基于自动化量规法的中国大陆海岸线分形特征研究——与网格法的比较分析
其他题名Fractal Dimension Characteristics of Chinese Mainland Coastline Based on Automated Divider Method:Comparative Analysis with Box-Counting Method
徐鹤1,2,3,4; 张玉新1,3,4; 侯西勇1,3,4; 樊超1,2,3,4; 郭玉1,2,3,4
发表期刊地理与地理信息科学
ISSN1672-0504
2023
卷号39期号:4页码:37-43
关键词海岸线 分形维数 量规法 网格法 自动化
英文摘要Fractal dimension is a fundamental index used to describe the complexity of coastlines.However,the traditional method of calculating divider dimensions using hand-drawn circles is no longer suitable for studying coastlines at large spatial scales due to its limited accuracy and lack of convenience in the current information age.Therefore,this paper developed an automated software based on the principle of the divider method,using the open-source PyQGIS.This software accurately and conveniently calculated the divider dimensions of Chinese mainland coastline,various sea area coastlines,and different province coastlines.Furthermore,the divider dimensions calculated by the software were compared and analyzed with the box-counting dimensions obtained through the box-counting method.It is found as follows.① Compared with the traditional hand-drawn divider method,the automated divider method can ensure computational speed and accuracy while extending the calculation scale,and the obtained divider dimension is generally higher than the box-counting dimension obtained by the box-counting method.②The divider dimension of Chinese mainland coastline in 2020 is 1.194 8,while the divider dimensions of the north and south of Hangzhou Bay are 1.170 4 and 1.217 5,respectively,indicating a higher complexity in the coastline on the south of Hangzhou Bay.③The fractal dimension of Chinese mainland coastline exhibits substantial spatial variations,showing a pattern of higher values in the north and south and lower values in the middle.At the sea area level,the divider dimension of the coastline is the largest (1.209 1) in the South China Sea area and the smallest (1.156 3) in the South Yellow Sea area.At the provincial level,the divider dimension of the coastline is the largest (1.290 4) in Tianjin and the smallest (1.087 5) in Shanghai.This study demonstrates that the automated divider method offers a convenient and robust calculation tool for analyzing the fractal dimension of coastlines.It enhances computational efficiency and accuracy while providing technical support and serving as a reference for decision-making in the investigation and comprehensive management of coastlines.
中文摘要分形维数是描述海岸线复杂程度的重要指标,以手工绘制量规圆计算分形维数的方法在准确性和便捷性上已不适用于当前信息时代大空间尺度的海岸线研究。该文基于开源PyQGIS开发自动化量规法计算软件,实现了中国大陆及不同海区、不同沿海省域海岸线量规维的高效计算,并与网格法计算的盒计维进行对比分析。研究结果表明:(1)与传统手工量规法相比,自动化量规法能在延长计算标度的同时保证运算速度和准确性,得到的量规维总体上高于网格法得到的盒计维;(2)经自动化量规法计算得到的2020年中国大陆海岸线的分形维数为1.1948,杭州湾以北和以南海岸线的分形维数分别为1.1704和1.2175,说明杭州湾以南海岸线更复杂;(3)中国大陆海岸线的分形维数呈现“南北高、中间低”的空间分布特征,在海区层面上,南海海区分形维数最大(1.2091),南黄海海区最小(1.1563),省域层面上,天津的分形维数最大(1.2904),上海最小(1.0875)。自动化量规法计算软件可为海岸线分形研究提供便捷有力的计算工具,同时可为海岸线资源调查和综合管理提供技术支持。
文章类型期刊论文
收录类别CSCD
语种中文
CSCD记录号CSCD:7580992
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文献类型期刊论文
条目标识符http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/34097
专题中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室
中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室_海岸带信息集成与战略规划研究中心
作者单位1.中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台264003;
2.中国科学院大学,北京100049;
3.中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室,山东烟台264003;
4.山东省海岸带环境过程重点实验室,山东烟台264003
推荐引用方式
GB/T 7714
徐鹤,张玉新,侯西勇,等. 基于自动化量规法的中国大陆海岸线分形特征研究——与网格法的比较分析[J]. 地理与地理信息科学,2023,39(4):37-43.
APA 徐鹤,张玉新,侯西勇,樊超,&郭玉.(2023).基于自动化量规法的中国大陆海岸线分形特征研究——与网格法的比较分析.地理与地理信息科学,39(4),37-43.
MLA 徐鹤,et al."基于自动化量规法的中国大陆海岸线分形特征研究——与网格法的比较分析".地理与地理信息科学 39.4(2023):37-43.
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