应用随机辐射传输模型反演云南松林分郁闭度

随机辐射传输模型可用于模拟水平分布不均一森林的辐射传输过程。本文以云南松林分为研究对象，提出一种应用随机辐射传输模型的郁闭度反演方法。该方法以随机辐射传输模型中参数与林分郁闭度的定量关系为基础，提出了针对云南松的冠型等效模型，构建了郁闭度和卫星反射率（GF-1和Landsat 8卫星影像）的查找表，并实施了反演。基于野外实测的30个样地进行了郁闭度数据验证，并和基于NDVI回归模型的反演方法进行对比。结果表明，反演结果能够较准确反映云南松林分郁闭状况（R²=0.8345，RMSE=0.0688），通过冠型修正能够降低反演误差，冠型等效模型是合理的。反演方法机理清晰且适用范围广，研究成果可为大面积森林郁闭度反演提供模型和方法支持。     

聚类分析在监测区域样地分类中的应用研究

为建立监测区域以遥感和GIS为基础的森林郁闭度及蓄积定量估测方程，需在监测区域抽取一定数量有代表性的样地。如何有效抽取有代表性的样地属多目标优化问题。若根据监测区域已知样地的数量，采用所有可能的组合方法，按一定优化标准进行抽样，计算工作量将非常庞大，实际工作中很难进行。为此需先对监测区域的样地进行分类，在分类的基础上选择一定数量有代表性的样地。因度量样地之间亲疏程度的统计量及类和类之间相似性测度指标有多种，因此对同一监测区域，不同的统计量及类和类之间相似性测度指标，将得到不同的分类结果。设置不同的影响郁闭度及蓄积估测的遥感和GIS因子，分类结果也会出现较大的差异。本文针对特定监测区域，采用计算机仿真方法，系统研究了不同影响因子对分类的影响规律，实际工作中应如何选择度量样地间亲疏程度的统计量及类和类之间相似性测度指标，所得结果可用于指导生产实践。     

基于信息系统的基准地价测算方法设计

本文在分析对比城镇基准地价测算的两种方法思路的基础上,根据新颁布的《城镇土地估价规程》,提出了针对某一土地利用类型,运用土地市场交易样点地价与样点总分值建立数学模型,以此测算评估区域的基准地价,并自动绘制基准地价图的方法。作者在深圳市宝安区基准地价评估工作的具体实践中,应用了此种方法,并在所开发的城镇土地定级估价信息系统中设计实现该功能。     

地基激光雷达森林近地面点云精细分类与倒木提取

本文利用地基激光雷达实现天然林区近地面点云数据的精细分类和倒木提取。对大兴安岭天然林区的3个倒木样地进行了近地面1.3 m以内点云精细分类和倒木信息提取。为避免点云密度差异和遮挡的形态特征,点云分类时基于自适应临近搜索法计算团块协方差特征值构造3D和2D特征。使用k临近递增的团块协方差特征值得到的线性特征、面状特征和发散状特征构造最大熵函数,用最大熵函数取得最大值时的临近点云计算特征参数,根据递归特征排除法(RFE)筛选重要变量进行随机森林分类。利用自适应kNN特征得到3块研究样地(A、B、C)的分类总体精度分别为93.17%、94.52%、95.16%;固定k临近搜索时,总体精度分别为92.65%、89.09%、92.99%,表明自适应kNN搜索方法使分类精度有一定提高。提取倒木点云去噪处理后进行随机抽样一致圆柱拟合,根据轴线方向进行圆柱的筛选与合并,实现倒木的识别,样地倒木识别率为100%。     

机载LiDAR数据估算样地和单木尺度森林地上生物量

利用机载激光雷达点云数据,结合大量实测单木结构信息,分别从样地和单木尺度估算了森林地上生物量AGB。首先,利用局部最大值单木提取算法提取了每个样地内的单木结构参数,并针对样地和单木尺度分别计算了一组激光雷达变量。然后,利用激光雷达变量和地上生物量及其两者的对数形式,从样地和单木尺度分别构建了估算模型。最后,针对两种尺度估算过程中存在的不确定性进行了详细讨论。结果表明:(1)样地和单木尺度模型估算的森林地上生物量与地面实测值都具有明显的相关性,且对数模型估算效果要优于非对数模型;(2)样地尺度模型估算效果(R2=0.84,rRMSE=0.23)明显优于单木尺度模型(R2=0.61,rRMSE=0.46);(3)按树木类型分别进行估算可以提高单木地上生物量的估算精度;(4)不论是样地还是单木尺度地上生物量估算都存在一定的不确定性,与样地尺度相比,单木尺度估算过程的不确定性更大,这种不确定性主要来自单木识别过程。     

利用GPS RTK等多源信号测算水库库容的应用研究

通过对某大型水库水下地形图绘制以及库容测算的成功试验,详细论述了基于GPSRTK配合测深仪绘制水库水下地形图库容测算的技术方案的可行性、工作流程和关键点。     

基于机载激光雷达点云数据提取林木参数方法研究

本文通过黑河流域遥感—地面观测同步试验,获取林木参数,对机载激光雷达与实地观测获取的林木参数进行对比分析,论证了本文提出的基于机载激光雷达点云数据提取林木参数的算法是可行的。试验通过机载激光雷达点云数据,研究由点云数据生成冠层高度模型(CHM),提出从CHM中提取单株木参数(树高、冠幅等)的关键算法;同时,通过在试验区布设1个100m×100m超级样地和16个25m×25m的子样地,利用DGPS和全站仪对单株木进行精确定位与树木参数测量。     

手持移动三维激光扫描技术在面积测算中的应用

为解决传统面积测算作业方法烦琐、人工成本高、效率低下等问题,本文以某大厦房产面积测算为案例,分析手持激光扫描技术在面积测算中的应用。结果表明：采用手持激光扫描仪进行数据采集可以节约大量外业时间,作业人员现场无须绘制繁复的草图,降低了人工成本,内业成图快、精度满足《房产测量规范》要求,提高生产效率。     

基于LiDAR点云数据的城市三维绿量分层测算方法研究

三维绿量已成为测度城市绿化水平的重要指标。为有效实现其在城市范围内的应用,文中基于LiDAR点云数据与高分辨率遥感影像数据,将"分隔带"法与边缘特征点提取算法相结合,提出一种分层三维绿量测算方法。首先,对LiDAR点云数据与遥感影像数据预处理,包括拼接、匹配、点云去噪及压缩等,提取城市绿化区点云数据;然后,通过"分隔带"法识别不同类别植被分布区,将植被在林层尺度下分割;其次,采用冠体边缘特征点提取算法,快速构建冠体外廓;最后,应用不规则三角网TIN,对绿化植被分层建模并计算。为验证文中测算结果,选取15个随机点建立样方进行实测,经检验表明所得精度较高,能够满足城市范围内三维绿量测算的需求。     

夜间灯光数据下的青岛市城乡结合区空间扩张与内在关联测度

以青岛市城乡结合区为研究对象,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据总量表征区域综合质量,通过修正引力模型测算2017-2019年城乡结合区内在关联度,分析空间联系综合强度和社会经济区位度时空演变趋势.实验结果表明:1)2017-2019年青岛市城乡结合区面积增长25.56％,土地集聚效率提高,协同发展程度增强,总体上西部地区扩张规模最大;2)青岛市城乡结合区空间联系强度逐年提升,但各区域发展仍不均衡,空间联系发展模式由城阳区-即墨区"双核式"演变为城阳区-即墨区-李崂区-黄岛区-胶州市"多核式";3)青岛市城乡结合区联动发展性有待提高,社会经济区位度变化表明,西部和北部地区城镇化建设成效显著.     

面向多对象的耕地田坎系数测算方法探讨

耕地田坎系数测算结果直接影响粮食产量统计的准确性。大量观测数据表明,山区与丘陵区耕地田坎系数基本一致,满足规程要求的耕地田坎系数有效样方明显偏少,各组样方的耕地田坎系数的集中度明显偏低。实际表明,分区测算耕地田坎系数没有意义,测算耕地田坎系数的耕地坡度级范围不能划分过大,耕地样方应随机抽取,耕地田坎系数应用仪器实地测量,参与耕地田坎系数计算的应是剔除个别异常值后的大多数样方,全国土地调查技术规程应修改完善。     

激光雷达在森林参数反演中的应用

激光雷达是近年来国际上发展十分迅速的主动遥感技术,在森林参数的定量测量和反演上取得了成功的应用。在林业上,高采样密度激光雷达能够获取单株木3维结构特征,采用不同的数据处理方法,可以得到不同精度的单株木参数。利用激光雷达测量森林参数不仅节省了人力,还提高了工作效率,现在已经成为快速获取树木几何参数的一种有效方法。文中主要介绍了LiDAR工作原理、类型及特点、影响LiDAR数据质量的因素、国内外LiDAR的发展状况及应用领域,重点介绍了国内外利用LiDAR数据反演森林参数(树高、郁闭度、冠幅、林分密度、断面积和蓄积量等)的方法和研究进展,同时对今后LiDAR在森林参数反演方面的研究作了展望。     

高层建筑物沉降监测成果可视化方法研究

对高层建筑物进行定期的沉降监测是非常重要的工作。如何全面而直观、清晰而有效地表达沉降监测成果是变形分析中值得研究的问题。以某幢高层住宅为例,运用二维、三维以及动态可视化方法对其沉降监测成果进行了可视化表达。运用自编软件绘制了"时间-荷载-沉降量曲线图(双纵轴)",运用数学软件Matlab绘制了"沉降量等值线图"和大楼"沉降三维曲面图",运用可视化库Highcharts绘制了大楼"动态沉降曲线图"(动态显示)。二维可视化方法能全面反映被监测对象的变形情况,并且实现效率高;而动态可视化具有更加形象直观的特点,应用效果更好。     

顾及地价空间分布规律的城市基准地价以价定级方法研究

提出了一种城市基准地价以价定级方法。该方法用矢栅混合模型划分评价单元,对地价样点进行趋势面分析筛选,使用最短路径距离代替欧氏距离对地价样点进行空间插值,叠加分析后得到各评估单元的指标地价,用其代替传统的因素综合得分对基准地价评估区域分等定级,同时测算出各级别基准地价。以上海市为例对该方法的实用性进行了验证。     

阴影长度法建筑高度数据提取的误差分析

针对大范围建筑物高度信息的提取精度低且速度慢的问题,提出利用GOOGLE Sketch Up模型法,模拟沈阳市2014-09-22T10∶30∶00不同位置、不同高度的建筑及阴影,对此情况下基于阴影长度法测算的建筑高度误差变化规律进行研究。结果表明:测试点经度变化或纬度变化时,建筑高度测算误差都随着与中心样本点的距离增加而增大,且误差随纬度变化的幅度大于随经度变化;测试点经纬度同时变化,建筑高度测算误差随着与中心样本点的距离增加而增大,且沿西北—东南方向变化幅度大于沿东北—西南方向;同一位置,测算误差随建筑高度增加而增大。研究结果对提高阴影长度法的精度以及快速准确获取大范围建筑物高度信息等研究有参考价值。     

国宝守护者:王其亨及其团队的使命坚守——访国宝“样式雷”研究者和守护团队

<正>王其亨,中国著名的古建筑学家、天津大学教授,他和他带领的"天津大学样式雷研究团队"潜心研究"样式雷" 36年,研究整理了上万件样式雷图档,完成了近百次测绘,绘制了一万余张测绘图纸。他们在央视大型文博探索节目《国家宝藏》第二季首集中登台,在营造学社后为大家解读"样式雷建筑烫样"的故事,王其亨说"我们需要传承还原中国建筑的真实地位,培养新时代的大国工匠。"他在节目里甚至直白地说"我出门被汽车撞死都不后     

基于模板的嵌入式GIS地图符号快速绘制算法

在资源有限的嵌入式GIS环境中,地图符号的绘制速度决定了矢量地图的显示速度.提出了一种基于模板的嵌入式GIS地图符号快速绘制算法,先建立基于模板的地图符号库,在地图符号绘制算法中用查表代替三角函数运算,用定点运算代替浮点运算,使地图显示速度显著提高.试验表明,用该算法可使地图显示速度提高3倍以上.     

一种结合H~∞滤波的SINS/GPS组合无人机定位算法

高动态复杂环境下的无人机移动定位中,捷联式惯性导航(SINS)系统存在误差漂移,全球定位系统(GPS)可能发生信号失锁等问题。本文针对无人机定位方法进行研究,基于其速度信息和位置信息,给出了一套无人机测算目标物精准位置信息的方法。该方法结合GPS定位技术与SINS定位技术,采用H~∞滤波算法对量测数据进行融合,使两定位技术优势互补,进一步降低了定位误差,特别适合于长时间导航定位。试验结果表明:将H~∞滤波引入组合式导航定位时,既能提高滤波的收敛性,又可以保持较高的定位精度。     

一种复杂背景下林木点云精细提取方法

针对地形变化较大、灌木多样等复杂林下主干提取效率低、精度不高等难点,该文提出一种复杂背景下林木点云精细提取方法.首先,进行地面点滤波并切片截取下层点云;然后,计算下层点云的法向量,提取法向量在Z轴的分量,循环剔除不满足条件的点;最后,循环具有噪声的基于密度聚类(DBSCAN)算法进行点云分割,实现林下主干点提取.以香格里拉为研究区,选择2景具有典型代表性的地基激光雷达样地点云数据进行试验,结果表明:研究中样地一提取精度90％,样地二提取精度95％,都取得较高精度.该方法能完整地提取林下主干点,对灌木与树干粘连等复杂环境下的林木提取具有较好的适用性.     

融合LiDAR点云与高分影像的单木检测方法研究

对一种结合高分影像数据和机载LiDAR点云的单木检测方法进行研究,首先采用面向对象分类方法对高分影像上的单木区域进行分割,得到单木区域分割图;再以单木区域为约束,从机载LiDAR激光点云中分离出单木点云,构建局部冠层高度模型(CHM);最后对单木CHM采用分水岭算法探测冠层局部极值,实现对单木中心定位检测.实验结果表明该方法能够充分利用高分影像和激光雷达点云优势,提高了单木定位准确性,具有广泛的应用前景.