基于夜间灯光数据的河南省城市扩张及驱动力研究

以河南省为研究区,利用2000—2018年夜间灯光数据、NDVI数据和VANUI数据提取城市建成区.在建成区面积和灯光强度两个方面的变化进行论述,利用景观指数对河南省城市景观进行定量分析,采用主成分分析法对河南省建成区扩张驱动力进行分析.结果表明,河南省建成区面积从1937 km2增加到5155 km2;灯光强度从75...     

基于多源数据与随机森林方法的城市建成区提取——以郑州市为例

基于夜间灯光数据的阈值分割法在城镇建成区提取研究中被广泛应用,但由于夜间灯光数据分辨率低、灯光溢出和阈值分割法无法顾及区域差异等问题,一定程度上影响了该方法的提取精度。以郑州市为例,以LJ1-01与NPP/VIIRS两种夜间灯光影像为主要数据源,结合Landsat8中分辨率遥感影像、网络城市兴趣点(POI)及路网数据,利用随机森林分类方法对郑州市2018年建成区进行提取,参考土地利用数据,对RF分类法与NTL、VANUI、BANUI、PANUI、RANUI指数等阈值法进行对比实验和精度评价,评估基于多源数据的随机森林分类方法在城市建成区提取中的优势。实验表明,RF比阈值法提取的建成区更接近真实建成区且提取精度更高,具有更好适用性;LJ1-01数据提取的效果和精度总体优于NPP/VIIRS数据;在采用RF分类时,各类特征的重要性在不同夜光数据源中表现差异较大。     

利用夜间灯光POI的城市建成区提取精度研究——以珞珈一号01星和NPP/VIIRS夜间灯光影像为例

近年来,夜间灯光影像被广泛应用于城市建成区提取,但由于数据分辨率低以及灯光溢出效应的影响,提取的建成区结果精度有待提高。基于中国珞珈一号01星(Luojia 1-01)和美国国家极地轨道伙伴卫星搭载的可见光红外成像辐射仪(national polar-orbiting partnership.s visible infrared imaging radiometer suite,NPP/VIIRS)提供的两种夜间灯光影像,提出了夜间灯光兴趣点(nighttime lightpoint of interest,NTLPOI)综合指数,首先利用阈值法实现了NTLPOI综合指数处理前后的建成区提取,然后与参考建成区进行对比分析。结果表明,NTLPOI综合指数在反映建成区整体形态的同时,也保留了其边界等细节信息;景观格局指数表明,建成区提取结果有更好的连通度和复杂度;查准率、查全率和F1分数证明NTLPOI综合指数有效提高了建成区的提取精度,Luojia 1-01结果提升了约5%,NPP/VIIRS结果提升了约3%,且在发展程度不一的主城区和非主城区均取得良好的效果。相较于NPP/VIIRS,Luojia 1-01融合POI后,能在保证高精度的同时,在建成区边界和细节信息方面表现更优,具有广阔的应用前景。     

基于DMSP-OLS和珞珈一号夜光遥感影像的粤港澳大湾区城市空间格局演变

夜光遥感影像数据可有效反映城市空间格局变化。本文基于1992—2012年的DSMP-OLS夜光遥感影像和2018年的珞珈一号遥感影像,利用分层阈值法提取粤港澳大湾区内各城市建成区;通过计算平均灯光强度、平均灯光增长速率、城市建成区面积、城市建成区增长速率、城市重心、城市重心偏移距离等一系列指数,揭示区内各城市的空间格局演变过程。研究结果表明:①1992—2018年,粤港澳大湾区的城市规模大幅增长,沿珠江口两侧形成了以澳门、广州、深圳和香港为核心的倒“U”形城市群,并呈辐射状向周边扩张。②以珠江口为界,粤港澳大湾区东部各个城市的发展水平整体高于西部各个城市,广州、深圳、香港等核心城市发展水平明显高于江门、肇庆、惠州等外围城市。③1992—2018年,粤港澳大湾区建成区的增长速率由小变大,最后逐渐趋于稳定,2002—2007年是城市扩张最迅猛时期。④1992—2018年,粤港澳大湾区的各城市重心迁移方式表现为3种类型:持续向区域中心迁移;持续向相邻城市邻接区迁移;持续向海洋方向迁移。大部分城市的重心迁移方向呈“震荡”特征。     

广州市建成区空间扩张与驱动因子研究

利用Landsat与DMSP/OLS相结合的建成区提取方法分析了1993-2010年广州市建成区扩张的时空特点及其驱动因子。首先采用突变检测法提取DMSP/OLS夜间灯光数据的建成区范围,并对利用SVM监督分类方法提取的Landsat影像建成区进行过滤,得到广州市城市建成区空间分布;再通过统计数据的相关性分析验证该方法的有效性;然后采用紧凑度、扩张速度、重心迁移等指标分析了广州市建成区扩张的时空特点;最后通过建成区面积与统计数据中经济参量的回归分析探讨了建成区扩张的驱动因子。     

基于随机森林模型的建成区提取分析

本文以Landsat8遥感影像与珞珈一号夜间灯光数据,构建了地表温度、VANUI、SAVI、主成分分析的前三个主成分以及相应的纹理特征。本文以这些特征分量使用随机森林模型对建成区进行了提取,与支持向量机分类进行了对比分析,并对多源数据组合与单一数据源进行了比较。结果表明:基于随机森林模型的多源数据组合在建成区提取中,能有效地区分各地物,将建成区提取出来,分类效果较好。     

基于夜间灯光影像的太原市城市扩张特征及驱动力分析

随着城市化进程的推进,城市建成区范围不断扩大,在此过程中也出现了诸多问题。为更好地了解城市发展规律,本文选取1992、1997、2002、2007、2012年5期的DMSP/OLS数据和2017、2019年2期的NPP-VIIRS两种夜间灯光影像作为数据源,采用统计数据比较法提取太原市建成区范围,通过对太原市建成区形态扩张指数的分析,得出城市扩张规律。研究结果表明:①太原市建成区从1992-2019年太原市建成区面积增长了249.73km²,扩大了2.7倍,且建成区增长的面积主要集中在太原市的东南部。②2002-2012年和2017-2019年进入加速型扩张模式,扩张的速度快;1992-2019年太原市重心偏移距离为5676.42m,平均偏移速度为202.73m/a,重心位置总体向东南方偏移。③太原城市扩张的驱动力主要是受经济发展因素、人口因素、交通因素和政策规划因素的影响。本文为太原城市规划和空间结构调整提供理论依据和数据支撑。     

基于多源遥感数据的南宁市建成区动态监测与驱动力分析

为了解南宁市建成区空间和时间的扩张特征,本研究选取美国国防气象卫星（DMSP）得到的DMSP/OLS和美国的“索米”国家极轨卫星伙伴卫星（Suomi NPP）得到的NPP-VIIRS两类夜间灯光遥感影像数据,以及Landsat系列遥感影像作为基础数据,提出了一种基于多源数据融合法结合统计数据比较法快速提取城市建成区的方法,基于该方法对2000—2020年南宁市建成区的面积扩张变化、面积重心变化、面积扩张速度和扩张强度变化进行了动态监测和驱动力分析。结果表明：(1)南宁城区扩张幅度明显,扩张速度呈增强趋势;(2)南宁市建成区形态以向外扩张、向内填充为主,空间紧凑程度不断下降,空间形态趋于稳定;(3)建成区重心由西北向东南转移,东南方向为南宁市建成区的主导发展方向;(4)人口增长和经济发展是城市建成区扩张的直接驱动力和根本驱动力,城市交通运输的发展对建成区扩张具有牵引力与指向性。     

乌鲁木齐建成区扩张及植被的演变特征

针对乌鲁木齐市建成区扩张及其内部生态环境发生变化的问题,该文选取1993年、2003年和2013年的DM_SP/OLS夜间灯光数据、2018年的NPP-VIIRS夜间灯光数据以及Landsat影像,利用二分法、归一化植被指数分析等方法,研究乌鲁木齐市建成区扩张及其植被状况的时空演变特征。结果表明:乌鲁木齐市建成区呈现"T"型扩张的同时也向北延伸,其扩张速度和动态度分别为40.28km~2/a、23.98%,均属于高速扩张类型。乌鲁木齐市建成区重心在1993—2003年向西转移了1 577.60m;2003—2013年向西北方向转移了2 584.54m;2013—2018年向东北方向转移了1 232.59m。建成区内的植被呈现先升高后急剧降低的趋势,由1993年的419.70下降到2018年的-18.20,且NDVI均值变化量为负值,说明该建成区内的植被状况在逐渐变差。     

基于NPP/VIIRS数据的重庆市城市空间发展变化分析

基于NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据,采用阈值法结合统计数据提取了城市建成区范围,并通过图斑综合与边界平滑等方法对城市建成区进行了筛选和边界优化.将NPP/VIIRS数据分别与POI核密度、不透水面产品进行耦合性分析发现,虽然NPP/VIIRS空间分布与POI核密度、不透水面具有一定重叠度,且变化趋势一致性较高,但整体相关性不高.选取扩展速率、扩展强度、紧凑度、分形维数、用地增长弹性系数和标准差椭圆等指标对城市空间结构和变化趋势等进行了定量研究.结果表明,重庆市2013-2019年城市扩张趋势明显,扩展速率和扩展强度呈年际波动趋势;城市以外部扩张为主,重心整体向东南方向偏移;紧凑度水平和不规则程度整体较低,且呈逐年降低的趋势;可能存在人口增长与用地比例失调的情况,但变化趋势逐渐变好.通过对城市空间格局变化的分析,以期能为未来城市建设布局提供一定参考.     

浅谈基于虚拟参考站(VRS)的RTK

随着测绘技术的不断进步,GPS实时动态定位技术(RTK)在测绘领域的应用日益广泛,而基于VRS(虚拟参考站Virtual Reference Station)技术的出现,更是为RTK测量提供了新的技术平台,给测量行业带来了革命性的变化。本文结合实例简要介绍了基于VRS的RTK在测绘领域的应用,阐述了其优越性和不足之处。     

基于 IERS 2003规范的固体潮对位移的影响研究

根据固体潮理论,利用IERS 2003规范,计算中国部分IGS站的固体潮位移改正,分别对加入和不加入固体潮位移改正,对测站坐标的影响进行计算和比较分析。结果表明,固体潮改正对测站坐标径向影响明显,其他方向不太明显。     

浅谈基于MapX的地图制图

MapInfo MapX是一个用来做地图化工作的OCX控件,它提供了一个最简单和最节约成本的方法,用来将地图化功能嵌入到新的和现有的应用中.MapX支持Windows环境下绝大多数标准的可视化开发环境,可以被快速集成到使用Visual Basic,Power-Builder,Delphi,Visual C++或其他面向对象的语言的客户端应用程序以及Lotus Script的Lotus Notes(v4.5)中.本论文介绍了利用快速开发工具MapX并结合Visual Basic应用程序来实现基于MapX的地图制图和空间分析,利用计算机对信息的快速处理,为使用者提供了一些必要的、有价值的参考,通过本软件可以使开发人员在他们熟悉的环境中更好地通过应用程序来访问地图数据. ws环境下绝大多数标准的可视化开发环境,可以被快速集成到使用Visual Basic,Power-Builder,Delphi,Visual C++或其他面向对象的语言的客户端应用程序以及Lotus Script的lotus Notes(v4.5)中.本论文介绍了利用快速开发工具MapX并结合Visual Basic应用程序来实现基于MapX的地图 图和空间分析,利用计算机对信息的快速处理,为使用者提供了一些必     

基于R-tree的多重近似索引研究

本文提出了一种新的索引方法——基于R-tree的多重近似索引,该索引结构既包含实体传统的外部近似也包含其内部近似。在检索时,粗过滤阶段测试实体内部和外部近似,如果内部近似测试为真值就不需要进行详查阶段的处理,从而减少访问磁盘I/O次数而提高检索效率。通过实验验证分析,该索引方法能极大地提高空间数据的检索效率。     

GIS支持下的景观图谱研究

地学信息图谱具有图形与谱系的双重特性,是显示和揭示地球系统各要素和现象时空变化规律的一种手段与方法.在GIS支持下,以宁夏固原县为例,利用其1990年和2000年两期土地利用类型图作为主要信息源,探讨景观图谱分析方法.     

LiDAR地物提取研究

介绍LiDAR技术的国内外发展情况,围绕LiDAR数据后处理软件的应用,详细论述了数据处理流程,特别针对LiDAR数据特点和处理技术难点提出笔者的看法.     

面向GISCloud的网络拓扑研究

GISCloud是建立在云计算基础上的GIS系统,能够高效地进行数据管理并为用户提供稳定可靠的GIS服务。GISCloud以海量的地理空间信息数据作为基础,通过云计算来进行海量数据的处理。针对GISCloud的数据存储和访问需要,提出了区域化网络拓扑结构:云由多个区域化后的子网构成,无网络中心;子网内采用区域子网中心节点来进行管理,并可进行扩展。区域化网络拓扑以GIS数据特征及其交换方式等为核心将分布式拓扑结构与集中式拓扑结构结合在一起,从而构建出高效稳定可靠的GISCloud基础网络。     

基于PDA环境的等值线自动绘制

等值线的绘制在自然科学领域上的应用十分广泛.本文介绍了一种在嵌入式终端PDA上绘制等值线的方法,该方法首先用逐点插入法生成Delaunay三角网,然后基于三角网追踪等值点,最后以MapX Mobile控件为图形平台,在Embedded Visual C 4.0环境下编程绘制等值线图,实现等值线图的放大、缩小、漫游、属性查询等GIS功能.继而以离散高程点为实验数据基于PDA环境绘制了等高线图,验证了上述方法的可行性.     

WebGIS平台地图设计教学探究

WebGIS平台相对于桌面GIS软件界面友好、操作简单,使地理空间数据的存取、管理、分析及制图输出更加容易.然而,很少有研究将现有的WebGIS平台整合到地图设计课程实践教学.从WebGIS技术、WebGIS平台、WebGIS教学3个维度进行基于WebGIS的地图制图能力分析,以期为未来基于开源WebGIS云平台的地图学实践教学提供建设性参考.     

地图印前计算机辅助设计软件系统研究与实践

介绍地图印前系统在我国产业部门应用概况及计算机图形辅助设计软件用于地图印前系统的三个共性问题。以计算机图形辅助设计软件MicroStation95为例,详细探讨该软件用于地图印前制作所涉及的技术要点。并以《南京市教育地图》为例,对用该软件进行彩色地图编制与出版的优点与局限性进行了探讨。