基于本体的土地类别语义相似度综合计算方法

不同领域所采用的土地分类系统,在类别划分及定义方面存在一定的差异,导致不同系统之间的数据存在语义异质性问题,使跨系统数据难以共享和集成。为了从语义层面解决这个问题,以GlobeLand 30土地覆盖分类系统和《土地利用现状分类标准》(GB/T 21010-2017)2个典型分类系统为例,提出了1种基于本体的土地类别语义相似度综合计算方法。使用基于本体属性、基于本体距离和内容、传统综合方法、改进综合方法4种算法,计算了上述2类系统类别间的语义相似度并进行了对比分析。结果表明:4种算法结果的大体变化趋势一致,而本文综合方法的计算值更接近实际情况。该方法为语义异质性的评估提供了一种量化方案,也为跨领域的知识集成与共享提供参考。     

基于地表覆盖数据的湿地知识图谱构建

湿地作为地表覆盖类型的一种，对于生物多样性与气候变化有着重要的意义，也是人类的基本生存环境之一。为更好地理解和表达湿地知识及分类间关系，本文提出了一种基于本体的湿地知识图谱构建方法。首先，利用GlobeLand30数据、生态地理分区数据，围绕湿地类型、特征分布等要素分析湿地领域知识，提取知识间的语义关系，通过本体建模形成湿地知识图谱的概念框架；其次，融合百度百科数据等进行湿地实体的提取、属性信息抽取，丰富湿地知识图谱的数据层；最后，使用图数据库Neo4j存储实体关系和实体属性，实现了湿地知识图谱构建。本文构建的知识图谱扩充了湿地实体的概念描述信息，探索了顾及时空特征的湿地知识表示方法，为地表覆盖领域的知识图谱构建提供了一个应用范例。     

全球地理信息数据建设优先区分析

以全球1：25万分幅地表覆盖类别格网单元数据为基础，本文采用因素组合法对卫星影像获取难度、地形类别、云覆盖、景观破碎度等限制因素进行了分析，采用AHP法确定各限制因子权重、多因素综合指数法计算得分、自然间断点法进行优先区划分，最终将5类测绘地理信息数据（DOM、DSM、DEM、DLG、LC）建设优先区按照由易到难的次序划分为优先建设、适宜建设、困难建设区3类。研究分析能够为国家级测绘地理信息相关项目的任务划分、经费定额、工程实施等提供借鉴和参考依据。     

顾及栅格空间拓扑关系的地表覆盖时空目标不一致性探测方法

地表覆盖与更新是地理国情监测、环境变化评估、生态系统保护等不可或缺的基础地理信息。遥感制图技术已成为地表覆盖信息提取的重要手段，但因地物光谱、纹理及时相等特征复杂性，地表覆盖更新数据往往存在错分、漏分，从而导致地表覆盖时空目标不一致。现有地表覆盖更新数据不一致性探测主要以人工检查为主、部分自动化为辅的方式，生产实践中需要大量的作业人员与时间，缺乏行之有效的不一致性自动化探测工具。本文研究分析了栅格地表覆盖更新数据不一致性检查面临的挑战，提出了基于复合逻辑量词的栅格空间拓扑关系计算方法、基于置信区间的更新期地表覆盖错分目标初判规则构建，以及利用空间约束多重匹配的更新期错分目标后验判断，形成了“关系-规则-判断”的地表覆盖时空目标不一致性探测体系。试验以山东临朐、垦利GlobeLand30数据为研究对象，经与统计一致性检核方法对比分析、参照真实地表影像数据，实现了地表覆盖时空目标不一致性探测与有效性检验，验证了探测方法可行性。     

顾及地理空间视角的区域SDGs综合评估方法与示范

目前世界各国正积极落实联合国《2030年可持续发展议程》及其17项可持续发展目标(Sustainable Development Goals,英文缩写为SDGs),重要举措之一是利用统计和地理信息进行SDGs进展评估监测。就总体而言,国内外这方面研究尚处于概念设计、方法探讨和单指标、小范围试点阶段。究其原因,主要是涉及因素众多、技术过程复杂,既面临全球指标体系的科学理解、海量时空数据的融合处理、顾及地理视角的指标计算、基于事实的SDGs分析评估等诸多技术难题,还要实现跨学科的综合分析、多机构的沟通协调等。针对这一国际前沿课题,笔者研究提出了统计和地理信息相结合的综合评估方法,完成了浙江省德清县践行2030议程情况的定量综合评估。既为总结当地践行SDGs经验、发现存在问题、制定改进方案提供了重要科学依据,也为国内外其他区域开展SDGs定量评估监测提供了可借鉴的方法与范例。     

基于知识的GlobeLand30耕地数据质量检查方法与工程实践

全球地表覆盖数据产品GlobeLand30研制的一项重要任务是设计和研发数据质量检查方法,降低地表覆盖10大类型分类提取的错判率与漏判率.本文以耕地为例,分析了影响全球耕地信息提取的主要质量因素,凝练了耕地的地域分布、人文相关知识、时空稳定性、物候特征等方面的知识,构建了基于知识的数据质量检查规则,设计了由整体到局部、分区域检查与修改交互式处理的策略,形成了一种基于知识的全球耕地数据质量检查方法;并利用该方法开展了GlobeLand30耕地数据质量检查,将耕地数据精度提高到了83.06%.该方法对地理国情及其他地表覆盖研究具有借鉴意义.     

30m全球地表覆盖遥感制图生产体系与实践

在以"多源影像最优化处理、参考资料服务化整合、覆盖类型精细化提取、产品质量多元检核"为主线的总体研究基础上,依托生产技术规范体系、全过程质量控制手段和支持环境,通过30m地表覆盖产品和技术设计、多源影像资料收集整合处理、分区按类型地表覆盖数据提取组织实施及数据产品集成与优化,构建了工程化的30m全球地表覆盖遥感制图生产体系,实现了预期的产品指标,完成了2000和2010两个基准年的30m地表覆盖数据产品研制。通过精度评价,该套数据产品分类精度达到80%以上。该生产体系的构建为开展较高分辨率全球地表覆盖数据产品研制、细化、更新奠定了基础,为开展大规模遥感影像信息提取、表达和应用起到了示范作用。     

全球30m地表覆盖遥感数据产品-Globe Land30

在国家863重点项目支持下,我国成功研制出全球30 m地表覆盖数据产品Globe Land30。该成果包括2000基准年和2010基准年两期,有耕地、森林、草地、灌木地、湿地、水体、苔原、人造地表、裸地和冰雪十大类型,第三方评价总体精度为83.50%。2014年9月22日,中国政府将其赠送给联合国使用,是中国向联合国提供的首个全球地理信息产品。该成果成为全球变化和可持续发展研究的重要科学数据,目前已有近120个国家的用户下载使用,推动了国际对地观测与地理信息的开放共享,彰显了中国负责任大国的形象。本文主要介绍了Globe Land30产品的技术创新、精度评价与成果应用。