基于夜间灯光数据的武汉都市圈建成区空间扩展及其驱动因素研究

以往在基于夜间灯光数据的区域城市空间扩展研究中,多从城市建成区平面形态扩张的角度进行分析,较少考虑灯光亮度信息对城市扩张强度的表征作用.针对此问题,通过整合两类夜间灯光数据,充分利用灯光亮度信息分析都市圈中各城市的空间扩展差异,并结合统计年鉴数据构建重心转移的时空地理回归模型,探测武汉都市圈的空间扩展进程及其驱动因素.结果表明:①1992—2018年武汉都市圈建成区的空间扩展进程经历了1992—2009年、2009—2013年、2013—2018年3个阶段;②3个阶段各区县加权重心转移方向的变化表明,在武汉都市圈内,武汉市对其他区县的吸引特征增强,同时各区县间的局部吸引特征增强;③2013年后社会经济、人口资源对都市圈建成区空间扩展的影响强烈.     

基于夜光遥感的宁夏沿黄城市群时空演变

为分析宁夏沿黄城市群时空演变特征,基于1998—2018年5期DMSP/OLS及NPP/VIIRS夜间灯光数据,辅以相应年份的Landsat影像数据,采用较高分辨率数据比较法提取出20 a间研究区5个年份的城市建成区范围,从形态、规模、结构3个方面进行分析.结果表明:①宁夏沿黄城市群在1998—2018年间迅速扩展,其...     

基于多源夜间灯光数据的成渝地区近15年城市扩展监测

针对成渝地区双城经济圈建设前期对成渝地区城市扩展监测的需求,本文研究了利用多源夜间灯光数据进行城市扩展监测的方法,并优化了多源夜间灯光数据整合过程中拟合样本选取的方法.本文利用2004—2018年成渝地区多源夜间灯光数据进行示范应用,围绕夜间灯光总量、夜光标准差椭圆和首位度等指标,开展了成渝地区近15年城市扩展监测.研究结果表明:整合后的多源夜间灯光数据一致性明显上升,可提高宏观尺度上长时间序列的城市扩展监测的可靠性;近15年,成渝地区"成都-重庆"双核发展趋势增强,重心逐渐东移,建成区夜间灯光总增长率超过154％.     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的城市空间扩展研究综述

不同于传统的遥感探测器,DMSP/OLS可获取居民地、车流、渔船等夜间灯光信号,被广泛地应用于城市空间扩展研究中。目前,基于灯光数据的城市扩展研究很多,但缺乏对该领域研究进展的系统性分析与总结。基于此,分析比较现有研究实例,从阈值设定法提取城区和灯光数据城市监测两方面展开讨论,分析目前研究欠缺之处并探讨解决方案。同时,构建新型城市重心模型,进行实例分析,最后展望夜间灯光数据在城市空间扩展方面的研究趋势:1加强对数据本身处理方法的研究;2充分利用灯光强度信息;3构建新型指标反映城市扩展。     

基于夜光遥感的山东省城市时空格局演化分析

基于1993年、1998年、2003年、2008年、2013年由美国军事气象卫星计划/线性扫描系统(defense meteorological satellite program/operational linescan system,DMSP/OLS)获取的山东省夜间灯光数据,结合山东省社会经济统计数据,采用夜间灯光强度、城市扩张速度和区域发展指数,从夜光辐射遥感数据的视角分析了山东省二十年的城市时空分布规律和扩展模式.研究结果表明了夜光数据与城市区域发展指数的强相关性,揭示了山东省城市时空格局的演化过程.     

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.     

利用夜间灯光数据的城市群格局变化分析

针对传统的统计数据具有行政单元统计约束的缺点、DMSP/OLS夜间灯光数据存在分辨率低、像元辐射值饱和的问题,该文使用NPP/VIIRS夜间灯光数据、城区边界、列车时刻表、百度地图API等数据,通过空间统计、标准差椭圆、位序-规模分布、空间联系测度研究中国九大城市群2012与2017年的空间格局变化。结果表明:长三角、珠三角、京津冀城市群的灯光总量和平均灯光均位于前列;长三角、珠三角、成渝、哈长、关中平原城市群灯光变分散,京津冀、长江中游、中原、北部湾城市群灯光变集中,成渝城市群夜间灯光重心移动最大,向重庆方向移动;长江中游城市群接近捷夫分布,中原城市群为序列分布,其他城市群为首位分布;长三角、珠三角、京津冀城市群的总体联系强度最高,各城市群边缘中小城市与核心城市空间联系较弱。     

基于珞珈一号与DMSP/OLS数据的辽宁省城市空间扩张分析

基于珞珈一号和DMSP/OLS夜间灯光数据,提取辽宁省城市空间用地信息并监测分析了2003—2018年城市空间扩张特征。结果表明:1)利用辽宁省DMSP/OLS长时间序列夜间灯光数据提出了一种适合校正长时间序列DMSP/OLS数据的校正方法,提高了数据的连续性和可对比性;2)弥补了统计数据在空间属性的不足,消除了过去单纯依靠统计数据分析城市空间扩张的弊端,为其他省市分析城市扩张提供新的遥感监测分析方法;3)在2003—2018年间,辽宁省城市空间扩张存在城市空间扩张与南方省份相比发展比较缓慢及协调性欠佳等问题。     

基于多源遥感数据的城市热岛特征与机理研究

以长三角城市群为研究区,基于时序多源遥感数据,通过均值标准差法对城市热岛等级进行分类,研究长三角城市群城市热岛时空分异特征,同时从下垫面属性、人为活动和植被覆盖等角度探索其城市热岛形成机制,可为缓解城市热岛效应提供一定参考。研究结果表明,长三角城市群2013—2018年城市热岛现象明显且呈增强趋势,其城市热岛空间分布呈现“M”型空间分布,具有较强的时空分异;浙江省和江苏省大部分城市的城市热岛较强,而安徽省大部分城市的城市热岛分布范围较小。长三角城市群的城市热岛与建成区空间分布表现出一致性,其热岛效应的增强与建成区和郊区林地面积的增长有关;长三角城市群的城市热岛与夜间灯光分布和植被覆盖空间分布均呈现空间一致性,城市热岛与夜间灯光强度成正比关系,与植被覆盖呈反比关系。     

DMSP/OLS夜光数据的珠三角碳排放时空差异性分析

碳排放时空分布及其异质性是生态环境保护和气候变化监测研究的重要课题。本文针对珠三角城市群碳排放空间分布的精细分析,基于DMSP/OLS夜间灯光影像与土地利用数据,研究了2000年—2013年珠三角城市群碳排放时空差异性,揭示了不同地市不同用地类型的碳排放时空分布特征、碳排放增长趋势和强度趋势。结果表明：（1）2000年—2013年珠三角城市群碳排放总量一直处于增长阶段,但受2008年金融危机影响由高速增长转为缓慢增长阶段;（2）人均碳排放强度在2008年金融危机后增长速度减缓;（3）单位GDP碳排放强度在经历了2005年—2008年小幅增长阶段之后,整体呈现降低趋势;（4）地均碳排放强度方面,工矿用地的地均碳排放强度由2008年金融危机前的增长阶段过渡到危机后的降低阶段,而城镇用地的地均碳排放强度一直处于持续增长阶段。研究发现,珠三角城市群碳排放在2008年金融危机前后具有明显的时空差异性,城镇用地碳排放持续增长将成为碳减排的关键问题,本研究可为碳排放估算预测、节能减排及生态环境保护提供科学参考。     

基于3S技术的土地利用巡查系统研究

针对传统土地资源调查周期长、精度低、现势性差的问题,本文提出一种基于3S技术的土地利用巡查方法,并利用组件式GIS开发技术、空间数据拓扑分析技术、多源数据集成技术、软件系统集成技术等先进技术开发完成了土地利用巡查系统,并在东南大学和天津市北辰区进行了试验,基本满足实际应用需求,为土地利用巡查提供了一种新的方法,解决了传统土地资源巡查过程中的问题。     

BDS/GPS/GLONASS RTK定位算法研究

实现了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK定位算法,介绍了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK数学模型,解决了多模融合导航定位时空基准统一问题,并针对附加模糊度参数的卡尔曼滤波函数模型,提出了一种确定实时动态定位中卡尔曼滤波参数的方法。编制了BDS/GPS/GLONASS RTK定位程序,并对28 m超短基线及31 km短基线实测数据进行了解算。对比分析了BDS、GPS、GLONASS、BDS/GPS、BDS/GLONASS、GPS/GLONASS、BDS/GPS/GLONASS七种模式下的定位结果。     

INS/GNSS/ODO嵌入式系统的容错技术研究

车载低成本嵌入式组合导航系统的可靠性容易受到多种传感器故障和环境的影响,基于全球卫星导航系统(GNSS)状态的惯性导航系统(INS)/GNSS/里程计(ODO)抗差组合导航算法,提出了一种两级故障检测处理方法. 其中,第一级检测使用了基于解析冗余的残差卡方检验法,第二级检测使用了改进的双状态传播卡方检验算法. 利用自主研制的GN310低成本嵌入式系统采集路测数据. 结果表明:相对于传统算法,水平定位精度提升了39.7%;另外在半实物仿真下,水平定位误差保持在3 m以内,表明该容错方法能够有效地处理ODO、INS故障和GNSS软硬故障.      

GPS/BDS/GLONASS多系统组合定位分析

可见卫星数是评价导航系统定位性能的一个重要指标,也是系统可用性的基本要求。均方根差(亦称中误差)是观测精度的数据标准。本文通过实验分析了不同环境下的多系统组合的可见星数以及中误差,进而研究了多系统组合在不同环境中的可用性及定位精度。实验结果表明:在相同环境下,系统组合的可用性大幅提高,精度高于单GPS系统的精度,其中GPS/BDS/GLONASS三系统组合测量精度最高,GPS/BDS组合精度次之,GPS/GLONASS组合精度略低于GPS/BDS组合。     

基于GPS/GPRS/GIS的车辆监控系统

发挥GPRS分组交换技术具有高速、实时、网络覆盖范围广的特点，利用车栽GPS实时快速定位与GIS直观地对地理数据跟踪显示的优势，实现移动体与管理中心之间实时在线及信息互传的智能化远程监控、调度和管理。本文设计和介绍了基于GPS，GPRS，GIS技术集成的车辆定位与监控系统的主要技术路线。     

GPS/BDS/GLONASS双频RTK定位算法研究

针对GLONASS采用频分多址技术导致双差观测方程中双差模糊度失去整周特性的问题，提出了一种基于站间单差模糊度分别求解的方法，并结合附加模糊度参数的卡尔曼滤波模型，实现了GPS/BDS/GLONASS组合RTK定位。通过自编RTK程序对GPS、BDS与GLONASS双频实测短基线数据进行测试，并对比分析其他RTK模式下的稳定性与定位精度。结果表明，GLONASS单频和双频定位的模糊度固定率分别为99.8%、99.7%，其定位精度与BDS、GPS相差不大。在单频或双频RTK定位中，双系统、三系统组合定位的稳定性和定位精度明显高于单系统，其中三系统组合定位的稳定性最好，精度最高。随着频率增加，初始化时间明显减少，为实现单历元获得固定解提供了可能性。     

BDS-3/GPS/Galileo组合动态差分定位算法研究

为研究北斗三号系统新频点B1C、B2a的双频动态差分定位性能,该文提出一种基于B1C、B2a原始观测值的站间单差模糊度参数的求解方法和实时动态定位获得卡尔曼滤波参数的方法,从而实现北斗三号系统联合全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)的动态差分定位.对在北京房山地区采集的北斗卫星导航系统(BDS)...     

基于GIS/GPS/GPRS的物流车辆监控系统

论文介绍了目前物流车辆监控系统涉及到的主要技术,地理信息系统(GIS),全球定位系统(GPS)和通用无线分组业务(GPRS)。系统由GPS通讯服务系统、物流子系统、GIS子系统、综合监控系统4个子系统组成。文章对系统的原理和各个子系统的功能进行了详细的描述,并对GPS通讯服务程序的解析过程进行了分析,系统的使用和研究将加速GIS在物流和商业中的应用。     

GPS／INS组合导航系统的Matlab／Simulink仿真

首先系统研究了GPS／INS组合导航系统的仿真原理，然后以Matlab／Simulink为平台，在对GPS、INS进行单独仿真的基础上，对GPS／INS组合导航系统进行了实时的扩展Kalman滤波仿真试验，试验结果不仅证明组合导航具有较高的导航精度，而且为进一步研究组合导航系统开辟了一条比较实用的道路。