激光雷达数据处理、信息提取与应用

用于测绘的激光雷达技术的研究与应用在国际上已经经历了二十多年的发展历程.作为一种多平台主动探测技术,激光雷达已经和光谱成像技术以及合成孔径雷达一起构成当代遥感观测的核心技术体系.文章尝试对基于激光雷达数据的数据处理、信息提取及应用等进行综述,内容涉及点云分割、地物识别、点云滤波以及实际应用的最新研究进展.     

数码相机信噪比的研究

根据对尼康Ｅ２Ｎ型数码相机信噪比测定的初步实践,探讨了数码机信噪比的测定方法,通过试验分析研究了信噪比的计算与取样区大小的关系,并提出了具体的建议。     

基于有向转变中心性与控制力的长三角城市网络空间结构分析

采用腾讯人口迁徙数据构建长三角的有向城市网络,利用有向转变中心性与控制力研究人口流动视角下的区域空间结构。研究表明,长三角地区已形成“区域性核心-局域性核心-人口扩散型城市”联动发展的多核心、等级化、网络化的空间结构。在该地区同时存在“同城化”“核心-边缘”空间发展模式。长三角41个城市可划分为7种发展类型,其中资源集聚型城市对人口资源存在普遍争夺的情况。研究进一步分析了长三角地区有向城市网络的空间结构及发展特征,并对相关影响因素进行分析,为长三角地区实现高质量发展的区域战略布局提供支撑。     

基于夜间灯光数据的武汉都市圈建成区空间扩展及其驱动因素研究

以往在基于夜间灯光数据的区域城市空间扩展研究中,多从城市建成区平面形态扩张的角度进行分析,较少考虑灯光亮度信息对城市扩张强度的表征作用.针对此问题,通过整合两类夜间灯光数据,充分利用灯光亮度信息分析都市圈中各城市的空间扩展差异,并结合统计年鉴数据构建重心转移的时空地理回归模型,探测武汉都市圈的空间扩展进程及其驱动因素.结果表明:①1992—2018年武汉都市圈建成区的空间扩展进程经历了1992—2009年、2009—2013年、2013—2018年3个阶段;②3个阶段各区县加权重心转移方向的变化表明,在武汉都市圈内,武汉市对其他区县的吸引特征增强,同时各区县间的局部吸引特征增强;③2013年后社会经济、人口资源对都市圈建成区空间扩展的影响强烈.     

1979—2019年武汉市重点水体多要素协同的时空演变特征

城市发展对水体多方面要素产生了巨大影响,尤其是对水资源丰富的城市,迫切需要开展相关监测研究。研究以武汉市为例,通过梳理国内外相关研究以及武汉水体保护政策,提出融合水体面积、水质、水体景观、滨水区生态环境4个方面要素的分析技术路线以更为全面的反映城市尺度的水体时空演变特征,具体的,利用随机森林模型基于1979—2019年遥感影像获取武汉67个重点水体信息,并以此获取水体面积和水体景观的变化特征;同时,通过梳理多年水质监测数据分析水质变化特征;另外,基于遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index, RSEI）分析滨水区生态环境变化;最后,采用多尺度地理加权回归模型（Multi-scale Geographically Weighted Regression, MGWR）对重点水体面积变化的影响因素研究,希冀为政府制定差异化的水体保护政策提供科学支撑,并为其他地区水体的多要素分析提供有益借鉴。结果表明：① 武汉市水体面积呈下降趋势,水体总面积、重点水体面积分别减少10.75%及13.12%,中心城区及郊区水体变化存在显著差异;② 水体景观呈退化趋势,周长面积分维数、平均斑块面积、聚合指数及结合指数分别减少了6.43%,79.35%,1.55%及10.94%;③ 重点水体水质总体呈恶化趋势,其中江河及水库多数常年为III类及以上水体,中心城区湖泊多为V类及以下水体,郊区湖泊多为IV类及V类水体;④ 中心城区及郊区滨水区遥感生态指数（RSEI）分析表明滨水区生态环境呈恢复态势,其中中心城区滨水区平均RSEI增长了14.29%;⑤ MGWR分析表明,自然气象因素中,相对湿度的增加对江夏区湖泊恢复影响更为显著,降水对水面较小的水体恢复影响更为显著;社会经济因素中,各行政区GDP的增加有助于水体恢复,对中心城区、黄陂及新洲的水体保护影响更为显著;滨水缓冲区内不透水面占比（IS）的增加导致大多数水体面积的减少,然而,对于少数重点修复水体,IS增加是受相关保护政策影响,IS增加有助于这些水体恢复。     

激光雷达数据处理、信息提取与应用

用于测绘的激光雷达技术的研究与应用在国际上已经经历了二十多年的发展历程。作为一种多平台主动探测技术,激光雷达已经和光谱成像技术以及合成孔径雷达一起构成当代遥感观测的核心技术体系。文章尝试对基于激光雷达数据的数据处理、信息提取及应用等进行综述,内容涉及点云分割、地物识别、点云滤波以及实际应用的最新研究进展。     

古建筑激光点云-模型多层次一体化数据模型

目前,主流的激光点云数据模型仍以散乱点组织为主,且点云与模型分开组织。本文应古建筑激光点云处理建模的数据组织需要,通过点云、模型的关联组织和古建筑层次编码等方法,创建了古建筑激光点云-模型多层次一体化数据模型。并通过实例应用进行了验证,效果较好,为点云的复杂数据组织提供了借鉴。     

古建筑激光点云-模型多层次一体化数据模型

目前,主流的激光点云数据模型仍以散乱点组织为主,且点云与模型分开组织。本文应古建筑激光点云处理建模的数据组织需要,通过点云、模型的关联组织和古建筑层次编码等方法,创建了古建筑激光点云-模型多层次一体化数据模型。并通过实例应用进行了验证,效果较好,为点云的复杂数据组织提供了借鉴。     

武汉市夏季城市热岛与不透水面增温强度时空分布

城市化的不断发展使自然地表不断被不透水面所取代,城市地表温度高于乡村,形成了显著的热岛效应。城市热岛给城市生态发展与人类健康带来了严重的负面影响,对其空间模式与背后形成机制的研究意义重大。本文以武汉市为例,基于2001、2007和2016年夏季Landsat系列影像使用辐射传导方程法反演了城市地表温度,并采用MOD11A1数据进行了验证;同时,计算了不同时期的城市温度等级和热岛比例指数,分析了城市热岛的时空变化。此外,为了探究热岛效应形成的主要原因,即不透水面与热环境的关系,全局角度使用多元线性回归分析对比了其增温效果与植被水体降温效果的强弱,空间局部角度采用地理加权回归结合地形数据得到了其增温强度的时空变化。结果表明：① 辐射传导方程法适用于实验中研究区的反演;武汉市城市热岛比例指数先增后减,但温度等级高的地区仍在不断扩张;② 多元线性回归可以准确地反映不同地表覆盖对地表温度的影响,R^2值为0.910,总体上武汉市不透水面的增温效果强于植被的降温效果,并弱于水体的降温效果; ③ 2001-2016年不透水面增温强度较高区域的分布呈现“单中心”到“多中心”的变化趋势,由单一集中于中心城区变为了分散集中于三环线附近的汉阳沌口工业区、青山工业区、阳逻开发区和东西湖区等地区。综上所述,武汉市夏季热环境问题仍然较为严重,城市外部地区的不透水面增温强度正在逐渐增大,规划治理应当给予这些地区更多的关注。