青海湖流域景观格局空间粒度效应分析

流域是生态系统的基本单元和重要空间尺度单元,流域尺度景观格局分析的科学性很大程度上依赖于最佳空间粒度的选取是否准确。选择青海湖流域为研究区,基于卫星遥感数据资料,利用面向对象分类方法,解译获得流域景观数据,通过重采样得到不同空间粒度的流域景观数据,计算得到不同景观格局指数并绘制各指数与空间粒度之间的关系曲线,识别景观格局指数的尺度效应,评估空间粒度增加而引起的景观格局指数信息损失量,确定流域尺度景观格局分析的最佳空间粒度。结果表明:流域景观格局指数随着空间粒度增大变化显著,但规律不同;综合景观指数的空间粒度效应和信息损失量变化特征,流域景观格局分析的最佳空间粒度选择以90 m为最佳。     

基于遥感与GIS技术的景观格局自相似性的尺度效应研究——以防城港市为例

利用遥感与GIS技术,研究防城港市景观格局自相似性对空间尺度的响应特征。结果表明:景观格局自相似性具有空间尺度依赖性,景观类型的分维数均随空间粒度的增大而减小;不同景观类型的自相似性对尺度的响应敏感点不同,50～60 m为研究区各景观类型的自相似性尺度;随着空间粒度的增大,建设用地、水域和其他用地的分维数差异缩小,而耕地和林地分维数的差异却增大。     

一种景观指数的GPU并行算法设计

空间数据量的迅猛增长给传统单机模式的空间分析软件带来了巨大挑战,如景观格局分析软件FRAGSTATS已无法处理省级尺度的高分辨率土地覆盖数据。在两次遍历连通域标记算法的基础上,充分利用单机图形处理器的并行运算特性,提出一种改进的景观指数并行算法。该算法针对斑块尺度的斑块周长、斑块面积景观指数指标,实现了大规模区域景观指数的高效运算。应用该算法及串行算法,对不同分辨率下的土地利用分类栅格图像进行斑块尺度景观指数计算,结果表明,在大数据量的情况下,该算法能够大幅度提高景观指数的计算性能,相较串行算法效率提升了5倍,为海量数据的景观分析提供了更好的选择。     

地理国情普查数据的空间尺度转换研究

为了实现地理国情普查中不同尺度地表覆盖分类数据的交叉验证,文章选择郑州、西安等10个地理国情普查试点作为试验区,分析了不同地类在精度损失、景观格局等方面存在的尺度效应,并以林地为例,在空间分辨率6~2 000m的范围内,构建了空间尺度转换模型,估测精度可达92.63%。结果表明:地表覆盖分类数据进行尺度转换时,各种地类都会存在相应的精度损失;基于分辨率、景观格局指数构建的尺度转换模型,可以有效校正粗分辨率地表覆盖数据的尺度误差,为地理国情普查与监测中的质量控制提供参考。     

地理信息科学中的尺度分析

尺度是对地理现象观察、度量的标准之一,是空间数据采集、建模、分析的重要依据,是空间数据的重要特征。在探讨空间尺度与人类认知空间的关系基础上,分析地理信息科学(G ISc)中空间尺度在不同应用对象和不同应用环境中的内涵:针对地图表达的比例尺;地理现象的内在尺度和分析建模时的分析尺度。并以地图表达为例重点论述尺度变化对空间模式的影响。     

地理空间可视分析及其研究方向综述

介绍了可视分析的概念和内涵,分析了可视分析与可视化、地理空间可视分析等概念的关系。研究了地理空间可视分析的概念和内涵,在此基础上提出了地理空间可视分析的5个重要研究方向:面向可视分析的地理空间数据转换;多维地理空间数据的深层可视化表达和分析;地理空间可视分析推理;地理空间数据的协同可视分析和决策;地理空间数据可视分析工具的设计和评估。     

基于多距离空间聚类的城市建筑景观时空分异研究

以大连市中山区6个街道建筑信息为数据基础,选取建筑景观指标,基于ArcGIS空间统计与多距离空间聚类分析方法研究了各街道10年间建筑景观空间格局分异特征。结果表明：从2003-2013年,各街道建筑景观逐渐由水平向垂直空间扩展,其中青泥洼桥街道、人民路街道及海军广场街道城市建筑景观变化明显突出;2003年4种类型建筑物在尺度为928.68 m时,空间分布上均呈聚集状态,当大于928.68 m时,超高层建筑空间聚集程度降低。到2013年,高层建筑物随尺度的增加聚集程度逐渐减低,低层、多层和超高层建筑在空间分布上均呈一定的聚集状态。     

期刊博览

地理信息科学中的尺度分析《测绘科学》2006年第3期尺度是对地理现象观察、度量的标准之一,是空间数据采集、建模、分析的重要依据,是空间数据的重要特征。在探讨空间尺度与人类认知空间的关系基础上,分析地理信息科学(GISc)中空间尺度在不同应用对象和不同应用环境中的内涵:针对地图表达的比例尺;地理现象的内在尺度和分析建模时的分析尺度。并以地图表达为例重点论述尺度变化对空间模式的影响。     

基于尺度转折点的尺度转换方法研究

如何用一种向上的尺度转换方法使得一幅高分辨率的遥感图像经向上尺度转换后可以生成一幅低分辨率的遥感图像,并且使这幅新生成的图像所描述的地物空间关系、空间格局及破碎程度等信息与实际情况下该尺度下的信息保持一致,损失的信息量最少。如何找到这样一种尺度转换的方法是尺度问题中的核心部分,也是遥感中最终要解决的问题。本文一方面结合景观生态学中有关空间分析和尺度转换的方法及最近提出的基于直方变差图的尺度转换方法,对这些方法加以对比并分析了它们各自的优缺点;另一方面在直方变差图的基础上结合分形理论引入了尺度转折点这一概念。通过各个尺度转折点可以确定各个尺度域。。如何找到不同尺度域之间的尺度转换方法将是本研究的重点。本文拟采用的数据为互联网上的IKONOS天安门地区图像。     

MODIS土地覆盖分类的尺度不确定性研究

以空间异质性较强的枯水期鄱阳湖为研究区,以搭载于同一卫星平台、具有同一观测时间和较高空间分辨率的ASTER数据为参照,分析研究了MODIS数据在土地覆盖分类中由空间尺度带来的不确定性。首先基于MODIS三角权重函数,建立了从ASTER到MODIS的尺度转换方法;然后对不同空间分辨率的数据进行土地覆盖分类,并基于误差矩阵和线性模型分析了MODIS土地覆盖分类结果的误差来源。结果表明,空间分辨率和光谱分辨率与成像方式这两类因素对MODIS与ASTER分类结果差异的贡献比例约为(6.6—11.2):2;MODIS像元尺度对研究区水体的分类不确定性影响较低,而对森林的不确定性影响可达63%。由此可见,在基于MODIS数据的土地覆盖分类研究中,空间尺度所产生的不确定性是比较显著的。这些研究结果对于土地覆盖分类及变化检测、尺度效应和景观生态学不确定性研究,有积极的参考意义。     

多尺度人口空间大数据聚合模型在地图可视化中的研究与应用

为解决海量人口和建筑物数据导致的地图渲染时间长、页面卡顿无响应等技术问题,本文提出了一种多尺度人口空间大数据聚合模型,通过研究海量数据逐级嵌套的树型逻辑架构和可视域内的空间关系,实现了超大城市多尺度行政区域的人口空间数据统计分析与可视化,并在多源异构属性融合方面得到了较好的应用,更好地满足了超大城市精细化管理需求。     

空间地理信息组织表达方法探讨

随着空间地理信息以及各种新型地图产品在各个领域的广泛应用,人们发现不同时期,应用需求对空间地理信息组织表达的要求是不同的,不同领域和部门对地理信息的组织表达方式也是不同的。但是,目前空间地理信息的共享和互操作、空间地理信息的多尺度分析与表达等,都要求空间地理信息的组织与表达要科学、合理和规范,否则难以满足测绘信息服务化及信息化测绘体系的建设。本文以交通类信息组织表达为例,详尽阐述当前空间地理信息组织表达的现状,分析其原因,并提出了解决这一问题的思路和方法,为今后信息化测绘体系建设、数据库数据组织和地理信息表达,提供理论和方法借鉴。     

数据融合视角下的遥感参量空间降尺度

空间分辨率不足是限制遥感参量数据精细应用的主要瓶颈问题之一,而空间降尺度是提升遥感参量数据空间分辨率与应用能力的有效途径。研究学者针对不同遥感参量已发展了类型多样的降尺度方法,但还未形成统一、通用的分类体系。在深入分析当前各类参量降尺度共性问题的基础上,从降尺度所需的互补信息出发,以数据融合的视角对空间降尺度方法进行系统总结,归纳出多参量融合、时-空融合、遥感-模型融合和超分辨率重建隐式融合4类降尺度方法,剖析了各类方法的优缺点和适用场景,探讨了空间降尺度方法研究的发展趋势,为提升遥感数据精细化应用能力提供理论与技术支撑。     

矢量景观指数在遥感信息提取中的应用——以乾安湖群为例

景观方向性是景观空间格局的重要特征,能够反映和影响景观的生态流.实现快速、准确地从遥感影像上自动提取景观的方向性信息,对于景观的驱动力分析和景观异质性分析等都具有十分重要的意义.本文基于面向对象的方法对乾安县TM影像进行多尺度分割提取湖群,并利用正方像元指数SqP提高分类精度,应用矢量景观指数于分割处理后的湖群对象,提取景观的方向性信息.实验结果表明:该方法对象分割精度高(制图精度:97.8%,用户精度:97.5%),方向性信息提取准确、快速,为湖群的成因分析提供了数量化和可视化依据.本文同时结合了两方面的研究方法,提供了两方面的研究思路:一方面是景观格局指数在影像分类中的应用,另一方面是矢量景观格局理论进一步的应用扩展.     

景观监测指标体系构建研究

为了进一步研究国家尺度的常态化景观格局变化监测,该文围绕景观监测的内涵、景观建模、指标的逻辑架构和监测尺度等方面探讨构建景观监测系统中应重点关注的问题,并提出一种景观监测指标体系:以地理国情普查成果为主要数据源,基于科学性、易于理解性、数据可获性、应用性的原则甄选了26个指标,涵盖有关景观格局的组成要素和其空间配置的8个监测主题,采用PSR逻辑框架,通过分析各指标及其相互作用关系从生态压力、状况以及响应三个方面对景观格局进行评估、预测。研究结果可为相关领域提供参考。     

尺度变化对冬小麦种植面积遥感测量区域精度影响的研究

不同尺度遥感数据源的选取将直接影响到作物种植面积测量的精度,研究尺度因子在农作物面积遥感测量中的作用,尺度与面积测量精度的定性和定量关系是非常必要的.为此,本文利用SPOT5卫星数据,以尺度变化对农作物种植面积遥感测量精度影响的分析为主线,运用空间统计分析方法和多种精度评价指标,从不同空间分辨率、不同空间范围、不同农作物百分比等角度系统分析了农作物种植面积遥感测量中的尺度效应问题.为基于多尺度遥感数据复合的农作物种植面积测量业务化运行中的数据选择和精度保证问题提供理论与实验基础.     

景观空间感知评价的GIS方法应用研究

景观空间感知是在空间范畴内人与景观相互作用的结果,研究观察者对于景观环境空间信息的获取过程与感知阈值。强调景观美学价值与空间感知度的统一,对景观空间设计与观景位置的选择具有现实指导意义。然而,目前对与景观空间感知的研究还处于刚刚起步阶段,并未形成一套完整的科学体系。笔者在景观空间感知理论发展进程的基础上,总结景观空间感知理论的研究内容与研究方法,基于GIS 3维空间分析进行了景观空间感知评价的方法研究,提出将地理信息系统技术与虚拟现实相结合,利用VRGIS对景观空间感知环境进行模拟与定量化分析,为建立完整空间感知评价体系提供方法理论支撑。     

面向地理信息大数据的时空事件关系可视化分析框架

不同类型的地理信息大数据蕴含了丰富的时空关系,反映个体或者群体时空事件之间的变化模式,在资源、环境、交通等领域的智慧应用中起到关键性作用。然而,地理信息大数据拥有的多尺度和多语义特性,在挖掘地理信息大数据的时空关系时会存在许多困难。如何有效地构建多尺度多语义时空关系,并直观地表达这些时空关系是一个重大挑战。本文设计了一种时空事件关系可视化分析框架,通过定义事件间时空关系的描述,设计了一种多视图协同的可视化分析方法,结合时空关系的可视化协同交互,实现地理信息大数据时空事件可视分析。基于时空轨迹数据,通过试验说明该方法可以探寻时空事件及背景间的时空关系,实现时空事件的交互可视分析。     

多尺度空间对象拓扑相似关系的表达与计算

研究了空间数据多尺度表达中,在进行模型综合时空间对象拓扑关系的表达、变化和相似性。基于空间对象之间拓扑关系的概念邻域,给出了空间对象拓扑关系相似性的定义以及在数字景观模型中拓扑关系相似性的度量方法,为空间数据的多尺度表达提供了拓扑关系分析和评价手段。     

剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法

在海量空间数据的组织与表达方面,与传统的空间数据模型与方法相比,地球剖分网格表现出了极大的优势。鉴此,本文提出了一种剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法,首先利用大量POI数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息的兴趣的空间分布;然后对空间要素进行分类分级,确定其表达的尺度范围;运用GeoSOT剖分理论划分不同层次的剖分面片,建立剖分面片与尺度的对应关系,根据用户对剖分面片所在区域的兴趣度大小,表达不同详细程度的空间要素,实现基于用户兴趣的空间数据多尺度表达。实验表明,该方法能够满足用户由概略到详细、由重要到次要的空间认知需求,同时能够获得较好的多尺度表达效果。