空间索引技术及其GIS应用综述

空间索引技术可提供高效的空间数据组织与管理方式,以支撑海量空间数据的挖掘与分析。针对当前空间索引存在的知识体系不明晰、选择难等问题,该文通过文献调查法和CiteSpace工具,依据空间划分及映射方法将空间索引划分为基于树结构、格网、空间填充曲线和地址编码的空间索引四大类,并综述其原理、空间结构、适用范围及在GIS领域的应用,最后对空间索引在数据组织、高效计算、可视化、可靠性等方面的研究进行展望。结论如下：基于树结构的空间索引最具普适性且可以处理多维度及多层次的数据,查询性能依赖于树结构的平衡性及数据的分布;基于格网的空间索引可以均匀划分空间以便于高效范围查询,却不适用于非结构化或动态数据集;基于空间填充曲线的空间索引可以在实现维度压缩的同时保持局部邻近性,但插入或删除数据可能导致整个曲线的重构难以频繁更新;基于地址编码的空间索引将语义地址信息转化为编码信息,便于高效检索,然而语义地址匹配仍存在较大误差和不确定性。研究结果可为空间数据组织和结构设计提供参考。     

海底麻坑内外土体物理力学特性差异研究

为了研究海底麻坑内外土体物理力学特性的差异,以杭州湾口外软土海底发现的大型麻坑为研究对象,分别在麻坑内外进行了4站15m孔压静力触探(CPTU)测试、2口钻孔共48个柱状样样品的常规土工试验,结果表明麻坑内土体相较麻坑外土体抗剪强度高、压缩模量大,饱和度、孔隙率和含水量低,而浅层气在海底土体中的赋存形式是造成这种差异的主要原因。     

基于SFM技术的地铁维护管理展开图制作方法

近年来,地铁以其车速快、行车密度大、客流量大等特点成为解决交通拥堵的重要措施之一,与此同时,地铁由建设期转入养护期,给线路安全检测带来了巨大的挑战。本文通过摄影测量的方法,采用光束法平差等方法对影像进行拼接,进行管理图展开图的制作,方便对地铁进行维护以及入库管理等。     

徐州村落地名空间分布特征及其成因

为了研究徐州村落地名中蕴含的丰富社会历史文化,该文利用数理统计和GIS核密度技术分析自然地理、人文地理类地名空间分布特征及成因,探讨地理环境对聚落选址的影响,同时展现了徐州人民丰富多彩的生产活动.研究发现:徐州地区自然景观类地名,主要包括山文、水文地名,大都依山而生,沿水分布,与境内复杂的地形和河网分布状况基本一致;人文景观类地名主要划分为姓氏、经济活动、建筑工程、军事、愿望几类,其空间分布特征与当地的氏族聚落、人口迁移、生产生活、社会变迁情况基本符合.通过地名中的文化景观,揭示了 自然地理环境的变迁和人类认识大自然的过程,有利于挖掘徐州村落地名中所蕴含的民族、历史和社会文化.     

动态变化率与最大差值相结合的陆表生态变化检测

为了实现更大尺度上的陆表生态变化检测,一种基于综合生态指数的动态变化检测方法用于不同时期卫星影像变化信息的提取。本文以东北地区的松嫩平原地表植被覆盖类型作为主要研究对象,2006年和2018年作为变化检测研究的标准年,陆地资源卫星影像数据作为实验数据源。动态变化的主要检测内容划分为年内变化和年际变化,最大差值算法计算影像数据的年内最大变化差异,同时动态比率算法计算年际动态变化。方法的实现过程如下,选择3个主要生态指数（水体指数、植被指数和土壤指数）用于计算年内最大差异和年际动态比率。然后,采用主成分分析法提取年内最大差异和年际动态比率的第一主成分,主要研究内容包括年内变化的显著性生态评价和年际变化方向、变换类型的分析与评价以及方法精度的验证。最终结果表明：（1）动态比率算法用于研究区年际变化检测,具有更高的变化检测精度,总体精度为93.80%,Kappa系数为0.876。（2）年内生态指数变化的最大差值用于定量衡量研究区年内变化检测。其中,第一主成分保留了83.04%的变化信息。同时,植被和水体对研究区的陆表生态变化有正方向的贡献。土壤裸露程度对陆表生态变化有负方向贡献。动态比率变化检测方法不需要设定适合的、动态的变化阈值,更便于大范围高效更新土地覆被类型。     

基于栈式自动编码器的高分辨率遥感影像分类

针对遥感影像分类识别中,属性特征过多不仅会造成维数灾难,而且会影响分类精度的问题,本文采用基于栈式自动编码器的面向对象的分类方法解决高分辨率遥感影像的分类精度问题.文中对自动编码器的重构特征质量、栈式自动编码器的深度以及隐层单元数对分类精度的影响进行了试验分析,并将该分类方法与传统的影像分类方法进行比较,研究其分类精度的优劣性.定量分析与实验结果表明:栈式自动编码器能够获得较好的重构特征,与其他传统的面向对象的遥感影像分类方法进行比较,取得了最好的分类效果.     

京津冀城市群生态空间冲突时空演变研究

针对京津冀城市群区域缺乏协调发展、土地空间资源竞争激烈而导致的空间冲突等问题,从生态安全视角,利用空间冲突测度模型识别土地利用严重不协调的区域,并对影响空间冲突的因素进行空间依赖性与异质性的探究.结果表明:①京津冀城市群中,2000年、2010年在张承地区集聚形成高冲突片区,2015年转移为保定市、石家庄市、邢台市和邯郸市西北部高冲突带.②空间冲突绝对值及其变化值存在显著为正的溢出效应.③经济发达的区域已经较好地控制住了人口和国内生产总值(gross domestic product,GDP)的增加对空间冲突的影响;经济欠发达区域人口和GDP的增加往往会带来空间冲突强度的增加.     

基于斜坡单元划分法的汝阳县地质灾害易发性区划

以斜坡单元作为评价单元,建立地质灾害易发性评价指标体系。利用综合评价模型叠加分析法,对汝阳县地质灾害易发性进行分区,结果表明此方法准确、实用,对指导地质灾害防治工作有很大的意义。     

基于DOM与DLG模型的建筑物顶部纹理重建

提出一种基于DOM快速分割及与DLG模型自动匹配的方式,通过利用区域生长算法及形态学中的开闭运算,以Python脚本语言为开发工具,实现了建筑物顶部纹理的快速重建。实验证明,这种方法简单、快速,适用于大范围场景中建筑物三维快速重建。