移动VR洪水灾害场景构建优化与交互方法

当前洪水灾害场景三维可视化存在沉浸感差、移动性不足等问题。本文将移动虚拟现实（virtual reality,VR）与洪水灾害场景三维可视化相结合,提出了移动VR洪水灾害场景构建优化与交互方法。该方法首先提出了一种免插件B/S架构下的移动VR场景构建方案,然后从多样化场景数据组织、场景数据量优化控制及自适应调度对移动VR场景构建进行了优化,最后设计了基于凝视的洪水灾害场景漫游探索、信息交互查询等交互分析模式。通过构建试验平台并选择案例进行试验,证明本文方法能够有效支持在智能手机上进行洪水灾害场景流畅地沉浸式展示与交互探索分析。     

SuperMap GIS在保险行业的应用研究

地理信息系统在车险、财险等保险业务中起着至关重要的作用,事发地定位、故障救援、查勘调度、事故处理、车辆修理、定损理赔都离不开GIS在诸多保险业务中的辅助决策。GIS在保险行业的应用可基于"一张图"的区域信息资源管理与应用模式将基础地理信息、灾害信息等外部数据和承保理赔等业务数据在空间上进行有效整合与集成,从客户、标的、时间、空间、灾害指标等多个维度单独或者联合给出灾害风险情况,提供风险数据应用服务和可视化决策分析支持。     

中国灾害遥感研究进展

随着灾害系统理论的深化和遥感技术的快速发展,中国灾害遥感研究与应用服务取得了丰硕成果。本文以灾害系统理论为基础,从"天—空—地—现场"一体化灾害立体监测体系、灾害要素分类体系、灾害遥感服务体系和标准规范建设等方面,总结了灾害遥感理论研究进展。分析了洪涝、干旱、地震、地质灾害等主要灾害遥感监测评估方法,并对应用研究热点和存在的问题进行了讨论。分3个阶段阐述了中国灾害遥感系统的发展历程,基于业务应用需求介绍了灾害遥感业务系统的体系架构。按照灾害遥感日常监测业务、应急监测业务和特别重大自然灾害损失评估等3个方面介绍了业务应用模式,并从时效性、评估精度和业务流程等方面对业务应用进展水平进行了评述。分析了当前灾害遥感研究与应用工作面临的机遇与挑战,对今后发展提出了加强灾害遥感应用机理研究、加快防灾减灾空间基础设施建设、加强灾害监测评估方法研究、提升综合减灾空间信息服务能力和加强软环境建设等对策建议。     

面向灾害管理的自发地理信息研究及应用

针对目前自发地理信息(VGI)应用于灾害管理的巨大潜力和需求,该文系统地介绍了VGI应用于灾害管理中所面临的机遇及数据可用性、数据质量、数据管理和法律议题等方面的挑战;在此基础上,针对VGI数据质量问题,结合我国灾害管理实际情况,提出了3种提高VGI数据质量的方法,即VGI数据贡献者分类与权限设计、政府引导下的灾害管理VGI数据采集框架以及VGI数据质量评估体系;最后,以开发的地震灾情信息管理原型系统为例,讨论VGI应用于灾害管理中的数据采集框架、数据模型等关键技术问题,具有一定的推广和应用价值。     

InSAR技术在滑坡灾害中的应用研究进展

InSAR技术作为重要的对地观测技术之一,已在城市、矿山、地质灾害等地表形变监测领域得到广泛应用与探索,特别是在滑坡灾害形变监测中具有很强的实用性。为全面、准确及深入认识和梳理InSAR技术在滑坡灾害应用中的前沿科学问题、局限性、面临挑战及未来发展趋势,以期更好地服务于滑坡灾害的防治与监测。以InSAR技术滑坡灾害应用研究为主要脉络,系统阐述其研究进展:(1)以滑坡监测中应用的主要InSAR方法概述为切入点,系统梳理了各类主要方法的适用范围、优缺点及内在联系;(2)基于早期识别探测、不同量级形变监测、活动模式与三维信息获取、形变与诱因耦合4个视角,深入探析InSAR技术在滑坡应用中的最新进展、趋势及目前应用中存在的关键问题与挑战;(3)针对InSAR技术系统的局限性、滑坡灾害的特点,剖析了InSAR滑坡监测中存在的几何畸变、密集植被覆盖、大气干扰、三维形变信息获取、精度评定、滑坡形变的复杂性和非线性等问题,并对相应问题的解决提供了可行性的方案与建议措施;(4)基于InSAR滑坡行业体系构建的视角,结合人工智能(AI)、机器学习、无人机遥感及地学领域地震台网等其他观测技术,从数据处理、与其他新型技术融合对未来InSAR在滑坡应用研究进行总结和展望。     

多尺度泥石流灾害Web数据模拟与三维可视化

由于缺乏相应的多尺度表达与索引机制,灾害模拟数据的三维动态可视化存在难以实时进行、渲染效果差、模式单一等问题。鉴于此,将泥石流灾害模拟数据与虚拟地形环境相结合,重点研究了泥石流灾害模拟数据实时在线发布与多尺度三维动态可视化方法。设计了网络服务总体框架体系,并重点探讨了多尺度数据组织、索引、动态表达等关键技术;选取案例区域研发原型系统,并开展了分析实验。结果表明,该方法能满足泥石流灾害在线实时三维动态可视化要求,也可根据用户对精度和流畅性的偏好与需求,选择相应尺度进行可视化表达。     

基于GIS的城市内涝灾害分析模型研究

根据气象、水文、水利等专业知识,利用GIS的空间分析技术,结合城市地理数据库和数学计算模型及城市暴雨强度经验公式,建立城市内涝灾害分析模型。该模型是城市内涝积水计算和模拟的基础,能够根据城市降雨分布情况,模拟和预测城市的内涝灾害有关特征数据,如内涝积水的空间分布、深度分布、淹没面积和淹没时间等,模拟结果可为防灾减灾部门制定防灾减灾措施提供依据。     

空间语义约束的泥石流灾害VR场景融合建模及交互方法

基于虚拟现实(virtual reality, VR)技术构建泥石流灾害虚拟场景能够为灾害交互查询分析提供一种新方法。但现有的关于灾害场景可视化研究存在VR场景建模效率低下、交互模式单一和查询分析薄弱等问题,因此,提出了一种空间语义约束的泥石流灾害VR场景融合建模及交互方法,重点探讨了场景动态融合建模方法,利用符号增强表达和射线焦点获取技术设计了多种场景交互模式。并构建了原型系统,选择案例区域开展了试验分析。试验结果证明,利用所提出的方法能够实现泥石流VR场景的快速构建,并能够满足用户对灾害场景沉浸式感知以及灾情信息查询分析等需求。     

移动增强现实可视化下灾害场景加载的优化方法

地理信息可视化分析是灾害研究的重要手段,而移动增强现实(mobile augmented reality,MAR)为可视化注入了新的活力。灾害MAR可视化通常会涉及到多源数据的处理,这对移动设备的性能提出了挑战。为实现灾害移动增强可视化场景的流畅稳定加载,提出了一种基于流的场景加载优化方法。该方法利用多细节层次模型(level of detail,LOD)构建基础场景,拆分压缩后存储于服务器。客户端按照需要向服务器请求数据,然后依据传输策略控制数据的调度,并采用缓存机制缓解加载时的计算压力。同时搭建了一个原型系统用于测试方法的性能。实验结果表明,提出的优化方法可以实现灾害MAR可视化场景的快速加载,突破了Microsoft HoloLens设备的数据量限制,并在不同数据量的情况下表现稳定。     

面向大规模滑坡灾害模拟的地形建模与三维可视化

针对大规模滑坡灾害模拟时滑坡模拟计算和大规模地形渲染导致内存消耗大、难以实现大规模滑坡地形数据渲染的问题,提出了一种四叉树多分辨率地形渲染方法。考虑到大规模滑坡地形数据的海量性,分层分块组织地形数据,构建地形块线性四叉树索引;并结合提出的地形节点查找方法动态查找和调度地形数据,建立节点细分评价体系和地形接边算法,提出了四叉树多分辨率地形渲染优化算法。实验结果表明,利用所提出的大规模滑坡地形渲染算法,合理调度三维场景数据,满足了大规模滑坡地形数据渲染要求,也实现了大规模地形高保真度表达,为大规模滑坡模拟奠定基础。     

面向对象灾害遥感判读知识库设计与实现

灾害遥感研究与应用中积累的判读知识是灾害应急中灾情信息快速、准确提取的重要依据,为了重复利用专家所掌握的不可多得的判读知识,需要通过知识库将其存储管理起来,以实现共享和利用。本文采用面向对象和模糊加权产生式规则的知识表达方法,研制了灾害遥感判读知识库,实现了知识获取、管理与推理,为判读人员提供了学习灾害判读知识和灾害应急应用的平台,对自动化和智能化的灾害遥感信息提取研究将起到推动作用。     

灾害系统中GIS空间分析的应用研究

讨论了一种地理信息系统空间分析算法——最短路径分析,然后利用最短路径结果,采用表上作业法将灾害救援物资进行优化,给出最优调运方案。     

基于三维空间的电力设施灾害数据挖掘

近年来,随着电子、计算机等技术的飞速发展,三维GIS的应用渐趋成熟,以往设想中的许多应用逐渐成为了现实。比如城市应急反应、虚拟旅游、智能交通、城市规划与设计等领域中,三维GIS都有广泛成熟的应用。尤其是在电力行业的应用中,三维技术除了能更好地展现三维场景、电力模型等,还能够和灾害模型相结合,进行电力设施灾害结果预测等。本文提出的基于三维空间的灾害数据挖掘方法,涉及灾害分布空间分析和空间数据挖掘的方法,是一种在三维地理信息技术下灾害分布情况对于电力设施影响程度的数据挖掘方法。     

CHARTER机制下减灾卫星调度系统设计与实现

针对空间与重大灾害国际宪章(CHARTER)的宗旨和运行机制设计开发了减灾卫星(主要为地球遥感卫星)调度系统。首先介绍了CHARTER机制的意义和工作流程,分析了当前减灾卫星调度所面临的问题,在此基础上给出了系统的总体设计和各子模块的功能,重点阐述了时间窗口计算模块,提出区域目标的动态分解算法。借助基于规则的动态启发式算法生成卫星任务规划方案,提出三项指标对方案进行评价。     

局部空间自相关统计洪水灾害影像分析

针对洪水灾害分析在速度、准确性和及时性等方面的需求,该文在研究空间自相关分析的基础上,提出了一种基于局部自相关统计的洪水灾害影像分析方法。首先,对影像进行掩膜处理,去除云层干扰;其次,采用局部空间统计的方法对影像进行统计分析;然后,通过密度分割的方法提取水体,将影像分为水体和陆地两类;最后,将3幅影像分类的结果进行空间叠加分析,分析洪水灾害影响情况。以2013年嫩江流域3个时期的影像为实验数据,设计了仿真实验。实验结果表明,该方法可以较准确地对大面积洪水影响区域进行分析。     

洪水灾害模拟及评估

针对洪水灾害评估的特点,将GIS技术与RS技术相结合,根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影像数据,运用GIS的空间分析功能来预测、模拟显示红水河流域洪水淹没场景,并结合该流域水文站降雨量数据和各乡镇人口密度数据以及其他辅助数据进行洪水灾害评估。     

基于夜间灯光数据的人口空间分布研究综述

人口空间分布信息是地理学科、资源学科和社会学科等研究中的基础信息,在城市规划和应急救援等实际应用中具有十分重要的意义。利用自然地理和社会经济等多种辅助数据,可以很好地模拟人口分布情况。夜间灯光数据综合反映着人口分布活动情况,与传统遥感数据相比,具有数据获取方便、数据量小、覆盖范围广和数据更新快等优点。随着美国军事气象卫星计划搭载的线性扫描业务系统(defense meteorolgical satellite program-operational linescan system,DMSP-OLS)、美国国家极地轨道卫星搭载的新一代可见光及近红外辐射仪(national polar orbiting partnership-visible infrared imaging radiometer suite,NPP-VIIRS)及其他平台的发展,连续获取夜间灯光数据成为可能,基于这类数据的人口空间分布研究受到学者的重视,在区域尺度的人口估算和格网尺度的人口分布模拟方面取得了丰富的研究成果。但其中也存在着数据、尺度、模型方法及精度验证等方面的问题。因此,在详细阐述了夜间灯光数据特征及获取平台的基础上,对已有基于夜间灯光数据的人口空间分布研究方法及模型进行了对比总结,分析了研究中存在的各种问题及现有解决方法,并对未来的重点发展方向进行了探讨。     

区域群发性滑坡灾害概率预报系统

根据覆盖浙江全部陆地区域数年降雨量数据,在同时期内有明确日期、位置记录的609处滑坡(泥石流)灾害数据,通过对地质、土壤、土地利用类型、人文等资料的综合分析,研制了集GIS与ANN于一体的区域群发性滑坡灾害概率预报系统(LAPS)。该系统可以通过宽带网络与气象、水文观测等有关部门相连接,在雨季根据雨量观测站的实时观测数据和降雨预报,对全省区域范围内滑坡灾害发生概率进行快速评价,实现对灾害发生的空间范围、强度及其分布概率的实时预警预报,具有维护方便、操作简单、可视化强等特点,可以作为其它滑坡易发地区的预报系统原型。     

建立预警系统 应对气象灾害

我国第一份应对气候变化的政策性文件——《中国应对气候变化国家方案》已出台两个多月。近日,中国气象局贯彻落实《中国应对气候变化国家方案》的行动计划正式启动。据悉,近期我国因极端天气气候的增加,而引发的气象灾害增多是该行动计划启动的主要原因。     

突发灾害监控与决策系统的设计与实现

现代社会,面对高危或人类无法到达的区域,如森林火场现场视查、地震灾情查看、城市等狭窄地段的高楼消防救灾、核辐射现场勘察检测等,基于无人机的无线通信系统,由于体积小和机动灵活,通过信息传感采集、视频现场捕捉,能安全、有效地获取现场灾情情况信息。然后数据通过中继传到后台,存入后台数据库。利用采集到的现场信息与ArcGIS Server发布的GIS相关服务,通过ArcGIS API for Flex对数据进行快速分析处理,使采集信息可视化,同时进行突发灾害模拟预测,准确定位事发地点,评价灾害影响范围,查找救援最短路径等。本文设计并实现了基于无人机突发灾害监控与决策系统,同时重点介绍系统的设计、组网的关键技术、视频压缩、基于GIS的数据处理与分析以及系统实现的功能。