“三维”用海的探路者——浙江省海域立体分层设权模式观察

<正>海上新能源发电,鱼虾贝藻养殖,跨海桥梁、海底电缆管道和隧道的建设……在同一海域,海洋开发利用有时难以避免重叠用海。与此同时,随着用海需求持续扩大,海域空间资源的稀缺性日益凸显。如何在保障海洋经济发展的同时,实现海域资源的节约集约利用,是自然资源管理部门面临的课题。     

成武县土地利用时空变化与水系因子的关系研究

成武县位于鲁西南黄河冲积平原区,水系发达,地表水资源丰富。为了分析地表水系对成武县土地利用时空变化和空间格局的影响,该文基于不同时期的遥感影像,结合实地调查和专家意见,提取区域土地利用现状图;运用DEM地表水文分析提取河流汇流累积量、水流长度、河流网络等,根据流量选取了河网。以河流为中心向两侧作缓冲区,与土地利用现状图进行空间分析,得到不同距离缓冲区内的土地利用结构。与全区域土地利用结构对比,分析不同时期在相同的缓冲区域内土地利用特征和变化,总结土地结构变化规律,结合100m,200m,300m,400m,500m,750m,1000m不同的缓冲区;通过对比各种土地利用类型在不同距离缓冲区的时空变化,从而分析水系因子对不同土地类型时空变化的影响。结果表明,不同距离缓冲区内土地利用结构不同,随着缓冲区范围的增加,耕地、建设用地、林地、园地呈现不同的变化趋势与特点,水系因子对成武县不同土地利用方式影响程度不同,水系因素对成武县土地利用空间分异有明显影响。     

海洋功能区划管理信息系统

海洋开发利用和保护已成为全球的热点。如何合理地利用海洋资源是未来社会经济可持续发展的重大问题。海洋功能区划是为实现海洋资源、社会经济可持续发展的重要举措。海洋功能区划管理信息系统是在地理信息系统的支持下,以海洋功能区划数据、基础地理数据和遥感数据为地理实体对象,集知识、分析、决策和服务为一体的系统。该系统从应用角度为空间数据管理和信息共享提供了一种可行的解决方案。本文以福建省海洋功能区划管理信息系统的建设为例,对系统的总体结构、功能、数据库和系统集成等方面进行了探讨。     

基于迹空间投影的SAR图像船舶尾迹检测

针对SAR海洋图像中船舶航行尾迹的检测难点,以及传统Radon变换过程存在量化噪声问题,提出了一种迹空间投影方法对海洋SAR图像进行特征提取。首先对SAR图像做迹空间投影变换,提出一种加窗泛函对投影数据进行积分以提取出原图像中小尺度尾迹特征,然后进行峰值检测以确定尾迹位置,最后通过实验验证了算法的有效性。     

坚持科学用海 构建广西海洋经济快速发展保障体系

<正>科学用海,是实现广西海洋经济发展的重要保证。随着广西北部湾经济区规划的全面实施和中国—东盟自由贸易区的建立,广西海洋经济发展迎来了千载难逢的良好时机,临海工业、港口码头、滨海旅游、能源、石化项目及城镇建设如火如荼。如何正确处理好保护与保障的关系,构建广西北部湾经济区项目建设用海的保障机制,促进海洋经济又好又快发展,是当前和今后一段时期广西海洋管理工作的重要任务。     

一种点约束分块的矢量地理数据精确认证算法

脆弱水印可以实现对数据内容真实性的认证,并对发生变化的位置进行定位,鉴此,本文提出了一种点约束分块的矢量地理数据精确认证算法。在认证内容嵌入过程中,首先,按照点约束的方法对矢量地理数据进行分块,并将每块的数据点进行空间位置关系的“之字形”排序,建立数据点之间的位置关系;然后,将相邻点生成的脆弱水印信息嵌入到当前点。在内容精确认证时,比较原始的水印信息与提取的水印信息,判断二者是否相同来鉴别数据是否更新。将本文算法与均匀分块的方法进行了对比实验,结果表明,本文提出的认证算法能实现在数据更新时的精确认证,并可实现要素删除的精确认证,在检测数据变化时可对修改位置进行定位与标记。     

《浙江省海洋功能区划(2011-2020年)》(2018年修订版)正式发布

近日,经浙江省政府同意,原省海洋与渔业局印发《浙江省海洋功能区划(2011-2020年)》(2018年9月修订),对温州局部海域的3个功能区进行调整。将苍南县沿海中南部海域现行区划中大尖山保留区和霞关港口航运区的一部分调整为工业与城镇用海区,大尖山保留区、渔寮旅游休闲娱乐区的部分海域调整为特殊利用区。此次修改所涉及的功能区数量占全省功能区总数的1.35%,所涉海域面积占全省海域面积的0.05%,全省海洋功能区在保持总面积不变的基础上,功能定位进一步合理、整体布局更加优化、海域使用管理得到提升。全省仍按照国务院批复的《浙江省海洋功能区划(2011-2020年)》(国函〔2012〕163号)要求,到2020年,严格落实海水养殖用海功能区保有面积不低于10万公顷、海洋保护区保有面积不低于5000平方公里指标,大陆自然岸线保有率不低于35%、修复整治海岸线不低于300公里的控制性指标要求。     

Douglas-Peucker算法全自动化的多尺度空间相似关系方法

地图综合本质上是空间相似变换,研究Douglas-Peucker算法及其参数的设置,实质是研究算法的最佳距离阈值与尺度变化间的定量关系,但目前二者关系未知,导致参数设置及化简结果的选择主观性强。为此,提出以多尺度线要素空间相似关系为契合点,利用阈值参数寻优原理确定二者间定量关系,以实现基于DP算法线要素的全自动化简。结果表明：① 二次函数是描述最佳距离阈值与尺度变化间定量关系的最优函数;② 针对来源于相同地理特征区,如长江下游平原,的线要素可行,利用同一最佳距离阈值可实现基于DP算法线要素的全自动化简,且化简结果与已有成果数据吻合度较高;而来源于不同地理特征区域,如长江下游平原和江淮平原,的线要素,用同一最佳距离阈值化简是不合理。因此,应选择不同的最佳距离阈值,以实现不同地理特征区域线要素的DP算法全自动化简。     

带约束条件的不规则缓冲区生成算法

现有缓冲区算法一般都是针对固定缓冲距的缓冲区计算方法,常常会由于某种因素的影响而使某地理要素对周围的影
响范围和联系范围不固定,现有的缓冲区空间分析能力显得不足和不完备,不能满足应用需求。针对这个问题,通过对点、线、面
目标的缓冲区建立新的数学模型,将缓冲距表示为随某变量变化的函数形式,有效地解决了缓冲距可变情况下拐点凸凹两侧的缓
冲区复杂边界确定问题,给出了一种更加符合实际应用要求的带约束条件的缓冲区生成算法。通过基于QuantyView软件平台的
不规则缓冲区生成与应用实例,验证了本算法的正确性和有效性。      

生态系统服务功能动态区划方法与应用

开展区域生态系统服务功能动态区划,对生态系统服务功能的分区管理具有重要的指导价值。本文介绍了生态系统服务功能区划的方法--生态系统服务功能动态区划系统(SIZES)。该方法包括生态系统服务功能多层次表征、位序矩阵生成、核心生态系统服务功能空间辨识和动态区划边界生成四个模块,它们能实现生态系统服务功能动态区划边界的生成。其中,生态系统服务功能多层次表征模块和动态区划边界生成模块是主要模块,而构建生态系统服务功能表征指标体系和生成区划单元是该方法的关键所在。利用SIZES将锡林郭勒盟划分为6个生态系统服务功能区,科学合理地解释了该区生态系统服务功能空间分异规律,为指导该区生态系统服务功能分区管理,提供了具有时空特性的决策参考信息。     

基于Adaboost的高分遥感影像自动变化检测方法

基于监督分类的高分辨率遥感影像变化检测需要大量人工标注,且单个监督分类器难以适应高分影像中复杂多样的地表变化信息提取,检测结果中“椒盐噪声”严重、变化图斑破碎。因此,本文提出一种基于Adaboost集成算法、自动标注训练样本的变化检测方法。首先利用非监督分类方法完成变化初检,接着在初检结果中进行“非等距”区间采样自动获取均匀分布的训练样本;然后以Adaboost算法为集成框架,选择决策树桩、Logistic回归和kNN作为弱分类器,构建一种混合分类器集成系统,充分挖掘和利用高分影像中的空间信息以提升分类精度和分类器泛化能力,最后利用SLIC分割算法和空间邻域信息对像元级检测结果进行空间约束滤波,进一步提升变化检测精度。为验证本文方法的有效性,选取SPOT-5和WorldView-2影像为实验数据,结果表明本文方法能有效降低训练样本人工标注成本、提高变化检测精度。     

国有商业银行与股份制商业银行的空间布局特征分析——以南京市江南8区为例

以南京市江南8区380家国有商业银行网点,211家股份制商业银行网点为研究样本数据,综合运用缓冲区分析、Ripley’s K函数和空间热点探测方法,分析了国有商业银行和股份制商业银行网点的空间布局特征。结果表明:两类商业银行均呈现出一定的中心集聚态势,但"向心"程度、集聚的广度与强度存在差异。缓冲区分析表明,股份制商业银行由市中心向外呈现明显递减的特点,但国有商业银行在前3个缓冲圈层内分布比较均匀;Ripley’s K函数方法表明,两类商业银行均呈现先增后减的倒"U"型空间集聚特征,但股份制商业银行集聚范围小于国有商业银行;空间热点探测方法表明,两类商业银行热点区域集聚强度相异,国有商业银行低于股份制商业银行。分析空间热点重叠部位,将国有商业银行与股份制商业银行空间布局导向分为商业中心导向、高新技术-商业中心导向和人力资本-政府机构-商业中心导向。     

科学合作地域倾向性研究——以中国雾霾研究为例

科学合作是促进知识传播和共享的重要途径,已有研究表明,地理因素是影响科学合作的主要因素之一。然而,目前针对该问题的研究大多只是从科学计量学的角度,对科学合作强度与地理距离的函数关系进行描述,无法揭示科学合作在空间上的分布特征和内部差异性。因此,本文从地理学的角度,以中国雾霾研究的合作网络为例,通过对文献题录中的位置信息进行解析,将虚拟的科学合作网络映射到地理合作网络。在此基础上,提出了一种考虑地理距离的科学合作网络社区发现方法,挖掘科学合作网络中蕴含的空间聚类特征,从而对科学合作的地域倾向性进行反映。通过比较发现,基于合作频次与地理距离的社区发现算法,能够使社区内部的平均地理距离最小而合作强度最大,既反映了科学合作在地理上的近似性,又体现了科学合作强度特征。该方法能够直观地揭示科学合作中隐含的空间分布模式和联系,对其他复杂网络的地理社区划分也有一定的借鉴意义。     

A Cluster-Based Method for Marine Sensitive Object Extraction and Representation

Within the context of global change, marine sensitive factors or Marine Essential Climate Variables have been defined by many projects, and their sensitive spatial regions and time phases play significant roles in regional sea-air interactions and better understanding of their dynamic process. In this paper, we propose a cluster-based method for marine sensitive region extraction and representation. This method includes a kernel expansion algorithm for extracting marine sensitive regions, and a field-object triple form, integration of object-oriented and field-based model, for representing marine sensitive objects. Firstly, this method recognizes ENSO-related spatial patterns using empirical orthogonal decomposition of long term marine sensitive factors and correlation analysis with multiple ENSO index. The cluster kernel, defined by statistics of spatial patterns, is initialized to carry out spatial expansion and cluster mergence with spatial neighborhoods recursively, then all the related lattices with similar behavior are merged into marine sensitive regions. After this, the Field-object triple form of O, A, F is used to represent the marine sensitive objects, both with the discrete object with a precise extend and boundary, and the continuous field with variations dependent on spatial locations. Finally, the marine sensitive objects about sea surface temperature are extracted, represented and analyzed as a case of study, which proves the effectiveness and the efficiency of the proposed method.     

基于引力模型的海洋锋信息提取

海洋锋面是海洋水团特性明显不同的两种或几种水体之间的狭窄过渡带。本文旨在对遥感反演海洋温度场数据(SST),引入引力模型进行海洋锋面的检测。鉴于海洋锋受噪声干扰大,锋面强度小的特点,本文提出了基于引力算法的引力模型。其中,引力算法是将温度数据中的每一个像元点都作为一个独立的天体,其质量对应该像元的温度值,根据引力定律计算3×3区域中,邻域像元对中心点像元的引力和。模型首先对原始数据进行去0处理,为消除对原始数据明暗程度的依赖,对3×3区域数据进行归一化,然后利用函数对归一化后的数据进行增强处理,最后,以引力算法进行锋面检测。验证表明,该模型能有效强化不同区域或水体差异性,并能够有效针对海洋锋信息进行提取,受噪声影响小。     

Abundance quantification by independent component analysis of hyperspectral imagery for oil spill coverage calculation

The estimation of oil spill coverage is an important part of monitoring of oil spills at sea.The spatial resolution of images collected by airborne hyper-spectral remote sensing limits both the detection of oil spills and the accuracy of estimates of their size.We consider at-sea oil spills with zonal distribution in this paper and improve the traditional independent component analysis algorithm.For each independent component we added two constraint conditions:non-negativity and constant sum.We use priority weighting by higher-order statistics,and then the spectral angle match method to overcome the order nondeterminacy.By these steps,endmembers can be extracted and abundance quantified simultaneously.To examine the coverage of a real oil spill and correct our estimate,a simulation experiment and a real experiment were designed using the algorithm described above.The result indicated that,for the simulation data,the abundance estimation error is 2.52% and minimum root mean square error of the reconstructed image is 0.030 6.We estimated the oil spill rate and area based on eight hyper-spectral remote sensing images collected by an airborne survey of Shandong Changdao in 2011.The total oil spill area was 0.224 km~2,and the oil spill rate was 22.89%.The method we demonstrate in this paper can be used for the automatic monitoring of oil spill coverage rates.It also allows the accurate estimation of the oil spill area.     

基于深度卷积网络和分水岭分割的耕地地块识别方法

耕地地块作为精准农业的重要支撑,现有地块边界大多依靠人工勾绘。随着遥感技术的发展,基于遥感影像自动提取耕地地块成为研究主要方向,其中基于深度学习的方法能够克服传统检测方法难以适应复杂场景的局限而被广泛使用,但现有检测方法仍存在问题,基于深度卷积模型直接识别耕地区域会丢失内部边界、而基于边缘检测模型识别耕地边界时则会同时得到大量无关边界;此外,现有的基于阈值提取地块的策略所提取的地块不够规整,存在内陷的问题。针对上述问题,本研究提出一种基于深度卷积网络和分水岭分割的耕地地块提取方法,从信息检测和地块提取两方面进行改进：① 将耕地边界视作一种地物类别,在深度卷积网络中进行类别概率检测,帮助实现对耕地边界的语义识别。② 基于改进后的D-LinknetXt网络进行检测,其网络架构适合于对耕地边界这类线性目标的提取,同时更换原始D-Linknet网络的残差单元,帮助提高了网络的特征提取能力。③ 基于分水岭分割对耕地地块进行提取,利用了区域分割方法获取边界的封闭性,并且这种以区域为单元进行分割并合并的方式,解决了原有方法在像元尺度上基于阈值提取所遇到的提取地块存在内陷的问题,使地块更规整准确。在一景高分二号影像上进行检验,并设计两类精度指标,从全局边界精度和地块几何精度两方面进行方法性能评估。实验结果表明,本方法的精度优于3种对比方法,在代表边界精度的F1分数上达到了0.933,地块几何精度为0.829。本研究所提出的方法能够更加准确的对耕地地块进行提取,并适用于实际应用中。     

大连金州地区震旦纪─早寒武世地层格架

大连金州地区震旦纪、早寒武世地层发育。本区该套地层可划分为震旦纪辽南超层序和早寒武世满家滩超层序，在其内部又可进一步划分为南关岭层序、棋盘磨层序、陆海层序、葛屯层序、大林子层序和草坨子层序六个层序地层单位。各层序之间均为不整合，其类型包括陆上暴露带、海岸暴露带及海侵面。每个层序仅由海侵体系域和高水位体系域组成。前者为退积地层结构，后者为进积地层，而中间饥饿段却表现为以加积为主，所有变化都与相对海平面及全球海平面变化有关。在此基础上，建立了区域地层格架，指出了本区该时期沉积范围主要在台地之内部（中陆架），局部发育深水陆棚盆地。     

面向复杂地形的坡位K-means聚类划分研究

土壤植被研究建立在精准坡位划分的基础上。但现有的坡位大多采用手工划分的方式,存在着自动化程度低、划分精度不高且耗时较长等问题。本文提出一种顾及复杂地形的坡位自动划分算法,尝试采用机器学习K-means方法解决高海拔山区坡位划分的问题,并在山峰区域提取、聚类数确定、以及初始聚类中心选取等关键技术进行了算法的优化。为了验证算法的有效性,以云南省姚安县为研究区,运用提出的算法对研究区坡位进行自动划分,再采用Calinski-Harabasz聚类评价指标、调整兰德系数ARI和误差平方和SSE等一系列方法对坡位K-means聚类划分实验进行分析和评价。研究结果表明,利用该算法所生成的复杂地形坡位与研究区实测等高线相匹配。其次,再从姚安县规划风电场任选4个场址,比较13×13、25×25、37×37三种适宜窗口下坡位自动划分结果,结果表明选取25×25适宜窗口进行坡位划分可靠性最强。再者,计算的规划风电场内山脊、坡肩及背坡比例高达57.13%,也从一个侧面证实了利用该算法划分的坡位结果良好。     

海面溢油光学卫星遥感监测能力分析

 海面溢油对海洋生态的影响具有频率高、范围广和危害大的特点。卫星遥感已成为海面溢油监测的重要手段。本文从海面油膜光谱特性出发,与常用的光学卫星传感器建立对应关系,根据对不同光学遥感卫星的空间分辨率、时间分辨率、幅宽和波段数等主要物理参数的对比分析认为,MODIS传感器和HJ-1卫星有较强的海面溢油监测能力。故此,采用MODIS、BJ-1、HJ-1和FY-3光学卫星影像,对2006年3月和2011年6月渤海海面溢油污染事故进行了遥感监测。MODIS遥感图像可以清晰反映出2006年和2011年这2次溢油污染事故中海面油膜信息,HJ-1卫星遥感影像则能反映出2011年溢油污染事故中海面油膜信息,而BJ-1和FY-3卫星遥感影像不能反映出海面油膜信息。HJ-1、BJ-1和FY-3卫星在波段设置上相似,但是,BJ-1和FY-3卫星不能反映出油膜信息,所以,本文进一步对这2次溢油事件中的MODIS遥感影像的油水光谱反差和海水光谱方差进行计算,并对结果进行比较分析,实验结果表明,当MODIS某一波段的海水光谱方差小于油水光谱反差时,则该波段可以显示出油膜信息;而当油水光谱反差小于或接近海水方差时,则不能反映出海面油膜信息。从波谱响应、空间分辨率和时间分辨率,以及监测实例中说明MODIS传感器有较强的海面溢油监测能力。