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第六届全国地理信息科学博士生学术论坛

第六届全国地理信息科学博士生学术论坛

  • 召开年:2014
  • 召开地:南京
  • 出版时间: 2014-11-21

主办单位:中国地理学会地图学与地理信息系统专业委员会;中国地理信息产业协会

会议文集:第六届全国地理信息科学博士生学术论坛论文集

会议论文
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  • 摘要:人类生存环境压力日益增加,全球变化研究日益受到人们的重视.地球系统模式是进行全球变化研究最重要的科学工具之一,它采用数值模拟方法研究地球各个圈层之间联系及其演变规律,理解过去气候演变过程并预测未来潜在全球气候变化.rn 本文设计了一个多级多节点的分布式系统架构,主要包含了全局数据信息库,本地数据信息库,任务库,本地子任务状态库以及任务分配信息库等五类数据库。实现了基于HTTP协议的数据查询,分析功能调用,分析结果自动汇总和合并等功能。本系统环境已支持对超过30多个模式的模式模拟结果进行在线查询,可视化,对比分析。目前系统原型针对海冰的模式输出数据提供了4大功能模块,即长时间平均(Long Term Mean),变化趋势分析,EOF分析,时间序列分析(年度分析,季节性分析)。用户可检索需要的数据集,指定时间范围,空间范围,选择不同的功能和绘图方式进行任务提交。本系统弥补了目前全球模式数据共享集成方面的不足,实现了新型的分布式协同分析,拥有很强的扩展性。对于可分析的数据和可提供的分析功能都可十分便捷地进行扩充,有效地集成了科学数据与研究方法的共享。本系统大大减少了数据传输的必要性,加速了模式数据对比分析工作的效率,是信息基础设施研究在地球系统模式领域的成功应用。
  • 摘要:生物入侵已经成为全球性问题,成为了各国的经济、公共健康、农业生产力和生态完整性的重大威胁.潜在的物种入侵本质上是一个地理学问题,因此,利用遥感和GIS等地理空间技术进行外来物种入侵预测建模,预测和预防物种的入侵比控制其爆发更为可行,也更经济.rn 文中利用生态学、地理学、遥感和GIS等多学科的知识,对全球气候变化下的物种入侵GIS预测模型进行初步的研究,利用GIS空间分析和地统计学,探索性的分析了我国入侵物种整体迁移态势。完成了未来气候变化下多物种GIS预测建模图谱及部分的迁移态势GIS分析。选择了35个物种作为研究物种,通过建立三个气候场景(A2,A1B,B1)四个时间尺度(2020年、2040年、2060年和2080年)的入侵物种GIS预测模型图谱。通过对35种入侵物种密度、种类的增加数量分布和消失数量分布、总体扩散方向的分析,得出:就我国主要的35种入侵植物而言,未来总体的扩散迁移方向将是西北方向和东北方向,其中西北方向是主要的迁移路线,东北方向是次要的迁移路线。
  • 摘要:狼毒为多年生草本,株高20~50cm,生长于海拔2300~4200m,年均温0°C左右的干燥向阳山坡及高山、亚高山草地.在中国,它广泛分布于东北、华北、西南、西北等地的干草原、沙质草原和典型草原的退化草地上,为草原植物群落的伴生种,现已成为重度退化草原上主要的建群种.由于狼毒的毒性较大,而且极易致使放牧的家畜中毒,这些都给牧民的生活生产带来巨大的安全隐患,直接影响到草地畜牧业的良性发展.rn 本文以狼毒花期内的IKONOS遥感影像为主要数据源,结合野外采样点和实测光谱数据,通过对不同盖度狼毒和牧草实测光谱特征的分析,寻找两者的光谱差异特征,确定对顶花狼毒的敏感波段区间。在此基础上,利用敏感波段,通过比值法和归一化法构建狼毒遥感信息识别指数,并进一步尝试利用指数通过阈值分割法,提取狼毒分布特征和范围,为草原毒草的遥感监测和评估提供相应的参考依据。
  • 摘要:马铃薯即是高产粮食作物又是附加值较高的经济作物.内蒙古自治区在全国各省、自治区的马铃薯种植面积和产量排名前几位,地处北方,适宜种植一年一季的春季马铃薯.马铃薯产业是内蒙古自治区的六大支柱产业之一,产业化全面发展、种植区分布广泛,种植面积仅次于玉米.基于遥感技术可以实时、准确、高效和全面掌握马铃薯种植的各方面生产情况和产量信息.rn 以内蒙古中西部的马铃薯产业化种植典型区,察哈尔右翼前旗和集宁市为研究区。遥感影像使用5月至9月马铃薯生长期的MODIS,TMS(HJ1B替补)。在2010年7月中旬马铃薯生长旺季,进行马铃薯种植空间分布调查建立解译标志并得出空间分布图。在2010年9月中下旬马铃薯收获时期,进行马铃薯实际采样产量调查。rn MODIS估产:优点是可以排除天气原因造成云量过高而不能提供更多有效的植被指数产品应用于旗县级别的作物估产空间分辨率不高。TMS/HJ1B估产:优点是空间分辨率、周期相同,集时间差可互补。缺点是受天气影响。植被指数指标选择上,NDVI整体回归效果比EVI要好。从建立回归模型拟合度排序:二次项回归(T检验整体上没有显著性);线性回归;指数回归;对数回归;S型回归。缺点是有影像采幂回归。
  • 摘要:时空序列预测分析作为时空数据挖掘中一个重要技术,是对空间上有相互关系的多个时间序列演变趋势与规律进行研究,推测未来时空序列数据的取值或变化趋势.目前,时空序列预测广泛地应用于交通控制、气象预报、传染病防治、环境监测等领域,但是时空序列预测方法的研究明显滞后于相关的应用需求,并且有效的时空序列预测方法对充分挖掘隐含在时空数据中潜在的、有用的信息具有十分重要的意义.rn 本文假定相似的时空过程具有相似的发展趋势,提出了一种基于k近邻的时空序列预测方法。该方法通过搜索历史上最邻近的k时空过程,依据时空过程的发展状态来对时空序列数据进行预测,通过对实际的干旱指数进行预测分析,证明了本文所提算法在预测性能优于神经网络,并且不需过多的参数选取,尤其适用于大数据时代下的海量的时空序列数据分析。但是,k近邻算法对时空序列仅适用于短期预测,此外,k近邻算法对历史上未出现类似的发展过程无法进行准确预测。
  • 摘要:大自然的演变、人类的生产活动、社会经济的发展都是时空过程,都可以用时间序列来表示.但是,时间序列数据由于各种原因可能会导致数据的局部缺失,由于局部数据的缺失而抛弃全部数据显然十分浪费和不合理.因此,对缺失时空序列数据进行插值修复对于时空数据挖掘具有重要意义,是时空数据挖掘重要的前期工作,可以为时空关联规则和时空数据预测提供良好的数据支持.rn 本文从时空序列缺失值修补出发,顾及时空数据的相关性和异质性,提出一种时空序列多缺失值插值算法。算法增加了对时间维度的顾及,提高了算法的精度,并通过一系列处理,使得算法可以对多缺失值进行插值处理,提高了算法的普适性。最后通过一组实验分析验证了本文所提方法的可行性和优越性。
  • 摘要:地裂缝作为一种表生的地质灾害现象其灾情发生频率与灾害规模逐年加剧,已发展成为一种主要的区域性地质灾害的主要灾种,引起了国内外的广泛关注和研究.当前,结合具体工程应用采用大型物理试验及有限元模拟对地裂缝的研究已经较多且充分,如何在数字环境下以三维方式对地裂缝灾害问题进行研究,采用数值方式模拟、生成和表达其空间分布特征及规律,是地质信息化环境下对地裂缝灾害应用研究新的发展方向.rn 本文重点研究了基于剖面的地裂缝“控制线”法三维建模中的对应、分支、拼接、边界线光滑四个关键问题,并应用实例验证了该方法的有效性。本文的建模方法能够逼真表达地裂缝剖面上有多个相互连接的地质单元的多体(地质体、主地裂缝、分支地裂缝)模型。
  • 摘要:根据 2011年公布的《中国农村扶贫开发纲要(2011-2020年)》(简称新纲要),"整村推进"工作模式已成为中国扶贫开发策略的主要举措之一,国家把扶贫目标瞄准为村.每个行政村都是由不同数目的居民点构成的,而居民点作为村民用于搭建住房以及与居住生活有关的建筑物和设施的用地,其布局是否合理,关系到农村居民是否能享受到诸如教育、医疗、交通等基础设施的权利和能力.合理的居民点布局既对缓解居民教育贫困和医疗贫困等有帮助作用,也有利于政府部门对农村基础设施建设进行科学的决策.中国农村居民点尤其是山区的居民点大多是沿路建房,自发选择,自然村落布局散乱,整体上缺乏规划指导控制.rn 研究区居民点的离散度从城关镇到外围呈聚集-离散分布。具体表现为城关镇及其他乡镇政府所在地(即经济中心)的DCI较小,居民点呈聚集状态分布;外围等非经济中心部分及山区DCI较大,居民点呈离散状态分布。DCI在空间上存在显著的空间自相关性,且表现为正相关。呈低低分布的区域为城关镇附近,高高分布的区域主要为北部山区。山地条件下DCI与农村居民纯收入的负相关关系较丘陵和平原地区明显。经济圈附近DCI最小,农村居民纯收入最高,越远离经济圈,DCI越大,农村居民纯收入越低。所以可以通过在整个研究区多设置一些除城关镇和乡镇政府之外的经济中心(如集市等),既可以提高农村居民的经济发展水平,又可以降低居民点的空间分布离散度,从而改善居民点的空间分布格局。
  • 摘要:地貌形态的描述、分析和信息提取是地球科学研究的基础,同时地貌又通过对热量和水分的地表再分配对土地利用的发生产生重大影响,制约着土地利用类型的形成和发展.贵州以其独特的喀斯特地貌蜚声海内外,被誉为"喀斯特博物馆".土地覆被类型影响着喀斯特地貌的演变,喀斯特地貌又限制了土地利用方式,致使土地利用空间格局呈现独特的特点,在不同地貌类型中,存在着不同土地利用类型,地类斑块的破碎度也存在很大差异。rn 本文借助地貌类型的分布规律,充分考虑喀斯特地貌对土地利用类型的制约条件,以地貌类型为基本分类单元,对喀斯特地区土地利用信息进行提取,本研究对土地利用信息提取精度的提高具有促进作用,同时对提出生态安全条件下土地利用空间格局与土地利用方式也具有显著意义.
  • 摘要:森林退化区别于传统意义上的森林砍伐,是指林木产品和生态服务功能的逆向改变,主要表现为森林面积减少、结构丧失、质量降低、功能下降,对此国内外学者提出了各种监测地表覆盖变化的卫星遥感手段.但是,传统的目视解译和监督分类法大都是基于纯净像元的分类理念,其分类结果往往难以准确反映地表覆盖的真实情况.混合像元分解方法正是针对遥感图像中大量存在的混合像元,将每一个混合像元进行分解并求得端元组分(即覆盖类型)占像元的丰度(即百分比含量),这样由混合像元的归属而产生的错分、误分问题也就迎刃而解.结合研究区的具体情况选择地表覆盖模型及端元组分,这对于精确获取森林内部结构信息进而研究森林退化程度具有重要意义.rn 对1976年和2007年获取的遥感影像做如上处理后,可得到2个时期内各端元组分(植被、土壤、水分)的丰度图,从而可以精确提取出森林内部结构信息并计算其面积。然后将2007年与1976年植被、土壤、水分图像作相减运算,分别得到植被、土壤、水分丰度变化图,即森林内部结构变化图,从而可以提取研究区森林退化信息。rn 结论:1)利用混合像元分解技术和线性模型成功提取了西双版纳典型区的森林内部结构信息,证明该方法用于研究森林退化的遥感监测可以获得较好的效果;2)提出适合于西双版纳热带雨林区的“植被-土壤-水分”端元模型,改善了端元组分的选取,为其他森林覆盖区甚至植被覆盖区提供了较好的混合像元分解模型;3)进行了1976-2007年间森林内部结构变化检测并探讨了其驱动力。
  • 摘要:遥感可以快速获得地物表面的信息,并且通过传送,处理和分析的数据,能够实现对地物表面空间分布特征的理解.高光谱分辨率遥感优势在于对地物观测时,能够获取许多连续波段的光谱信息,能够对地物对象精细描述,达到地物识别与探测的目的,与传统遥感相比在地物覆盖分类研究中更加有优势.大的。另一方面,这些方法仍然不能使分类精度显著改善特别是在地物类型复杂的环境下。rn 本文提出一种基于多分类线性回归和Renyi熵融合的半监督分类方法并应用在高光谱土地利用/覆盖分类中。该综合方法能够在获取较少训练样本的条件下,利用大量无标记样本对探测地物类型,克服了复杂地物类型环境下高误判率的缺陷,提高了最终分类精度。试验结果表明有较好的分类效果和较高的分类精度,但是算法运行速度较慢,在未来的研究中着重对算法优化和提高运行效率。
  • 摘要:长期以来随着电子地图和多媒体呈现技术的发展,忽视对高质量地图产品生产过程及方法的研究,使得目前地图生产成为地理空间信息深入应用的一个瓶颈.为达到高质量地图出版,目前采用的手工数字制图效率低下,无法满足日益增长的地图产品需求和地图更新需要.利用地理空间数据库进行地图生产被认为是地理空间信息工程应用的关键技术.传统基于DLM数据模型进行地图制图效果不佳,本文引入Postscript语言作为数据模型以实现由地理数据进行地图高质量制图生产.rn 本文针对传统基于地理数据库制图存在的问题,结合地理数据和地图数据特点,介绍基于PostScript成像模型的高质量地图制图方法,以地理数据库为信息源,通过数据模型转换,将制图对象由传统的DLM数据转向。CM数据结构,制图原子由地理要素实例转向地图图形元,为数字地图制图提供了新思路,结合图形语言描述下的高精度符号库和制图知识库约束,实现了高效率、高精度的地图制图。该方法不仅能解决了地图制图中数据源瓶颈,充分利用各类成熟软件的图形成果制作高精度的地图符号,更能操控符号化图形细节,解决传统制图中冲突、压盖等问题,符合人工制图习惯。基于本模型的软件成果已应用于地图出版相关部门,制图效果表明该方法在符号制作、数据转换和地图出版方面具有明显的优势,提高了工作效率。下一步研究工作将从理论和系统角度对制图表达、制图知识库等进一步进行完善和深化。
  • 摘要:地名信息是社会信息的基本支撑,规范的地名信息化建设有助于为社会提供多样化的地名服务.武汉城市圈地名信息系统通过提供信息完整的、现势性强的基础地名信息,探索地名服务的多样性和动态性,为社会各届提供可靠便捷的地名信息服务.rn 本文运用先进的互联网技术和地名数据库,设计并实现了网络地名信息查询系统,完成了覆盖武汉城市圈的多尺度基础地理信息地图的发布,实现了武汉城市圈主要基础地名信息及城市圈民政下属机构的网络查询及显示,功能完整,界面友好,方便公众查询使用。本系统为武汉城市圈地名管理信息的网络发布与服务提供了基础数据与技术基础,推动了武汉城市圈的地名公共服务。
  • 摘要:土地利用布局优化即根据土地的属性和区位条件,安排合理的土地利用类型,做到因地制宜、集约节约利用土地,以达到综合效用最大化的过程.许多学者采用了一些传统的数学方法进行土地利用布局优化,如线性规划方法.然而土地利用布局优化问题往往是非线性的,并且涉及到大量的空间操作,使得传统数学方法求解效率低下.近年来,许多研究将智能算法引入到地理计算中以解决空间优化这类复杂的地理问题中,均取得了不错的效果.rn Aerts使用模拟退火算法(SA)解决土地利用布局中的多目标选址问题,Cao,K.和M.Batty使用遗传算法(GA)用于城市土地利用布局多方案的生成,Liu,X.P使用蚁群算法(ACO)进行生态保护区布局优化.这些智能算法相比于传统数学方法,在解决非线性和多目标取舍的优化布局问题时,能够在可接受的时间内产生令人满意的方案.本研究针对传统数学方法在解决土地利用布局优化中的不足,采用启发式的粒子群优化算法进行土地利用布局优化。实验结果显示,模型所产生的布局方案在整体上得到了优化的同时,也保证了局部地区土地利用布局的合理,同时模型也提高了求解的效率。
  • 摘要:近年来国内外学者对其研究主要集中在事故的分布模式研究、事故成因分析、事故预测及评估.大量研究表明交通事故的分布具有明显的空间聚集特性,即存在交通事故热区(也称黑区,即一组交通事故数高的连续路段形成的集合)或交通事故热点(也称黑点,即事故数高的路口或单个路段).根据Okabe等提出网络条件下的点要素聚类的思想,认为交通事故等发生在道路网上的事件,其发生具有一定的分布约束,即在一定地理区域范围内,根据交通事故的发生位置,将道路事故抽象成为受网络约束的空间点,道路交通事故点的发生具有一定的规律.采用地理学视角观察道路交通事故问题,揭示其空间分布模式,使道路交通事故的管理和预防成为可能.rn 交通事故作为人类财产和生命安全的一个重要的威肋,其中交通事故的定位是城市交通管理中重要一个环节。核密度估计方法作为检测交通事故易发路段的有效方法,在分析沿着道路分布的1.5d空间点时存在偏差,本研究以武汉市为例将平面核密度估计方法扩成为网络核密度估计方法,并使用局部Moran's I对且评估结果进行测度。本研究发现,武汉市交通事故呈现了明显的沿路网聚集的趋势,且聚集程度较平面点模式核密度分析结果更显著;网络核密度估计从道路尺度上精确定位交通事故的聚集情况,相比平面核密度估计方法更具现实指导意义。然而本文仅采用用局部Moran's I统计量对路网约束核密度估计结果进行定量统计,为了扩展此方法,讨论使用其他局部统计指标如:G统计,进行核密度估计方法的检验,并与局部Moran's I方法进行对比分析;另外,为了深入理解道路交通事故的影响因素及对交通事故进行预测,在后续的研究中还需要充分交通流量、路网通达性、土地利用情况等因素,将其作为综合权重,修正核密度估计方法。
  • 摘要:地名是人们赋予某一特定空间位置上自然或人文地理实体的专有名称,包括自然地理实体名称和人文地理实体名称,如山脉、河流、湖泊、城镇、村落、道路、基础设施等各种专有名称.本文对湖北省地名景观进行定量分析,以湖北省民政局提供的80 个县级行政区划的地名普查数据为基础,首先对湖北省各个县市地名进行数量统计分析.本文通过将信息熵理论运用于地名信息量的统计分析和景观分析,对湖北省地名景观特征进行了阐述,从地理统计角度分析了地名与山水之间的关系,通过信息熵计算进一步分析了湖北省地名的多样性和空间分布特征,湖北省地名不仅仅受山脉、河流、湖泊、平原等自然地理因素影响,还受到文化、习俗、建筑风格、村落、姓氏等人文地理因素的影响。
  • 摘要:目前,三维地震、测氡等地球物理勘探方法常被用于采煤沉陷区探测,用来确定其范围.而作为新兴的遥感技术,能够提供充足的时空上连续的遥感数据,很好地记录了采矿前土地利用信息以及采矿后的土地利用变化.这为采煤沉陷区标定提供了新的技术手段,但由于受限于影像分辨率而问题众多、应用较少.卫星遥感技术针对遥感影像的信息提取技术,经历了目视解译方法、基于像元的分类方法、基于辅助信息的专题信息提取方法和面向对象的分类方法几个阶段.其它方面的信息提取技术主要体现在:人工神经网络分类算法;SGA提取方法;遗传算法及改进的方法.rn 目前,采煤沉陷区的研究主要集中在对其沉陷量的预计、对生态的影响和沉陷区确定上,多采用开采沉陷预计和地球物理勘探的方法进行。本文认为遥感影像中能反映出沉陷灾害发生的区域为沉陷异常区,结合采空区分布图对研究区遥感影像沉陷异常区进行监督分类提取,再与经目视解译获得的沉陷灾害点分布图进行叠置分析,实现了研究区采煤沉陷区的遥感影像标定,是未来快速发现、预测沉陷区并能对其持续研究的一种可行的手段。
  • 摘要:2007年Goodchild提出了志愿者地理信息(Volunteered Geographic Information,VGI)的概念,阐述了在Web2.0环境下,地理信息协作生产和传播共享的问题,用户通过在线协作的方式,以普通手持GPS终端、开放获取的高分辨率遥感影像以及个人空间认知的地理知识为基础参考,创建、编辑、管理、维护的地理信息,使得测绘模式从"按规范测量"开始转变为"按需求测量",使得空间数据实时在线更新成为可能。rn 由于VGI数据大多来源于志愿者上传的数据,使得数据质量问题成为自发地理信息研究rn的一个核心内容。本文在现有研究的基础上,拟从VGI数据的几何精度、属性精度、几何完rn整性、属性完整性等四个方面,研究VGI数据的质量问题。rn 首先,VGI数据的几何精度很高,尤其是在城市区域,几何精度与参考数据相差不多,但是在城区周边,由于数据量不多,有一定的误差。几何完整性一般,有些地区道路覆盖非常全面,但是有些地区覆盖率很低。这与志愿者的活动范围有关。rn 其次,VGI的属性数据不太好,主要是道路类型划分方面,与参考数据出现很多不一致的情况,这可能与道路分类标准不同有关。并且大多数地物仅有名称的属性,而没有关于类型、道路里程等信息。这可能是因为志愿者在上传数据时,只注意到了基本几何数据和名称,而忽略了这些相关的属性信息。rn 第三.从整体上来说,VGI数据质量较高,且城市大于偏远地区,几何质量高于属性信息的质量。rn 志愿者地理信息作为新兴的地理信息数据,一经出现便成为了研究热点。由于其本身存在很多不确定性的特点,因此对于其数据质量的研究至关重要。下一步需要改进的是在上述评价指标的基础上,增加数据的拓扑关系的对比,并研究改进VGI数据质量的方法。
  • 摘要:目前城市地下管线信息化的程度越来越高,受管线管理模式及管线空间数据应用目的差异的影响,当前城市管线信息化中普遍存在两种类型的管线地理信息系统应用:以综合管线为数据资源,主要为城市规划服务的综合管线地理信息系统;以专业管线为数据资源,主要为管线权属单位管线运维服务的专业管线地理信息系统.但由于受管线信息要素分类、管线图式标准、采集及信息化平台差异等的影响,两类管线应用虽面向同一区域内的相同管线对象,却形成了具有明显不同语义、数据模型和数据精度的两种空间数据资源.rn 本实验将专业人员对实验数据进行现场勘查和图上对比得到的匹配结果作为准确匹配结果,作为匹配率和准确率计算的参考。与专业人员的匹配结果对比,管点匹配匹配率达到86.17%,准确率达到100% ,管段长度匹配率达到90.23%,准确率达到100%影响匹配率的一个重要原因是由于专业管段和综合管段之间存在多种匹配关系(1:1,1:N,N:M,导致同一范围内的管点和管段的匹配率不一致。实际上匹配中存在空间上相似但是语义上不一致的管点,只是考虑空间相似会造成错误匹配,降低匹配的准确度。所以管线匹配不仅需要考虑管线数据的几何和拓扑信息,而且需要考虑管线数据的语义信息,从而更加准确地获得管线匹配集。这些语义信息还快速地筛选出候选集中的潜在匹配要素,提高整个匹配的效率。
  • 摘要:数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)是对地表的数字化表示。如何从离散非均匀分布的采样点区域中内插生成DEM,在数学上属于插值问题。全局径向基函数(Radial Basis Function,简称RBF)插值方法比其它插值方法具有更高的可靠性。在实际应用中,全局RBF存在基函数和形态参数的选取以及当数据量较大时矩阵求解困难等问题,使得该方法的适用性受到限制。rn 为了解决全局RBF出现的这些问题,WENDLAND、WU、BUHMANN等人分别在不同的维度下构造了各种正定的紧支撑径向基函数(Compactly Supported RBF,简称CSRBF),将紧支撑半径按比例进行拉伸使得插值矩阵呈稀疏可解。对于点数相同而均匀度不同的点集,采用CSRBF对均匀度较大的点集进行插值计算的精度优于均匀度较小的点集,点集的均匀度影响了CSRBF的插值精度。采用多层CSRBF(Multistep CSRBF,简称Multi-CSRBF)插值方法提高DEM内插精度。
  • 摘要:基于单幅图像的相机自标定是摄影测量学和计算机视觉领域的研究热点与难点,是三维重建、几何量测等工作的基础.本文针对基于灭点的单像自标定方法存在精度不高的局限性,充分利用影像中的灭点和椭圆几何约束信息,提出一种迭代优化的单像自标定方法.根据极点-极线关系及极点-极线关系表示的正交性,由影像中的椭圆曲线及其所在平面的灭线之间的关系可以确定n 对正交共轭灭点.对于每一个假设的主点值,由正交共轭灭点对可以计算得到一组主距及其方差.方差能够表示各个主距的聚集性,因此本文利用方差作为目标函数,通过迭代优化求解主距和主点坐标.通过仿真实验和真实影像数据实验验证方法的可行性、有效性及其标定精度.
  • 摘要:在地理空间中各种地理现象实际上是一种连续变化的空间场.由于受到观测手段、工具的限制,只能从有限的地点获得有限的观测数据.为了获得连续的空间场,通常采用克吕格插值、反距离权重插值等方法进行重建.但这些方法都是各向同性的,与具有各向异性的真实地理现象分布并不相符.rn 本文以各向同性的紧支撑径向基函数插值模型为基础,对其进行改进,使其能够顾及空间场的各向异性.地理空间现象的分布具有空间异向性特征,在进行空间插值时应当充分考虑空间场的各向异性,本文结合CSRBF插值、半变异函数、WPCA,提出了顾及各向异性的CSRBF插值方法。本文的方法具有的优点有:考虑了真实地理空间中存在的各向异性;只需要对原始数据进行分析,不需要其他数据的辅助;能够重建出气温场中更多的细节,且对于细节的重建更为准确。
  • 摘要:在对数值模拟问题进行有限元求解过程中,求解的精度在很大程度上依赖于有限元网格的质量及其单元尺寸与场函数的拟合情况;为了提高求解精度,需要根据场函数在空间上的分布特征,利用自适应技术生成格网密度随空间特征以及模拟时步变化有限元格网.rn 由于前沿推进思想是在前沿边推进过程中动态根据本地格网尺寸动态生成新的格网点,因此在前沿边推进的过程中,一个关键问题在于新生点的合法性以及最优性判断问题。针对这两个问题,本文从几何论证出发,提出了可自动识别前沿边形态特征变化情况的三角网格生成算法,由于首先对各种类型的前沿边进行了识别,可以保证算法应用在不同复杂区域时的稳定性和适应性,从而可以有效地支持与密度分布自适应网格的生成过程。
  • 摘要:随着科学技术的不断发展,信息技术越来越广泛地应用于社会各个领域,传统产业向信息化发展已是大势所趋,对于传统的采矿业而言更是面临着这样的改革.从另一个角度看,我国虽是一个采矿大国,但矿山行业科技含量和管理水平与世界发达采矿国家相比还存在相当大的差距.所以,传统采矿业向信息化转型迫在眉睫.现在,新兴的数字矿山则是当前矿山信息化研究的热点,它是以地质层面、地质体三维可视化为主要内容的一种三维地质体模拟.rn 安庆月山矿田是一个老矿田,早在上个世纪五六十年代就有人开始对这个区域进行地学研究,各方面的研究一直持续至今。三维地质建模可以很好的恢复研究区的地质面貌,数据可以完整保存不至于丢失,同时还可以有效指导后期的成矿预测。但三维建模目前在国内还是一个新兴的研究领域,它需要多个学科的交叉综合,所以,要提高专业方面的能力,还要掌握一定的相关学科知识。
  • 摘要:东海的渔业资源很丰富,著名的舟山渔场、大沙渔场等都位于此地。但它也是中国赤潮爆发频繁、面积大的海域,海区的海洋生态环境遭到严重破坏,海洋环境的监测很有必要。东海小衢山海域位于洋山深水港外约20公里,建有由上海市科学技术委员会海底观测系列项目所建成中国第一套海底观测试验系统—东海海底观测小衢山海底综合观测站,为附近海域环境监测提供便利。海水中的各种浮游植物藻类对环境敏感,生长区域性强。叶绿素作为它们都含有的光合作用色素,可以利用卫星数据反演的叶绿素浓度来评价海洋浮游植物生长状况。rn 本文以东经120°E-125°E,北纬28°N-33°N范围内海域为研究区域,研究海区内叶绿素浓度分布规律。此次研究为后续小衢山观测站实测数据带入遥感数据反演及算法校正奠定基础。研究区域内叶绿素浓度平均值呈现明显的年际变化,每年4-5月份研究区域内叶绿素浓度因浮游植物大量繁殖使平均值达到最大,约3.5mg/m3, 6月份因处于长江枯水期与洪水期交际以及动物大量摄食使得叶绿素浓度急剧下降。2010-2013年每季度平均值显示近海高于外海,最高值出现在长江口近海区且有由近海向外海快速递减的趋势;研究区域范围内海表面温度对叶绿素影响不明显。
  • 摘要:维多利亚湖是世界第二大淡水湖,也是非洲最大的淡水湖.它横跨三个国家:肯尼亚(6%)、乌干达(43%)和坦桑尼亚(51%).维多利亚湖养育了周边约3000 万的人口,为当地的居民提供了农业、工业、旅游、交通等用水,对肯尼亚、乌干达和坦桑尼亚三个国家乃至整个非洲的社会经济发展和人民生活水平的提高都具有非常重要的意义.rn  利用卫星遥感影像,结合激光高度计、雷达高度计等数据,可以动态监测的湖泊的表面面积、水位和体积的变化,为当地水资源管理部门和政府提供决策支持.利用激光高度计和雷达高度计,可以有效的监测湖泊水面高度的动态变化。通过对ENVISAT和ICESAT的结果对比分析,发现维多利亚湖的水面高度呈现相同的变化趋势。利用高度计数据,结合遥感影像,利用回归分析的方法,可以建立面积和水位、体积和水位的关系,可以揭示过去几十年维多利亚湖的水体体积变化趋势。
  • 摘要:安庆月山矿田位于长江中下游矿集区,近几年在原矿田外围陆续发现中小型矿床,对于成矿预测是一处可行的试验场.近些年来,三维GIS 技术逐渐发展成熟,使三维空间的定量预测成为可能.传统找矿勘探工作数据在支持矿区三维建模以及成矿预测方面都具有一定的局限性,对这些数据进行数字化比较困难.rn 本文的目标在于以月山矿田外围矿床成矿预测对比为例,选择合适的方法进行数字化纸质资料,对实现不同尺度的三维建模及立体填图,利用探明的以及控制的矿体区域进行形态趋势分析并扩展到外围推测的矿体,选择并分配合理的权重给各成矿要素并叠加权重区域并对比实际情况最终进行三维成矿预测结果评价,验证本文中方法的可行性与准确度.
  • 摘要:全球范围内生态安全的形势越来越严峻,环境脆弱区的生态安全研究已经成为当前人们最关注的热点问题之一。而景观是区域生态环境管理的基础单元,景观安全是生态安全研究的重要内容,从景观层次进行生态恢复已被证明是可行的。最小累积阻力模型是判别建立生态安全格局的重要基础。rn 东北农牧交错带位于我国北方农牧交错带的东部,是典型的生态环境脆弱区。本文以RS和GIS作为技术手段,基于景观生态学的基本理论和方法,采用最小累积阻力模型建立了通榆县生态核心区和生态阻力层,构建了1986-2008年间的生态安全格局,并基于生态退化预警的原理和方法,进行了安全格局的预警和分析,以期为通榆县的景观安全格局构建和生态安全维护提供科学依据,为遏制生态退化,改善生态质量提供借鉴。
  • 摘要:以三峡库区树坪滑坡地下水位监测数据为例,在深入分析降雨量、库水位等影响因素与滑坡地下水位动态变化的响应关系基础上,选取影响地下水位变化的因子集,基于该因子集构建分类回归树模型,并对地下水位进行预测.经验证,测试样本的预测结果与实测值基本吻合,其平均绝对误差和相对误差分别为0.28m和1.15%.利用相同因子集构建粒子群支持向量机模型进行对比,预测结果的平均绝对误差和相对误差分别为1.53m和6.11%.综合表明分类回归树模型具有较好的泛化预测能力,同时在分析滑坡地下水动态变化特征、筛选重要变量等方面具有较强的优越性,是一种有效的滑坡地下水位预测方法.
  • 摘要:本文针对逻辑回归元胞自动机(Cellular automata,CA)模型及传统遗传算法CA(GA-CA)模型的不足,提出利用遗传算法对地理元胞自动机模拟进行景观校正,通过改进传统GA-CA模型的适应度函数,在校正过程中加入景观指数.虽然模拟城市发展常用的逻辑回归CA模型和传统GA-CA模型模拟的结果点对点精度一般较高,但两者的景观指数与实际相差均较大,景观格局与真实格局对比也存在较大差异rn 本文选取PLAND、LPI、DIVISION 三种不同类型的景观指数加入遗传算法的适应度函数,以广州市为实验区,基于2000-2003年土地分类变化获取转换规则,并用2003-2008年数据检验模型.对比逻辑回归CA、传统GA-CA以及新GA-CA模拟的结果发现,新模型模拟的结果与实际情况最为接近.为进一步检验新模型的效果,本文另外选取LSI、ED、AI这三种新的景观指数计算对比,结果同样表明新GA-CA模型得到的结果要比另外两种传统模型要好.
  • 摘要:黄土高原丘陵沟壑区,切沟密度大,采用适宜的监测方法获取切沟形态参数,监测切沟发育,探究切沟侵蚀机理和防治切沟侵蚀具有重要意义.三维激光扫描技术,已在国内外广泛应用,然而这种通过获取高精度数字高程模型的方法,由于耗费时间,只适用于较小尺度上切沟侵蚀研究. 本文选择陕北黄土区吴起县合沟和绥德县桥沟小流域为研究对象,以三维激光扫描全站仪数据为基准数据源,评价从同时相Quick Bird影像取切沟形态参数的精度,确定误差产生的原因,探讨解决的方法,以提高Qucik Bird影像目视解译的精度,也为大尺度上研究切沟侵蚀提供理论依据和技术支持。
  • 摘要:光合有效辐射(Photo-synthetically Active Radiation,PAR)是研究全球变化与陆地生态系统变化的核心之一,不仅是衡量生态系统光合作用变化、碳收支变化的重要数据来源,也是反映全球气候变化主要驱动因子.随着碳水循环和植物生态研究进一步深入,获取高精度的PAR值显得越来越重要,但是PAR不是常规气象台站观测的项目,目前全球的观测网络也尚未建立,因此十分有必要利用常规的观测数据来估算PAR.rn 本文数据选取2005-2011年中国生态研究网络哀牢山森林生态系统观测站的太阳总辐射和光合有效辐射数据。数据质量控制是保证数据可信度和分析结果准确性的基础。本文采用只选取6:00-18:00之间的数据;所有观测得到的日(小时)太阳总辐射(GSR)累积值应小于在同一地理位置大气层顶的太阳辐射总量等原则对数据质量进行那个控制。利用中国气象局提供GSR数据,应用上述模型重构了哀牢山地区1961-2012年的PAR数据,计算得出1961-2012年间的哀牢山地区光合有效辐射值年平均值为27.16 mol m-2d-1,每十年以0.18mol m-2d-1的速率在下降。本文虽然估算出了哀牢山1961-2012年PAR数据,但是仍然存在一些因素影响着模型的精度,在下一步的研究中应该考虑这些因素,进一步提高分析精度。
  • 摘要:随着卫星遥感监测、天气雷达监测、地面自动气象站监测等技术的不断发展,飓风位置监测数据也越来越多,传统的点位记录方式按照一定时间或空间间隔记录飓风中心的位置,存在数据量大、各记录点位间数据无法高效拟合计算等问题.rn 本文将移动对象技术应用于飓风轨迹管理,提出了一种飓风全时域轨迹模型,设计了数据更新策略,并进行了实例验证。实例验证表明,该模型能完整地描述飓风移动过程,设计的更新策略可以较好地保证飓风轨迹的准确度,并显著降低飓风轨迹的数据量。此模型还可以支持飓风生命周期中任意时刻飓风中心位置查询,为相关的分析和管理工作提供有力支持。后续工作中拟对模型的动态更新策略开展研究,以期更好地适应不同复杂度的轨迹,进一步提高模型的精度和可靠性。
  • 摘要:随着全球城市化的快速发展,“城市气候变化”问题越来越突出,引起国内外广泛关注.其中,城市“热环境”、“热岛”的形成及变化机制是当前城市气候、环境、规划和管理等多学科研究的热点问题.我国正处在城市化的加速发展阶段,城市“热环境效应”已经成为制约城市发展的严重生态环境问题之一.伴随着我国快速的城市化进程,以多个不同规模、功能的城市聚集发展为主要特征的“城市群”将是我国城镇化发展的主体形态,“城市热环境”问题已不不仅仅是城市自身面临的问题,而是跨城市和整个区域面临的问题.因此,从不同尺度上,深入分析“城市群热环境”的形成机制对改善城市热岛效应问题和优化区域一体化的城市群发展模式具有重要的理论支持意义.本文以“长三角城市群”为研究区域,应用多源遥感数据,从 “城市群”和“城市”两个空间尺度上,定量反演了长三角区域2000-2010年地表温度的时空分布格局.在区域尺度上,揭示了长三角地区“高温区”的空间分布模式及变化特征;在城市尺度上,揭示了不同城市“热岛效应”强度的时空变化特征.并进一步结合人类的社会、经济活动指标,探索分析了长三角城市群地表“热环境”时空演变特征的驱动机制.rn 主要研究内容包括三个部分:(1)应用MODIS 遥感数据定量提取了2000-2010 年长三角区域的“地表高温区”(2)在城市群尺度上,揭示了长三角“地表高温区”的时空分布模式及演变的驱动机制长三角地区“地表高温区”的时空分布及演变过程揭示,2000-2010 年以来:1)长三角城市群形成了3 条发展廊道,分别为沿长江北岸的发展廊道、沿长江南岸的发展廊道、沿海岸线的发展廊道.高温区的分布形状由“L”字型过渡到“Z”字型再过渡到“M”字型,最后有向“区”字型转变的趋势;2)这些“高温区”的空间分布存在显著的空间自相关性;3)“高温区”的时空分布与不透水地表覆盖的时空分布特征具有明显的正相关性.不透水地表覆盖的增加,是长三角区域“高温区”范围增加的主要原因.4)“高温区”的时空分布与人口密度具有明显的正相关性.人类活动也是高温区范围增加的重要因素.(3)在城市尺度上,揭示了不同城市“热岛效应”强度的时空分布模式及演变的驱动机制不同城市的“热岛效应”强度的时空分布及演变过程揭示,2000-2010 年:1)2010 较2000 年,多数城市的“热岛效应”强度下降.原因分析表明,“热岛强度”与城市不透水地表的面积呈显著负相关,由于多数城市的城市化和郊区化程度均很高,不仅表现在城区的外延式扩展,而且郊区的不透水地表面积也大量增加,因此造成郊区相对温度的升高,进而城市尺度的“热岛强度”降低;2)“热岛强度”变化的驱动机制分析表明:总体上,经济城市化水平和热岛强度呈显著正相关,但不同产业的影响明显不同.第一产业GDP 对热岛强度有抑制作用,主要因为第一产业为农业,在农业生产的过程中会出现大面积的植被、水体等,这些地表覆被类型会对地表温度起到抑制作用.但是,随着农业现代化水平的提高,如温室、塑料大棚等促进地表温度提升的地表覆的增加,第一产业对热岛强度的影响减弱.第二产业GDP 对热岛效应有促进作用,但也存在一定的阈值范围,主要原因为,工业生产导致了大量能源耗费和热排放,随着其生产总值的提高,工业技术水平得到提高,能耗和排放水平降低,进而对热岛强度的影响变弱.第三产业GDP对热岛效应有促进作用,但是很弱,主要原因是,第三产业的能耗和排放相对较低,进而对热环境的影响相对较小.
  • 摘要:经纬度与大地直角坐标是GIS系统的两种基本数据.由GPS采集得来的点位数据以及传感器获取的卫片数据往往是经纬度数据(WGS84),而在行业应用领域,包括土地资源管理、交通运输管理等领域所处理和使用的图件资料,无论是矢量格式还是网格格式,往往是基于大地直角坐标的XY数据.因此GPS数据,卫片数据以及图件资料等多源空间数据间坐标转换的速度与精度是影响上述多源数据集成应用效率与准确性的关键因素之一.rn 本文将所述地理坐标变换算法分别应用于低纬度的台湾省,中纬度的湖北省,北京市以及较高纬度的黑龙江省,验证算法在不同纬度地区的适用性,其变换过程包括相同参考基准下变换以及不同参考基准下变换两种,以验证算法在不同变换中的适用性。同时,分析纬度升高情况下局部区域范围与误差的变化规律。rn 实验证明,本算法可以应用于中国不同纬度地区,并适用于参考基准相同和不同的情况。以台湾地区实验为例,在5km*5km的网格中可以保证变换误差在2m以内,误差可以随着网格大小的减小而减小,在3km*3km的网格中可以保证变换误差在1m以内,同时越靠近网格中心误差越大。算法在低纬度地区适用性最强,而随着纬度的增加误差逐渐增大,需要减小变换区域来控制误差。rn 本研究目前局限于解决地理坐标数据与分带投影坐标系下同一投影带内数据间相互转换问题,对于跨带转换应用尚需进一步研究。
  • 摘要:在地统计学和地理信息系统的支持下,采用反距离加权(Inverse Distance Weighting)、局部多项式(Local Polynomial Interpolation)、径向基函数(Radial Basis Functions)、普通克里格(Ordinary Kriging) 4种插值方法对2011年9月获得的河北省黄骅市典型蝗区蝗群虫口密度数据进行空间插值研究,并对插值精确度进行了交叉验证.本文尝试选用4种空间插值方法模拟了农牧交错生态型蝗群的空间分布情况,根据交叉验证标准,得出利用局部多项式空间插值方法,所得数据与实际比较吻合,达到了理想效果。
  • 摘要:亚像元是在混合像元分解的基础上进一步确定各类地物的具体空间位置.Atkinson 首次提出了亚像元定位的概念和像元空间分布相关性理论,以空间自相关最大的假定为目标函数进行求解,导致结果对线形地物定位不准确.因此不少研究考虑使用空间结构信息如地统计指标,马尔可夫随机场等,但是这类方法需要地物的先验结构知识.rn 本文提出了一种基于空间自相关和连通性的亚像元定位方法,该方法重点考虑线状地类的空间结构信息,对不同的地物设定不同的定位规则。线性地物需要考虑连通性和方向性,其他地类则只考虑空间自相关。从而将亚像元定位问题转化为优化问题求解,利用模拟退火算法获得最优解。通过模拟数据和遥感影像数据进行实验,结果显示本文方法能够显著地提高亚像元定位的精度,特别是对于道路,河流等线状地物不符合空间自相关假设的地类,能够显著提高定位精度。这也进一步证明了空间结构信息能够有效地改善亚像元定位结果。对低空间相关性的随机分布格局,使用空间自相关最大化的假设并不能得到很好的定位结果,因此需要引入更多空间结构信息辅助亚像元定位。在进一步的研究中,可以使用破碎度等景观指数改善模型精度。
  • 摘要:针对目前缺乏顾及整个制图流程模板的问题,分析探讨了制图模板的概念、统计专题符号的重要性,研究了以符号为中心的统计制图模板构建技术、存储技术和匹配技术,并进行了系统应用,验证了这一技术的有效性和优越性,基本实现了“一键制图”.
  • 摘要:叶绿素(Chlorophyll)是近岸海域环境评价的重要参数,利用模拟退火算法优化BP神经网络,将网络结构中参数的选取转化为参数的优化,建立一种改进的用于南海近岸水体叶绿素浓度监测评估的神经网络模型.基于2008年ASTER影像数据和香港环保署实测采样点数据,建立光谱反射率与叶绿素浓度之间的预测模型.结果表明,改进的网络模型预测结果与实际情况吻合度较高,模型精度达到90%,与传统BP网络模型相比,预测精度有了明显的提升.
  • 摘要:农田遭受重金属污染导致的环境问题直接威胁粮食安全及人类健康.采用传统的生物和化学等方法监测重金属污染工作量大且无法进行大面积监测,遥感技术的应用提供了一种快速、无损、大面积测量的方法.由于重金属面源污染一般并无明显外在表征,不易通过光谱识别与提取,尤其是污染较轻时,作物一般不会表现出明显变异,因此需要通过一些方法来增强隐含在光谱中的污染信息.rn 本研究在前人研究基础上,对自然条件下受镉污染胁迫的水稻冠层进行光谱采样,分析水稻镉胁迫的光谱响应机制。采用一阶微分技术和主成分分析、独立分量分析、分形分析等方法逐步提取和增强光谱信号中隐藏的镉胁迫弱信息,并建立以敏感光谱因子为基础的多维诊断模型,为大面积水稻镉污染监测提供实验方法和理论依据。rn 主成分分析能够有效降低光谱维数并增强水稻辐污染弱信息,独立分量分析技术能够从众多混杂一体的信号中提取出对辐污染敏感的独立分量,分形分析能够从整体着眼刻画光谱曲线特征从而间接识别水稻镉污染胁迫程度,三种方法都能够提取隐含在光谱数据中的污染微小变化特征.
  • 摘要:地球的三分之二是海洋,海洋蕴藏非常丰富的资源.研究海洋可以为环境监测、地质灾害预报、资源勘探等提供依据.中共十八大报告提出"提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国."海洋研究与开发利用已经成为我国重要的科学研究计划与国家发展战略.rn 海底观测网可视化状态监视系统以我国东海海底观测网小街山试验站为基础,探究海底观测网可视化状态监视。系统针对小街山试验站的建设与运行情况,设计的监控项目包括试验站接驳盒、风机、各科学仪器运行状态,并结合World Wind进行三维场景的可视化展示。同时,设计完备的预警与报警功能,当系统监测到观测网运行状态异常信息时,及时以邮件和短信的形式通知系统管理人员。rn 海底观测网可视化状态监视系统旨在解决海底观测网系统运行状态监控的问题,它包含三大功能:监控、展示、报警。根据对监视系统的需求分析和系统目标的研究,将监视系统划分为五个模块,分别为:数据获取、观测网状态信息监控展示、World Wind可视化框架、预警与告警以及系统设置。rn 对于东海海底观测网小街山试验站,实现了对接驳盒、风机、其他科学观测仪器的监控。系统具有判断观测数据入库是否正常、系统状态参数是否超限等功能,能够在检测到观测系统运行异常时以邮件和短信方式通知系统管理人员。同时,结合World Wind三维GIS软件,构建了东海海底观测网可视化框架系统,进行了可视化展示。
  • 摘要:对于城市不透水面的提取,Ridd发展了植被—不透水面—土壤(V-I-S)模型,这个模型假设每个象元都是由植被、不透水面和裸土组成的.(V-I-S)模型在城市不透水面的提取方面得到了大量的应用.Small(2001)提出了改进的V-I-S 模型,即植被—低反射率—高反射率(V-L-H)模型.他利用此模型对美国纽约的不透水面进行了提取.rn 根据TM影像6个波段反射率数据及4个端元的反射率,利用LSMA,S-LSMA提取城市不透水面的盖度图。从空间分布格局上可以看出哈尔滨市主城区的不透水面主要集中在东南部,这与哈尔滨市的城市建成区是基本一致的,东南部为南岗区、道里区的中心区,高密度商业区和高密度住宅区主要集聚在此处,东北部(呼兰区)主要是零零散散的小村镇。从两幅图的对比可以看出基于整幅图像选择端元时会使不透水面的估算量降低。
  • 摘要:东北森林是我国北方的重要林区,也是林火重灾区。本研究以1987年大兴安岭特大森林火灾为研究背景,结合光学和微波两种遥感机理,对灾后森林树种分布进行制图,以此得到灾后森林的蓄积变化情况,用来分析灾后20年间森林恢复的时间变化及空间分布,提高对森林生物特征信息的提取,加强关于森林对火灾响应的理解,为制定森林可持续化科学管理提供重要依据。rn 本研究结合landset TM影像、ALOS和RADARSAT雷达影像和森林资源调查数据对大兴安岭常青林场进行火灾后森林树种分类制图和森林蓄积反演,结果表明光学遥感的纹理指数与NDVI指数结合可以很好区分森林与非森林信息,植物不同生长时期的NDVI指数可以较好的区分研究区的森林树种,微波遥感的后项散射系数同森林的蓄积具有一定的相关性,可较好的反演森林的蓄积,为火灾后森林恢复监测提供了科学依据与方法。
  • 摘要:雪灾是草原区冬春季最主要的气象灾害之一.由于雪灾持续时间长,影响范围广,给当地农牧民的生命财产造成了严重的损失,直接威胁和制约了当地畜牧业的发展.微波数据由于能够全天候观测积雪,能够穿透大部分积雪层探测到雪深信息,因此在雪灾遥感监测中必不可少.积雪深度是草原雪灾防灾减灾管理中的一个重要参数,对于确定雪灾的范围和程度具有重要的意义.目前积雪深度反演模型大多基于统计学的原理,采用地面实测数据与物理模型模拟结果相结合的方法来确定模型系数,建立针对不同区域的反演模型.但这些已有的研究成果,是否适用于中国草原区域,还需要实际检验来确定.rn 中国北方十省区草原总面积309773km2,占全国草原面积的87.92%。本文以北方草原区为案例区,利用被动微波AMSR2数据,以天为监测时间单元,以旬为监测集成时段,采用Chang等人提出的雪深算法,对2013年10月一2014年3月的中国北方十省区的草原积雪深度进行了系统监测。监测时段内,十省区草原积雪深度均呈现总体上升的趋势,并在3月份前后呈现下降;空间上草原积雪深度呈现出“多中心”的格局,主要以西藏、新疆、青海、黑龙江等区域为多发区中心;就积雪深度所占的面积而言,监测初期小于5cm的草原区域面积以西藏、青海、新疆、四川和内蒙古较大;积雪深度大于10cm的面积10月份以西藏、青海最大,监测后期,内蒙古、新疆和黑龙江大于10cm的积雪面积增加较多。
  • 摘要:干旱不仅影响生态系统结构、功能与过程的变化,而且严重干旱深刻地影响农业生产、水资源、旅游业甚至人类福祉.研究指出未来一百年全球干旱等极端气候事件发生的频率和强度都将增加.然而当前对于这些低概率、高影响的极端气候事件(包括极端干旱)对自然和人类系统影响的相关研究却很有限.南四湖近30年来南四湖干湖事件频发,干旱趋势愈加明显。干旱造成南四湖湿地景观短期内变化显著。湿地植被面积、NDVI和湿地水面面积都在几个月内发生了巨大变化。这导致了湖泊敞水面、湿地植被与裸地为主的三类景观之间的剧烈转化。加之人为扰动,湿地内的农田景观面积也有变化。极端干旱事件短期内剧烈影响湿地景观格局特征及其变化分析。rn 干旱年,南四湖水面面积持续萎缩,湿地植被NDVI和植被面积存在先升高后降低特征。NDVI与PDSI之间存在紧密的二次曲线相关关系(Rz=0.92),揭示湿地植被在受到轻微干旱胁迫时其能够促进植被生长;当干旱胁迫加重时,植被NDVI急剧下降。rn 严重干旱事件对湿地生态系统和景观格局有明显影响。严重干旱导致湖泊水位下降、水域面积减小、湿生植被大量死亡。干旱事件与不当人为活动的双重因素影响,导致湿地景观格局短时期内发生剧烈变化。因此对于湿地年际间景观格局变化的分析,需要格外重视包括干旱在内的极端气候事件的影响。
  • 摘要:地理实体是国家基础地理信息数据库的基本组成部分,也是地图服务矢量化表达的重要形式,而地理信息则是有关地理实体的一切有用知识.随着传感器、定位、互联网等技术的不断发展,地理信息已经成为人们生活的必需品,在位置服务(LBS)领域发挥着重要的作用.新地理信息时代,人们对地理实体的内容描述更加丰富、时空刻画更加精细、更新频率更加迅速.一方面,相比传统的点、线、面表达方式,泛化后的地理信息聚合了多源异构的资源,如音频、视频、图片、评论、问答等.另一方面,相比传统的只关注单个地理实体信息,泛化后的地理信息更加关注地理实体之间复杂的关系,如类别隶属、空间拓扑和语义关系等.近年来,移动互联网时代的来临引发了基于位置服务的热潮,O2O(Online to Offline)和SoLoMo(SocialLocation Mobile)模式也随之兴起,人们对地理信息的需求变得更加迫切.然而,目前国内各大地图数据服务提供商(如四维图新、天地图、百度、高德等)提供的地图数据缺乏地理实体之间的关系描述,千万级的地理实体存储“扁平化”,导致位置服务应用中地理信息检索依赖于关键词,不能有效发挥基于实体关系的地理知识图谱搜索的优势,极大地限制了位置服务的能力.同时,地理信息的采集大多依靠传统的测量手段,地理实体的关系抽取还缺乏行之有效的措施.开放文本(如微博、百科、论坛、博客等)为实现地理实体关系抽取的自动化提供了可能.因此,如何识别并抽取地理实体间的空间和语义关系,构建铰链的地图数据库,改善基于位置服务的用户体验,是地图服务行业面临的共同问题.关系抽取作为信息抽取技术的重要研究课题和知识图谱的构建基础,国内外研究学者已开展了大量研究,并已服务于人们的日常生活,如微软亚洲研究院的人立方关系系统、雅虎关系搜索、腾讯好友关系链等.在地理实体关系抽取方面也取得了初步的研究成果,如GeoWordNet、OSM Semantic Network、GeoName Semantic Web等.目前,实体关系抽取的方法分为三类:基于模式匹配的方法、有监督和无监督的机器学习方法.模式匹配需要对语料库进行深入分析,人工抽取组织关系模式,优点是准确性高,但是需要耗费大量的人力物力,不适用开放文本大范围的关系抽取研究.相比模式匹配的方法,监督学习方法在提取速度及准确率上都有所提升,但是该类方法需要人工标注的且具有一定规模的语料库,由于开放文本涉及的文本繁杂,长文本、短文本、网络用语等增加了语料库构建难度.针对开放文本的地理实体关系抽取问题,无监督的机器学习方法人工干预少,不需要标注语料,能以独立于数据的方式工作,可直接揭示观测数据的内部结构和规律,因此对无监督的语义关系抽取方法已开展了大量的研究.部分研究者将语义关系抽取看做是语义聚类的过程,通过计算词频、词法或句征的相似性将实体对分组,进而提取组内的关系名称.如何设计有效的权值计算方法提取出准确的关系名称是其主要难点.无监督的空间关系抽取工作少有报道,现有的方法依赖于英文的空间本体,因受限于高质量的中文空间本体的可得性,无法移植到中文语料.目前,中文的空间关系抽取仍停留在监督的学习方法上,高成本的语料标注工作难以满足海量多元的网络文本关系抽取的要求.rn 针对中文的语义和空间关系抽取问题,本文将实体关系抽取转换成关键词提取的问题,实现了一种无监督地理实体关系抽取方法:对于句中的每一对地理实体,首先提取该句中的所有名词、动词和介词作为关系的候选关键词;然后基于向量空间模型,使用候选关键词构建词语-语境矩阵;并在基于词频统计的关键词提取方法中引入词语的位置、长度和词性的重要性,计算每个词语在当前语境中的权值,选择当前语境中权值最大的词语作为关键词;接着,借助词性识别出句中的空间词,同时根据关键词和空间词在句中的位置,按照句子原始的逻辑,调整各元素的顺序,自适应地构建关系元组;最后使用新浪旅游景点名称和百度百科简介进行了中文的地理实体关系抽取的实验,分析了Frequency、TF-IDF 和PPMI 三种权值计算方法在引入新特征前后关系抽取的性能差异.结果显示:在解决中文的语义和空间关系抽取问题时,引入词语的位置、词长和词性重要性有利于提升基于词频统计的关键词提取方法的正确率(增长20%).此外,关系元组的重构保证了实体关系的语义表达的逻辑性,自适应的组织形式增强了地理实体间空间关系描述的完整性,有利于提升计算机对文本的理解和认知水平.
  • 摘要:旅游业已成为国民经济的重要增长点,特别是伴随着国民休闲计划和刺激内需系列措施的推出,旅游业将在中国经济振兴中扮演重要角色.1999 年和2007 年国务院对假日制度的改革,使我国居民拥有春节、国庆两个7 天长假时段和元旦、清明、"五一"、端午、中秋5个3天的假日时段,在此期间出现全国范围的短时间、大尺度、高强度的假日旅游流,这成为国际旅游业中具有中国特色的峰值旅游流现象,引发景区超载、交通拥挤、住宿紧张等一系列众多问题,直接影响了旅游者的旅游质量,也影响了旅游地的可持续发展,已经引起学界、业界及政府的重视.2009年旅游法出台,"景区流量控制"成为旅游法落实各部门要解决的两大重要问题之一.rn 本文基于运营商等公众基础数据对峰值时段的旅游流的时空模式、影响因素及作用机制进行分析,例如不同尺度(景区、城市)的游客流量、游客来源等信息与时空的关系,为目的地流量控制、游客分流、交通疏导、安全管理等提供峰值时段旅游客流预测、预警及时空调控措施,为改善景区经营及接待能力、制定景区经营策略等景区管理工作提供科学的信息化服务,并为我国假日制度的改革与完善提供理论依据和技术基础。
  • 摘要:洪水灾害是指降水造成的河水冲垮堤坝、淹没耕地、冲毁房屋或突发的山洪冲毁耕地、冲走人畜等现象.洪水灾害是当今最为严重的自然灾害之一,具有发生频率高、危害范围广、对国民经济影响最为严重等特点.我国是世界上洪灾发生最频繁的国家之一,约有10% 国土面积、5 亿亩耕地、5 亿人口、100 多座城市、全国70%的工业农业总产值受到洪灾的威胁.洪水的发生大多具有一定的突发性、持续时间短,灾害的地理位置易于辨识,因此应用遥感手段监测洪灾信息,一方面可以从时间和空间上弥补地面台站的不足,另一方面可以解决洪灾发生时难以大范围实地调查的问题,从而节省人力、物力和财力,达到快速监测水情及洪灾评估的目的。rn 本文基于Landsat OLI及HJ-1A/1 B遥感数据,对2013年发生在松花江、嫩江交汇地段的洪水灾害进行遥感监测,取得很好的效果。Landsat OLI影像辐射分辨率增强,能够更加精细地区分地物,HJ-1A/1B数据具有较高的时间分辨率,卫星重访周期为2天,可以弥补Landsat卫星重访周期较长的不足。综合利用两种数据能够准确地提取地物类型,有效地跟踪监测洪水发展过程。
  • 摘要:地图是理解地理信息数据与人类认知之间的纽带,人们通过利用能力识别空形(Spatial pattern),将对象属性与空间位置联系起来.现代地理信息技术拓展了地图的动态表达能力,为统计数据、信息提供了新策略手段.作为统计地理信息系统的核心功能,地图表达手段决定了统计地理信息系统的服务能力.合理的符合统计地理信息特征的可视化表达方法可使统计信息更容易理解、传播.rn 基于SuperMap 7C的平台可应用于社会经济统计可视化研究;通过用大尺度数据可以有效修正小密差异问题从而使得Diffusion-based method可有效使用;北京市100m格网常住人口统计数据,较好的反映了小尺度分布差异和空间形态,为研究北京展示提供了一种有效的地图表达方法。同时也增强了统计数据的空间可读性。
  • 摘要:地表面,与透水性的植被和土壤等地表面相对,如屋顶、道路、硬化地面等.由于不透水面具有不透水性的同时,还具有较强太阳辐射吸收能力,又可以将吸收的能量以长波辐射形式发射出去,由此改变和影响城市地区的水热循环过程,对城市环境演化规律的研究具有关键意义.rn 利用Landsat-8遥感影像数据,通过构建不透水面归一化指数,可以达到快速、准确提取不透水面的目的。由于指数模型法具有快速、简便的特点,为利用遥感影像提取城市不透水面提供了强有力的工具,同时,Landsat-8遥感影像数据具有高信噪比、现势性优和数据获取易等特点,其在未来必在中分辨率领域担当研究城市环境问题的主要数据源,对其在城市环境应用方面的研究意义深远。
  • 摘要:地质灾害正严重威胁着当地群众的生命财产安全,亟需进行地质灾害危险性评价和防治措施布设.地质灾害危险性评价是通过对地质灾害活动程度以及各活动条件的综合分析,评价地质灾害活动的危险程度,确定地质灾害可能造成的危害区的范围.本研究以利州区为例,利用ArcGIS的空间分析功能定量化地评价地质灾害危险程度,以期为当地的地质灾害防治和经济社会发展提供参考,研究区地质灾害主要有崩塌、泥石流、滑坡、塌陷等。rn 根据利州区的地质特点、环境条件及地质灾害点信息,建立了地质灾害危险性评价指标体系,优选出7个评价因子,但由于不同地质灾害类型的主要致灾因子不一样,如何选取评价因子更科学、更合理,还有待进一步研究.采用层次分析法确定各评价因子权重。层次分析法在确定因子权重时能体现出各因子的差异,并且能在一定程度上反映出各评价因子的具体贡献率.本研究利州区地质灾害危险性评价结果是基于地质资料基础得出的地质灾害发生的概率,其准确性与基本资料密切相关。评价结果中,危险性低的地方地质灾害发生概率较小,并不是说地质灾害就不会发生,因此在地质灾害低危险区也要合理开发利用资源,保护生态环境,防止人类活动引发系列地质灾害,甚至发展成为地质灾害高危险区。
  • 摘要:随着世界人口的不断增加,对农田产量需求不断加大,人地矛盾日益突出;中国受农业结构调整、生态退耕、自然灾害和非农建设等因素的影响,耕地数量呈逐渐减少趋势,且耕地质量总体偏差,中、低产田约占67%.因此,对耕地后备资源开发潜力的研究,为补充耕地、保证耕地总量动态平衡和国家粮食安全等方面提供了参考意见和保障基础.rn 本文以松嫩平原为研究区,基于GIS技术综合分析了研究区内耕地后备资源的空间格局及宜垦性程度,综合考虑松嫩平原农业影响因子,选取地形地貌、土壤、土地利用因子建立指标体系,着重各因子的空间分析,力求做到空间上的精细化。气候是影响农业发展的重要条件,考虑到松嫩平原全区水热条件良好,≥10℃积温均满足作物生长需求,因此本文未考虑气候条件对耕地后备资源开发的影响。以百年间耕地高强度垦殖、我国重要的商品粮基地一松嫩平原为研究区,为我国粮食安全、土地评价、生态环境可持续发展等方面的研究提供了典型案例。
  • 摘要:影像分割是面向对象影像分析的基础,分割结果对后续的地物识别和提取都有重要的影响.建筑物作为城市遥感影像中的主要类别,其分割尺度的选择一直是高分辨率遥感应用的一个难点.本文以高分辨率影像城市建筑物为例,通过研究其多尺度特征及影像特征,探讨了一种基于多尺度特征分析的最优分割尺度计算方法.通过对目标区域进行不同尺度序列的影像分割,统计分析建筑物基元内部的多种特征的类内均值方差,将各特征因子方差的平均值作为最优尺度评价模型得到建筑物的最优分割尺度.rn 本文通过分析建筑物基元的光谱特征和形状特征的多尺度效应,以满足“对象特征的聚集度最佳,对象间具有较高同质性”作为某一类地物分割结果的评价标准;应用统计分析方法建立最优尺度的计算方法和模型。实验证明,该方法对分割结果的好坏进行了定量的评价,实现了最优尺度的选择,对于进一步的研究有基础性的指导作用,如何用于其他地物的分析研究是下一步的工作内容。
  • 摘要:地理国情监测项目范围大、遥感影像分辨率高、要素信息提取精度要求高,人工解译任务繁重,急需自动解译技术来提高效率.面向对象的标准最邻近分类方法可以很好的利用高分辨率遥感影像丰富的光谱、纹理、形状等信息,与人工分类方法的提取结果进行对比,该方法具有较高的精度,可以大大提高地理国情监测地表覆盖信息提取的生产效率.rn 地理国情监测采用的遥感影像多为优于1米空间分辨率的高分辨率遥感影像数据,主要采用的解译方法仍为人工目视解译。人工目视解译固然能达到一个很高的精度,但却要耗费巨大的人力财力以及时间。计算机自动解译技术已经发展到了一定的阶段,已经具备了一定的生产应用的条件。两种方法各有优点和不足,在地理国情信息获取中需要进行综合应用。应优先考虑计算机自动分类的方法,提取区分度高的地物类别;对于地表情况复杂的区域,自动分类不能满足需要,则需要辅助以人工手动分类,充分利用多种参考数据,实现地表覆盖信息的快速、高效、精确提取。
  • 摘要:在智慧城市的大背景下,土地资源管理与利用也迫切需要从信息化到智能化的转型.其中一个重要的工作就是土地使用权价格的评估问题.当前,地价评估工作长期依赖于估价师手工操作,存在效率低、主观性强、标准不统一、工作流单一、缺乏公众参与等诸多问题.国内对地价评估工作的研究还处于信息化的水平,主要提供给估价师使用的地价评估系统,较少的考虑其他公众的地位.rn 本文基于对智慧国土的认知,以深圳市为研究区域,将其物联感知、信息共享、在线协同、智能辅助决策、公众参与等内涵与特征作为地价评估在线平台设计的理念及精髓.深圳市地价评估在线平台的实质是一个多技术手段综合支持下、多种用户角色参与的地价评估智能化决策系统,是传统的地价评估内容及业务流程的在线智能化形式。在智慧国土的大背景下,利用先进的计算机技术、GIS技术、数据库技术,结合地价评估及土地管理相关业务特点,以地价评估的业务数据为核心,以日常估价项目办理流程为向导,实现在线的地价评估协同工作、构建在线式地价评估过程、数据及成果的多部门共享,使得不同的用户角色协同参与到地价评估的工作中去,形成开放的、透明的、公开的多角色多权限的在线平台。从而建立公开、公平、规范有序的土地市场,科学利用土地资源等提供可靠的基础平台和技术支撑,为国土智慧化进程的稳实推进树立了良好示范与成功案例。
  • 摘要:彩色描述符在几何不变性基础上加入彩色信息提高了影像特征点的不变性以及区分度,近几年来被广泛的研究和应用.但是目前的彩色描述符主要针内容较单一的数码图片或者视频,没有考虑到航空遥感影像地物复杂的基本特征.因此将彩色信息引入成像机理不同、颜色接近地物的Bayer真彩色的遥感影像的特征描述中,其效果与适用性是一个还没有深入研究的新问题.由于文献验证了基于几何不变性中SIFT描述符具有最佳性能,文献验证了基于SIFT算法的系列彩色描述符优势.rn 文中选择SIFT描述符以及基于SIFT的系列彩色描述符进行适用性分析.通过理论和实验分析可知彩色描述符中RG BSI FT对Bayer真彩色航空影像特征匹配有较好的普适性,并进一步证明了不同的彩色描述符针对不同类型Bayer真彩色影像有不同的适用性。总体来说,没有数据先验知识情况下,推荐使用RGBSIFT描述符对Bayer真彩色航空影像进行特征匹配。根据影像类型对不变量彩色描述符进行合适的组合比单一使用一种描述符效果更好。
  • 摘要:DEM数据具有不稳定、相关性差、比较"破碎"的特点,用离散小波变换对格网DEM数据进行压缩处理时,其边界失真非常严重。这种边界失真现象导致重建DEM数据的精度损失严重。为了最大限度地减弱边界问题的影响、提高压缩比,在进行格网DEM数据压缩时,本文将二维离散小波变换的边界问题转换为一维离散小波变换的边界问题,大大减小了边界失真区域,提高了重建DEM数据的精度。进而,用相应的算法进行了DEM压缩实验,,结果表明:该方法可获取高压缩比且高精度的重建DEM数据。
  • 摘要:智慧化城市的建设,使得城市管理、教育、医疗、房地产、交通运输、公用事业和公众安全等城市组成的关键基础设施组件和服务更互联、高效和智能.这对在线制图提出了更高的要求,赵飞等对指标驱动下以任务流为中心的在线交互制图模型,总结在线制图是一个复杂的交互过程,按其侧重的交互要素来分有以用户为中心、以地图为中心、以任务流为中心(task flow-centered,TFC)等交互模型.随着智能化城市建设的高速发展,对地图制图的人性化、智能化、快速化的要求越来越高,此在线制图模式应用到地图在线应急制图具有相当重要的作用,细节方面仍需进一步进行研究。rn 由于用户需求的多样性以及用户行为的不确定性,在接下来的研究中,为了提高地图制图的智能化程度,降低交互制图过程中对用户认知能力的要求,需要进一步的优化每个模块,完善在线制图的知识规则库和知识性制图向导,通过分析用户的个性,总结出其中的共性规则,增加用户交互制图的流畅性。此模式采用了符号定义与渲染引擎分离的方式,能满足专题数据的自适应可视化,对矢量栅格数据相结合的可视化表达方式需要深入研究。
  • 摘要:高血压是我国最常见的慢性疾病,同时也是导致中风、心肌梗塞及心脑血管疾病等的重要病因.我国人群高血压患者的知晓率、治疗率和控制率与发达国家相比仍然很低,特别是绝大多数的高血压患者的病因未明,给高血压的预防和控制带来了困难.传统流行病学研究中,数据通常为定量数据(数值型数据)或定性数据(名义型数据),没有考虑地理空间要素或环境健康因素.随着GIS技术和疾病风险制图方法的发展,为分析高血压病的空间分布和寻找可能的环境影响因素提供了可能.rn 基于层次贝叶斯模型的疾病相对风险制图考虑了相对风险等制图指标的空间效应,通过引入空间统计单元的空间关系和概率分布,将数据的不确定性和空间自相关关系包含在模型之中,“借助”其他子区域的属性值对目标子区域的疾病相对风险进行调整或平滑。通过利用深圳市2011年的高血压住院数据,采用层次贝叶斯模型对高血压标准化住院率进行调整,形成稳定可靠的住院相对风险估计。模型包含了非结构化空间构成和结构化空间构成,分别表示住院相对风险的空间随机性和空间依赖关系,并采用偏移信息准则(DIC)比较了不同结构模型的性能。实验表明层次贝叶斯模型中的空间构成可有效提高模型性能,并利用Local Moran's I空间统计量识别相对风险的空间分布模式,结果证明基于层次贝叶斯模型的高血压住院相对风险制图的有效性。
  • 摘要:土地利用变化与人类活动和自然生态过程息息相关,是全球环境变化的重要组成部分(Johnson and Zuleta,2013).农业用地转化为非农业用地是土地利用变化的一种常见形式(Yang and Li,2000).随着人口的增长,对粮食的需求导致草地与林地等被开垦为农田.剧烈的人类活动极大的干扰了自然生态系统(Sylvester etal.,2013),严重威胁着生物的多样性.因此,研究耕地格局与耕地变化的驱动力显得尤为重要.rn 首先运用层次聚类法将新疆的83个县进行分类,参与分类的变量有耕地面积百分比、人口密度和牧业人口百分比。所有的变量标准化为z值(Reger etal., 2007,标准差大于3的县不参与层次聚类。在各类别中,分别采用偏最小二乘回归(PLSR)模型来计算耕地变化的驱动力。模型因变量为耕地在1988至2008年的变化量,自变量为所选的14个社会经济变量在同一时间段的变化量。通过每个变量的VIP值和回归系数来比较不同区域耕地变化驱动力的特点。rn 研究区内大部分县都在经历着耕地的扩张,各县耕地面积百分比和农业生产方式存在很大差别。在六个模型中,TPAM,GOVA和CCF作为重要的影响因子出现的次数最多。每个模型中主要的驱动力指标各不相同,每个指标在六个模型中的影响力大小也存在着较大的差异。因此,将研究区根据属性的特点划分为不同的区域,并在每个区域内研究耕地变化的驱动力具有一定的现实意义。
  • 摘要:分布式水文模型是认识与理解水资源和水环境问题的重要工具,合理的流域空间划分和流域拓扑关系构建则是分布式水文模拟的前提条件.以D8(deterministic eight-neighbors)法为基础的流域划分方法应用十分广泛,但是该方法在平原河网区的应用受到很大限制,主要原因在于平原河网区存在大量的交叉河网结构、多出口湖泊和圩区,这些特征在D8方法中都无法合理表达.rn 本文提出了一种新的平原河网区流域划分方法。该方法通过构建一种能描述平原河网区河湖网络特征的数据模型,解决了交叉河网结构、多出入口湖泊与水库、多排灌站好区的表达问题,以流域真实的数字河湖网络和DEM数据作为输入数据,实现流域集水单元的划分和集水单元拓扑关系的建立。该方法应用于太湖流域湖西区,划分的集水单元能较好体现流域真实的集水特征。避免了D8方法和“Stream burning”方法在平原河网区提取河网位置不匹配、丢失交叉河网结构、难以表达湖泊与水库单元等问题。本文方法划分的集水区同时包含了汇流和分流的拓扑关系,目前的分布式水文模型主要采用汇流计算方式,所以开发新的分布式水文模型是后期的研究内容。
  • 摘要:我国东北黑土面积约为5.9×106 hm2(全国土壤普查办公室,1998),是重要的土壤有机碳库.黑土有机碳含量由未开垦前的60~80gkg-1下降至开垦后的10~30gkg-1,黑土腐殖质层厚度也由60~70cm下降至20cm(王建国等,1997),开垦和耕作对SOC含量造成显著影响.黑土有机碳库由于有机质的形成量小于矿化量,整体仍处于亏缺状态,是大气CO2的重要碳源,也是潜在的巨大碳汇(Yuetal,2009).针对典型黑土案例区进行碳库动态研究对我国减缓CO2排放和农业可持续发展意义重大.rn 2010年所有土类活性碳、缓效性碳和惰性碳的含量均随剖面深度增加而下降,从表层到底层三库组分分别下降了82.3%,76.4%和82.1%,与总有机碳的变化具有一致性。不同土壤类型间活性碳含量在表层土差异最大,随着深度的增加,外界环境对活性碳影响逐渐减弱,活性碳含量的差异逐渐减小。沼泽土的总有机碳及三库组分含量均高于其它土壤类型。rn 有机碳前期分解速率快,30天后逐渐缓慢和趋于稳定,随着深度的增加,分解速率不断降低。分解速率的最大值一般出现在培养实验的前3天,前30天的累积分解量平均占到了整个培养周期的60.9%。不同土类间分解速率的差异主要体现在前期,前期分解速率最大值从大到小依次为沼泽土、黑土、草甸土、暗棕壤。rn 幂函数模型、对数函数模型对有机碳分解曲线的模拟效果优于指数函数模型,当RZ>0.7时,幂函数模型能够模拟92.5%的分解曲线,对数函数模型能够模拟94.4%的分解曲线,而指数函数模型只能模拟3.7%的分解曲线。当RZ>0.9时,幂函数仍然能够模拟85.9%的分解曲线,优于对数函数模型的61.7%.幂函数模型对首日分解速率未达到最大值的样点的模拟能力较弱,对数函数模型对活性碳含量占总有机碳比例较低的样点的模拟能力较弱。
  • 摘要:出行时间数据是评价城市交通服务水平的重要数据源,尤其适用于出行者信息系统(advanced traveler information systems,ATIS)中的出行规划和出行路线管理.出行时间预测是智能交通系统(ITS)的重要功能,准确预测出行时间能为出行者提供出行参考,提高出行效率,缓解交通拥堵,还能为交通管理提供重要支撑.本文提出了基于历史出租车轨迹数据的出行时间预测方法,较好地对各种影响因素进行识别,并用人工神经模型对出行时间进行预测,清晰反映城市交通的通行规律和城市出行者的出行模式。未来的研究工作将集中于出行时间预测的精度和广度,建立更完善的出行时间预测模型。
  • 摘要:目前,国内外学者已开展了承载力的评价方法研究,主要包括:生态足迹法、综合指标评价法、资源供需平衡法、系统动力模型、神经网络等.20世纪90年代初,加拿大生态经济学家William和Wackernagel提出"生态足迹"方法,将其定义为:任何已知人口的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生物生产土地的总面积和水资源量.rn 利用集对分析理论,建立综合承载力预测模型,以长江三角洲海岸带8市为研究区,开展预测模型可靠性检验。结合社会经济发展规划,开展综合承载力增长率预测,判断经济发展目标的合理性。首先,本文借鉴已有的综合承载力评估方法,利用集对分析理论,建立综合承载力增长率模型,通过研究区数据检验,为开展综合承载力趋势预测提供新的方法思路。其次,本文利用区域社会经济发展规划,预测综合承载力增长率的变化趋势,进而反映经济发展目标是否合理性,为当前社会经济发展提供指导意见,也可为今后综合承载力情景预测提供新思路。
  • 摘要:新一代全波形机载LiDAR获取的全波形/波形数据,反映了地物的垂直分布,揭示了地物的几何和物理属性,是地物分类的重要判据.与多回波机载LiDAR获取的离散点云数据相比,全波形机载LiDAR获取的波形数据能提供更多的目标信息(如振幅、波宽、距离、后向散射截面等),但这也给波形数据分析和信息提取提出了更高要求.rn 目前,国内外学者在理论和实践上都已证明,机载LiDAR回波波形可以近似地看作不同目标后向散射的高斯波形的叠加,即机载LiDAR回波波形是一系列高斯分量与噪声之和在时间轴上的叠加。高斯分解的目的是尽可能多地提取高斯分量,并获取每个分量的信息(如振幅、波宽、距离、后向散射截面等)。高斯拐点匹配法用于模拟和实测波形数据进行分解,并与传统的脉冲检测方法(重心法和高斯脉冲拟合法)进行比较,结果表明,提出的高斯拐点匹配法能很好地检测、分解、优化和拟合小光斑全波形机载LiDAR系统获取的波形数据,并得到较高的拟合精度。
  • 摘要:气候变化将会对水文循环过程产生重大影响.气温、降水和蒸散发是重要的气候要素,其未来的变化趋势预测对于评估未来气候变化影响具有重要意义.水文模型用数学方法对自然界水文循环过程进行模拟和描述,可以帮助人们理解水文规律和水文过程,是解决未来气候变化情景下流域水文变化信息的主要手段和工具.rn 本文分别以北京地区和北京西北延庆县妨水河流域为研究对象,采用高温室气体排放情景(A2情景)和低温室气体排放情景(B2情景),两种GCM统计降尺度模型SDSM和ASD,并且构建妫水河流域日SPF水文模型,研究该地区的未来气候变化情景及水文响应过程。结果表明水河流域未来90年地表流量(Q)呈减少趋势,A2和B2情景下地表流量的10a变化率分别为-0.05m3/s和-0.04m3/s,该流域干旱加剧的可能性进一步加大,本研究可为当地的水资源管理部门制定合理的控制措施提供科学依据。
  • 摘要:我国长期以来施行的是不动产分散登记制度,国土、房产、林业、农业等部门根据各自系统内的管理规定和标准对不动产产权进行独立的调查与登记.为了保障国家基本经济制度,维护社会主义市场经济秩序,彻底解决分散登记导致的上述问题,《物权法》第十条规定:国家对不动产实行统一登记制度.2013年3月,十二届全国人大一次会议审议通过了《国务院机构改革和职能转变方案》,明确我国将建立不动产统一登记制度.不动产统一登记制度的建立首先是相关部门登记职责的整合与调整.2014 年初,中央编制办公室发布关于不动产登记职责的通知,对不动产统一登记涉及到的国土、住房、农业、林业、海洋等部门的相关职责和功能进行了划分.rn 本文以徐州市为例,对徐州市不动产登记数据现状进行了调查与分析,对当前不动产登记数据存在的主要问题进行了探讨,为不动产登记数据整合提供依据。针对当前不动产登记数据存在的问题及不动产登记需要将各类不动产数据进行整合的特征,在总结相关学者研究的基础上,通过语义分析、元数据定义、构建完整性约束条件、构建映射模式等方式,提出了基于矢量-栅格-数字高程混合数据模型的不动产登记数据集成与整合模式,从而为不动产登记工作的顺利开展做好数据准备和技术支撑。
  • 摘要:震后救援活动中,大量的救援人员和救援物资急需在短时间内进入受灾地区,实现震后最优路径规划是震后应急调度的重要内容.通常震后地面交通系统功能严重受损,震后最优路径规划必需考虑震后交通生命线的真实状况.但震后道路数据难以在短时间内大量获取,而震后救援时间紧迫,因此本文结合基于结构力学的震前道路损毁预测模型和基于VGI:震区微博签到数据的震后道路损毁评价模型,构造描述震后交通阻抗的道路广义运输时间模型,基于此建立灾后应急路径规划WebGIS平台,实现震后短时间内应急规划调度,为制定高效动态的救灾应急保障提供技术支撑.
  • 摘要:在宏观层面,我国城镇化已进入加速期,预计到2020年城镇化率每年将提高1~1.5个百分点,庞大建设体量的背后是节能减排和环境民生的巨大压力.在这波城镇化的加速期中,我国迎来中规模化和区域化的全国绿色建筑集中建设新热潮.这类建筑群以住宅小区和商业综合体为代表,相对单体建筑,其规划设计却存在较大的变化空间,对应着不同建筑综合性能.rn 本研究采用归纳总结、数据抽取、程序开发等方法,基于地理信息系统,结合风、光、热等建筑环境性能模拟软件,建立综合环境性能评价平台,进而在城区尺度的生态低碳规划和单体尺度的绿色建筑之间形成技术衔接,改善和提高建筑群的环境性能。本研究通过将CFD软件、采光模拟软件、阴影模拟软件与GIS的集成,搭建建筑群室外环境模拟优化平台。目前已完成模拟流程建立和风环境模拟软件与GIS平台的整合。在之后的研究中,会完善平台的热、光、阴影模拟功能,并做进一步优化。
  • 摘要:随着信息技术的发展,矿产资源预测与评价逐步已经进入基于GIS(Geographic Information Systems,地理信息系统)技术的数字化与定量化评价阶段.传统的二维GIS只能表达二维或2.5维上的信息,对于大比例尺下的隐伏矿体预测中矿床的三维空间信息往往不能很自然地表达与分析.三维地学建模软件和三维GIS的出现,弥补了二维GIS在矿产资源预测与评价方面的不足,使地质体与地质环境更接近自然地表达、储存、管理和分析,从而使基于三维GIS的矿产资源预测更加有效地进行.rn 本文所论述的矿产资源三维预测系统,以研究矿产资源三维预测理论模型及流程为基础,结合三维GIS,三维可视化技术、数据库技术等,进行了综合的系统结构设计、业务逻辑详细设计、功能开发等工作。本文通过对矿产资源三维预测方法、数据管理等功能的实现,提出了一套较为完整的矿产资源三维预测原型框架,具有界面友好、跨平台等特点,从而为大比例尺下的矿产资源三维预测评价工作的数字化和信息化提供了一种新的思路。
  • 摘要:在现阶段,全球生态环境遇到严重挑战,森林的大面积砍伐、水土流失、山体滑坡等自然灾害的现象时有发生,造成大量的物种消亡、经济损失与人员伤亡,植被恢复问题受到越来越多的关注.通过植被恢复,减少水土流失和养分流失,可以有效改善生态环境.国内外已通过很多途径进行植被恢复工作,如早在上世纪70年代Miyawaki采用"宫胁法"进行植被恢复,并在多地取得很好的成果.rn 本文基于Sen+Mann-Kendall模型分析商洛市2000-2013年植被恢复趋势,并利用Hurst指数与GWR模型分析未来植被恢复的持续性及变化趋势空间分布的影响因素。2000-2013年间商洛市的植被恢复效果明显,植被覆盖增大的区域占总面积的82.5%,减小的区域占总面积的9.4%,说明14年间,研究区生态恢复工程取得了较大的成果。研究区植被恢复状况在空间上呈现差异性,西北部NDVI呈增加趋势和显著增大趋势的的像元数分别占82.6%和32.0%,东南部分别占82.4%和27.4%,西北部恢复状况略好于东南部。其中植被覆盖显著减小的区域分布在沪陕高速和榆商高速通过的地带,这说明交通道路的建设会对植被恢复产生不利影响。
  • 摘要:空间模式往往是在地理事物和现象的空间异质和空间关联的双重作用下形成的.局部空间关联指标顾及了空间相关和异质的双重属性,可以较好分析不同空间位置上存在的局部空间模式.利用局部空间关联指标探测空间模式中一个核心任务是对局部空间统计量进行假设检验.然而,由于每个空间位置都对应一个局部空间统计量,当对所有局部空间统计量同时进行统计推断时,多重假设检验就是一个不容忽略的问题.rn 本文通过定义PRR等指标对当前较为代表性的9种多重检验方法在空间分析领域中的检验效果进行了定量对比分析,并结合显著性对比分析给出关于不同方法抉择的建议。就Moran's I检验结果而言,FDR成对比较结果中,共22组呈现显著差异,而Power比较结果中只有4组呈显著差异。由于检验结果Power值之间并无显著差别,此时应主要关注FDR控制水平。此时,BY、BRA等顾及依赖的方法比B日法有着显著低的FDR控制水平,实际应用中可以被优先考虑。同样的方法用于分析G*指数可得到类似的结论。rn 地理现象聚集模式往往与资源配置及防护控制措施等相关联,有时需要综合考虑错误识别和真正异常的检验能力。理想的检验方法应该有着较高检验能力的同时有着尽可能少的错误发现。然而,这两个目标之间却存在着矛盾关系,难以同时现实。
  • 摘要:喀斯特区域的溶蚀作用是区别于其他地貌的显著特征.贵州省喀斯特地貌的形成,受到历史时期地质、气侯、地形等的共同作用.以碳酸岩类石灰岩和白云岩为主体发育的典型喀斯特(Typi-karst)地貌主要以溶蚀为主;以互层岩类及重结晶白云岩等碳酸岩类,受其组成变化,溶蚀速率较低,以溶蚀-侵蚀(剥蚀)为主,发育为亚喀斯特(Sub-karst)地貌;以非碳酸岩类等为主体发育的典型的非喀斯特(Non-karst)地貌.rn 通过岩溶溶蚀速率的估算,构建影响溶蚀速率的主要影响因子,并利用GIS方法进行数据空间化,建立评价区地质、地形、气候等空间数据库;通过微观岩溶分析和研究,确定经验数学模型及数学算法;利用GIS空间分析和计算,对研究区进行大尺度岩溶溶蚀速率的定量估算。rn 根据估算结果及典型区地貌及成因研究分析,厘定溶蚀-侵蚀分级标准,从而确定影响各地貌分区的主导因子;在空间上划分喀斯特、亚喀斯特、非喀斯特地貌类型。
  • 摘要:二氧化碳是增强温室效应贡献最大的气体.而生态系统中绿色植物光合作用能吸收二氧化碳.但是植被固定的这部分二氧化碳相对于工业生产、城市运转、交通等生产生活环节所产生的二氧化碳微不足道,致使大气二氧化碳浓度直线上升,并冲破了350ppm这条红线.所以为了降低大气中超出350ppm的二氧化碳,需要投入一定的资金进行治理.rn 本文采用碳捕捉与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)成本对陕北各个县区的二氧化碳治理最低合计成本进行了估算。从超出350ppm的大气C02中剥离出生态系统固定的CO2,根据CO2捕捉与封存成本,得到陕北每个县区治理CO2的合计成本。rn 2000-2012年陕北大气中超出350ppm的CO2、生态固碳与需要治理的CO2的多年月均值分别为12.58,0.76和11.81 t/(hm2·month),月变化率分别为0.0660,0.0027和0.0632t/(hm2·month2).陕北单位面积CO2治理平均成本由南向北逐渐增大。陕北南部属于生态型,各县区产生一定的经济效益,陕北中北部地区属消耗型,分县区单位面积CO2治理平均成本居高不下。2000、2006和2012年陕北CO2治理合计成本分别为3.40×108、9.42×108与18.16×108元/a。CO2治理合计成本变化率由东向西、由东南向西北逐渐递增,陕北南部县区CO2治理合计成本变化相对较慢,而陕北中北部的CO2治理成本在极显著升高。
  • 摘要:时间和空间是分析人类社会发展的两个基本维度,历史学侧重于在时间维度上的描述及其特征规律,而地理学则是关注在空间维度上的发展与变化.而要研究在一定地域上随时间变化人类社会的发展,就是要将时间和空间两者相结合,不仅要复原以往各种现象,更要探寻它们形成发展的原因和规律.地理空间环境作为当时历史背景的承载体,自然环境影响了人口数量变化和空间分布,同时随着人口聚落的演化发展,人类活动也同样改变了当地的文化交流和社会变革,研究聚落演变过程对探讨过去历史背景中人类与环境之间的关系有着重要的作用,所以将时间和空间两者相结合,在复原以往各种现象的基础上,克服了历史研究对于时间这各单一属性分析的局限,充分利用地图等资料数据并且运用空间分析规律,将定量与定性分析的结合起来,探寻它们形成发展的原因和规律其探索的深度和广度远远大于简单的沿革文字描述.rn 通过对相关历史时空数据的整理与分析,进行时空数据组织与数据库的构建,探讨符合历史空间数据特点的时空模型架构,从而将历史时期有关东北聚落的图形和文字性描述等不同类型的数据进行合理有效的组织,从而解决因历史空间数据的缺失性、模糊性而无法利用现代空间分析方法的不足,在此基础上,运用地理空间分析方法,对东北聚落演化进行分布时空特征研究,并确定不同地理要素对人口迁移及聚居区分布的影响。
  • 摘要:森林是陆地生物圈的主体,森林生物量研究是陆地生态系统研究的核心,准确地测定森林生物量对于生态学和全球变化学研究具有重要的意义.传统的方法使用实测数据估算生物量,很难获得大空间尺度的森林生物量信息.利用遥感技术可以高效、准确、大范围的估算森林地上生物量,弥补了传统生物量估测方法的不足,为生态系统宏观监测提供帮助.rn 研究使用描述森林结构的GLAS波形高度、形态、能量参数对森林地上生物量进行估算,通过Erf-BP神经网络模型计算获得大量的GLAS光斑生物量数据,准确、高效地扩大了研究区森林地上生物量的样本数量,为大范围的生物量研究提供充足的数据。协同多角度光学遥感信息实现生物量获取范围从点到面的空间扩展,证明除了多时相、多光谱信息之外多角度信息也适用于GLAS光斑生物量空间扩展预测。rn 激光雷达与多源遥感数据相结合使用,能使信息相互补充,弥补了各自的不足,是获取森林生物量的一种有效方法。在提高陆地表面信息的时空解译精度、发展多源多时相的遥感数据归一化技术和建立“与传感器无关”的信息提取模型等方面还需要进一步的深入,未来仍有很大的发展空间。
  • 摘要:FP-Growth算法在关联规则挖掘中有着广泛的应用.以往的研究侧重于给出频繁项之间的关联关系,如A→B满足最小支持度和置信度,则认为A和B之间存在关联关系,但并不知道有多少A才能与B建立关联关系.rn 基于上述原因,给出了一种定量化的关联规则挖掘方法.这种方法以FP-Growth算法为原型,在构建FP-Tree的同时对单项的数量进行记录,在得到频繁项的关联规则的同时也得到了频繁项之间的量化关系.实验以洛阳市城区商铺数据为背景,分为三个步骤:rn 一是对商铺数据进行预处理,其本质是对商铺点进行空间聚类,把空间位置相近的商铺点聚合为一个区域,并统计该区域中的商铺类型和数量,然后以区域为单元构造事务数据.二是利用FP-Growth对构造好的事务数据集进行关联规则挖掘,在得到商铺间的关联关系同时,也计算出商铺间的量化关系.三是对挖掘出的关联关系和量化关系进行可视化的表达,以便更加清楚的展示商铺间的关系.实验结果表明采用定量化的关联规则挖掘方法,不仅可以揭示商铺间的关联关系,而且可以得到它们之间的比例关系.定量化的FP-Growth不仅能挖掘出频繁项间定性的关联关系,还可以得出其定量的比例关系.
  • 摘要:遥感图像的场景分类是学习和发现图像与场景语义内容标签的一个映射过程.根据图像特征提取的层次,场景分类可分为低层特征描述和中层特征描述的两大主流方法.基于视觉词袋模型无需分析场景具体目标组成,根据场景统计特性建立视觉单词,然后利用文本相关模型来处理图像内容的表示.考虑图像空间关系、尺度和层次关系、上下文关系可获得有效的描述场景的视觉单词.rn 在大脑对感知外界环境的神经结构与认知功能的相关研究基础上构建仿脑的MNCC模型,并实现基于MNCC的高分辨率遥感图像场景分类算法。在标准的高分遥感图像场景数据集上的实验结果表明,本算法在场景分类准确度具备一定的优势。虽然模型采用增量学习可显著地降低算法的运行时间,但MNCC算法本身尚有较大的并行处理的改进空间,进一步工作将研究基于GPU和多核的并行运算以提升算法性能。
  • 摘要:流域地貌是陆地上普遍存在的地貌类型,除了极地和雪线以上地区,陆地上所有地区几乎都存在流水作用,地表流水侵蚀作用又是以不同形式及不同级别的流域进行的(Engelhardt etal,2012;Kale,2002;Penck etal,1924).因此,以嵌套的流域为切入点进行分析研究具有重要的意义.本研究以数字地形分析理论和方法为基础,首次提出了流域信息树概念模型,建立了流域信息树量化指标体系,以及流域信息树的构建处理流程,并以流水侵蚀作用明显的黄土高原地区的小流域为研究对象,深入研究了流域地貌系统层次结构的自相似性、多尺度特征、黄土地貌类型分区和地形简化等方面的内容。
  • 摘要:居民地制图综合中,学者们一般会在综合前将建筑物划分成不同的群(组),然后对不同的群(组)执行化简、删除、典型化等综合操作.因此,提取有意义的建筑物群(组)是居民地综合中的一个重要任务.根据文献分析,现有的方法大部分是基于图论(MST、Delaunay 三角网、Voronoi图)和格式塔准则(邻近性、相似性和方向性等)进行聚群的,这些方法均在特定情境内有效实现了居民地自动聚群.本文在借鉴已有研究的基础上,针对目标区域同时存在点状和面状建筑物的情形,同步考虑路网(水网),进行了居民地自动聚群的研究.rn 本文针对同时存在两种(面状和点状)类型建筑物的居民地地图,采用约束性三角网探测邻近关系,并基于格式塔原则建立约束,实现了研究区域居民地的自动聚群。研究结果表明,该方法能够实现建筑物群的自动聚类,同时保留建筑物内部以及建筑物与道路(河流)之间的空间分布,为下一步选择恰当的综合算子完成制图综合提供依据。
  • 摘要:耕地是农业生产不可替代的重要生产资料,是保持社会和国民经济可持续发展的重要资源.耕地地力高低与质量的好坏直接影响到农业的可持续发展和粮食安全.我国人口众多,但人均土地少,耕地更少,而且耕地后备资源严重不足,这是我国土地资源的基本国情.因此,对耕地地力进行评价,可以查清耕地基础生产能力、土壤肥力状况及土壤障碍因素,可为制订农业安全生产规划、农业结构调整规划、农业可持续发展规划以及耕地质量保护与建设、耕地的改良与利用等提供科学依据.rn 邢台县一、二级地面积占总耕地面积的96%以上,大田粮食产量稳定在750kg/亩以上,是邢台县的主要粮食生产区域。但有机质和氮、钾的水平均较低,部分中微量元素含量较低。在施肥上应注意平衡施肥和测土配方施肥,注意增施氮、钾肥,配合施用有机肥,实行秸秆还田等措施,补施硫、铁、锰肥。三、四级地土壤质地较粘重,耕种困难。土壤有机质和氮、钾含量偏低,部分中微量元素含量不足。在改良利用上,首先应增加土壤有机质的含量,增加秸杆还田的数量,其次是平衡施肥,协调氮磷钾比例,补充施用中微肥。
  • 摘要:紫外辐射(UV)通常被定义为波段在(290-400nm)范围内的辐射能量.虽然UV在太阳辐射中所占的比例很小,它却在人类健康与生态环境方面有着重要的影响.在很多生态系统中,过量的UV能够扰乱生物蛋白,造成晒伤,引发皮肤癌,白内障以及其它副作用.随着太阳能废水处理技术的发展,UV成为了环境领域中一种有价值的应用.rn 本文通过构建全天候UV模型重建青藏高原1961-2012年的UV值,来研究UV在青藏高原近50年的变化趋势.本文所提出的UV重建模型能够为更大时空尺度的UV制图提供高精度。此外,更清楚的认识UV变化特征有助于人们认知生态过程模拟与大气-土地表面的相互作用。需要指出的是,模型没有考虑地表反射率,在后续的研究中,将对模型进行修正与改进。
  • 摘要:目前各级基础地理信息数据的初始建库工作已初见成效,并开始为数字城市、地理国情监测提供地理空间信息服务.但这些库大多将数据按不同尺度顺序分类、分层存储,各尺度间缺乏关联.本文通过考虑工程实用需要,综合应用人机交互和面向图形处理计算二种方法,以整体效益最优为目标,提出空间实体关联的步骤和不同空间实体之间的几何关联算法,并在此基础上开发了交互式地图关联软件ConMap,以提高地图关联作业效率.
  • 摘要:四川省矿产资源利用现状调查成果与矿产资源储量库衔接(以下简称“两库衔接”)是将矿产资源利用现状调查取得的最新成果资料更新到各级行政管理部门使用的矿产资源储量库中.其中,矿山位置是影响其结果可靠性的关键因素.针对部分矿山地理位置不准,本文突破传统实地核查模式,结合矿山等高线及地形特征点云数据,运用改进SURF算子分块匹配方法,进行矿山图像与基准图像自动配准研究,实现矿山位置快速定位.实验结果证明,改进后的SURF算子对于存在旋转、偏移问题的矿山图像与基准图像的匹配速度快,且具有很好的鲁棒性,对中小比例尺的矿山图像了达到较高的匹配效果,为矿山快速精准定位提供了一种新的方法.
  • 摘要:农村居民点是农业劳动者共同居住,并进行经济、政治和文化等活动而聚集的定居场所,区域自然、社会、经济以及历史发展的综合反映,影响着区域经济发展的规模、方向以及发展的可能性.近年来,随着城镇化的快速推进及新农村建设、农村居民点土地整理、农村土地流转等一系列重农政策的影响下,农村居民点空间布局发生了显著变化,客观上迫切需要对农村居民点在时空尺度上的演化进行细致研究.
  • 摘要:变化检测研究一直是遥感研究领域的热点,由于遥感数据源的特殊性和应用目标不同,传统的变化检测方法主要有影像直接比较方法、图像进行计算后比较、机器学习方法到等.分析对比目前所述的变化检测方法,经历了从像元到对象的阶段,也结合了包括光谱、纹理、GIS辅助数据等一系列信息,但随着多源数据的不断发展,中高分辨率遥感数据不断涌现,影像中地物信息的复杂程度增加,如何准确挖掘不同时相影像的地物的特征进行变化检测仍值得进一步探讨研究.rn 在遥感影像变化检测的实际应用中,不同时期影像会因为各种原因存在光谱差异和其他一些不可预计的情况,目前分类前变化检测比较方法是直接在底层特征空间内对两期影像进行比较,对两期影像特征的可比性要求严格。该方法有效地去除了因地物光谱差异大导致的误检测情况,较好地减少错漏判、提高图像检测的正确率。研究结果也充分表明基本单元图斑不但避免了基于像元分析带来的椒盐现象,也为下一步分析景观变化提供了良好的基础。在今后的工作中,还需要进一步深入探讨影像主题与真实地类的映射关系,并利用该模型进行多源、时间序列数据变化检测的可行性。
  • 摘要:针对黄土地形地形特征量化的需求,本文提出一种基于沟沿线分形维特征的黄土丘陵沟壑地形特征分析方法。rn 本文选择黄土高原地区的塬、梁、峁等典型地貌作为研究样区,以1∶5万DEM为数据进行实验。首先,使用已有LoG算子自动获取DEM边缘特征;其次,利用边缘与人工提取的沟沿线的套合误差判定最佳参数σ值;最后,对最佳σ值的沟沿线计算盒维值,从而完成特征提取。通过对沟沿线的分形特征进行分析,沟沿线盒维数能够反映地形的复杂程度,地表形态越复杂,沟沿线盒维数越大,反之亦然。将本文方法提取的特征与常规的地特征因子以及GLCM算子和Gabor算子进行分类对比实验,结果显示,沟沿线盒维数值分类精度高,适用于黄土丘陵沟壑地貌区形态特征分类与识别。
  • 摘要:针对遥感影像在传输过程中的安全问题,研究基于感知哈希与椭圆曲线密码的遥感影像安全传输方案.感知哈希即使可以实现遥感影像基于内容的认证,能够对不改变影像内容的操作保持鲁棒性,克服传统认证技术对遥感影像进行二进制级别认证的缺陷.椭圆曲线密码具有很高的运行效率,能够实现有效实现遥感影像数据传输双方的身份认证.实验与分析表明,本文方案能够实现遥感影像传输过程中基于内容的安全保护,克服了传统方案中没有顾及影像内容保持操作的缺陷.
  • 摘要:数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)是利用地理空间插值方法对空间离散点重建地形的重要方法.常见的确定性DEM插值方法如反距离权重(Inverse Distance Weighted,IDW)、径向基函数(RadialBasis Function,RBF)、全局多项式和局部多项式方法等,拟合得到的空间曲面可以精确通过已知观测点,具有局部保形、准确逼近等优势,其中RBF插值方法精度较高,但插值模型中存在一个形态参数和基函数的选取问题,且该方法随着数据量增加插值模型求解困难,影响了RBF全局插值方法的广泛运用.rn RBF插值方法作为一种精确的插值方法,能够适用于任意维度的空间插值,但最优形态参数不易获取,且随着点数增多,RBF全局插值方法插值矩阵求逆困难。基于LOOCV方法求解子区域局部最优形态参数构建RBF局部插值模型方法精度高,插值结果可靠,是一种可行的地形插值方法。
  • 摘要:太阳光度计是目前探测大气气溶胶光学厚度的一个常用且有效的监测仪器,利用它不仅能够研究气溶胶的光学特性、进行卫星遥感反演的气溶胶产品校验,而且可以获取实时、长期的观测数据.云是影响太阳光度计观测结果的主要干扰因素.rn 本研究旨在基于MODIS云况检测信息评价云对太阳光度计反演结果的影响.云信息与气溶胶光学厚度统计量之间的相关性受波长影响,并且与云信息提取方法有关。1020nm波段线性光谱分离方法提取的云信息,是指示太阳光度计反演结果云污染程度的有效指标,该指标一定程度上可以用来修正太阳光度计反演结果。修正模型为,△AODRm,(1020)=AODm,-(1020)-0.0898=0.007 Cloud(%)。
  • 摘要:近十年中,三维GIS技术逐渐发展成熟,使三维空间的定量预测成为可能.传统找矿勘探工作积累的数据大多不能支持三维空间预测,传统矿床学研究也处于概念、定性研究阶段,因此,在三维空间实现隐伏矿体的定量、定位预测困难重重.如何将传统一维(文本记录)、二维(图件资料)数据加以综合利用,如何实现不同尺度的三维建模及立体填图,如何利用三维空间分析方法进行形态趋势分析及控矿地质因素提取,如何选择合理可信的成矿预测模型,如何进行三维成矿预测结果的评价都是难题所在.rn 收集典型矿床和矿田的大量数据资料,在对资料进行综合分析的基础上,建立研究区控制性地质一物探综合剖面和地学综合数据库,并以此为数据支持,在三维GIS技术的支持下,对研究区进行立体填图。同时以三维空间分析方法为依托,实现控矿因素的定量提取,并选择证据权法作为成矿预测模型,实现矿床的三维定量定位预测,并对比物探异常、遥感成矿预测结果进行综合评价,提出可信度高的成矿预测靶区,并通过勘探验证了其准确性。矿产勘查和找矿预测是三维GIS应用的新领域,研究证明,该方法具有巨大的优势,但由于研究起步较晚,在技术方法上还需进一步完善。
  • 摘要:2003年美国NASA发射了世界上第一个对全球实现观测的激光雷达系统GLAS,搭载在ICESat卫星上.GLAS主要任务为对极地的冰雪冰盖进行变化监测,但是由于其测量具有较高的精度,也同样适用于植被,城市,海面等不同地貌的高度精测,因此激光高度计的应用范围也相应的得到扩大.精确的测高方式已经加深了人类对周围环境的认识也同样改变了观测的方式.rn 本文主要通过对激光高度计的作业过程进行模拟,进一步了解并研究ICESat/GLAS激光高度计的工作原理,后期对波形进行波峰提取,分析所能探测波峰的能力,分离出相应地物高.通过对回波波形的分析,对因影响波形的因素进行了分析和讨论,得到了如下结论:当放射率逐渐增大,振幅越来越大。当立体散射角越来越大时,振幅越来越小。当坡度变大时,振幅变小,波形变宽。地物离脚印中心越近,回波的振幅越大。地物的面积越大,回波的振幅越大。地物之间的高度差越大,回波波峰间距越大。回波波峰峰值越高,越有利于后期的波峰提取,当地表坡度大于15°时,坡度增大,波形越不对称。波峰越高,即回波的能量越高,越有利于波峰的提取。
  • 摘要:近景摄影测量是一种通过采集和处理图像来瞬间获取被测物体物理信息和几何信息的非接触性测量手段.此技术已经广泛地应用于土木工程、工业制造、考古学、医学等众多科学领域.在工程界,土木工程在被实施之前都会通过风洞、振动台、倒塌等测试性实验来监测工程质量,评价安全系数.但位移计、加速度计、应变片等传统传感器都存在量程有限、测量区域有限、安装不便等缺陷.为了弥补这些缺陷,根据视频摄影测量原理构建的高速相机摄影测量系统凭借非接触式、高精度、高帧频等独特的优点在土木工程实验中得到越来越多的关注.rn 高速相机摄影系统在三层框架振动台实验中进行应用,两台CL600X2型高速相机所拍影像。高速相机摄影系统处理的第二层框架位移与相应的位移计数据进行对比,目标点三维坐标精度评定。通过对比,两种测量方式的位移时程曲线基本吻合,验证了高速相机摄影系统的可行性,并且满足了土木工程实验的精度需求。高速相机摄影系统已成功应用于三层框架振动台实验和析架连续倒塌实验中,通过数据(位移数据)的解算和精度分析验证了该系统的可行性。通过与其他传感器进行比较,验证了该系统的可靠性,为土木工程领域提供了可靠依据。
  • 摘要:近年来,随着成矿动力学模拟的研究逐渐深入,不少学者通过对于不同区域、不同类型的矿床深入探讨了成矿机理与流体流动和构造变形过程之间的联系,验证了汇流空间和扩容空间产出的一致性,同时对于深边部隐伏矿体的预测和分析也展开了一定的研究.rn 通过模拟白象山充填过程中的力-热-流耦合作用,深入研究白象山铁矿不同区域的流体流动和扩容空间的特性。对比矿床充填过程中不同区域的成矿动力的异同,对已有的成矿机制和演化过程进行验证,为深边部隐伏矿体的探寻提供有价值的参考和依据,也为其他类型的铁矿床的数值模拟研究提供思路。
  • 摘要:相位相关是一种基于傅里叶变换平移特性在频域内估计平移值的高精度区域匹配方法.与传统的灰度相关系数相比,具有匹配精度高、速度快、抗噪性强和受辐射差异影响小等特点.相位相关近年来得到广泛关注,已经成功应用于大量图像处理应用,特别在摄影测量与遥感领域,在图像配准,窄基线DEM生成,在轨检校和地表动态监测等方面都采用了相位相关算法来估计亚像素的平移值.本文提出一种新的亚像素相位相关算法,SVD-RANSAC,结合了基于奇异值分解的相位相关算法和RANSAC稳健估计算法各自的优点,从而提高了算法的匹配精度和稳健性。通过两组模拟实验和对比分析,验证了提出算法的优越性和可靠性。
  • 摘要:有机磷作为水体磷的主要组成部分,在水生生态系统中发挥着重要作用.加强水体有机磷组成的空间分布及其与环境因子之间关系研究,对于加深认识水体磷的生物地球化学循环和磷在湖泊富营养化中的作用具有重要意义.rn 本文以典型富营养化湖泊——太湖作为研究对象,在确定富集水体有机磷最优方案的基础上,利用31磷核磁共振技术(31P-NMR)系统分析太湖水体有机磷的组成特征;并借助ArcGIS10.0 的空间分析模块反映太湖水体有机磷组成的空间分布特征;最后,利用SPSS17.0 的相关分析方法研究水体有机磷组成与水环境因子之间的关系.太湖水体溶解态有机磷的主要组成是磷酸单酯、磷酸二酯和磷酸盐。太湖水体中颗粒态有机磷的主要组分是磷酸单酯、磷酸二酯。溶解态磷酸单酯与磷酸盐和颗粒态酯类之间存在着磷形态的转化,而这种转化在颗粒态和溶解态酯类之间更为复杂。
  • 摘要:大敦煌生态圈位于甘肃河西走廊西部以及甘、青、新三省区交界地区,属典型的干旱绿洲区,具有独特的地理、历史和文化地位,是丝绸之路经济带的重要组成部分.但随着社会经济的发展,区内出现了以水资源短缺为核心的生态环境恶化问题,影响到社会经济的可持续发展.前人在大敦煌生态圈部分区域开展了一些本底清查工作,但尚未见全区域群落生态学或种群生态学相关的文献报道.本文通过野外调查和数据分析,阐述了植物群落的物种组成、群落类型等群落特性以及多样性特征和植被覆盖分布格局,旨在为大敦煌生态圈的植被监测、生态恢复与植被重建提供理论依据.研究区共发现植物101种,属于25科70属。有4个植被型、5个植被亚型、11个群系。群落结构简单,多样性低。植被分布以荒漠景观为主。
  • 摘要:以中国陆地2853个县(区)为基本研究单元,以中国县级GDP数据和全国1km格网土地利用数据为基础,通过构建ESV模型、YEEH模型和EEHC模型,依据ESV和GDP单位面积变化计算中国陆地经济与生态环境协调度,并借助ArcGIS10.1平台对YEEH和EEHC栅格数据进行空间分析,以此来表征和揭示中国陆地经济发展与生态环境系统的相关关系和演变特征.rn 研究表明:①自1980年以来中国经济发展快速,GDP持续增长,单位面积上GDP增长也十分明显,全国呈现东南沿海增长速度明显高于中、西部地区,中部地区又高于西部地区的特征;②陆地生态系统服务价值自1980年的6.591万亿元增加到2010年的6.958万亿元,增长了5.5%;从空间分布来看,中国陆地单位面积生态系统服务价值分布特点为中东部地区较高,西部地区较低;从生态系统服务服务价值增量或变化情况来看,中国陆地单位面积ESV年均增长2.04%,且西部地区增长速度快于中东部地区;③中国陆地经济与生态环境协调发展度逐渐好转,呈现出东北地区好于西部地区,西部地区好于中、东部地区的空间格局,反映出当面社会经济活动与自然生态环境关系之间总体上还是向着可持续的方向在发展;④中国陆地经济与生态环境协调发展的空间分布状态从1980年的低于均值聚集模式发展变化到2010年的高—低两种聚集模式共同分布;⑤中国陆地经济社会与生态环境发展协调度当前整体上趋于好转,但在区域分布上空间差异较为明显,西部地区在保护生态环境的同时需大力发展经济,而东中部地区则需在发展经济的同时注重生态保持与修复,中国的经济发展与生态环境建设工作依然任重而道远.
  • 摘要:大熊猫,属于我国国家一级保护动物,至今已在地球上生存了至少800万年,被誉为"中国国宝"和"活化石".然而,由于其本身繁殖的限制以及生存环境的变化,使得大熊猫的数量急剧减少,据第三次全国大熊猫野外种群调查,全国野外大熊猫已不足1600只,属濒危动物.大熊猫现存的主要栖息地是中国四川、陕西、和甘肃的山区,但是由于全球气候变化以及人为因素对其生态环境的影响使得大熊猫的生境受到破坏,适应大熊猫生活繁衍的地区在不断的减少.rn 本研究以大熊猫的生态适宜性为导向,以GIS平台作为其生境适宜性分析的主要工具,采用模糊综合评价法对各因子定量化,运用层次分析法确定各因子的权重;采用多因素综合评价,分析研究区内大熊猫生境的适宜性,利用GARP生态位模型法进行潜在大熊猫生境的评价与分析,探索我国适宜大熊猫生存的栖息地分布。rn 利用“3S”技术分析研究在气候、地形、植物分布、水源地分布、人类社会等多种影响因素下大熊猫的空间分布现状,在此的基础上建立大熊猫生境评价体系,将影响因素归类为地理环境、生物群落、植被分布和干扰因素四类影响因子,结合对影响因子的分析对大熊猫生境的适宜性进行客观的评价,最后通过提取大熊猫生境影响因子数据,创建大熊猫适应性生境预测模型,最后,在ArcGIS 10.0中,利用空间分析的栅格计算器,根据多因子的权重值,分析得到全国范围内大熊猫生境预测结果,为大熊猫今后的生活繁衍选择备用基地提供支持。rn 大熊猫主要分布于陕西的南部,甘肃的东南部,四川等地区,评价结果显示该地区确实是分布有大熊猫适宜的生境,但是大熊猫的分布区域有着破碎化发展的趋势,主要是城镇向四周扩张,大规模的城市化发展,土地的开发和利用等,导致大熊猫适宜生境的缩减。
  • 摘要:陆地植被净初级生产力(Net Primary Productivity,简称NPP)是指植物在单位时间单位面积上由光合作用产生的有机物质总量中扣除自养呼吸后的剩余部分.它与目前关注的重大问题,如碳循环与碳扰动、土地利用变化、气候变化和自然资源管理等研究有着密切联系.从而出现了很多NPP的估算模型,如气候生产力模型(Miami, Thornthwaite Memorial, Chikugo)、生态系统过程模型、光能利用率模型,本文所采用的是BIOME-BGC模型。蒙古高原地处中国北部,植被是中国的重要生态屏障和区域环境调控者,目前还没报道蒙古高原NPP时间序列的监测成果,为此其研究具有重要意义。rn 2001-2010年年均NPP的变化及空间分布特征为从西南到东北倾斜大约450方向倒“V”型带状递增分布;年均NPP的变化具有“M”型波动,其值主要集中在200-400gC/m2 " ·a区间。逐像元线性回归分析显示,蒙古高原2001-2010年NPP变化趋势特征以减少趋势为主,占总面积的44.07%,其次为增加趋势,其值占32.97%.NPP时空变化的影响因素分析表明,在气候因子中,降水为主要影响因素;在地形因子中,坡度为主要影响因子;土地覆盖变化对NPP的影响具有重要地位。
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