基于Sentinel-1卫星数据的北极西北航道通航适宜性分析

北极西北航道对北极资源开发与世界贸易格局有重要影响。针对当前西北航道通航适宜性时空变化分析研究中时空分辨率低、时效性差等问题,利用2015—2019年每年9月及2019年8月1日至9月20日的Sentinel-1 SAR数据,基于k均值非监督分类方法反演了十米级高空间分辨率海冰密集度。通过长时序宏观跟踪和短时序精细分析西北航道全线通航窗口,并以70%的海冰密集度作为阈值,测算了西北航道经过重要海湾及海峡累计不可通航的次数。结果表明：西北航道的航情随冰情而变,通航能力尚不稳定。具体来说,西北航道的冰情呈现东轻西重、南轻北重的格局,不可通航节点个数东少西多、南少北多。2018年9月西北航道通航情况最差,高于可通航阈值的海冰覆盖面积占总航道面积的35.24%,共有10个不可通航节点。2016年和2019年9月的通航情况较好,阿蒙森湾—科罗内申湾—毛德皇后湾—维多利亚海峡—富兰克林海峡—皮尔海峡—巴罗海峡—兰开斯特海峡段航道（航道C）可实现全线通航。进一步通过小尺度时间窗口研究发现,西北航道的最佳通航窗口为8月下旬至9月上旬,期间共出现3条全线通航的航道;最佳通航路线为航道C,其连续通航时间长达30天。     

基于深度置信网络的CRISM影像火星表面矿物识别方法

鉴于传统的光谱特征参数方法存在不能综合考虑光谱在整个波长范围内的谱形、对于单一吸收带相似的不同矿物难以区分等问题,研究采用深度置信网络方法对火星专用小型侦察影像频谱仪（CRISM）高光谱影像中的火星表面矿物进行自动识别,该算法具体包括:①预训练阶段。利用非监督算法逐层训练受限玻尔兹曼机,自动学习模型参数,提取光谱特征。②调优阶段。将自动学习的光谱特征输入分类器,采用反向传播算法对模型进行监督微调,识别矿物在CRISM影像中的分布。在算法的研究中,采用光谱比值方法降低火星表面灰尘等噪声对矿物光谱的影响,并探讨样本数量、隐含层节点数、网络深度等对算法识别精度的影响,试图构建适宜于CRISM影像火星表面矿物识别的深度置信网络模型。以火星表面镁铁蒙脱石和氯盐为例进行测试,实验结果表明:该方法能够对火星表面矿物进行自动识别,准确率达到85%以上,与光谱参数法的识别结果基本叠合,并能够探测光谱参数法未能识别的部分矿物分布。      

一种结合整型最佳谱间预测与SPIHT的MODIS影像无损压缩算法

针对MODIS影像数据海量并具有重要研究价值的特点,研究了MODIS影像的无损压缩算法.采用最佳线性预测方法,通过波段相关性排序确定波段最优预测的顺序,并自适应计算预测波段与当前波段的最佳预测器系数,减少谱间冗余;以多级树集合分裂(SPIHT)编码算法降低谱内相关.为确保无损压缩,对线性预测系数进行逼近取整操作,并采用基于提升格式的D5/3整数小波变换.实验结果表明,该算法在压缩比上的性能较3DSPIHT等算法突出.     

基于Landsat-8影像的北极地区入海冰川流速监测

Landsat-8 OLI因其空间分辨率较高、重复周期适中、高辐射分辨率、高图像获取率（图像质量）的特点,在北极地区大范围冰川流速监测研究中有较大优势。利用2017/2018年格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛、北地群岛、法兰士约瑟夫地群岛、德文岛5处北极区域的Landsat-8全色波段数据,采用特征追踪方法提取入海冰川消融期流速。结合MEaSUREs冰川流速数据,分析了198条北极地区入海冰川流速的空间分布特征及其影响因素,同时探究了格陵兰岛Kangerlussuaq冰川流速随时间变化特征。结果表明：与北极其他区域相比,格陵兰岛前缘流速在5~10 m·d^-1及10~20 m·d^-1的入海冰川在数量上最多,最大流速达到了31.62 m·d^-1。而格陵兰岛内部的冰川流速存在差异,北海岸入海冰川平均流速最慢（1.99 m·d^-1）,东海岸平均流速（6.13 m·d^-1）大于西海岸（4.14 m·d^-1）。这种流速空间分布差异可能由冰川规模、冰床地势、海流作用、冰盖消融情况等多种因素共同导致。2018年3—10月期间,Kangerlussuaq冰川前缘流速为21.02~22.87 m·d^-1,整体流速为10.02~11.39 m·d^-1。冰川流速在6—7月和9—10月出现峰值,在8—9月出现低谷,主要缘于冰川融水导致的运动加速和冰川物质平衡变化。     

基于Landsat影像的木里煤田矿区植被覆盖提取及时空变化分析

木里煤田地处青藏高原典型生态环境脆弱地带的大通河源头,本文以Landsat影像为数据源,基于归一化植被指数像元二分模型估算木里煤田矿区1990-2016年植被覆盖度,监测其动态变化及时空发展规律。研究发现,1990-2016年矿区裸土及低植被覆盖面积增加156.60 km^2,中植被覆盖面积增加153.37 km^2,高植被覆盖面积减少309.99 km^2。动态监测结果表明,1990-2016年木里煤田植被覆盖呈现严重退化趋势,退化最明显区域出现在矿区周边;时空格局变化分析结果表明,矿区植被覆盖等级逐渐向低植被覆盖等级转变,植被覆盖区域面积逐渐缩小。通过监测木里煤田矿区植被覆盖动态变化并分析其时空变化特征,为研究区生态环境修复,土地复垦等工作提供相关数据参考及技术支撑。     

基于ArcGIS Engine的长阳清江国家地质公园信息管理系统设计与实现

地质公园的信息化建设对地质遗迹监测、保护与管理具有重要意义.在深入分析地质遗迹分类管理、旅游导览、科普宣传等应用需求的基础上,基于ArcGIS Engine组件技术建设了长阳清江国家地质公园信息管理系统,以数据管理层、业务处理层、应用与可视化层的三层架构进行了系统整体设计与数据库构建,涵盖地质遗迹管理、旅游服务、档案资料管理和用户管理等功能模块;实现了综合数据管理、动态目录生成、智能解说和路线模拟导览等关键技术,为公园信息化管理与辅助决策支持提供了解决方案.该系统的建设为地质遗迹信息管理、旅游与科学考察等提供了技术支撑.