结合统计和形状特征的高分辨率SAR影像道路网提取

结合高分辨率SAR影像统计特性和道路形状特征,提出一种新的道路网提取方法。首先引入窗口均值改进二值分割,以降低SAR影像固有斑点的噪声影响,针对高分辨率影像中道路呈现为面特征并存在宽度变化的情况,引入VC系数自适应调整窗口大小,从而有效提取可能的道路区域;然后利用道路的形状特征约束,去除非道路区域;最后通过空洞填充、腐蚀和膨胀等数学形态学运算,以及骨骼化和去除多余分支等处理,提取道路网络。实验证实了本文方法的有效性。     

一种基于胡克定律的PS-InSAR公共主影像选取新方法

针对现有的PS-InSAR公共主影像选取方法未考虑时间基线、空间垂直基线和多普勒质心频率基线之间相关性对影像相干性影响的问题,该文基于物理学领域的胡克定律提出了一种利用三维弹力结构模型实现PS-InSAR公共主影像选取的新方法。模型依据三基线间的余弦夹角构造基线向量,将3个失相干因素的相干性测度进行三维映射以构建三维弹力空间,通过研究弹力大小和方向的变化实现主影像的选取。为验证三维弹力结构模型的有效性,论文选用Sentinel 1A和ENVISAT ASAR两种数据源,分别利用三维弹力结构模型、三基线和最小模型和综合相关函数模型进行主影像选取和干涉处理。研究结果表明：相较于另外两个模型,该文提出的三维弹力结构模型得到的干涉图干涉条纹清晰,相干系数均值更大,相干系数值较大的像元占比更高,采用相干系数法得到的PS点数量更多,形变反演精度较高,因此三维弹力结构模型能够有效应用于PS-InSAR公共主影像的选取。     

XML与CORBA在WebGIS数据互操作中的集成

本文针对WebGIS中异构环境下数据互操作问题,分析了XML和CORBA各自的技术特点,初步设计了在WebGIS中将XML和CORBA集成的整体框架,为实现WebGIS中分布式异构数据源之间透明的互操作提出了一条新途径。     

知识驱动下的水文模型参数智能化设置方法

水文模型的参数设置涉及专业领域的知识和繁琐的操作步骤,是水文建模面临的一大难题,在一定程度上限制了模型的应用和推广。基于知识驱动的方法,将水文模型参数设置知识分为参数提取知识和取值范围知识两类,分别对其进行形式化表达和自动推理,初步实现了水文模型参数智能化设置;结合Web Service、工作流和参数自动率定等技术,研发了水文智能建模原型系统;最后,以TOPMODEL模型的参数设置为例,对知识驱动方法进行了验证。结果表明,知识驱动的方法能在保证模拟精度的前提下有效简化水文模型的参数设置流程,降低水文建模难度。     

太行山地区典型森林类型空气细菌含量变化研究

为了解太行山森林景区空气细菌含量及其分布变化特点,选择该地区的4种典型森林群落,通过自然沉降法对空气细菌含量进行测定,研究了不同森林类型及不同海拔高度下各个森林类型中空气细菌含量及与影响其含量的因素之间(空气负离子、PM_(2.5)及PM_(10)等指标)的相互关系。试验结果表明:1)太行山4种森林空气细菌含量属清洁级,不同森林之间空气细菌含量差异显著:栓皮栎林空气细菌含量混交林的侧柏林的刺槐林的,乔木林的灌木林的草本群落的,植被地的裸露地的。2)空气细菌含量与海拔高度呈负相关关系,随海拔高度的增加而减少,细菌含量总体分布表现为山顶的山腰的山脚的。3)同一采样点上,空气细菌含量近地面处含量最大,与采样垂直高度呈负相关关系,具体表现为150 cm的60 cm的20 cm的,采样位置离地面越高,细菌含量越少。4)空气细菌含量与空气负离子数负相关,与PM_(2.5)、PM_(10)含量正相关。空气细菌含量随着PM_(2.5)、PM_(10)含量增大而升高,随负离子浓度的增加而减少。     

采用时序InSAR技术监测北京地铁网络沿线地面沉降

随着北京轨道交通的日益完善,地铁成为人们日常出行的重要交通工具,监测和治理地铁工程沿线地面沉降成为保障线性工程正常运营的一项重要基础性工作。本文基于55景覆盖北京地区的3 m高分辨率TerraSAR-X数据,采用时序InSAR分析技术获取2010年4月至2016年12月地铁网络沿线的地面沉降形变信息,系统分析了北京地铁网络沿线地面沉降时空演变规律。同时,结合Peck公式将InSAR监测结果进行建模,以7号线磁器口-广渠门内站区段为例,估算地面沉降槽的空间发展特征。研究发现：北京市地铁线路沿线表现出不同程度的形变,形变严重的路段主要集中在东部及东北部区域,最大沉降速率超过了100 mm/a;相对于其他线路,4号、10线整体情况比较稳定,14号、亦庄线次之,6号、7号线不均匀沉降最为严重;此外,地铁在不同建设时期路段表现出不同的形变特征,施工期路段较运营期沉降严重;7号线磁器口与广渠门内站间沉降槽的宽度和最大值沉降值在2010-2016年呈现增加趋势,沉降槽最大宽度约达180 m。     

一种高分辨率SAR影像道路提取方法

针对高分辨率SAR影像中细节信息损坏道路的面特征结构、影响道路提取,基于影像统计特征,给出一种结合区域生长和细节信息识别的道路提取方法。该方法通过区域生长提取呈现面特征的暗目标(道路框架),利用CFAR算法识别细节,通过形态学融合得到最终结果。为降低高分辨率影像区域异质性对提取结果影响,提出了一种自适应CFAR算法,相比之前算法可自适应删除干扰点;并引入有效表征影像统计的GA0分布。利用海南省陵水黎族自治县机载X波段高分辨率SAR数据的幅度影像进行实验,结果表明,该方法能有效提取呈面特征的道路,获得准确的道路宽度和中心线信息。     

基于目标分解及纹理信息的全极化SAR影像分类

全极化SAR影像含有丰富的特征信息,针对单一特征用于分类难以达到满意精度的问题,提出一种基于不同目标分解方法及纹理信息的SVM(Support Vector Machine,SVM)全极化SAR影像监督分类方法。结果表明,Cloude分解和Yamaguchi分解在极化特征信息提取时各有优势,且都优于Freeman分解效果;Cloude分解和Yamaguchi分解结合作为极化特征信息时,分类总体精度相对较高;纹理信息与极化特征信息在表现地物特性方面具有互补性,结合纹理信息后,分类总体精度提高了4.92%,为90.86%,Kappa系数为0.8754。     

基于ROC曲线的永久散射体识别最佳阈值定量筛选

永久散射体识别是用PS-InSAR方法获取地面沉降数据的关键环节之一,其最佳阈值的设定直接影响PS点的精度和密度。本文基于大数据统计的分析方法——ROC曲线法定量分析和确定PS点识别的最佳阈值。选择3种典型的PS识别方法,绘制每种方法在不同阈值条件下的ROC曲线图,当ROC曲线下面积越大,方法越优。依据最佳阈值位于ROC曲线左上部位的特征,采用敏感度与特异度之和（Se+Sp）最大的方法可定量判定出最佳阈值的取值。在最佳阈值条件下,识别的PS点具有正选率足够高、误选率足够小,PS点的密度足够大的特性。为进一步验证该方法的可行性,本文以北京龙潭公园地区为PS识别的实验区,用振幅离差指数法、相关系数法,以及两种阈值相结合的双阈值法3种方法进行实验识别PS点,并根据ROC曲线判得3种方法的最佳阈值。研究结果发现：（1）振幅离差T_D识别PS点的最佳阈值为0.45;相干系数Tγ识别PS点的最佳阈值为0.45;振幅离差T_D、相干系数Tγ双重阈值识别PS点的最佳阈值（T_D,Tγ）为（0.50,0.50）。（2）用振幅离差T_D和相干系数Tγ双阈值法识别PS点,得到的ROC曲线下面积AUC=0.762,高于单阈值法,表明双重阈值法识别PS点优于单一阈值的PS点识别方法。研究表明ROC曲线可定量化确定PS点的最佳阈值,而且该方法可进一步推广于GIS空间分析、遥感解译过程中阈值的定量化筛选。     

GIS支持下社会经济发展与环境响应动态模拟SD方法研究

地理信息系统(GIS)是在过去三十多年内发展起来的一个基于计算机技术的用于查询、管理、分析、操作、输出与表达地理信息的系统。它把地图这种独特的视觉化效果和空间分析功能同数据库操作集成在一起，强调空间概念，注重空间分析。地理信息系统有别于其他信息系统的一个重要特征是空间数据管理与空间分析，它不仅能够存储、分析和表达现实世界中各种对象的语义信息，而且能够处理其空间定位特征的非语义信息，能够将语义与非语义信息有机地结合起来，从语义和非语义两方面对现实对象进行查询、检索和分析，并将结果以各种直观的形式，精确、形象地表达出研究内容与方法是基于多学科的交叉与融合，论文研究中综合集成运用了各学科的相关原理与方法。同时，根据当前计算机软件技术的发展趋势，本文研究采用基于组件技术、数据对象访问技术和API应用程序接口技术的SD模型与GIS的集成方法，通过VB的开发集成环境，实现GIS控件与SD模型的联结，开发建立了一个基于区域生态经济系统的社会经济发展与生态环境响应关系动态模拟预测的实验系统。