地理信息科学发展与技术应用

本文回顾了中国科学院地理科学与资源研究所在地理信息科学研究与技术应用方面的历史过程,从早期的测量和制图的研究,到开创中国地理信息学科,建立资源与环境信息系统国家重点实验室的历史,是中国特色原创地理信息理论发展的历史,是中国具备自主研发世界级地理信息软件的历史,是地理信息为国家重大战略提供坚实科技支撑的历史。本文主要从地图学、地学遥感、地理信息科学、地学数据共享、重大技术突破和国家战略支撑等方面进行概述,最后从地学知识图谱、地理大数据分析、遥感人工智能、地理系统模拟和知识服务角度展望地理科学发展的新科学范式。     

遥感信息图谱计算的理论方法研究

遥感应用的本质是投入专业知识从对地观测影像中提炼专题信息,并以之服务于各类分析与决策的过程。其中,信息计算是整个遥感应用服务技术链的基底。本文在传承地学信息图谱理论的基础上,提出了遥感"图-谱"信息耦合的空间认知理论,构建了"像元-基元-目标-格局"为一体的遥感信息图谱计算的理论方法体系,将其分为"像元级"和"对象级"两个层次,并阐述了高性能计算环境支持下,遥感信息图谱计算平台的设计开发思路及目前研发进展,总结了遥感信息图谱计算的发展趋势和重点研究问题。     

珠江口海岸带地貌特征对土地利用动态变化影响

珠江口作为我国经济发展最活跃的区域,受快速城市化与工业化影响,土地资源不断减少,出现耕地流失、恶性围填海等诸多问题。文中以珠江口海岸带为研究区,借助GIS和RS技术,应用Landsat ETM数据,结合实地考察资料,对1980―2010年珠江口的土地利用变化特征进行研究,并定量分析地形地貌因素对研究区土地利用变化的影响。研究结果表明:在过去近30a期间,研究区土地利用格局发生剧烈变化,耕地减少至原有量的42.1%,城镇用地增长了近8.5倍;土地利用变化受地形地貌因素影响显著,各土地利用类型转化主要发生在海拔130m以下地区,而在这一区间内,存在0～6m和20～80m两个活跃地段,分别是大规模围填海和城镇建设的分布区;对坡度而言,土地利用变化主要分布在0°～2°区间,在1980―2000年和2000―2010年两个时期土地利用类型转化量分别占总量的63.8%和76.2%。     

一次放样法测设线路中线的精度讨论

一、引言线路的中线测设目前已普遍采用一次放样法,即以各初测导线点为测站从线路的起点向终点逐个中桩一次性测设,这主要归功于全站仪和便携式计算机的普及。将线路的设计资料和初测导线资料输入计算机,根据测设需要现场计算、测设。为了提高工作效率,在通视良好地区...     

土地利用/土地覆盖变化与全球环境变化

1 引言 人类已经并还在不断地使地球生态系统发生变化,这些变化不仅对他们当地的居住环境具有很大的影响,而且对全球环境变化产生很大的影响,这些影响均是全球性的并融惯于支撑生物圈的生物地球化学循环之中。当然,这些变化随着其对地球生态系统的反馈而潜在地引发气候变化(Henderson-SellerS)。     

投影相似变换的无人机影像拼接

针对当前无人机遥感影像存在的成像范围小、视差角度大的缺点,该文提出一种改进的投影-相似变换方法来进行无人机遥感图像的拼接:通过对初始获得的单应矩阵进行改进,平滑推导重叠区域的投影变换到非重叠区域形成相似变换;该变换同时考虑拼接过程中图像重叠区域的配准精度和非重叠区域的视场一致。实验结果表明,该方法的拼接性能优于传统拼接方法。     

海岸带空间地理数据垂直基准的统一

海岸带不同的垂直基准严重地妨碍空间地理数据的集成,垂直基准的统一已是迫切需要解决的任务。分析了我国垂直基准的现状,研究了大地水准面作为统一的垂直基准面的不足与局限性,阐述了选择参考椭球面作为统一的垂直基准面的理由和优点,以及建议在陆地采用大地水准面作为次级的垂直基准表示高程,在海洋采用理论深度基准面作为次级垂直基准表示水深,并采用WGS84参考椭球面进行垂直基准的统一。同时,还给出了陆地高程基准的转换关系和方法,以及海域深度基准的转换关系和归算方法。研究成果将使已有的大量海陆测绘资料得到更好的应用,从而为我国的社会经济、国防和海岸带的可持续发展提供更加强有力的测绘保障。     

用精子载体法将MT-hGH基因导入泰山赤鳞鱼

于1998年3月－1999年2月，在山东农业大学采集泰山赤鳞鱼，采用精子载体法进行MT－hGH基因导入的研究。将泰山赤鳞鱼的精子在保存液内与含有MT－hGH基因的重组质粒保温30min，然后用于人工授精，共孵化出363尾幼鱼。待鱼苗长至5cm左右时，对其中的39尾进行PCR和Southern杂交检测。结果表明，有7尾鱼苗带有MT－hGH基因,转基因鱼的阳性率为17．95％。     

前期土地覆被数据辅助下的分类样本自动选取

 将地学知识与影像标定相结合,一直是目视解译或计算机自动分类制图的主要手段。传统的目视解译方法能够充分利用地学知识,但需要大量的人力、物力,效率较低;计算机分类中尚未出现比较成熟的高效运用地学知识的分类方法。已有研究表明,分类样本可以作为地学知识的载体,将地学知识融入分类过程中;此外,无监督聚类可以显著提高样本选取的效率,有助于提供足够的样本,为将地学知识高效地融入计算机分类提供了一定的基础。本文提出一种以前期土地利用数据辅助与影像聚类相结合的样本自动选取方法。利用自动选取的样本,通过最大似然分类器对TM影像进行分类,并与手动选取样本分类的方法进行了对比分析。研究结果表明,在分类效果上,本文提出的前期土地覆被辅助下的分类样本自动选取方法,优于手动选取样本的方法,提高了分类效率。在水体、林地、园地、城镇建设用地等7种类型上的分类整体精度达到84.18%,kappa系数为0.8066;手动选取样本进行分类的整体精度为77.04%,kappa系数为0.7196。     

一种以低秩矩阵重建的图像混合噪声去除算法

近年来,低秩矩阵重建在机器学习、图像处理、计算机视觉与生物信息学等众多科学与工程应用领域中,迅速发展为一个新的研究热点,其主要涉及矩阵填充与稳健主成分分析2大问题,即分别从精确且不完全的采样矩阵元与从大误差矩阵元的分布较为稀疏的观测矩阵中恢复出原始低秩矩阵。鉴此,本文定义了稳健矩阵填充,即从非完全且存在稀疏误差的采样矩阵元中精确恢复出原始低秩矩阵,通过最小化核范数与l₁-范数的组合构建了相应的凸优化模型,并提出了一种新颖的增广分部拉格朗日乘数法来求解此类最优化问题。通过将其应用于混合高斯与椒盐噪声去除的问题中表明,此算法对具有规则纹理及相似结构内容等低秩特征的影像中混合噪声的去除效果较好,其能同时去除影像中的椒盐噪声与高斯噪声,且有效保留影像中的纹理细节等信息;当影像中椒盐噪声密度较高而高斯噪声相对较小时,其去噪性能更佳。