基于开源软件的GIS教学研究

对开源GIS软件用于GIS基础理论和开发实践教学的必要性和可行性进行论证,从功能、开发应用环境和成熟度等方面提出不同知识点GIS理论教学对开源GIS软件选择方法,设计一个基于开源MapServer软件的WebGIS教学案例.结果表明,开源GIS软件用于GIS教学能够加强学生对知识的全面了解,取得了预期的效果.     

跨平台开源桌面GIS软件的设计与实现

GIS软件开源可有效促进GIS软件技术的发展,这也是GIS技术发展的趋势之一。目前,国内还没有跨平台的专业桌面GIS开源软件。本文研究并实现了跨平台的开源桌面GIS软件-SuperMap iDesktop Cross,采用C++语言实现了GIS功能内核,同时基于OSGi框架,采用Java语言实现了用户界面开发。该软件具备数据管理、数据处理、三维可视化、空间分析等GIS功能,同时提供应用程序编程接口（API）,支持定制开发。这将使专业桌面GIS软件广泛应用于包括Linux在内的更广泛的操作系统,使更多的人参与到GIS软件技术的发展中来,共同推动国产GIS软件技术的发展。     

结合ArcGIS技术改进南方CASS功能

目前,大部分测绘单位的地形图制图软件都采用南方CASS软件,但其功能上存在一些不足,而Arc GIS软件的某些功能恰好可以弥补。同时,借助于Arc GIS COM组件技术开发Auto CAD功能插件,以完成Arc GIS与CASS软件的功能整合。     

国内外GIS软件的空间分析功能比较

通过分析空间分析与空间数据的关系,详细比较了国内外GIS软件的空间分析功能,介绍了国内外成熟的GIS软件在空间分析功能上的优势,对空间分析的发展进行了展望.     

必须应用软件工程的方法开发GIS软件

简要介绍了GIS的软件功能.指出在软件设计中没有采用先进的软件工程方法给我国的GIS软件开发造成了严重后果.在分析原因的基础上提出解决建议并强调必须应用软件工程的方法开发GIS软件.     

空间数据库批量投影系统的设计与实现

空间数据库投影系统将数据库管理与GIS技术相结合,集成了空间数据投影操作所需要的所有相关功能,不但大大简化了原有GIS软件在空间数据投影功能上的繁琐操作,还将原本需要人工输入的过程优化设计为系统自动读取,并改进了原始GIS软件一次操作只能完成一个数据文件投影的缺陷,开发实现了批量投影的功能。     

GIS软件的设计与在VC++上的实现

随着我国信息化建设的加快,对GIS软件的需求也越来越大,然而GIS软件和系统还是作为一个整体而存在,用户购买功能完备的GIS软件,似乎对GIS软件资源有些浪费,因此,针对本部门需要开发自己的GIS软件是十分必要的。根据信息技术原理和GIS软件本身的特点,运用地理信息系统软件工程原理,采用面向对象技术和数据库技术,设计了一套GIS软件,并在Microsoft Visual C^ 6．0的平台上实现了该软件的放大、缩小、平移、图层管理、制作简单的专题地图等基本功能以及其他相关操作。     

必须应用软件工程的方法开发GIS软件

简要介绍了GIS的软件功能，指出在软件设计中没有采用先进的软件工程方法给我国的GIS软件开发赞成了严重后果，在分析原因的基础上提出了解决建议并强调必须应用软件工程的方法开发GIS软件。     

基于GIS的GPS滑坡监测系统的开发与应用

GPS为滑坡监测提供了一种有效的数据采集手段,而GIS的强大的空间分析和空间数据库功能决定了GIS非常适合于解决滑坡监测研究领域中的许多问题。本文主要研究采用GIS技术管理GPS监测数据的模式,创新性的将GPS与GIS集成应用在滑坡监测领域,主要介绍了作者自行开发的基于GPS/GIS集成的滑坡外观监测系统软件——LEMS的框架结构,以及组成软件的五个子系统的功能与特点,并结合具体实例介绍了软件的使用方法。     

小型GIS矢量图形系统的开发与应用探讨——以ForMap为例

建立具有自主产权的GIS矢量图形系统,为GIS应用提供制图平台。采用GIS、面向对象及数据库等技术,基于VC++6.0开发平台,进行底层开发。提出了一种小型GIS矢量图形系统——ForM ap的设计方案;并就该小型GIS矢量图形系统的实现,探讨了其中相关的核心技术问题。采用GIS底层开发方式,在开发的初期,开发出具有简单图形编辑功能,而有友好的与第三方GIS软件数据接口功能的初期软件,在后期的各种应用中不断完善其编辑功能,这种方案是可行的,且其已在生产中得到了初步的应用。     

滑坡蠕变与遥感影像上植被异常关系

以滑坡蠕变阶段坡体的蠕变会引起环境条件的改变，进而影响植被生长状况的野外考察客观现实为依据，提出一种间接监测滑坡变化的新方法。利用高分辨率光学遥感技术，对滑坡蠕变阶段遥感影像上坡体上覆植被的异常特征进行判识，建立遥感影像上植被异常与滑坡蠕变的关系，反映滑坡的演化过程，弥补GPS技术、InSAR技术及部分地面监测手段在地势高、地形陡峭、植被茂盛等条件下监测工作的不足，为后续的滑坡预测研究提供帮助。以植被覆盖度较高的新磨村山体高位滑坡为例，首先，对研究区域进行分区；其次，计算各分区的植被覆盖度；最后，利用植被覆盖度分析遥感影像上的植被异常与滑坡蠕变的关系，并根据滑后遥感影像和实地考察情况进行验证。结果显示，2014年—2016年，滑坡的主要物源区、变形体上方细长局部崩滑区和泉眼及冲沟周边的植被覆盖度出现明显的下降，即随着滑坡发生时间的临近，植被受滑坡蠕变的影响变大，植被生长状况变差；而且随着距裸地等滑坡风险较大区域的距离增大，植被受滑坡蠕变的影响变小，植被生长状况变好。这表明，植被异常与滑坡蠕变存在明显的时空相关性，体现了滑坡蠕变阶段遥感影像上植被异常与滑坡蠕变的内在联系，反映了滑坡逐步失稳的演化过程，为进一步预测滑坡的发生提供依据。     

基于GIS的盆地古构造重建方法研究

将GIS技术引入含油气盆地研究中，阐述了盆地古构造重建的数学建模方法，并将该方法与GIS集成，扩展了GIS的空间分析功能，建立了基于GIS的盆地古构造重建模型，实现了盆地古构造重建的数据输入、管理、分析、处理和可视化表达的一体化。     

Contribution of multispectral (optical and radar) satellite images to the classification of agricultural surfaces

The monitoring of different crops (cultivated plots) and types of surface (bare soils, etc.) is a crucial economic and environmental issue for the management of resources and human activity. In this context, the objective of this study is to evaluate the contribution of multispectral satellite imagery (optical and radar) to land use and land cover classification.Object-oriented supervised classifications, based on a Random Forest algorithm, and majority zoning post-processing are used. This study emerges from the experiment on multi-sensor crop monitoring (MCM'10, Baup et al., 2012) conducted in 2010 on a mixed farming area in the southwest of France, near Toulouse. This experiment enabled the regular and quasi-synchronous collection of multi-sensor satellite data and in situ observations, which are used in this study. 211 plots with contrasting characteristics (different slopes, soil types, aspects, farming practices, shapes and surface areas) were monitored to represent the variability of the study area. They can be grouped into four classes of land cover: 39 grassland areas, 100 plots of wheat, 13 plots of barley, 20 plots of rapeseed, and 2 classes of bare soil: 23 plots of small roughness and 16 plots of medium roughness. Satellite radar images in the X-, C- and L-bands (HH polarization) were acquired between 14 and 18 April 2010. Optical images delivered by Formosat-2 and corresponding field data were acquired on 14 April 2010.The results show that combining images acquired in the L-band (Alos) and the optical range (Formosat-2) improves the classification performance (overall accuracy = 0.85, kappa = 0.81) compared to the use of radar or optical data alone. The results obtained for the various types of land cover show performance levels and confusions related to the phenological stage of the species studied, with the geometry of the cover, the roughness states of the surfaces, etc. Performance is also related to the wavelength and penetration depth of the signal providing the images. Thus, the results show that the quality of the classification often increases with increasing wavelength of the images used.     

GridGNSS--网格化全球卫星导航系统

计算机网络技术的发展已经使全球的信息资源实现网络互联和页面浏览,新一代的基于IPv6的IP地址方案的实施,将可以满足全球几乎任意的资源连接互联网的需要。随着移动通讯技术的发展,移动互联网和移动IP技术可以使移动用户通过网络实现全球资源的互联和访问。因此,对于通过全球卫星定位系统进行移动目标定位的用户,可以通过移动网络的方式实现传统的数据传输和通讯。随着新一代互联网络的的发展,WebService成为全球信息发布的最主要的平台,基于WebService的GNSS综合信息发布可以实现全球GNSS资源和信息的访问,计算机网格的出现为全球GNSS计算提供技术支持,本文基于网格技术,提出了GNSS网格和GridGNSS的概念,对GridGNSS的功能和研究内容进行了详细分析,并对GridGNSS的实现过程和应用进行了阐述。     

光学遥感影像道路提取的方法综述

道路信息在多个应用领域中发挥着基础性的作用。光学遥感影像能够以较高的空间分辨率对目标地物进行精细化解译，可大幅增强地物目标的提取能力。充分利用光学遥感影像丰富的几何纹理信息，进行道路的精确提取，已成为当前遥感学界研究的热点与前沿问题。鉴于此，本文依据近年来大量相关文献，对现有的理论与方法进行了归类与总结，通过分析不同方法采用的道路特征组合，将道路提取方法划分为模板匹配、知识驱动、面向对象和深度学习4类方法，简要介绍了道路提取普适性的评价指标并对部分方法进行了分析与评价；最后对现有光学遥感影像道路提取的发展提出了建议和展望。     

A dual quaternion-based,closed-form pairwise registration algorithm for point clouds

The representation of similarity transformation in three-dimensional (3D) space, especially of orientation, is a crucial issue in navigation, geodesy, photogrammetry, robot arm manipulation, etc. Considering the large amount of computer resources required by iterative algorithms designed for spatial similarity transformation, the high dependence on initial values of unknown parameters, and the instability of solving transformation parameters for large-angle registration, a closed-form solution for pairwise light detection and ranging (LiDAR) point cloud registration is proposed. In this solution, dual-number quaternions are used to represent the 3D rotation. The relationship between the rotation matrix-based representation of similarity transformation and the dual quaternion-based representation is described first. Considering that the same features from two neighboring stations coincide after pairwise registration, a dual quaternion-based error norm, which is associated with the sum of the position errors, is constructed. Based on theory of least squares and by extreme value analysis of the error norm, detailed derivations of the model and the main formulas are obtained. Once the similarities between the same features from the two neighboring LiDAR stations are constructed, the rotation matrix, the scale parameter, and the translation vector are simultaneously derived. Two experiments are conducted to verify the feasibility and effectiveness of the proposed algorithm. The proposed algorithm has the advantages of simplicity and ease of implementation, making it better than the traditional methods that use matrices to describe spatial rotation. Moreover, it solves the transformation parameters without the initial estimates of unknown parameters, making it better than iterative algorithms. Most importantly, in contrast to unit quaternion-based algorithms, the proposed algorithm solves seven unknown parameters simultaneously. Therefore, it effectively avoids the accumulation of introduced error in calculation and the negative impact from the inappropriate choice of initial values.     

基于WebGL的三维智慧管网系统的设计与实现

随着城市面貌日新月异,地下管网的建设也在持续推进,作为城市的地下“神经网络”,全天24 h保障城市的正常运转和发展。本文以实现城市管网管理系统的高可用、无插件、智能化为目标,采用“地上地下一体”“二三维一体”的设计理念,研究基于WebGL的三维智慧管网系统的关键技术,实现了管线设施管理的信息数字化、空间化与图形化。     

利用主成分分析法及地理加权回归模型分析AOD数据

针对采用地理加权回归模型（GWR）进行预测时输入变量较多导致计算复杂度高,而输入变量较少引起预测精度降低这一问题,提出了一种基于主成分分析的地理加权回归方法（PCA-GWR）。首先,该方法检验了气溶胶光学厚度（AOD）影响因素之间的共线性;然后,通过非线性主成分分析法（NLPCA）对影响AOD值的若干相关变量进行处理,既消除了相关变量彼此之间的多重共线性,又可以起到降维的作用;最后,利用非线性主成分分析得到较少的几个综合指标,通过地理加权回归模型对AOD值进行分析预测。为验证该方法的有效性,采用京津冀地区的AOD、高程、风速、气温、湿度、气压、坡度、坡向数据,利用Pearson相关系数法选取与AOD浓度具有较高相关性的影响因素作为常规的GWR模型的输入变量,在变量个数相同的前提下,与本文方法进行对比。研究结果表明：应用非线性主成分分析法对相关变量进行预处理后,有效地解决了变量之间的共线性,保留了原始影响因素主要信息,提高了运算效率,且该方法所得的MAE、RMSE、AIC及其拟合优度R²均优于常规的GWR模型。     

中国空间辐射测量基准技术

为确保数据的定量化应用，国际航天遥感大国始终围绕定标技术开展研究，定标精度不断提高。在经历数十年发展之后，受传统的遥感载荷定标系统设计以及地面辐射校正技术理论极限的制约，目前遥感卫星辐射定标停留在太阳反射谱段2%，红外谱段0.2 K的不确定性水平，其精度难以继续提高。进入21世纪，气候变化问题成为全球关注的热点，全球气候变化研究对遥感卫星辐射测量精度提出了前所未有的要求。ASIC³（Achieving Satellite Instrument Calibration for Climate Change）报告指出，为了有效检测全球气候变化信号，准确预测气候变化，遥感卫星观测必须长期保持在太阳反射谱段0.3%、红外谱段0.1 K，太阳总辐射0.01%的不确定性水平。为了迎接这一挑战，欧洲和美国相继提出了CLARREO计划和TRUTHS计划，试图通过发射具有超高辐射测量精度的基准卫星，在监测气候变化信号的同时，标定其他遥感卫星，提升全球遥感卫星整体定标精度。同期，中国也提出了空间辐射测量基准技术的概念，并在“十二五”和“十三五”，通过国家高技术研究发展计划和国家重点研发计划持续支持星上相变固定点黑体、空间低温辐射计等尖端技术的研发，进而逐渐形成发射空间辐射测量基准卫星的路线图。从目前发展态势上看，中国有可能成为第一个建立空间辐射测量基准的国家，率先实现卫星平台辐射观测直接向国际单位（SI）的溯源。     

集成地理探测器与随机森林模型的城市人口分布格网模拟

精细尺度的城市人口分布信息是城市资源配置和综合管理的重要依据。本文以广州市越秀区、荔湾区、天河区、海珠区、白云区及黄埔区作为研究区域，基于人口统计、夜间灯光、兴趣点及土地利用等多源数据，利用地理探测器识别人口分布的影响因子，运用随机森林模型开展人口分布空间格网模拟研究。研究结果表明，与传统的相关分析相比，地理探测器能够更为准确地识别人口空间分布的重要影响因子。基于随机森林模型的人口分布格网模拟结果与街道（镇）实际人口的相关系数为0.774，平均相对误差约为30%。相比基于线性回归模型的模拟结果，随机森林模型的精度有明显提高。