尺度轉換人文地理

㈠ 基於模擬點擴散函數的尺度轉換方法

遙感信息尺度效應的研究注重於研究遙感數據中的信息內容隨遙感數據測量尺度，即空間解析度的變化。遙感信息內容可以用數據的二階特性（如方差、自協方差（autocovariance）函數）間接度量（Collins and Woodcock，1999）。

常用的遙感數據的尺度擴展方法，是將高解析度的遙感數據通過局部平均方法，轉換為較低解析度的數據，但這種方法並不符合遙感感測器實際的測量過程。遙感感測器並不是將感測器瞬時視場角內的輻射進行簡單的算術平均。感測器的光學和電子效應使圖像景內的輻射根據不同的相對位置加權。這種加權關系由感測器的點擴散函數確定。由於在遙感信息尺度轉換過程中，常常需要比較轉換到某一空間解析度的數據和真實的該解析度的遙感數據。因此，將遙感信息尺度轉換到更粗解析度時，利用理想的該解析度成像系統的點擴散函數和原解析度圖像進行卷積運算而實現尺度轉換，轉換的結果應該更接近該解析度的實際成像系統的圖像，以便於不同空間解析度感測器所獲取的遙感信息之間的比較。

從信號處理的角度講，一個遙感感測器系統可以看作一個線性移不變系統（shift-invariant linear system）。感測器記錄的某一點的輻射值可以表達為該點的景的輻射與感測器系統點擴散函數的卷積（Rosenfeild and kak，1982）。設Y（t）為感測器記錄的位置t的輻射值，Z（t）為位置t的景的輻射值，r（u）為感測器系統的點擴散函數，則有：

遙感信息的不確定性研究

其中t和u是一個表示二維空間位置的矢量。一般感測器的點擴散模型表示為（Schowengerdt，1997）：

遙感信息的不確定性研究

其中，a和b決定感測器飛行方向和垂直於飛行方向的光學寬度；（x，y）表示空間位置。

實際的遙感系統常常由不同的系統組成（如透鏡，檢測器，放大器），因此，感測器的點擴散函數也是系統各部分點擴散函數的結合（Collins and Woodcock，1999）。結合的點擴散函數可以用一個高斯函數逼近（Billingsley et al.，1983）：

遙感信息的不確定性研究

其中，點R為點擴散函數的「半徑」。模擬感測器的解析度等於2R。K由感測器系統的增益決定。由於在遙感數據處理中將數字信號轉換為輻射值時，一般已經考慮了系統的增益，因此可以使K=1。x和y的范圍為：-2R≤x≤2R，-2R≤y≤2R。

圖7-1為部分模擬的不同空間解析度感測器的點擴散函數。理論上，當知道感測器的點擴散函數時，就可以通過式（7-1）得到該感測器解析度的遙感圖像。但在遙感圖像尺度擴展中，由於每個像元的記錄是一定空間范圍的內每一點的輻射與該生成該圖像的感測器的點擴散函數的卷積，因此將已有圖像與點擴散函數卷積進行尺度轉換時，應保證相對於圖像景的結構，每個像元內的輻射接近均勻分布，這時可以將原圖像的像元看作點觀測而直接將原圖像和不同解析度的點擴散函數進行卷積。

圖7-1 部分模擬的不同空間解析度感測器的點擴散函數

㈡ 能用最通俗的話闡述尺度效應、尺度轉換和最優尺度選擇的關系嗎

很抱歉，這個我幫不了你。

㈢ 關於地理論文題目有哪些

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㈣ 採用尺度的分析方法舉例分析地方與全球化的關系(人文地理)

你是不是中大的？

㈤ 跪求：遙感導論中的尺度效應，和尺度轉換分別是什麼呀。 謝謝，

當空間數據經聚合而改變其單元面積的大小、形狀和方向時，分析結果也隨之變化的現象。在遙感裡面，不同像元大小會產生不同的分析結果，一般從較高解析度轉較低解析度，方法很多，參見軟體的說明書、教科書。

㈥ 自然和社會科學中的尺度問題

在地理學、生態學、環境科學以及其他自然和社會科學研究中，研究人員常常首先需要回答以下問題：①研究在多大空間范圍或多大空間解析度（空間尺度）上進行?②在某一空間解析度（空間尺度）上的研究結果是否能推廣到其他空間尺度?這兩個問題所關心的核心概念是研究的尺度問題，因此尺度問題是許多科學研究中的核心問題之一。

一般來說，尺度是指觀測和描述實體、結構和過程的空間維（Marceau，1999）。生態學家定義的尺度具有兩種含義：粒徑（grain）和范圍（extent）。前者對應於觀測的最小空間采樣單元，後者則指觀測所覆蓋的總面積（O'Neill and King，1998）。Lam等（1992）從地理學的角度，定義了三個意義上的尺度。Cao and Lam（1997）將此發展為四個意義上的尺度：①制圖尺度或地圖尺度，即地圖比例尺，它是地圖上的距離與相應的地面實際距離的比，大比例尺的地圖一般提供更詳細的信息；②地理或觀測尺度，即研究區域的空間范圍，它相應於生態學中的范圍，大尺度的研究覆蓋較大的研究區域；③運行尺度，指特定地學過程運行的尺度。一些研究者將其稱為「作用尺度（action scale）」，運行尺度是由所研究的地學現象或過程本身決定的，而觀測尺度的決定則常常具有很大主觀性；④測量尺度或解析度，空間解析度是指研究對象的最小可分辨部分的大小，它相當於生態學中的粒徑（grain）。不同尺度定義的意義如圖3-1所示（Cao and Lam，1997）。在本書中，我們所討論的尺度主要是測量尺度。

尺度轉換（Scaling）是將數據或信息從一個尺度轉換到另一個尺度的過程。尺度轉換可以是向上尺度轉換（Up-scaling），也可以是向下尺度轉換（Down-scaling）。向上尺度轉換也稱尺度擴展，是從較小尺度觀測中獲得較大尺度上信息的過程，而向下尺度轉換又稱尺度收縮，則是將大尺度上的信息分解到更小的尺度上的過程（Jarvis，1995）。

在自然和社會科學中，尺度並不是一個新的概念。例如，在物理學中，經典的牛頓力學只適用於宏觀物質世界而不適用於微觀世界便是一個典型的尺度問題。地理學家、生態學家、水文學家等也很早就認識到了尺度問題的重要性，並在各自的領域對尺度問題做了大量深入研究。特別在生態學中，尺度問題得到廣泛重視和非常深入的研究。

圖3-1 不同尺度定義的意義

在生態學中，早在20世紀50年代，Robinson（1950）就提出了「生態謬論（ecological fallacy）」的概念以解釋聚集關繫到個體關系的統計推理中的誤差問題。此後，尺度問題成為生態學中的一個主要研究方向。M.J.Crawley and J.E.Harral（2001）在11個尺度上探討了植物多樣性的尺度依賴性，發現植物的生物多樣性統計隨尺度不同而變化；在不同的空間尺度上，植物多樣性有不同的生態過程決定。Carsten Rahbek and Gary R.Graves（2001）對鳥類的種群豐度進行了多尺度評價。周紅章等（2000）研究了生物多樣性的變化格局與時空尺度的關系。Qi and Wu（1996）利用空間自相關指數研究了尺度變化對景觀結構分析結果的影響，其結果表明，隨著分析尺度的變化，空間自相關指數也隨著變化。Wu and Gao et al.（1997）分析了景觀數據統計分析結果隨空間尺度的變化。生態學中尺度問題研究的核心之一是選擇合適的尺度分析生態學現象，如檢測植物群落的空間結構等。他們認為，生態學的研究尺度決定可以檢測到的結構和過程，應該確定對於所研究的現象或過程的最合適的尺度。在這種認識的基礎上，生態學家提出了尺度域（Scale domain）和尺度門限（Scale threshold）的概念。尺度域是指隨著尺度變化，特定的現象或結構不變或單調變化的區域；尺度域由尺度門限分割開。尺度門限是連續的空間尺度上一些劇烈變化的過渡區或一些重要的點。在尺度門限附近一些變數的變化會影響這個生態過程的發生。

除了尺度效應研究以及合適尺度的選擇研究以外，尺度轉換問題也在生態學研究中得到重視。如O'Neill 等（1986）將層次理論（Hierarchy theory）作為生態學中聯系空間尺度和信息的理論框架。根據這個理論，景觀被理解為一個具有連續層次組織結構的集聚實體。層次理論被廣泛用於尺度轉換研究中。如Pasotr and Post（1988）用層次理論評價北美北方森林對氣候變化的多尺度響應；Haton and Wu（1995）利用層次理論將單個樹的水分利用外推到立地的水分利用；Asner and Wessman（1997）利用層次理論檢驗葉子，植冠和景觀水平上主動光合作用輻射吸收的控制因子。在景觀生態學中，結合斑塊動力學理論和層次理論，發展了層次斑塊動力學理論（Hierarchical patch dynamics paradigm，HPDP）（Wu and Loucks，1995；Wu and Levin，1998）。斑塊是在本質或表象上與其周圍不同的空間單元，是景觀的基本結構和功能單元。斑塊是景觀生態學中的核心概念。層次理論注重於研究由一定數量層次水平組成的景觀的垂直結構，斑塊動力學則注重研究水平方向上景觀的空間異質性和斑塊間的相互作用。層次斑塊動力學理論通過結合層次理論和斑塊動力學理論，提供了一個研究時空異質性、尺度和層次組織如何影響生態系統結構和動態的理論框架（Wu and Loucks，1995）。

在地理學，特別是人文地理學中，尺度效應問題也早已經得到廣泛關注。20世紀50年代，McCarthy et al.（1956）在研究產業關聯時就認識到：「在地理研究中，不能期望在某一尺度上的研究得出的結論能適用於其他尺度上，尺度的每一個變化都會引出新的問題，沒有理由假設在某一尺度上的關聯在其他尺度上仍然存在」。Openshaw（1977，1978，1979，1981，1984a，1994b）在前人工作的基礎上，系統研究了地理學中的尺度效應問題，提出了著名的「可變面元問題（modifiable areal unit problem，MAUP）」，成為空間尺度效應分析的經典理論。可變面元問題源於一個事實，即存在許多不同的方式將地理研究區劃分為互不重疊的面元以進行空間分析。一般情況下，定義這些面元的標準是劃分面元的可操作性。其結果是，這些劃分的空間面狀單元常常缺少本質的地理學意義。所以，如果這些面元的劃分是人為的和可變的，那麼以這些面元為單元的分析結果是依賴於面元劃分方式和面元大小的。人文地理學中許多統計分析，如空間分配模型、投入產出分析、空間相互作用模型以及傳統的多變數統計分析等方面的研究中也揭示了可變面元問題。例如，Fortheringham 等（1991）指出：「可變面元問題給多元回歸分析中的參數估計帶來嚴重問題…對面元數據進行多變數分析的結果顯然非常不可靠」。Arbia（1989）系統的研究了空間數據中尺度和聚集問題以及對數據統計特性、參數估計和顯著性檢驗的影響。到目前為止，Openshaw關於可變面元問題的研究是對尺度問題的最系統的研究，對地理學研究方法有著深遠的影響。

在水文、氣象等學科中，尺度問題也被作為一個核心問題受到重視。例如，劉蘇峽和劉昌明（1993）在流域水文研究子單元劃分問題上，提出了「代表單元尺度」的概念。他們認為，在劃分子單元規模時，大於代表單元尺度的子區域之間相互獨立，而小於代表單元尺度的子區域之間則彼此空間結構相關。因此，在小於代表單元的尺度上研究問題時，必須考慮區域內各量的空間結構，不能用簡單的平均方法以點代面。無獨有偶，Wood等（1990）提出了代表單元面積（Representative Element Area，REA）的概念。他們發現，當子流域面積小於REA時，降雨徑流關系明顯受地形、土壤及雨強的空間變異的影響；而當子流域面積大於REA時，可以只對空間變異予以古典統計研究，而不用考慮其結構，對流域響應可以用簡化模型模擬。同時，水文學參數的尺度轉換問題也受到廣泛關注，特別是結合遙感信息進行水文學參數尺度轉換的方法取得很大進展（Beven and Fisher，1996）。

總的來說，在生態學、地理學以及水文學等許多領域，尺度問題受到廣泛關注並得到深入的研究。概括起來，對尺度的研究主要注重：生態、地理和水文模型的尺度效應問題；進行生態或地理等現象或過程觀測、模擬的合適尺度選擇問題；不同尺度間信息的轉換問題。由於上述領域是遙感信息的主要應用領域，因此這些領域中對尺度問題的研究，為遙感信息尺度問題的研究奠定了堅實的理論基礎。

㈦ 單位尺度轉換

長度1 英寸＝2.5400 厘米 1英尺＝12 英寸＝30.48 厘米 5英尺7英寸=5*30.48 +7*2.5400 =170.18厘米

滿意請採納

㈧ 尺度效應

景觀生態學定義：
尺度效應是一種客觀存在而用尺度表示的限度效應，只講邏輯而不管尺度無條件推理和無限度外延，甚至用微觀實驗結果推論宏觀運動和代替宏觀規律，這是許多理論悖謬產生的重要哲學根源。
有些學者和文獻將景觀、系統和生態系統等概念簡單混同起來，並且泛化到無窮大或無窮小而完全喪失尺度性，往往造成理論的混亂。現代科學研究的一個關鍵環節就是尺度選擇。在科學大綜合時代，由於多元多層多次的交叉綜合，許多傳統學科的邊界模糊了；因此，尺度選擇對許多學科的再界定具有重要意義。等級組織是一個尺度科學概念，因此，自然等級組織理論有助於研究自然界的數量思維，對於景觀生態學研究的尺度選擇和景觀生態分類具有重要的意義。

尺度是研究客體或過程的空間維和時間維，可用解析度與范圍來描述，它標志著對所研究對象細節了解的水平。在景觀學研究中，空間尺度是指所研究景觀單元的面積大小或最小信息單元的空間解析度水平，而時間尺度是其動態變化的時間間隔。景觀生態學的研究基本上對應於中尺度范圍，即從幾平方公里到幾百平方公里、從幾年到幾百年.

格局與過程的時空尺度化是景觀生態學的研究熱點，尺度分析和尺度效應受到格外重視和發展。尺度分析一般是將小尺度上的斑塊格局經過重新組合而在較大尺度上形成空間格局的過程，與之相伴的是斑塊形狀趨向規則化以及景觀類型的減少。尺度效應表現為：最小斑塊面積和隨尺度增大而增大，其類型則有所轉換，景觀多樣性減小。通過建立景觀模型和應用GIS技術，可以根據研究目的選擇最佳尺度，並對不同尺度的研究成果進行轉換。由於景觀尺度上進行控制性實驗代價高昂，因此尺度的轉換技術愈顯重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度約束體系的限制，至今仍是一難點。

時空尺度的對應性、協調性和規律性是一重要特徵，通常研究地區越大、相關的時間尺度越長，生態平衡即自然界在動盪中表現出的與尺度有關的協調性。生態系統在小尺度上常表現出非平衡特徵，而大尺度上仍可體現出與平衡模型相似的結果，景觀系統常常可以克服其中局部生物反饋的不穩定性。

尺度性與持續性有著重要聯系，細尺度生態過程可能會導致個別生態系統出現激烈波動，而粗尺度的自然調節過程可提供較大的穩定性。在較高尺度上，作為非線性耗散系統演化中一種普遍現象的混沌可提高景觀生態系統的持續性而避免碎裂種群（Metapopulation）滅絕。大尺度空間過程包括土地利用和土地覆蓋變化、生境破碎化、引入種的散布、區域性氣候波動和流域水文變化等。在更大尺度的區域中，景觀是互不重復、對比性強、粗粒格局的基本結構單元。景觀和區域都在「人類尺度」上即在人類可辨識的尺度上來分析景觀結構，把生態功能置於人類可感受的范圍內進行表述，這尤其有利於了解景觀建設和管理對生態過程的影響。在時間尺度上，人類世代即幾十年的尺度是景觀生態學關注的焦點。

㈨ 什麼是信號的平移,翻轉,尺度變換

信號是表示消息的物理量。例如，電信號可以通過振幅、頻率和相位的變化來表示不同的信息。電信號有兩種類型，模擬信號和數字信號。信號是信息的載體和載體。

廣義上，它包括光信號、聲信號和電信號等。根據實際使用情況，信號包括電視信號、廣播信號、雷達信號、通信信號等；根據時間特性，又分為確定性信號和隨機信號。

通過擴展，如果AAT軸被擴展，伴隨著反轉。相反，當（2）a1時，波形沿t軸壓縮並伴隨反轉。

需要強調的是，上述所有操作都意味著函數的自變數t發生了一些變化，因此函數的值（波形的振幅）並沒有發生變化。

如果原始信號f（t）乘以一個常數（是一個真正的常數），然後信號af（t）將振幅的變化相對於f（t），也可以稱之為「減少振幅（小）擴大（大）」，和軸的尺度轉換可以通過類比，總結請自己完成。

(9)尺度轉換人文地理擴展閱讀：

3種基本運算：

信號的平移、反演和尺度變換是信號的三種基本運算形式。

以一個連續信號為例，如果已知信號f（t），得到信號f（t－t）的過程就是對原始信號f（t）進行平移運算，其中t是一個實常數。

得到信號f（-t）的過程是對原始信號f（t）進行反轉（／反轉／反褶積）；得到信號f（at）的過程是對原始信號f（t）進行縮放，其中a是一個實常數。