络模型中,对土地类型单元自下而上合并,生成青藏高原东部山区自然区划图,实现以土地类型单元为控制本底的定量化分区。结果表明：①可以将土地类型单元聚合成高原高寒稀疏植被区、高原高寒草甸草原区、高原高寒灌丛草甸区、高山深谷灌丛草甸区和高山深谷针叶林区5个自然带区域。②分区结果与中国生态地理区域划分的自然界线比较接近,相似性较高,分区结果较理想。 [张学儒, 张镱锂, 刘林山, 等. 基于SOFM神经网络模型的土地类型分区尝试: 以青藏高原东部样带为例 . 地理研究, 2013, 32(5): 839-847.]https://doi.org/10.11821/yj2013050007 URL [本文引用: 1]摘要基于土地类型自下而上的自然区划能够确立更加清晰的自然区划界线,是自然区划研究取得突破的关键。以青藏高原东部山区为研究区,采用神经网络模型与GIS技术,开展基于土地类型自下而上的区划研究。通过计算得到研究区地形综合指数、温暖指数、湿润指数、地被指数和水文指数5个自然指数指标,并将这些指标作为变量输入层,输入到建立的Self-Organizing Feature Maps神经网络模型中,对土地类型单元自下而上合并,生成青藏高原东部山区自然区划图,实现以土地类型单元为控制本底的定量化分区。结果表明：①可以将土地类型单元聚合成高原高寒稀疏植被区、高原高寒草甸草原区、高原高寒灌丛草甸区、高山深谷灌丛草甸区和高山深谷针叶林区5个自然带区域。②分区结果与中国生态地理区域划分的自然界线比较接近,相似性较高,分区结果较理想。
[14]	Ma Cheng, Li Shuangcheng, Liu Jinlong, et al.Regionalization of ecosystem services of Beijing-Tianjin-Hebei Area based on SOFM neural network . Progress in Geography, 2013, 32(9): 1383-1393.https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2013.09.008 URL Magsci [本文引用: 1]摘要生态系统服务与土地利用之间有密切关联,生态系统服务分区对区域生态系统服务的管理和土地利用政策的制定有重要意义。本文以京津冀地区为研究区,依据IGBP2001-2009年间的土地利用数据,在对谢高地等制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数进行校正的基础上,核算了区域内各县(市)级行政单元单位面积生态系统服务的价值量,构建自组织特征映射网络(SOFM)对京津冀的生态系统服务进行分区,并用ArcGIS识别了不同服务类型的热点区,归纳和总结了每个分区的主导服务类型,并结合全国功能主体区划对该区域未来的发展重点和土地利用政策提出建议。依据分类结果,可将京津冀地区分为4 个区域:Ⅰ. 坝上高原和冀西北山区;Ⅱ. 燕山和太行山地;Ⅲ. 冀中南平原区;Ⅳ. 环渤海滨海区。2001-2009年间,除Ⅳ区的生态系统服务价值呈现增加趋势外,其他区域均有不同程度的减少,减少程度依次为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。Ⅰ区域发展重点为防风固沙和水源涵养;Ⅱ区域为生物多样性重点保护区域;Ⅲ区域应重点调整城镇用地的比例,适当增加其他生态系统服务;Ⅳ区域应增加水源涵养价值,治理土壤盐渍化。 [马程, 李双成, 刘金龙, 等. 基于SOFM网络的京津冀地区生态系统服务分区 . 地理科学进展, 2013, 32(9): 1383-1393.]https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2013.09.008 URL Magsci [本文引用: 1]摘要生态系统服务与土地利用之间有密切关联,生态系统服务分区对区域生态系统服务的管理和土地利用政策的制定有重要意义。本文以京津冀地区为研究区,依据IGBP2001-2009年间的土地利用数据,在对谢高地等制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数进行校正的基础上,核算了区域内各县(市)级行政单元单位面积生态系统服务的价值量,构建自组织特征映射网络(SOFM)对京津冀的生态系统服务进行分区,并用ArcGIS识别了不同服务类型的热点区,归纳和总结了每个分区的主导服务类型,并结合全国功能主体区划对该区域未来的发展重点和土地利用政策提出建议。依据分类结果,可将京津冀地区分为4 个区域:Ⅰ. 坝上高原和冀西北山区;Ⅱ. 燕山和太行山地;Ⅲ. 冀中南平原区;Ⅳ. 环渤海滨海区。2001-2009年间,除Ⅳ区的生态系统服务价值呈现增加趋势外,其他区域均有不同程度的减少,减少程度依次为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。Ⅰ区域发展重点为防风固沙和水源涵养;Ⅱ区域为生物多样性重点保护区域;Ⅲ区域应重点调整城镇用地的比例,适当增加其他生态系统服务;Ⅳ区域应增加水源涵养价值,治理土壤盐渍化。
[15]	Li Shuangcheng, Zhao Zhiqiang, Gao Jiangbo.Identifying eco-geographical boundary using spatial wavelet transform . Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(9): 4313-4322.https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2008.09.030 URL Magsci [本文引用: 1]摘要为了提高生态地理分界线识别和定位的客观性，探讨了通过空间小波变换获取多尺度模极大值定位过渡带的方法。以NDVI和降水作为小波多尺度分解的对象，应用db3小波核函数分别对49条样带的模极大值进行了多尺度检测，并在GIS中确定其地理坐标。研究结果表明：识别半干旱半湿润生态地理分界线的最佳空间尺度为20～40 km，小于这一尺度定位过程容易受到局部地表覆被因素如城市区域或地形的影响，大于这一尺度由于要素被过度平滑，造成定位不准；从定位点的聚集度分析，NDVI的定位效果好于降水，特别是在较大空间尺度上。而与综合自然地理区划方案中的半干旱半湿润分界线比较，从定位点的方向性、平均最短距离以及均衡度三项指标综合判断，小波变换对于降水过渡带的定位优于对NDVI的定位。研究证实，空间小变换与GIS结合是提高生态地理分界线识别与定位科学性的重要途径，是对专家系统划分界线方法的有力补充和完善。 [李双成, 赵志强, 高江波. 基于空间小波变换的生态地理界线识别与定位 . 生态学报, 2008, 28(9): 4313-4322.]https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2008.09.030 URL Magsci [本文引用: 1]摘要为了提高生态地理分界线识别和定位的客观性，探讨了通过空间小波变换获取多尺度模极大值定位过渡带的方法。以NDVI和降水作为小波多尺度分解的对象，应用db3小波核函数分别对49条样带的模极大值进行了多尺度检测，并在GIS中确定其地理坐标。研究结果表明：识别半干旱半湿润生态地理分界线的最佳空间尺度为20～40 km，小于这一尺度定位过程容易受到局部地表覆被因素如城市区域或地形的影响，大于这一尺度由于要素被过度平滑，造成定位不准；从定位点的聚集度分析，NDVI的定位效果好于降水，特别是在较大空间尺度上。而与综合自然地理区划方案中的半干旱半湿润分界线比较，从定位点的方向性、平均最短距离以及均衡度三项指标综合判断，小波变换对于降水过渡带的定位优于对NDVI的定位。研究证实，空间小变换与GIS结合是提高生态地理分界线识别与定位科学性的重要途径，是对专家系统划分界线方法的有力补充和完善。
[16]	Chang C C, Lin C J.LIBSVM: A Library for Support Vector Machines . ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology, 2011, 2(3): 1-27. [本文引用: 1]
[17]	Meng Jijun, Zhu Likai, Yang Qian, et al.Building ecological security pattern based on land use: A case study of Ordos, northern China . Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(21): 6755-6766.https://doi.org/10.5846/stxb201109201384 URL Magsci [本文引用: 1]摘要合理构建区域土地利用生态安全格局来实施管理对策和改善区域生态安全水平,已经成为区域生态环境保护的新需求。以位于中国北方农牧交错区的鄂尔多斯市为研究区,基于自然地理数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据等,借助多目标优化模型和GIS空间分析技术,构建了鄂尔多斯市土地利用生态安全格局,结果表明:(1)不适宜性耕地所占比重较大,林地和草地分布比较合理,适宜的未利用地面积所占比重较大,后备土地资源丰富;(2)多目标优化结果显示,耕地、林地、水域和建设用地面积呈现增加的趋势;草地面积基本保持不变;未利用地面积大幅度下降;(3)土地利用生态安全格局显示,耕地面积增加,主要分布在水分条件较好的河流、湖泊和水库等的周边地区以及城镇和乡村居民点周围;林地面积大幅度增加,主要分布在达拉特旗北部和准格尔旗东部;草地略有增加,广泛分布于库布齐沙漠和毛乌素沙地以外的地区;建设用地增加面积主要来自于重点发展城镇的扩展和规划的重点矿产资源开采区;未利用地大幅度减少,主要集中在杭锦旗境内的库布齐沙漠以及乌审旗和鄂托克旗境内的毛乌素沙地。研究结果对鄂尔多斯市土地资源管理和生态安全建设具有重要指导意义。 [蒙吉军, 朱利凯, 杨倩, 等. 鄂尔多斯市土地利用生态安全格局构建 . 生态学报, 2012, 32(21): 6755-6766.]https://doi.org/10.5846/stxb201109201384 URL Magsci [本文引用: 1]摘要合理构建区域土地利用生态安全格局来实施管理对策和改善区域生态安全水平,已经成为区域生态环境保护的新需求。以位于中国北方农牧交错区的鄂尔多斯市为研究区,基于自然地理数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据等,借助多目标优化模型和GIS空间分析技术,构建了鄂尔多斯市土地利用生态安全格局,结果表明:(1)不适宜性耕地所占比重较大,林地和草地分布比较合理,适宜的未利用地面积所占比重较大,后备土地资源丰富;(2)多目标优化结果显示,耕地、林地、水域和建设用地面积呈现增加的趋势;草地面积基本保持不变;未利用地面积大幅度下降;(3)土地利用生态安全格局显示,耕地面积增加,主要分布在水分条件较好的河流、湖泊和水库等的周边地区以及城镇和乡村居民点周围;林地面积大幅度增加,主要分布在达拉特旗北部和准格尔旗东部;草地略有增加,广泛分布于库布齐沙漠和毛乌素沙地以外的地区;建设用地增加面积主要来自于重点发展城镇的扩展和规划的重点矿产资源开采区;未利用地大幅度减少,主要集中在杭锦旗境内的库布齐沙漠以及乌审旗和鄂托克旗境内的毛乌素沙地。研究结果对鄂尔多斯市土地资源管理和生态安全建设具有重要指导意义。
[18]	Dai Erfu, Zhai Ruixue, Ge Quansheng, et al.Topsoil organic carbon storage and its changes in Inner Mongolia grassland from the 1980s to 2010s . Acta Geographica Sinica, 2014, 69(11): 1651-1660. [本文引用: 1] [戴尔阜, 翟瑞雪, 葛全胜, 等. 1980s-2010s内蒙古草地表层土壤有机碳储量及其变化 . 地理学报, 2014, 69(11): 1651-1660.] [本文引用: 1]
[19]	Song Naiping, Zhang Fengrong.The changing process and mechanism of the farming-grazing transitional land use pattern in Ordos . Acta Geographica Sinica, 2007, 62(12): 1299-1308.https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2007.12.007 URL [本文引用: 1]摘要依据史料和已有研究成果恢复了鄂尔多斯农牧交错土地利用格局的演变过程,即清代、民国是一个由自发开垦到政府组织开垦、由汉人租佃开垦到蒙汉共同开垦、由鄂尔多斯周缘向其内部深入的过程。进而从自然条件、人口压力、经济利益和民族融合等因素的作用探讨鄂尔多斯农牧交错土地利用格局的演变机理。清代气候进入暖湿期,为土地开垦奠定了条件;生态系统脆弱性又阻碍了过度开垦。中国人口空前增长和耕地单产徘徊促使耕地开发向边疆拓展;鄂尔多斯与周边的人口梯度力以及黄土高原土地退化对人口的排斥力是促进鄂尔多斯土地开垦的根本动力。无论是民间自发的还是政府组织的,都是在追逐利益中促进了土地开垦;同时,中央与地方、蒙古人与汉人、豪强与贫民之间的利益争夺阻碍了开垦进程。蒙汉人口结构改变和开垦中建立的共同利益关系促进了民族融合,其中的彼此接受和排斥,既加强了农业的地位,又巩固了畜牧业的地位。鄂尔多斯的农牧交错土地利用格局正是这些因素的共同驱动和阻碍的平衡中形成和发展的。 [宋乃平, 张凤荣. 鄂尔多斯农牧交错土地利用格局的演变与机理 . 地理学报, 2007, 62(12): 1299-1308.]https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2007.12.007 URL [本文引用: 1]摘要依据史料和已有研究成果恢复了鄂尔多斯农牧交错土地利用格局的演变过程,即清代、民国是一个由自发开垦到政府组织开垦、由汉人租佃开垦到蒙汉共同开垦、由鄂尔多斯周缘向其内部深入的过程。进而从自然条件、人口压力、经济利益和民族融合等因素的作用探讨鄂尔多斯农牧交错土地利用格局的演变机理。清代气候进入暖湿期,为土地开垦奠定了条件;生态系统脆弱性又阻碍了过度开垦。中国人口空前增长和耕地单产徘徊促使耕地开发向边疆拓展;鄂尔多斯与周边的人口梯度力以及黄土高原土地退化对人口的排斥力是促进鄂尔多斯土地开垦的根本动力。无论是民间自发的还是政府组织的,都是在追逐利益中促进了土地开垦;同时,中央与地方、蒙古人与汉人、豪强与贫民之间的利益争夺阻碍了开垦进程。蒙汉人口结构改变和开垦中建立的共同利益关系促进了民族融合,其中的彼此接受和排斥,既加强了农业的地位,又巩固了畜牧业的地位。鄂尔多斯的农牧交错土地利用格局正是这些因素的共同驱动和阻碍的平衡中形成和发展的。
[20]	Yin Jie, Dai Erfu, Wu Shaohong.Integrated risk assessment and zoning of typhoon disasters in China . Scientia Geographica Sinica, 2013, 33(11): 1370-1376.URL Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>中国是受台风影响较多的国家之一，中东部地区人口、经济密集，台风频繁登陆对农业、人口、房屋与经济构成重大威胁。从台风灾害成灾机理出发，在采用历史灾情数据构建台风灾害损失标准的基础上，对承灾体脆弱性进行评估，综合分析台风在每一个县域单元内的发生可能性，基于承灾体脆弱性和台风发生可能性评估结果，应用风险评估模型，对不同强度等级台风造成的风险进行定量评估。通过对同一强度等级不同承灾体的风险、不同强度等级台风风险进行综合，实现台风灾害风险分区，划分为3 类（高、中、低风险）9 个大区，并提出防灾减灾策略与建议。</p> [殷洁, 戴尔阜, 吴绍洪. 中国台风灾害综合风险评估与区划 . 地理科学, 2013, 33(11): 1370-1376.]URL Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>中国是受台风影响较多的国家之一，中东部地区人口、经济密集，台风频繁登陆对农业、人口、房屋与经济构成重大威胁。从台风灾害成灾机理出发，在采用历史灾情数据构建台风灾害损失标准的基础上，对承灾体脆弱性进行评估，综合分析台风在每一个县域单元内的发生可能性，基于承灾体脆弱性和台风发生可能性评估结果，应用风险评估模型，对不同强度等级台风造成的风险进行定量评估。通过对同一强度等级不同承灾体的风险、不同强度等级台风风险进行综合，实现台风灾害风险分区，划分为3 类（高、中、低风险）9 个大区，并提出防灾减灾策略与建议。</p>
[21]	Ouyang Zhiyun.China's ecological function zoning . China Investigation & Design, 2007, 1(3): 70. [本文引用: 1] [欧阳志云. 中国生态功能区划 . 中国勘察设计, 2007, 1(3): 70.] [本文引用: 1]
[22]	Pan Feng, Tian Changyan, Shao Feng, et al.Evaluation of ecological sensitivity in Karamay, Xinjiang, Northwest China . Acta Geographica Sinica, 2011, 66(11): 1497-1507.https://doi.org/10.11821/xb201111006 URL [本文引用: 1]摘要基于地理信息系统空间分析、栅格运算与叠加方法,针对克拉玛依市土壤侵蚀、土地沙漠化、土壤盐渍化和生物多样性减少等区域自然环境演变过程中出现的生态问题,考虑油田开发这一人类活动影响因素,定量研究克拉玛依市综合生态敏感性空间特征。研究结果表明:(1)土壤侵蚀敏感性以中、高和极高敏感性为主,高和极高敏感性分布在克拉玛依区和独山子区大部,乌尔禾区北部,白碱滩区西侧狭长区域。地形坡降迅速、水力侵蚀强、无植被或疏林地广泛分布,是土壤侵蚀敏感性较高的主要原因。(2)土地沙漠化以中、高敏感性为主,高和极高敏感性分布在白碱滩区西部和南部,克拉玛依区北部和西部区域。土壤基质多为沙粒,且植被覆盖率较低是土地沙漠化敏感性高的主要原因。(3)土壤盐渍化敏感性以中、高和极高等级为主,极高和高度敏感性分布在白碱滩区东南部,克拉玛依区东部和北部,以及乌尔禾区东部。蒸发量远大于降水量,人类活动剧烈,是土壤盐渍化敏感性高的主要原因。(4)生物多样性以轻度和中度敏感性为主,高和极高敏感性分布于克拉玛依区东部和南部区域。这些区域植被生长茂盛、物种数量较为丰富,是重点生态保护区域。(5)油田开发区域的生态敏感性高,分布在乌尔禾区北部油田,白碱滩区西部油田,克拉玛依区西北部油田和独山子区中部油田。油田开发带来的生态问题包括工业"三废",动植物生境破坏和水资源短缺等。(6)综合自然演化和人为开发的敏感性,研究区以高、中度敏感性为主,极高和高敏感性分布在克拉玛依区中部和北部,白碱滩区西南部区域。 [潘峰, 田长彦, 邵峰, 等. 新疆克拉玛依市生态敏感性研究 . 地理学报, 2011, 66(11): 1497-1507.]https://doi.org/10.11821/xb201111006 URL [本文引用: 1]摘要基于地理信息系统空间分析、栅格运算与叠加方法,针对克拉玛依市土壤侵蚀、土地沙漠化、土壤盐渍化和生物多样性减少等区域自然环境演变过程中出现的生态问题,考虑油田开发这一人类活动影响因素,定量研究克拉玛依市综合生态敏感性空间特征。研究结果表明:(1)土壤侵蚀敏感性以中、高和极高敏感性为主,高和极高敏感性分布在克拉玛依区和独山子区大部,乌尔禾区北部,白碱滩区西侧狭长区域。地形坡降迅速、水力侵蚀强、无植被或疏林地广泛分布,是土壤侵蚀敏感性较高的主要原因。(2)土地沙漠化以中、高敏感性为主,高和极高敏感性分布在白碱滩区西部和南部,克拉玛依区北部和西部区域。土壤基质多为沙粒,且植被覆盖率较低是土地沙漠化敏感性高的主要原因。(3)土壤盐渍化敏感性以中、高和极高等级为主,极高和高度敏感性分布在白碱滩区东南部,克拉玛依区东部和北部,以及乌尔禾区东部。蒸发量远大于降水量,人类活动剧烈,是土壤盐渍化敏感性高的主要原因。(4)生物多样性以轻度和中度敏感性为主,高和极高敏感性分布于克拉玛依区东部和南部区域。这些区域植被生长茂盛、物种数量较为丰富,是重点生态保护区域。(5)油田开发区域的生态敏感性高,分布在乌尔禾区北部油田,白碱滩区西部油田,克拉玛依区西北部油田和独山子区中部油田。油田开发带来的生态问题包括工业"三废",动植物生境破坏和水资源短缺等。(6)综合自然演化和人为开发的敏感性,研究区以高、中度敏感性为主,极高和高敏感性分布在克拉玛依区中部和北部,白碱滩区西南部区域。
[23]	Meng Jijun, Yan Qun, Xiang Yunyun.The optimization of ecological security pattern based on land use and assessment of schemes in Ordos, Inner Mongolia, China . Journal of Desert Reserch, 2014, 34(2): 590-596.https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00352 URL Magsci [本文引用: 1]摘要根据不同情景选择符合区域生态环境与社会经济特点的模型方法，已经成为区域土地利用生态安全格局构建的关键。本文以位于中国北方农牧交错带的鄂尔多斯市为研究区，基于自然地理数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据，将最小累积阻力模型（MCR）引入土地利用生态安全格局的构建过程，并通过景观格局指数分析了基于MCR模型构建的安全格局与基于土地生态适宜性和多目标优化的安全格局的适用条件。结果显示：前者适宜于维持生态安全的情景，有利于降低土地系统中人类活动的生态风险；后者则适宜于维持生态适宜性的情景，有利于降低土地系统中自然因素的生态风险。研究结果对鄂尔多斯市土地资源的可持续利用具有重要的指导意义。 [蒙吉军, 燕群, 向芸芸. 鄂尔多斯土地利用生态安全格局优化及方案评价 . 中国沙漠, 2014, 34(2): 590-596.]https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00352 URL Magsci [本文引用: 1]摘要根据不同情景选择符合区域生态环境与社会经济特点的模型方法，已经成为区域土地利用生态安全格局构建的关键。本文以位于中国北方农牧交错带的鄂尔多斯市为研究区，基于自然地理数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据，将最小累积阻力模型（MCR）引入土地利用生态安全格局的构建过程，并通过景观格局指数分析了基于MCR模型构建的安全格局与基于土地生态适宜性和多目标优化的安全格局的适用条件。结果显示：前者适宜于维持生态安全的情景，有利于降低土地系统中人类活动的生态风险；后者则适宜于维持生态适宜性的情景，有利于降低土地系统中自然因素的生态风险。研究结果对鄂尔多斯市土地资源的可持续利用具有重要的指导意义。
[24]	Ouyang Zhiyun, Wang Xiaoke, Miao Hong.China's eco-environmental sensitivity and its spatial heterogeneity . Acta Ecologica Sinica, 2000, 20(1): 10-13.https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2000.01.002 URL [本文引用: 1]摘要我国日益恶化的生态环境越来越引起社会各界的关注。如何对生态环境问题采取有效的综合整治策略,已经成为科学界面临的一个挑战。本研究首先综述了我国主要生态环境问题——水土流失、沙漠化、盐渍化和酸雨的空间分布格局和空间相关性,提出了生态敏感性的概念,分析了影响我国主要生态环境问题敏感性的因素,特别是气候对生态环境敏感性的影响,综合地提出了中国生态环境敏感性分区,并探讨了各分区的特点。 [欧阳志云, 王效科, 苗鸿. 中国生态环境敏感性及其区域差异规律研究 . 生态学报, 2000, 20(1): 10-13.]https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2000.01.002 URL [本文引用: 1]摘要我国日益恶化的生态环境越来越引起社会各界的关注。如何对生态环境问题采取有效的综合整治策略,已经成为科学界面临的一个挑战。本研究首先综述了我国主要生态环境问题——水土流失、沙漠化、盐渍化和酸雨的空间分布格局和空间相关性,提出了生态敏感性的概念,分析了影响我国主要生态环境问题敏感性的因素,特别是气候对生态环境敏感性的影响,综合地提出了中国生态环境敏感性分区,并探讨了各分区的特点。
[25]	Zhang Qingyu, Zhao Dongsheng, Wu Shaohong, et al.Research on vegetation changes and influence factors based on eco-geographical regions of Inner Mongolia . Scientia Geographica Sinica, 2013, 33(5): 594-601.Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>基于GIMMS数据和MODIS数据反演1982～2011年内蒙古生长季NDVI,分析内蒙古不同生态区内NDVI变化时空特征,探讨自然和人为因素对NDVI的影响。结果表明:30 a来内蒙古生长季平均NDVI整体呈增加趋势,分布在呼伦贝尔、锡林郭勒典型草原的部分地区NDVI有下降趋势。大部分地区NDVI与年降水量呈显著相关,与温度的相关性不显著;近30 a人类活动对植被NDVI的影响程度逐渐增强,其中人类活动在西辽河平原、大兴安岭南端草原区以及华北山地落叶阔叶林区促进植被生长,在内蒙古东北部草原区抑制植被生长。</p> [张清雨, 赵东升, 吴绍洪, 等. 基于生态分区的内蒙古地区植被覆盖变化及其影响因素研究 . 地理科学, 2013, 33(5): 594-601.]Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>基于GIMMS数据和MODIS数据反演1982～2011年内蒙古生长季NDVI,分析内蒙古不同生态区内NDVI变化时空特征,探讨自然和人为因素对NDVI的影响。结果表明:30 a来内蒙古生长季平均NDVI整体呈增加趋势,分布在呼伦贝尔、锡林郭勒典型草原的部分地区NDVI有下降趋势。大部分地区NDVI与年降水量呈显著相关,与温度的相关性不显著;近30 a人类活动对植被NDVI的影响程度逐渐增强,其中人类活动在西辽河平原、大兴安岭南端草原区以及华北山地落叶阔叶林区促进植被生长,在内蒙古东北部草原区抑制植被生长。</p>
[26]	Groten S.NDVI: Crop monitoring and early yield assessment of Burkina Faso . International Journal of Remote Sensing, 1993, 14(8): 1495-1515.https://doi.org/10.1080/01431169308953983 URL [本文引用: 1]摘要 On a 1984-1989 series of ARTEMIS-NDVI data derived from the NOAA-AVHRR sensor a case study on crop monitoring and early crop yield forecasting was elaborated for the provinces of Burkina Faso. In order to remove residual effects of clouds and other atmospheric influences on 10-day maximum NDVI images, a conditional temporal interpolation method was applied. Various NDVI regression parameters were compared. For the seven northern provinces, a simple linear regression based on averaged maximum 10-daily or monthly NDVI values proved to be superior to regressions based on the integrated NDVt and on NDVI increments. Multiple regressions led to significantly higher correlation coefficients, but only towards the end of the growing season (up to r2 = 087). The simple linear regression was also found valid for a part of the central and southern provinces. The yields of the majority of the provinces however was best approximated using one second-order polynomial equation. A test of the regressions on 1989 data showed a forecast error percentage of less than 15 per cent for half of the 30 provinces in August, approximately 2 months before harvest. In the other half of the provinces, high forecast errors occurred mainly due to a locust invasion, excessive rainfall in August and drought in September, after the time of the forecast. Therefore correction factors for the occurrence of extreme pest and other problems have to be included in the model in close cooperation with the relevant organizations. Some of these problems could however be assessed indirectly from the NDVI dynamics.
[27]	Sharp R, Tallis H T, Ricketts T, et al.InVEST User's Guide . Stanford: The Natural Capital Project, 2014. [本文引用: 2]
[28]	Peng J, Chen X, Liu Y X, el al. Spatial identification of multifunctional landscapes and associated influencing factors in the Beijing-Tianjin-Hebei region, China . Applied Geography, 2016, 74: 170-181.https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2016.07.007 URL [本文引用: 1]摘要 61Five landscape functions and their interactions were quantified.61Multifunctional landscapes were identified through spatial overlaying.61Influencing factors were analyzed using multinomial logistic regression.61County-level development zoning was conducted in the Beijing-Tianjin-Hebei Region.
[29]	Meng Meng, Ni Jian, Zhang Zhiguo.Aridity index and its applications in geo-ecological study . Chinese Journal of Plant Ecology, 2004, 28(6): 853-861.https://doi.org/10.17521/cjpe.2004.0111 URL Magsci [本文引用: 1]摘要干燥度指数（Aridity index，AI，该文特指气候干燥度）是表征一个地区干湿程度的指标，在地理学和生态学研究中长期应用，近来成为全球变化研究中经常涉及到的气候指标之一，尤其是气候变化和干旱化、荒漠化等研究。该文列举了国内外目前存在的22种干燥度指数，并对目前常用的8种指数进行了详细描述和分析，包括各自的原理、计算方法和在生态学与地理学研究中的应用等。结合其应用和中国的实际状况，分析了各自的优缺点，认为修改后的谢氏干燥度、de Martonne干燥度和Holdridge可能蒸散率（等同于某种意义上的干燥度）计算方法简单实用，有着明确的物理学和生态学意义，与我国的实际情况对应性较强，适合于中国气候变化及其相关的干旱化、荒漠化等方面的研究。 [孟猛, 倪健, 张治国. 地理生态学的干燥度指数及其应用评述 . 植物生态学报, 2004, 28(6): 853-861.]https://doi.org/10.17521/cjpe.2004.0111 URL Magsci [本文引用: 1]摘要干燥度指数（Aridity index，AI，该文特指气候干燥度）是表征一个地区干湿程度的指标，在地理学和生态学研究中长期应用，近来成为全球变化研究中经常涉及到的气候指标之一，尤其是气候变化和干旱化、荒漠化等研究。该文列举了国内外目前存在的22种干燥度指数，并对目前常用的8种指数进行了详细描述和分析，包括各自的原理、计算方法和在生态学与地理学研究中的应用等。结合其应用和中国的实际状况，分析了各自的优缺点，认为修改后的谢氏干燥度、de Martonne干燥度和Holdridge可能蒸散率（等同于某种意义上的干燥度）计算方法简单实用，有着明确的物理学和生态学意义，与我国的实际情况对应性较强，适合于中国气候变化及其相关的干旱化、荒漠化等方面的研究。
[30]	Liu Yanxu, Wang Yanglin, Peng Jian, et al.Land ecological suitability assessment for forest coupled with the resilience perspective: A case study in Wangqing county, Jilin province, China . Acta Geographica Sinica, 2015, 70(3): 476-487.https://doi.org/10.11821/dlxb201503010 URL [本文引用: 1]摘要本研究试图将植被变化与恢复能力纳入林区土地生态适宜性评价中,从空间动态的角度对典型林业县土地生境进行生态适宜性评价;并综合应用人工神经网络、趋势分析与偏相关分析、R/S分析等手段,分别进行生境质量评价、植被变化与驱动分析、趋势可持续性判断。基于流域单元的评价结果良好展示了研究区土地生态适宜性分异,即自然生境本底条件较差、人类活动强度较大的低适宜区域,和有较好生态本底条件、可持续生态恢复能力的高适宜区域。在研究整体概念框架上,本研究提出将判定持续性的Hurst指数作为恢复力的空间表达手段,可以有效对具体区域林业管理进行实际应用;在具体方法上,研究所采用的SOFM神经网络聚类、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验等数理计量手段可以有效降低主观评价导致的不确定性。 [刘焱序, 王仰麟, 彭建, 等. 耦合恢复力的林区土地生态适宜性评价: 以吉林省汪清县为例 . 地理学报, 2015, 70(3): 476-487.]https://doi.org/10.11821/dlxb201503010 URL [本文引用: 1]摘要本研究试图将植被变化与恢复能力纳入林区土地生态适宜性评价中,从空间动态的角度对典型林业县土地生境进行生态适宜性评价;并综合应用人工神经网络、趋势分析与偏相关分析、R/S分析等手段,分别进行生境质量评价、植被变化与驱动分析、趋势可持续性判断。基于流域单元的评价结果良好展示了研究区土地生态适宜性分异,即自然生境本底条件较差、人类活动强度较大的低适宜区域,和有较好生态本底条件、可持续生态恢复能力的高适宜区域。在研究整体概念框架上,本研究提出将判定持续性的Hurst指数作为恢复力的空间表达手段,可以有效对具体区域林业管理进行实际应用;在具体方法上,研究所采用的SOFM神经网络聚类、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验等数理计量手段可以有效降低主观评价导致的不确定性。
[31]	Zhang Tian, Peng Jian, Liu Yanxu, et al.Eco-geographical regionalization in Loess Plateau based on the dynamic consistency of vegetation . Geographical Research, 2015, 34(9): 1643-1661.https://doi.org/10.11821/d1yj201509004 URL [本文引用: 1]摘要生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理**的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用.传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则.黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律.为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络(SOFM)与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区.研究表明:黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小.分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰.对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性. [张甜, 彭建, 刘焱序, 等. 基于植被动态的黄土高原生态地理分区 . 地理研究, 2015, 34(9): 1643-1661.]https://doi.org/10.11821/d1yj201509004 URL [本文引用: 1]摘要生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理**的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用.传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则.黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律.为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络(SOFM)与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区.研究表明:黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小.分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰.对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性.
[32]	Deng Naiyang, Tian Yingjie.Support Vector Machine: Theory, Algorithm and Extension. Beijing: Science Press, 2009. [本文引用: 1] [邓乃扬, 田英杰. 支持向量机: 理论、算法与拓展. 北京: 科学出版社, 2009.] [本文引用: 1]
[33]	Chang Y W, Hsieh C J, Chang K W, et al.Training and testing low-degree polynomial data mappings via linear SVM . Journal of Machine Learning Research, 2010, 11(4): 1471-1490.URL [本文引用: 1]摘要 Kernel techniques have long been used in SVM to handle linearly inseparable problems by transforming data to a high dimensional space, but training and testing large data sets is often time consuming. In contrast, we can efficiently train and test much larger data sets using linear SVM without kernels. In this work, we apply fast linear-SVM methods to the explicit form of polynomially mapped data and investigate implementation issues. The approach enjoys fast training and testing, but may sometimes achieve accuracy close to that of using highly nonlinear kernels. Empirical experiments show that the proposed method is useful for certain large-scale data sets. We successfully apply the proposed method to a natural language processing (NLP) application by improving the testing accuracy under some training/testing speed requirements.
[34]	Pedregosa F, Varoquaux G, Gramfort A, et al.Scikit-learn: Machine learning in Python . Journal of Machine Learning Research, 2011, 12(Oct): 2825-2830. [本文引用: 1]
[35]	Zheng Du.China Eco-geographic Regional Systems. Beijing: The Commercial Press, 2008. [本文引用: 1] [郑度. 中国生态地理区域系统研究. 北京: 商务印书馆, 2008.] [本文引用: 1]
[36]	Jia Liangqing, Ouyang Zhiyun, Zhao Tongqian, et al.The ecological function regionalization of Anhui Province . Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(2): 254-260.https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2005.02.011 URL Magsci [本文引用: 1]摘要生态功能区划是依据区域生态系统类型、生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性、生态服务功能重要性等特征的空间分异性而进行的地理空间分区 ,其目的是明确区域或国家生态安全重要地区 ,分析区域可能的生态环境问题与生态环境脆弱区 ,为产业布局、生态环境保护与建设规划提供科学依据 ,为实施区域生态环境分区管理提供基础和前提。在对区域生态环境特征分析的基础上 ,依据建立的生态功能区划原则、方法和指标体系 ,以安徽省域尺度生态系统为对象 ,在生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性和生态系统服务功能等指标评价的基础上 ,以中国生态环境区划方案为背景 ,综合了自然因素与人类活动对安徽省生态系统叠加影响 ,形成了安徽省生态功能区划方案 ,将安徽省分为 5个生态区、16个生态亚区、4 7个生态功能区 ,为生态保护与建设的重点、目标、措施的确定以及区域产业结构与布局的调整提供了重要依据。 [贾良清, 欧阳志云, 赵同谦, 等. 安徽省生态功能区划研究 . 生态学报, 2005, 25(2): 254-260.]https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2005.02.011 URL Magsci [本文引用: 1]摘要生态功能区划是依据区域生态系统类型、生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性、生态服务功能重要性等特征的空间分异性而进行的地理空间分区 ,其目的是明确区域或国家生态安全重要地区 ,分析区域可能的生态环境问题与生态环境脆弱区 ,为产业布局、生态环境保护与建设规划提供科学依据 ,为实施区域生态环境分区管理提供基础和前提。在对区域生态环境特征分析的基础上 ,依据建立的生态功能区划原则、方法和指标体系 ,以安徽省域尺度生态系统为对象 ,在生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性和生态系统服务功能等指标评价的基础上 ,以中国生态环境区划方案为背景 ,综合了自然因素与人类活动对安徽省生态系统叠加影响 ,形成了安徽省生态功能区划方案 ,将安徽省分为 5个生态区、16个生态亚区、4 7个生态功能区 ,为生态保护与建设的重点、目标、措施的确定以及区域产业结构与布局的调整提供了重要依据。
[37]	Peng Jian, Mao Qi, Du Yueyue, et al.Research frontier and challenges of terrestrial system regionalization in China . Progress in Geography, 2018, 37(1): 121-129.https://doi.org/10.18306/dlkxjz.2018.01.013 URL [本文引用: 1]摘要分区是地理学认知世界的基本途径。作为综合自然地理学的重要研究内容,自然地域分区通过对区域的划分,有助于进一步认识自然地域系统要素特征及其相互作用过程的地域分异规律,可为制定差异化的空间管治政策提供科学依据。自然地域分区的主题与方法随着社会经济发展在不断变革与创新,本文系统梳理了中国**在自然地域动态分区、分区界线自动划定与多分区方案定量优选等前沿领域的近期进展,总结了自然地域分区理念、方法的创新与拓展。在此基础上,探讨了新时代自然地域分区在理念、技术与任务方面面临的挑战,建议开展面向人类—自然耦合系统、综合定性与定量途径、从全球到地方多尺度的自然地域分区研究,以期进一步完善自然地域分区理论与方法。 [彭建, 毛祺, 杜悦悦, 等. 中国自然地域分区研究前沿与挑战 . 地理科学进展, 2018, 37(1): 121-129.]https://doi.org/10.18306/dlkxjz.2018.01.013 URL [本文引用: 1]摘要分区是地理学认知世界的基本途径。作为综合自然地理学的重要研究内容,自然地域分区通过对区域的划分,有助于进一步认识自然地域系统要素特征及其相互作用过程的地域分异规律,可为制定差异化的空间管治政策提供科学依据。自然地域分区的主题与方法随着社会经济发展在不断变革与创新,本文系统梳理了中国**在自然地域动态分区、分区界线自动划定与多分区方案定量优选等前沿领域的近期进展,总结了自然地域分区理念、方法的创新与拓展。在此基础上,探讨了新时代自然地域分区在理念、技术与任务方面面临的挑战,建议开展面向人类—自然耦合系统、综合定性与定量途径、从全球到地方多尺度的自然地域分区研究,以期进一步完善自然地域分区理论与方法。
[38]	Ding Shifei, Qi Bingjuan, Tan Hongyan.An overview on theory and algorithm of support vector machines . Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(1): 2-10.https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-0548.2011.01.001 URL [本文引用: 1]摘要统计学习理论（statistical learning theory,SLT）是一种小样本统计理论,着重研究在小样本情况下的统计规律及学习方法性质。支持向量机（support vector machinse,SVM）是一种基于SLT的新型的机器学习方法,由于其出色的学习性能,已经成为当前机器学习界的研究热点。该文系统介绍了支持向量机的理论基础,综述了传统支持向量机的主流训练算法以及一些新型的学习模型和算法,最后指出了支持向量机的研究方向与发展前景。 [丁世飞, 齐丙娟, 谭红艳. 支持向量机理论与算法研究综述 . 电子科技大学学报, 2011, 40(1): 2-10.]https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-0548.2011.01.001 URL [本文引用: 1]摘要统计学习理论（statistical learning theory,SLT）是一种小样本统计理论,着重研究在小样本情况下的统计规律及学习方法性质。支持向量机（support vector machinse,SVM）是一种基于SLT的新型的机器学习方法,由于其出色的学习性能,已经成为当前机器学习界的研究热点。该文系统介绍了支持向量机的理论基础,综述了传统支持向量机的主流训练算法以及一些新型的学习模型和算法,最后指出了支持向量机的研究方向与发展前景。

耦合SOFM与SVM的生态功能分区方法——以鄂尔多斯市为例

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An ecological function zoning approach coupling SOFM and SVM: A case study in Ordos

1 引言