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三峡库区蓄水前后鼠密度空间分布统计推断

作　者: 任周鹏
导　师: 张洪岩；王劲峰；张静
学　校: 东北师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 三峡库区三明治模型空间抽样媒介生物密度监测鼠密度空间分布
分类号: R184
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

媒介生物性传染病的预防与控制,是当前公共卫生领域中的一个重大问题。随着全球变化、人类对生态环境的影响以及兴修大型水利工程等,局部地区爆发媒介生物性传染病的风险也随之增加。如何合理评价此类传染病流行水平,是预防与控制此类传染病的一个关键问题。媒介生物密度是一个常用的评价指标,其监测与统计推断的质量好坏,会直接影响媒介生物性传染病的评价效果,进而影响决策结果。目前,虽然在布设监测点时考虑了地理环境的差异对媒介生物密度的影响,但在统计推断时却仍然采用传统的方法。传统统计推断方法假设样本独立,而媒介生物密度存在空间自相关性与空间异质性,这与传统统计推断方法的假设相悖。因此,采用传统统计推断方法估计媒介生物密度将会产生较大偏差。另外,如果我们需要研究地理环境因子对鼠密度分布的影响,就必须保证地理环境因子与鼠密度的尺度一致,这样就需要估计出地理单元的鼠密度大小,然后再进行分析。但基本研究单元发生变化时(如从研究行政单元尺度转变为流域或生态单元尺度),采用传统抽样方法就必须重新设计抽方案,这样会大大增加监测成本。针对以上问题,本文结合三峡库区媒介生物性传染病风险评估项目,以三峡鼠密度监测数据为例,将三明治空间抽样模型引入鼠密度统计推断中,成功解决了传统统计推断方法估计鼠密度时的问题。具体说来,本文主要包括以下工作:第一,对现有媒介生物密度监测与统计推断方法所存在的问题进行了阐述,指出在得到媒介监测数据之后,传统统计推断方法在估算媒介生物密度时,没有考虑媒介生物数据的空间自相关性与空间异质性,导致媒介生物密度的估计存在较大误差。第二,采用三明治空间抽样模型,以三峡库区现有鼠密度监测数据为例进行实验,结合先验知识,选择土壤、地貌以及NDVI作为估计三峡库区各县平均鼠密度的辅助因子,通过比较知识层方差大小,最终选择NDVI的分类结果作为三明治模型的知识层,并以行政单元和格网单元两种报告方式,分别计算三峡库区蓄水前后各县鼠密度,并对两种报告方式的结果进行比较。认为格网报告方式比行政单元报告方式,更能体现小尺度上三峡库区鼠密度的空间分异规律。在研究地理环境因子对鼠密度分布的影响时,格网报告结果也显示出更大的优势。第三,为了评价三明治模型的估计精度,本文选择地统计模型、分层贝叶斯模型的估计结果及误差,与三明治模型的估计误差进行对比。实验结果表明,地统计模型虽然可以估计出三峡库区每个区县的平均鼠密度,但其估计误差太大,无法满足应用需求;分层贝叶斯模型估计误差与三明治空间抽样模型大致相当,但没有布设监测点的区县,仍然无法估计鼠密度大小;三明治空间抽样模型既可以估计出三峡库区每个区县的平均鼠密度,也可以保证较小的估计误差,可满足实际应用需求。最后,本文通过对研究内容的总结,也提出了一些值得思考的问题,为后续研究提供参考。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 研究背景和意义  10-13
    1.1.1 研究背景  10-13
    1.1.2 研究意义  13
  1.2 媒介生物密度监测与分析现状  13-14
  1.3 存在的问题  14-15
  1.4 研究工作与技术路线  15-17
    1.4.1 研究目的  15
    1.4.2 研究内容  15
    1.4.3 技术路线  15-17
第二章空间抽样理论与方法  17-26
  2.1 经典抽样理论  17-20
    2.1.1 简单随机抽样  18
    2.1.2 分层抽样  18-20
  2.2 空间抽样理论  20-24
    2.2.1 空间随机抽样  20-21
    2.2.2 空间分层抽样  21-22
    2.2.3 三明治空间抽样  22-24
  2.3 各种抽样方法比较  24-26
第三章研究区概况  26-30
  3.1 自然环境概况  26-28
    3.1.1 地理位置  26
    3.1.2 地形地貌  26-27
    3.1.3 气候状况  27-28
    3.1.4 土壤与植被  28
  3.2 社会经济概况  28-29
  3.3 三峡工程对库区的主要影响  29-30
第四章三峡库区鼠密度三明治模型推断  30-49
  4.1 数据预处理  30-35
    4.1.1 鼠密度监测数据预处理  30-31
    4.1.2 土壤与地貌数据预处理  31-34
    4.1.3 NDVI数据预处理  34-35
  4.2 探索性空间数据分析  35-38
  4.3 地理空间分层  38-45
    4.3.1 空间分层的一般方法  38-39
    4.3.2 鼠密度影响因素选取  39-40
    4.3.3 确定最优知识层  40-45
  4.4 基于三明治模型鼠密度推断  45-49
    4.4.1 行政单元报告  45-46
    4.4.2 格网单元报告  46-48
    4.4.3 不同报告单元结果对比  48-49
第五章统计推断不确定性分析  49-60
  5.1 地统计模型  49-51
  5.2 分层贝叶斯模型  51-53
  5.3 误差比较与不确定性分析  53-60
第六章结论与展望  60-63
  6.1 内容总结  60-61
  6.2 展望  61-63
参考文献  63-68
后记  68-69

三峡库区蓄水前后鼠密度空间分布统计推断

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