“3S”技术在四川生态环境动态监测中的应用研究

为有效实现四川省生态环境的动态监测,运用RS、GIS和GPS技术,以2004年中巴资源卫星(CBERS-02)遥感影像数据为信息源,2000年TM遥感影像解译的数据为基础,对2004年遥感影像进行解译,修改2000年数据库;手持GPS接收机,在野外对解译成果进行验证,更新数据库;利用GIS技术的空间分析功能,提取出2000～2004年期间土地利用/覆被变化信息,得到2000～2004年期间四川省高精度的土地利用/覆被变化数据库。最后对四川省土地利用/覆被变化信息进行分析,对四川省生态环境的下一步研究指名了方向。     

Oracle Spatial 在GIS中的应用

本文介绍了Oracle数据库系统中对空间数据存储的解决方案，并针对对象关系模式下空间数据的存储和管理，结合自己的实际工作体会提出了一些具体的解决方法。     

非线性最小二乘参数平差迭代算法

在非线性最小二乘问题现有的3类主要算法－－高斯－牛顿法、阻尼最小二乘法和最小二乘的拟牛顿法的基础上，引入了综合性能更优的非线性规划的SQPM（序列二次规划法）算法，并且为进一步提高SQPM算法迭代的收敛性，对其步长策略进行了改进。改进的SQPM算法成为无需精确计算参数概略值的非线性最小二乘参数平差的实用和有效算法。     

视距测量方法的改进

在视距测量中．本文应用上、下视距丝与中丝所夹视角均为17′11″这一原理，证得：上、中、下三丝读数与坚盘读数之间存在着一个多余观测；去除中丝读数同样能求得测站点与碎部点间的平距及高差，且不影响结果的精确性。碎部测量时，对每个碎部点就从根本上减少了一个观测要素。实践证实：此法可节省约15％的碎部测量时间.     

青藏高原区域水储量变化的GRACE RL06和TRMM联合反演

近10年来,独立成分分析（ICA）逐渐被引入地球时变重力场的成分提取中。ICA因其提取成分的独立性,解决了运用主成分分析（PCA）时各提取成分仅互不相关的这一关键性问题。基于负熵的FastICA算法是常见的ICA方法,该算法的收敛较梯度算法快,且负熵的稳健性较峭度更好。本文采用上述算法,旨在探寻青藏高原区域水储量成分与降水成分之间的联系。研究表明,青藏高原的水储量变化较降水存在着7个月的延迟效应,显示出除季节性冻土与冰川的冻融和季风气候所带来降水贡献之外,还客观存在着因区域内水交换造成的延迟。结合特征信号来看,青海中部、西藏西部与西藏中东部之间的年均水储量变化刚好相反,在全球变暖所导致的冻土与冰川加速消融的大背景下,因气候与内外流区的不同造成区域水储量变化的差异性,此外上述区域的水储量变化也因青藏高原南北板块构造的不同而体现出差异性。研究证明了在大尺度范围内运用FastICA算法分析区域水储量成分及其相关因素变化的可行性。     

最短独立闭合环与附合路线的快速搜索方法

提出了一种间接平差误差方程转化为条件平差条件方程的快速且易实现自动化的方法,同时采用矩阵分析理论,通过对条件方程进行特殊的矩阵分块及变换,自动搜索出水准网或GPS网的最短独立闭合环与附合路线,并自动解算出闭合差。上述方法有别于传统的图论理论,不依赖于任何信息文件,算法简单,自动化程度高。     

同伦函数与填充函数相结合的非线性最小二乘平差模型

提出了同伦函数与填充函数相结合进行非线性最小二乘平差的方法。先采用同伦函数求解非线性恰定方程组,得到一个局部最优解,然后以该局部最优解为基础构造填充函数,通过对填充函数求解,得到比当前局部最优解更小的局部极小点,再以该局部极小点为基础重新构造同伦函数和填充函数进行求解,通过有限步的循环迭代,最终找到非线性最小二乘平差的全局最优解。实例验证,该方法能有效地寻找出非线性最小二乘平差的全局最优解。     

利用ICA方法提取奥卡万戈三角洲水储量变化信号

利用重力恢复与气候实验(gravity recovery and climate experiment, GRACE)时变地球重力场模型计算得到非洲奥卡万戈三角洲地区2003-01—2014-12的陆地水储量变化信息,分别采用主成分分析(principal component analysis, PCA)和独立成分分析(independent component analysis, ICA)提取质量变化信号,并与全球陆地数据同化系统(global land data assimilation system, GLDAS)的水文模型进行对比。结果显示,在奥卡万戈河流域东北部,水储量表现出很强的周期性变化,两种数据空间特征分布的信号出现在相同位置的成分GRACE-IC1和GLDAS-IC1对应的时间序列的相关系数达到0.85。奥卡万戈三角洲地区水储量从2003-01—2011-10呈现上升趋势,两种数据空间特征分布的信号出现在相同位置的成分GRACE-IC2和GLDAS-IC3对应的时间序列的相关系数达到0.81,说明GRACE反演结果与GLDAS水文模型反演结果在研究区域内具有很强的一致性。引入全球降水气候中心降水数据和Water GAP全球水文模型数据对研究区域陆地水储量变化的原因进行分析。实验结果表明,相对于传统的多项式拟合方法,ICA可以在较大区域内直接对特定位置质量变化信号的时空特征进行提取;对比GRACE数据两种方法分解结果的第3成分可以看出,在空间尺度和时间尺度上,ICA方法对信号的分解能力要优于主成分分析方法。     

基于比例整体最小二乘的GPS高程拟合

针对GPS高程拟合过程中GPS基线观测量和水准高程观测量含有误差且残差中误差不相同的情况,在整体最小二乘(TLS)基础上引入比例因子λ来确定残差中误差的大小,即比例整体最小二乘(STLS)。实例计算表明,STLS比TLS和LS能够得到更好的估计参数,高程异常值拟合精度也相应提高。     

基于不同滤波算法差异的机载LiDAR数据桥梁提取

在对形态学滤波和区域生长算法研究的基础上,通过对桥梁的特点进行分析,提出一种基于形态学滤波和区域生长算法的滤波结果的差异进行桥梁探测的算法.算法不受桥梁形状的影响,桥梁可分叉、无需平行和等宽,甚至在部分桥梁数据不完整的情况下也有效.通过3个不同场景的桥梁实例验证算法的正确性.