面向生态环境健康评价的自适应指标约简模型构建

学术   2024-08-05 12:59   北京  
引用格式:
陈建辉,汪小钦,孔令凤.面向生态环境健康评价的自适应指标约简模型构建[J].地球信息科学学报,2024,26(5):1193-1211.[Chen J H, Wang X Q, Kong LF. Construction of adaptive indicator reduction model for ecological environment health assessment[J]. Jour nal of Geo-information Science, 2024,26(5):1193-1211. ] DOI:10.12082/dqxxkx.2024.230431

 引言  

生态环境健康是指生态系统在人类活动干扰下维持其组织结构、自我协调和对胁迫的恢复能力。健康的生态环境是人类活动的重要物质基础,对人类生产生活至关重要。然而,随着气候变化与人类社会的高速发展,生态环境各方面都遭到了不同程度的破坏。中国也面临着一系列严重的生态环境健康问题。随着中国大力推行和实施一系列有关于生态环境保护政策,生态环境问题已有明显改善。为了巩固现有成果并继续推进中国环境保护治理工作,对于不同地区的生态环境健康状况进行统一评估和比较是十分有必要的,以便了解和识别不同区域生态的健康状况、变化以及仍存在的生态环境问题,为后续推进和改善相关国家政策和措施打下基础。综合指标体系模型是国内外最为广泛应用的评价方法,然而,如何构建不同地区通用、普适性强的指标体系,如何从众多繁杂的指标通过客观、科学的方法自动筛选出能表征区域特点的重要指标是目前所面临的难点。

针对上述问题,本文首先以压力-状态-响应模型(Pressure- State- Response,PSR)和生态层次网络模型(Ecological Hierarchy Network,EHN)为基础,结合两者优势从因果关系和生态层次结构出发,梳理生态系统内外影响、反映生态系统健康状况的因素,从地理大数据中选择合适的数据产品加以表征,构建一个适用于不同区域、普适性强的生态健康评价指标网状体系。其次,提出了基于优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)的同类指标层约简和基于目标优化理论与最大化偏差模型的指标层约简相结合的两段式自适应指标约简模型,实现了评价指标的自动选择和权重计算,最大限度地减少最终综合评价结果所受到的主观影响,以适宜、合理的多维数据模式反映区域的生态环境健康状况。结合两者完成面向生态环境健康评价的自适应指标约简模型的构建,应用于云南、福建、京津冀、陕西、湖北、新疆和吉林7个生态环境迥异区域的2001—2021年生态环境健康评价。


 生态环境健康评价指标体系 

研究结果表明:① 利用两段式自适应指标约简模型所筛选出的中选指标可以较好地体现不同地区生态系统特点,中选指标中权重靠前的指标被较多文献应用于各地区指标体系构建,说明所构建的指标体系和两段式自适应指标约简模型具有较好的普适性和合理性,有效避免了人为指标体系构建的主观性;② 7个地区生态环境健康状况的空间分布和时间变化趋势符合实际情况,并且能与现有的文献、资料进行互相印证,从侧面证实了本文所提出模型的有效性。本文所提出的模型可为其他领域指标体系构建和筛选提供参考,也为大范围不同区域的生态环境健康评价提供方法支撑。


 各区域21年的EHCI均值空间分布情况 

汪小钦  陈建辉


作者简介



 汪小钦  研究员 

福州大学数字中国研究院(福建)研究员,现任卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心主任。主要从事环境与资源遥感、GIS应用建模等研究。先后主持十余多项国家级、省级和国际合作项目,包括科技部科技支撑项目课题、国家重点研发计划子课题、国家863计划课题等。

 陈建辉  硕士研究生 

福州大学数字中国研究院(福建)硕士研究生,主要研究方向为环境与自然资源遥感。E-mail: 774248895@qq.com


全文请在中国知网或学报官网下载



















































































































































《地球信息科学学报》是中国科技核心期刊、全国中文核心期刊,同时被以下数据库收录:CSCD、EI、Geobase、Scopus、JST、CNKI。    

《地球信息科学学报》由中国科学院主管,由中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会联合主办,由资源与环境信息系统国家重点实验室(中国科学院地理科学与资源研究所)、虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学)、三维信息获取与应用教育部重点实验室(首都师范大学)联合协办,月刊。学报创刊于1996年,创始人为陈述彭院士。学报现任主编徐冠华院士,执行主编陆锋研究员。

《地球信息科学学报》主要刊登以地理系统信息流为研究对象,以地理信息认知理论、地理时空大数据挖掘、地理空间智能分析、地球信息图谱、遥感信息提取、虚拟地理环境、地理空间综合分析等为研究主题的学术论文,以及相关评论与简讯,重点关注地球信息科学理论方法创新成果的报道。学报开办有地球信息科学理论与方法、地理空间分析综合应用、遥感科学与应用技术等栏目,并依托国家重大项目、面向国家战略需求,先后组织了多个专刊。欢迎国内外学者踊跃赐稿,欢迎国家重大科研项目、国内外学术会议组织专辑专栏。

官网网址

http://www.dqxxkx.cn/CN/1560-8999/home.shtml

联系电话

010-64889219(稿务)

010-64888891(编务,财务)

邮     箱

dqxxkx@igsnrr.ac.cn

扫码关注我们

策划创意/编辑:耿艳辉

制作:名人网络

封面背景图片来源:https://pixabay.com

地球信息科学学报
推介科技论文及相关信息
 最新文章