基于深度学习的高分辨率遥感影像自动变化检测

我国城市化发展迅速,地表利用信息处于不断变动中,及时掌握这些变化信息十分必要.但实际作业中,变化信息获取方式仍然以高人力成本方法,如实地外业调查或者目视遥感影像判读为主,生产效率低.因此,本文提出了一种基于语义分割的深度学习变化检测方法.首先,利用编码-解码深度卷积网络,实现遥感影像地物的自动分类;然后,利用Mean-Shift方法分割前后期影像,融合其光谱、纹理和语义信息等特征,对比前后期影像的特征差异,提取出变化置信度图;最后通过EM算法分割变化与未变化类生成二值变化图,得出变化区域范围.该方法为自动化实现地物变化监测提供了有效的解决办案,实验证明,该方法相比人工以及传统分类模型具有更好的检测精度,有效降低了内外业工作量.     

北京市老年人口迁移意愿及影响因素研究

北京正处于快速老龄化阶段,随着城市化进程的加深,迁移老年人的生活环境发生着剧烈的变化。分析北京市城市功能拓展区中老年人的迁移意愿及其影响因素,具有重要的实践意义。选择北京城市功能拓展区中4个新建小区为案例区,收集有效调查问卷353份,采用描述性统计和Logistic回归研究北京市老年人口的迁移意愿及其影响因素。研究发现：已迁移老年人中,71.4%的老年人愿意迁移。与子女居住距离的变化、孙辈的出生以及居住条件的改善是自主迁移老年人迁移的主要原因。老年人生命历程的变化对迁移行为有重要影响。老年人的身体健康、经济条件、与子女居住距离和居住环境对其迁移意愿影响显著。本文的研究意义在于结合老年人迁移的影响因素与宜居社区建设政策,为构建老年宜居社区提供科学依据。     

ROLE OF EQUATORIAL PACIFIC OCEAN SUBSURFACE OCEANIC TEMPERATURE MODE IN ENSO CYCLE

Based on the simple ocean data assimilation (SODA) reanalysis dataset from the University of Maryland and the method of Empirical Orthogonal Functions (EOF), the characteristics of interannual and interdecadal variabilities of the equatorial Pacific subsurface oceanic temperature anomaly (SOTA) are captured. The first and second modes of the equatorial Pacific SOTA in the interannual and interdecadal variations are found respectively and the effect of the second mode on the ENSO cycle is discussed. Results show that the first mode of SOTA’s interannual and interdecadal variabilities exhibit a dipole pattern, indicating that the warm and cold temperature anomalies appear simultaneously in the equatorial subsurface Pacific. The second mode shows coherent large-scale temperature anomalies in the equatorial subsurface Pacific, which is a dominant mode in the evolution of ENSO cycle. The temporal series of the second mode has a significant lead correlation with the Ni?o-3.4 index, which can make a precursory prediction signal for ENSO. The function of this prediction factor in SOTA is verified by composite and case analyses.     

地理分析中的空间效应

地理信息科学传承了地理学的空间分析传统。在地理空间分析中,由于地理空间的特殊性,地理信息科学在构造分析方法时,需要考虑空间效应。然而,空间效应具体的内涵和外延,到目前尚未有系统探讨。本文定义了地理空间效应,进而在形式化定义空间、位置、场、距离、区域等概念的基础上,归纳了4类空间效应：即空间异质性效应、空间依赖的近邻效应、空间交互的距离衰减效应、和空间分区的尺度效应,探讨了4类效应的内在逻辑关系,建立了统一的表达框架。其中,空间异质性效应是最为基础的效应,近邻效应和距离衰减效应反映了地理空间中两个位置之间的二阶关系,尺度效应则由于区域单元的汇总带来,因此这4类效应形成了递进关系。最后本文梳理了目前地理分析中对空间效应的体现,指出了地理空间人工智能技术对于空间效应的揭示和量化能力。     

2010—2015年贵州省关岭县石漠化时空演变及人类活动影响因素

石漠化是中国西南喀斯特地区面临的重要环境问题之一,其演化过程和驱动机制分析一直是相关研究领域的难点和热点,尤其是人类活动的影响分析方面仍有待于进一步研究。论文选择贵州石漠化极其严重的关岭县为研究区,利用2010年SPOT5/ALOS数据、2015年的高分一号/资源三号数据等,结合地面调查、采用目视解译的方法获得了2010—2015年石漠化分布、演化过程及驱动因素等信息;在系统分析石漠化的空间分布及演化过程的基础上,着重分析土地利用类型、社会经济水平及石漠化治理工程等人类活动因素对贵州石漠化演化的影响。研究结果表明：① 关岭县石漠化土地占有很大比重(2015年占总土地面积的45%以上)且以中度石漠化为主;② 石漠化总体上得到明显改善,石漠化土地面积逐年减少,尤其是重度石漠化和极重度石漠化土地明显减少,但仍有部分石漠化土地的状况在恶化。③ 人类活动对石漠程度和演化过程具有重要的影响,首先,土地利用类型尤其是灌木林、旱地和有林地对石漠化演化起着重要的作用;其次,人口密度较大和GDP较高的地区,石漠化程度也较高且石漠化恢复治理的效果越不明显;另外,关岭县的各类石漠化治理工程取得了显著的成果,约1/3的处于稳定和得到改善的石漠化土地是通过治理工程来实现的。本文查明了土地利用类型、人口及石漠化治理工程与石漠化演化的关系,研究结果可为石漠化治理与生态恢复工作提供科学的依据。     

南北过渡带1∶5万植被类型图遥感制图案例研究

编制南北过渡带地区1∶25万和典型山地1∶5万植被类型图是南北过渡带综合科学考察的主要任务之一。以往植被类型图的编制都是采用大量的地面调查来完成的,地面调查方法虽然精确,但费时费力,并且由于自然条件的限制,地面调查往往只能覆盖较小的范围。遥感数据因为其全覆盖的优势,可以很好地弥补样方调查的局限性,但目前大范围的植被类型遥感信息提取尤其是自动提取方面仍然存在一定的困难和瓶颈。本文以1∶5万太白山植被类型图的编制为例,利用多源多时相的高分辨率遥感数据,结合地面调查数据、以往的各种比例尺的植被类型图数据和森林资源调查数据等,探讨并研究基于山地垂直带谱的中大比例尺植被类型图的遥感提取方法和制图方法。研究结果表明：① 山地植被垂直带谱可以有效地支持1∶5万山区植被类型图的遥感制图。利用太白山植被垂直带谱和1∶1万数字表面模型数据（DSM）可以生成具有垂直带谱信息的地形约束因子;将地形约束因子与多源多时相高分辨率遥感数据、地面调查数据、以往的小比例尺植被类型图数据等相结合,可以有效提取各级植被类型,从而实现中大比例尺植被类型图的编制。② 典型山地1∶5万植被类型图的遥感制图基本流程为植被型组解译→植被群系组、群系、亚群系解译→植被型、植被亚型分类,采取自上而下和自下而上相结合的分类方法来分类。本文的研究成果可以为中大比例尺植被类型图的编制提供示范和科学依据。     

基于STM32的可调恒温滤光片转轮盒的设计

为了满足1.2 m望远镜天文成像系统对科学目标的观测,设计了一个基于STM32控制的可调恒温滤光片转轮盒。转轮盒内有3个转轮,在各自电机驱动下可配合转动,实现最多15个滤光片的自动切换。为确保滤光片的稳定工作波长,转轮盒内置基于PID温控算法的保温系统,以保持转轮盒内部在设定的温度。上位机可通过串口与电控盒进行指令通信,并由电控盒直接驱动转轮电机及加热保温。整个系统结构紧凑,电控安全性好,单片机程序功能完备。最后测试证明该转轮盒在低温-25℃时能正常工作,在恒温模式下能使温度保持在目标温度±1℃以内,长时间工作时性能稳定,切换一次滤光片的用时在10 s以内。     

1957-2012年讨赖河流域潜在蒸发量变化

在气象观测数据基础上,运用数理统计方法对讨赖河流域1957-2012年潜在蒸发量变化的研究表明：（1）讨赖河流域潜在蒸发量的季节变化不尽相同,秋、冬季潜在蒸发量20世纪60、70年代偏少,80、90年代及2000年后偏多;春、夏季潜在蒸发量60、80年代偏高、90年代及2000年以后偏低,年和湿季变化趋势相似,均表现为60-80年代偏低,90年代及2000年以后偏高。（2）就年际变化而言,年和湿季潜在蒸发量的变化趋势较为相似,季节潜在蒸发量均表现为增加趋势,夏季增幅最大,秋季最小。（3）各季节和年序列均存在10～15年的短周期变化及26～28年的长周期变化。（4）流域春、夏、秋、冬以及年和湿季潜在蒸发量分别在1995、2000、1984、1980、1997年和1992年突变增加,并通过了0.01的显著性水平检验;干季潜在蒸发量经历了两次突变增加,分别发生在1980年和1995年。     

改进遗传算法和支持向量机的岩体结构面聚类分析

岩体结构面控制着岩质边坡和地下洞室等岩体工程的稳定性,在岩体力学及水力学分析中起到关键作用。为对岩体结构面进行合理分组,精确地模拟岩体结构面网络的分布,提出一种融合改进遗传算法和支持向量机的聚类方法。首先,根据岩体结构面产状信息建立结构面分组的数学模型,采用改进的遗传算法计算结构面样本的全局最优聚类中心,再以聚类中心为训练样本,利用支持向量机方法将结构面样本进行完全划分。通过随机产生的结构面数据以及实际工程的运用表明,遗传-支持向量机聚类算法对岩体结构面的分组合理,获得的优势结构面结果可靠。     

基于工程数据的建筑物构件提取方法与应用分析

随着智慧城市的不断发展,建筑三维模型及其应用研究也从建筑外表层深入到建筑内部环境中。建筑工程数据包含了建筑设计施工阶段中丰富的建筑构件信息,是建筑建模和应用分析的良好数据源。目前,建筑工程数据可划分为非结构化数据、半结构化数据和结构化数据3类。本文从识别方法、提取内容和应用目标等方面对非结构化和结构化的建筑工程数据提取方法进行了分析,并结合国家标准和行业软件对半结构化数据的图层规范和几何图元特征进行研究。半结构化数据在我国建筑信息化现状下具有极大的应用优势,必将成为智慧城市中建筑物数据库建设的重要数据源。