基于多源空间数据的山区人口分布模拟

人口资源是制约山区发展的关键因素,其分布状况在一定程度上反映和决定了山区的资源环境安全状况和社会经济发展水平.在分析川滇黔接壤地区山区人口分布影响因素的基础上结合已有方法,构建了适合山区人口数据空间化的模型.以2007年人口统计数据为基础,以居民点作为人口分布指示因子,利用GIS软件工具,分析了居民点分布与地貌形态、土地利用、道路以及水系间的关系.基于多源空间数据融合的思想,引进了居民点缓冲区的概念,以较客观的赋权方式确定影响因子权重,实现山区人口统计数据的空间化.结果表明,通过融合产生的人口密度与乡镇级人口密度的相关性均在0.80以上,结果可靠,为进一步分析山区人口分布格局提供了重要的基础数据.     

集合卡尔曼滤波方法的高时空分辨率山区地表反照率反演EI北大核心CSCD

高分辨率地表反照率遥感产品以其空间分辨率高的优点,目前正成为区域能量平衡和气候变化研究的重要数据源。现行的高分辨率地表反照率遥感反演算法及数据产品均假设地表平坦且均一,缺乏对地表异质性和地形复杂性的考虑,将适用于平坦地表的反演算法应用于山区将存在一定的误差。改进的直接算法将直接反演算法与山地辐射传输模型结合,为反演山区高分辨率地表反照率提供了可能,可以反演山区地表反照率产品。但该算法受到下垫面积雪、云污染等影响,反演的影像时域不连续,且存在着较多的缺失值,无法构建时空连续的地表反照率产品来支撑山区地表能量平衡相关研究。针对这一问题,本文以高分四号(GF-4)卫星数据为例,首先基于改进的直接反演算法反演山区高分辨率地表反照率,结合MODIS BRDF/Albedo产品构建先验知识背景场,采用集合卡尔曼滤波方法对反演的山区地表反照率进行时空填补,构建了时空连续的地表反照率反演方法,并生产了2016年—2017年的山区地表反照率产品。研究结果表明,反演的时空连续高分辨率地表反照率产品与地面站点观测数据的一致性较好。不同坡度地面站点的验证结果显示,反演的时空连续地表反照率产品在湿地、农田等平坦地表下RMSE小于0.01,坡度较大的站点下RMSE为0.0163。本文描述的山区地表反照率时空填补技术也可以应用到其他定量遥感产品,为这些产品在山区地表下的填补技术提供有效参考。     

面向对象的山区湖泊信息自动提取方法

传统的水体信息提取主要利用水体反射与吸收光谱特征构建各种光谱指数模型,进行全局像元级的提取。然而,不同水体类型的光谱、空间形态与空间分布特征均有显著差异。对于山区图像而言,山体阴影、冰雪、裸岩等地物的干扰使全局性水体光谱指数模型难以取得很好的提取精度。面向对象的图像分析方法通过对遥感图像进行分割,从全域—局部上耦合分析水体的光谱、空间形态、空间分布与空间关系等特征,构建了通用性强的湖泊信息提取规则集,最终实现湖泊水体信息的自动化提取。通过eCognition软件对Landsat TM图像的实验结果表明,该方法可以完全避免像元级阈值水体信息提取中出现的一些错误的"零星水体",自动且高效地提取出了山区湖泊水体信息,在无云情况下提取精度达95%以上。     

基于GIS和RS的中国植被光利用率估算

基于GIS和RS介绍了利用地面气象数据和卫星遥感数据进行植被光利用率计算的方法 ,并以 1999年为例 ,根据不同植被类型所对应的最大光利用率 ,研究了中国植被的光利用率及其时空分布。结果表明 ,中国植被 1999年平均光利用率的取值范围在 0 .0 6～ 1.0 7gC·MJ-1之间 ,且标准差较大     

城市道路交通事故时空分布模式分析

为分析城市道路交通事故的时空分布模式,本文基于网络空间线性最邻近指数和Knox时空检验方法,对武汉市青山区道路交通事故的热点路段分布以及时空交互模式进行检验。实验结果表明,城市道路交通事故在空间和时空层面均呈现显著聚集分布。事故热点主要分布在主干道和道路交叉口等人流量大和路网密集的区域,显著性时空交互现象发生于近时空区域内。本文结果可为交通事故防控、交通设施优化提供理论参考。     

吉林省文物保护管理系统的设计与建立

文物是不可再生的文化资源,利用先进的测绘技术助力文物保护管理智慧平台的建设,将吉林省文物局现有的文物信息管理平台与地理信息时空数据相挂接,实现文物的查询、属性、分布、统计等功能与地形图相关联,是切实可行的。     

山区公路地质灾害预警系统设计与分析

我国西南地区山高坡陡、地形复杂、气候多变、地质灾害频发,给公路运输安全带来重大影响。针对山区公路特点,基于3S等现代信息采集与处理技术,研究山区公路地质灾害预警方法及安全保障措施具有重要意义。研究结果能够提供公路沿线可视化数据,快速查询公路资源和设施的分布情况,提供灾害预警和合理的治理方案,有利于公路行车安全及保畅工作。     

四川省降雨侵蚀力时空分布特征分析

以四川省40个气象站点1971~2000年的逐日雨量资料为基础,采用降雨侵蚀力简易估算方法计算各站点的降雨侵蚀力,分析了四川省降雨侵蚀力的时空分布特征,研究了降雨侵蚀力时空分布规律,研究结果对该地区的水土流失预报和水土保持措施评价具有重要意义。     

基于国情普查的湿地资源遥感监测与演化分析

以郑州市金水区为试点,以第一次国情普查成果、多年份遥感影像数据、1∶10 000 DLG以及第二次湿地资源调查等多源异构数据为基础,构建了金水区5个监测年份的湿地资源数据库。根据湿地类型、分布以及影响的不同,利用空间变化分析和转移变化分析,重点研究了金水区的时空动态变化特征,为湿地资源的保护、管理提供了科学的决策依据。     

中国北方地区植被覆盖度遥感估算及其变化分析

为了分析中国北方地区2000年之后植被覆盖度的时空分布及其变化,利用MODIS光谱反射率数据计算归一化植被指数,采用像元二分模型对中国北方地区2000—2012年植被覆盖度进行定量估算,分析研究区13 a间植被覆盖度的时空变化特征。研究结果表明:植被覆盖度年内变化特征体现在最大植被覆盖度一般出现在7和8月份,与中国北方地区植被的生长季相一致;整个中国北方地区年最大植被覆盖度呈现缓慢增长的趋势,其增长速率为每年0.2%;年最大植被覆盖度变化的空间分布具有较大差异,其中东北、华北和黄土高原等三北防护林工程建设区的年最大植被覆盖度有较明显的增长。     

利用城市公共摄像头分析夜间灯光变化规律

与卫星影像相比,摄像机影像数据具有更高的时间和空间分辨率。互联网共享的摄像头视频提供了丰富的夜间灯光信息,但数据的获取难度较大。针对实时视频数据设计特定爬虫程序进行数据获取,再基于获取的视频进行数据挖掘。通过分析日本东京某实验区的影像,发现城市夜间灯光表现复杂且存在一定的随机性,但是整夜的夜间灯光随着时间呈现明显减弱的趋势,并且部分区域呈现出先增加后减少等更为复杂的变化规律,此外不同建筑物侧面灯光趋势也存在差异。     

基于GF-1与Landsat-8影像的山区苹果园地信息提取

GF-1卫星影像具有空间和时间分辨率高、纹理信息丰富等优势,而Landsat-8卫星影像具有多波段、光谱信息充足等优势。针对两种影像的特点,本文分别用面向对象分类方法进行苹果园地信息提取研究,结果表明:两种影像的分类精度都比较高,但由于研究区域属于山区,地块分布不均匀,GF-1影像发挥其空间分辨率较高的优势,苹果园地面积提取精度比Landsat-8高1.19%。     

遥感数据时空尺度对地理要素时空变化分析的影响

地理要素的时空变化分析对于了解和掌握地表的规律性有着重要的作用。利用地面站点观测、实地调查等传统方式获取数据,对地理要素进行时空变化分析是最常用的方法。但该类方法往往表现的是"点尺度"观测,不能在大尺度情况下准确地反映地表的时空变化信息。遥感卫星能以一定的时间间隔获得空间连续的对地"面尺度"观测数据,然而其特定的空间和时间分辨率使其获取的地表信息仍十分有限。同时地表的空间异质性和个别地表短时间内的快速变化,使得利用遥感数据对地理要素进行时空变化分析时,时空变化分析结果会随观测尺度而发生改变。本文从空间尺度和时间尺度两方面综述遥感数据时空尺度对地理要素的时空变化分析产生的影响和原因,并针对这些问题总结了减小时空尺度对结果不确定性影响的现行方法。可以通过多源遥感协同观测和反演、尺度转换、空间建模等方法减小空间尺度引起的不确定性;通过联合多时相遥感数据的方法减小时间尺度引起的不确定性。在实际应用中,应根据所观测地理要素的实际情况,综合分析选择合适的方法。     

融合高时空分辨率数据估算植被净初级生产力

植被净初级生产力NPP(Net Primary Production)遥感估算与分析,有赖于高时空分辨率的遥感数据,但目前中高分辨率的遥感数据受卫星回访周期及天气的影响,在中国南方地区难以获取连续时间序列的数据,从而影响了高精度的区域植被净初级生产力的遥感估算。为此,提出一种基于多源遥感数据时空融合技术与CASA模型估算高时空分辨率NPP的方法。首先,利用多源遥感数据,即Landsat8 OLI数据与MODIS13Q1数据,采用遥感数据时空融合方法,获得了时间序列的Landsat8 OLI融合数据;然后,基于Landsat8 OLI时空融合数据,并采用CASA模型,以长株潭城市群核心区为例,进行区域植被NPP的遥感估算。研究结果表明,基于时间序列Landsat融合数据估算的30m分辨率的NPP具有良好的空间细节信息,且估算值与实测值的相关系数达0.825,与实测NPP数据保持了较好的一致性。     

A Hybrid Spatio-Temporal Data Model and Structure (HST-DMS) for Efficient Storage and Retrieval of Land Use Information

While the incorporation of geographical and environmental modeling with GIS requires software support for storage and retrieval of spatial information that changes over time, it continues to be an unresolved issue with modern GIS software. Two complementary approaches have been used to manage the spatial and temporal heterogeneity within datasets that use a field‐based representation of the world. Some researchers have proposed new data models that partition space into discrete elements on an as‐needed basis following each temporal event, while others have focused on eliminating duplication of repeated data elements present in spatio‐temporal information. It is proposed in this paper that both approaches have merit and can be combined to create a Hybrid Spatio‐Temporal Data Model and Structure (HST‐DMS) that efficiently supports spatio‐temporal data storage and querying. Specifically, Peuquet and Duan's (1995) Event‐based Spatio‐Temporal Data Model (ESTDM) and the Overlapping R‐tree (Guttman 1984, Tzourmanis et al. 2000) are utilized to create a prototype used to store information about urban expansion for the town of Carbondale, Illinois.     

基于不同空间信息源的地物光谱反射率模拟图像分析

本文利用ERDAS Imaging软件中的Modeler模块,开发了地物光谱反射率图像的模拟技术。以野外实测地物光谱反射率数据为依据,用土地利用类型图和高分辨率遥感影像图作为地物空间分布的信息源,以陆地资源卫星TM1-4波段为例,模拟了4个波段的地物光谱反射率图像,合成了真彩色和标准假彩色图像。对基于不同空间信息源的地物光谱反射率模拟图像进行了对比分析,指出了进一步研究的方向。     

A spatial‐temporal‐semantic approach for detecting local events using geo‐social media data

Social media networks allow users to post what they are involved in with location information in a real‐time manner. It is therefore possible to collect large amounts of information related to local events from existing social networks. Mining this abundant information can feed users and organizations with situational awareness to make responsive plans for ongoing events. Despite the fact that a number of studies have been conducted to detect local events using social media data, the event content is not efficiently summarized and/or the correlation between abnormal neighboring regions is not investigated. This article presents a spatial‐temporal‐semantic approach to local event detection using geo‐social media data. Geographical regularities are first measured to extract spatio‐temporal outliers, of which the corresponding tweet content is automatically summarized using the topic modeling method. The correlation between outliers is subsequently examined by investigating their spatial adjacency and semantic similarity. A case study on the 2014 Toronto International Film Festival (TIFF) is conducted using Twitter data to evaluate our approach. This reveals that up to 87% of the events detected are correctly identified compared with the official TIFF schedule. This work is beneficial for authorities to keep track of urban dynamics and helps build smart cities by providing new ways of detecting what is happening in them.     

Detection and mapping of bracken fern weeds using multispectral remotely sensed data: a review of progress and challenges

Bracken fern is one of the major invasive plants distributed all over the world currently threatening socio-economic and ecological systems due to its ability to swiftly colonize landscapes. The study aimed at reviewing the progress and challenges in detecting and mapping of bracken fern weeds using different remote sensing techniques. Evidence from literature have revealed that traditional methods such as field surveys and modelling have been insufficient in detecting and mapping the spatial distribution of bracken fern at a regional scale. The applications of medium spatial resolution sensors have been constrained by their limited spatial, spectral and radiometric capabilities in detecting and mapping bracken fern. On the other hand, the availability of most of these data-sets free of charge, large swath width and their high temporal resolution have significantly improved remote sensing of bracken fern. The use of commercial satellite data with high resolution have also proven useful in providing fine spectral and spatial resolution capabilities that are primarily essential to offer precise and reliable data on the spatial distribution of invasive species. However, the application of these data-sets is largely restricted to smaller areas, due to high costs and huge data volumes. Studies on bracken fern classification have extensively adopted traditional classification methods such as supervised maximum likelihood classifier. In studies where traditional methods performed poorly, the combination of soft classifiers such as super resolution analysis and traditional methods of classification have shown an improvement in bracken fern classification. Finally, since high spatial resolution sensors are expensive to acquire and have small swath width, the current study recommends that future research can also consider investigating the utility of the freely available recently launched sensors with a global footprint that has the potential to provide invaluable information for repeated measurement of invasive species over time and space.     

GIS中面向对象时空数据模型

由于当前的地理信息系统软件难以处理时态现象，时态数据模型已忧为ＧＩＳ领域的一个研究热点。许多学者提出了多种时态数据模型。本文作者在提出了矢量栅格一体化的面向对象数据模型之后，再一次对时态问题进行了分析研究，净面向对象的数据模型扩充到时间维。有三种方法表达空间对象的历史变化。第一种是将版本信息记录在关系表上；第二种是将版本信息标记在记录上；第三种是将版本信息标记在属性上。本文采用面向对象的方法，将版