基于快速聚类方法的30m分辨率中国土地覆盖遥感制图

大范围遥感土地覆盖制图通常费时费力.本文采用一种基于特征空间变换的快速聚类方法(CBEST)对覆盖中国的508景Landsat Thematic Mapper(TM)影像进行土地覆盖制图.将中国划分为50个生态分区,每个生态分区内采用CBEST方法对TM影像进行快速聚类,CBEST平均聚类时间约为每2 min一景;通过对自动获得的光谱簇人工土地覆盖类型识别,归并光谱簇,绘制30 m空间分辨率的中国土地覆盖图,统计土地覆盖类型面积,生成主要土地覆盖类型专题图.采用2159个分布全国的验证样本对制图结果进行精度验证,得到总体精度为71.7%,Kappa系数为0.641.与当前两套全球地表覆盖产品(FROM-GLC和GlobCover 2009)的局部对比表明CBEST分类结果在各类型土地覆盖面积统计及视觉效果上存在优势.     

基于自适应多分辨率奇异值分解的大地电磁数据处理

针对强电磁干扰极易掩盖微弱的大地电磁有用信号,本文结合奇异值分解在去噪方面的优越性,提出基于自适应多分辨率奇异值分解（Adaptive Multi-Resolution Singular Value Decomposition,AMRSVD）的大地电磁数据处理方法.首先对大地电磁数据构建Hankel矩阵,利用MRSVD得到不同分辨率的近似信号和细节信号;然后选用近似信号和细节信号的标准差差值,对大地电磁数据进行信噪辨识;接着结合MRSVD和相邻细节信号的标准差差值,提出先验信息未知情况下的AMRSVD法;最后对辨识出的强干扰运用AMRSVD去除噪声,重构有用信号.实验结果表明,该方法的处理效率高,能有效分离出相关性较强的噪声,时间序列和视电阻率-相位曲线均得到有效改善.

     

基于多源卫星数据扎日南木错湖面变化和气象成因分析

利用Landsat(MSS、TM、ETM+)系列卫星和环境减灾卫星CCD遥感影像数据以及西藏扎日南木错地区近40年(1970-2011年)气象资料,分析湖泊面积的变化特征,并探讨湖泊面积变化的可能气象成因.结果表明,扎日南木错1975-2011年间经历了先萎缩后扩张的过程,湖泊面积呈增长趋势,增长面积为7.08 km2.扎日南木错流域在过去40多年里冰川在退缩,温度升高,降水量增加,而蒸发量和最大冻土深度减少.湖泊面积与年气温之间有显著的正相关关系,气温升高可能是湖面扩大的原因之一.     

基于多源数据的建筑物空间分布格网化方法研究

利用多源数据将建筑物空间分布格网化,得到格网的单元数据,为区域地震灾害损失预评估和地震灾后快速评估提供较为详尽的建筑物格网数据支撑.以宁夏回族自治区平罗县为例,在数字城市建筑物数据、地理国情监测建筑物数据等基础上,结合高分辨率遥感影像进行目视解译,判读和更新建筑物图斑,再通过外业调绘、无人机航拍等手段对建筑物进行验证调...     

基于多源数据的厦门市地震灾害风险评估

引入遥感影像图反演建筑易损性方法,基于多源数据,构建城市地震风险精准快速评估指标体系,并以厦门市93个社区单元为例进行了实证评估,计算厦门市不同社区的承载体易损性,同时结合区域响应能力分析厦门市地震灾害风险的空间分布特征。结果表明,构建的评估指标体系具有较好的可操作性。     

一种适合多源地球物理数据三维可视化的快速空间索引技术

识别复杂地质条件下的地质构造,常需要融合多种地球物理探测技术的数据进行分析,应用地球物理数据三维可视化技术可以更好地解释复杂的地质现象,传统的可视化方法由于缺乏对多源地球物理数据一体化的存储管理与索引机制,使得在对大范围多源地球物理数据进行空间局部更加精细可视化时的效率很低.为了更有效地洞察研究区域的地下构造,本文研究了适合多源地球物理数据三维可视化技术的快速空间索引技术.首先根据各类地球物理数据空间分布特点,提出了一种改进的四叉树结构,用于建立对多源地球物理数据一体化存储与管理.接着利用该数据结构,文章现实了多源地球物理数据快速空间查询的机制.将此结构和机制服务于大规模多源地球物理数据精细尺度下的三维可视化,提高对特定空间范围的局部多源地球物理数据动态可视化的效率.最后给出了该数据结构下空间查询与可视化的效率分析,并通过实验对整个算法的效率进行了验证.实验表明,通过建立相应的索引机制,可在大规模多源地球物理数据条件下更高效地展示任意位置岩矿石多个物理特性之间的空间关系,为多源地球物理数据的三维可视化提供技术支撑.     

由声测井资料计算反射系数序列中多分辨率逼近的选择

介绍了由声测井资料计算反射系数序列中的多分辨率逼近理论,详细分析了由高分辨率的声测井资料计算低分辨率的反射系数序列的地质要求,进而在理论上讨论了此类问题中多分辨逼近的选择.并比较了由Haar系与由三次样条函数构造的多分辨率逼近这两种典型的多分辨率逼近.最后利用理论模型及实际资料算例验证了选择恰当的多分辨率逼近在解决这类问题中的有效性.     

基于规则引擎与空间聚类分析的多源地震灾情数据清洗策略研究

通过研究不同来源地震灾情数据汇集处理过程中的数据清洗技术,利用数据挖掘中基于规则引擎与空间聚类分析相结合的方法检测多源灾情数据存在的错误、不完整和重复等问题并进行修正,提高灾情数据质量。以清洗后的灾情数据为基础,运用Arc GIS空间插值对离散灾情点进行总体分析和模拟,从而快速反映并确定地震灾情的总体分布情况,为地震应急救灾工作提供更可靠、形象的灾情分布信息。文中以四川省地震灾情快速上报接收处理系统在四川省芦山"4·20"7.0级强烈地震中,通过多种灾情获取手段获取到的包括主观震感、客观震感、房屋破坏、交通系统破坏等共1330条灾情信息为例进行处理和分析,共检测出不合理灾情数据717条,其中剔除696条,修正21条,清洗后的灾情数据空间分布和模拟结果与实际考察形成的烈度圈吻合度良好。     

电极布置方式对高密度电法探测分辨率的影响

高密度电法据观测到的视电阻率数据及其反演后的电阻率剖面来推断地下地质结构.传统高密度电法受限于测线长度和电极装置,存在着一些弊端,如探测深度较浅,在测线端点处分辨率差,并且分辨率随深度增加而下降,特别当存在浅层低阻屏蔽时,电流难以向深部传播,分辨率降低.针对上述问题,为提高高密度电法探测的分辨率,本文介绍了一种新型高密度电法野外布极方式:多电极埋入技术(Multi-Electrode Resistivity Implant Technique,MERIT).通过室内模型测试和野外实地检验,将其与传统高密度电法排列进行比较,结果表明MERIT布极方式在测线端点处和地下深部分辨率有显著提高.在相同测线长度下,探测深度增加,对低阻体的反映更灵敏,受到低阻屏蔽效应减小,能够反映深部更丰富的地层信息.故MERIT能够有效地克服传统高密度电法探测存在的缺陷,有效提高探测的分辨率.     

基于多源数据的震害快速评估方法探讨

对目前基于GIS、遥感技术的地震灾害快速评估方法分别进行了分析,并通过汶川地震实例归纳总结了现有防震减灾软件系统建设取得的成绩和存在的问题,提出了一种利用GIS、遥感、地震现场数据等多源数据的综合地震灾害快速评估方法,并给出了其实现流程。     

基于多源数据的机器学习在地震预测中的研究进展

近年来,机器学习的快速发展在计算机视觉、自然语言处理和数据挖掘等领域取得前所未有的成绩。地震研究学科众多,包括地震学、大地测量学、地球化学、地球电磁学和地质学等,研究产生的多源、复杂、海量数据高度符合机器学习对于训练数据的要求,因此许多学者将机器学习方法引入到地震预测中。本文基于机器学习背景、地震预测应用流程和评价方法等方面,回顾了近年来基于机器学习方法,利用不同学科数据进行地震预测的应用概况和主要进展,并对机器学习在地震预测中的应用进行总结和讨论。     

基于GIS的煤矿水害多源信息预测方法研究

基于MAPGIS平台,用Visual C++对其进行二次开发,研制了煤矿水害多源信息预测系统.通过对地震、电法、水文地质等多源数据进行处理后,在MAPGIS系统下进行成图、配准和空间定量分析,最后建立预测模型.用该系统对煤矿实际资料进行了处理,其结果表明预测结果更为准确.     

基于多源数据的云南人口空间分布模拟研究

人口数据精度是提高地震灾情速判准确度的关键之一。本文基于多源数据融合思路,以云南第6次人口普查数据为基础,把居民地作为人口分布指示因子,利用GIS软件工具,分析了人口分布与地貌形态、坡度、地形起伏度以及土地利用之间的关系,构建了人口影响因子的权重系数,并采用城乡人口-面积统一模型对人口统计数据进行了网格化空间模拟及精度检验。以2013年3月3日云南洱源5.5级地震为例,通过多种估算方法对灾区人口进行了计算及对比分析,结果表明,多源数据融合法生成的千米网格人口与实际人口的相关性均在0.89以上,人口数据精度符合实际,可为灾情速判提供可靠的数据基础。     

基于不同时空尺度多源遥感数据的新疆于田地区地震热异常分析

针对2000年以来新疆于田地区5次M_S5.0以上地震,采用MODIS地表温度数据与NOAA卫星长波辐射数据,从不同时间、空间尺度对震前热红外异常特征进行提取和分析。研究结果表明,5次地震的两种数据均提取出明显的热异常,两种数据异常提取结果具有一定的时空关联。基于以上不同时空尺度热红外特征分析结果,总结提出了一种多时空尺度的异常判别方法。基于该方法对于田及周边地区2018—2020年连续3年的热红外数据进行扫描,开展M_S5.0以上地震热红外异常的回溯性检验应用,共检验出19次异常,其中12次对应地震发生,7次错报,此外有7次漏报。通过不同时空尺度多源遥感数据对震前热红外异常特征进行综合提取,能够减轻环境因素干扰,提取出有效的热异常特征。以上研究结果可为多时空尺度地震热红外异常判别提供支撑。     

基于多小波的医学图像阈值分割算法研究

图像分割技术是医学图像处理和分析中的关键技术。本文通过构造一个正交多小波,把图像在尺度空间展开,对不同分辨级下的小波系数采用不同阈值进行分割处理。应用自动和交互相结合的分割方法,通过对目标区域图像特征进行分析,交互确定目标区域的大致灰度范围。在综合考虑图像的边缘和区域的基础上,确定精确的阈值,将目标组织从背景中分割出来。通过对计算机断层扫描医学图像进行分割处理和对比实验,得到的图像清晰度明显提高,证明该方法不仅能得到较清晰的感兴趣区域,而且还能获得较清晰的边缘特征。     

基于多源遥感数据的南极冰架与海岸线变化监测

综合使用光学与微波遥感数据,提出了南极冰架变化连续监测的系统方法,包括基于MOA的冰架基准图生成,基于相似性测度的影像匹配,及基于阈值与分水岭变换的图像分割方法.使用该方法获取了2002—2011年初全南极18个主要冰架的变化数据,并归纳了南极冰架变化的三种类别.进一步得出,近年间崩解变化为主的冰架均处于西南极,并主要集中在南极半岛;扩展变化为主的冰架集中在东南极;南极三大冰架的扩展变化明显,其中Amery冰架将在近年发生较大崩解.本研究首次获取了2002年初至2011年初每年一幅的动态的全南极海岸线数据,并得出近10年间南极海岸线扩展增加总量为5878 km2.     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域植被变化及其与气候因子的关系

以博斯腾湖流域为研究区,基于2001-2016年时间序列的MODIS NDVI数据分析了研究区植被的时空变化趋势,并结合流域气象站点的气温、降水、日照时数和相对湿度数据分析了植被生长季累积NDVI和16天NDVI与气候因子之间的响应特征.结果表明:(1)流域植被覆盖变化呈改善趋势,生长季累积NDVI年变化率为0.014 a-1,16天NDVI变化率均为正值,植被改善趋势显著区域主要分布在高山草原湿地和农业灌溉区边缘的新增农田.(2)植被生长季累积NDVI主要受降水和相对湿度影响,植被总体生产力与水分条件关系最密切,生长季逐16天NDVI与同期气温和日照时数在植被生长初期和末期关系显著,而与降水没有显著的相关性,说明植被短期瞬时长势对热量条件更为敏感.(3)在植被生长不同阶段对气候变化具有不同的滞后效应,其中植被生长初期和末期对气温有0.5~1个月的滞后,生长盛期对降水有0.5~3个月的滞后、日照时数有1.5~2.5个月的滞后、相对湿度有0.5~2.5个月的滞后,揭示了植被不同生长阶段水热条件对其生长韵律的控制差异.     

基于多源信息的高空间分辨率人口分布研究

针对已有的人口空间化研究多采用静态数据、时空分辨率较低、在应急救援等方面实用性不高的问题,提出了一种使用高时空分辨率数据,结合城市圈层结构理论和主成分分析法的建筑物尺度人口估算方法。以成都市为例,利用腾讯位置大数据,通过计算不同城市圈层的定位率,得到了成都市不同时段1 km×1 km的人口分布数据。在此基础上,以基于建筑物中心点的泰森多边形为人口分配基本单元,结合宜出行热力数据和POI数据,分别计算其对人口分布的贡献值并赋予计算权值,得到了成都市青羊区建筑物尺度人口分布数据。街道尺度统计数据回归分析的决定系数R~2为0.926 4,总体精度较高,模拟人口分布符合实际情况。     

基于稀疏约束和多源激发的地震数据高效采集方法

地震勘探目标日趋复杂化和精细化,"两宽一高"等采集技术获得了广泛应用,从而导致当前地震数据采集周期越来越长、成本越来越高,如何解决日益增长的勘探成本问题成为当前地震采集领域的研究热点之一.针对上述问题,本文首先开展了基于稀疏性的地震数据高效采集方法理论研究,对地震数据稀疏性基本理论、稀疏约束下随机采样及其数据重建方法进行了深入探讨,提出使用改进的分段随机采样方法灵活地进行实际地震采集测网设计;详细阐述了多源地震激发方法,对多源地震数据分离方法开展了深入研究,提出了基于小窗口中值滤波与稀疏约束联合随机去噪的多源数据分离方法,并在数据分离处理中取得了较好的效果;将上述两种地震数据采集方案有机结合,提出了1）规则多源、随机检波点（DmsRg）、2）随机多源、规则检波点（RmsDg）和3）随机多源、随机检波点（RmsRg）等三种高效采集方案及相应的数据重建方案,满足了后续常规化数据处理的要求,并讨论了多源激发对数据成像的影响.基于Marmousi模型数据的数值试验表明,本文构建的基于稀疏约束和多源激发的高效采集方法理论对于提高地震数据采集效率、降低勘探成本具有重要的应用价值,建立的数据重建方法流程可以取得和常规数据接近的成像结果.本文方法虽然在数值试验中取得了较为理想的效果,但还需要得到野外实际数据采集的进一步检验.     

基于迭代去噪的多源地震混合采集数据分离

多源地震混合采集采用随机线性编码方式同时激发多个震源,检波器连续接收地震信号,获得波场混叠的炮记录.该采集技术能够显著提升采集效率和成像质量,其实现关键在于炮分离,即将相互混叠的多源波场数据彼此分离,获得传统采集的单炮记录.最小平方算法只能得到伪分离记录,不能去除混叠噪声.在高混合度的混叠数据中,混叠噪声的能量往往数倍于有效信号,炮分离难度倍增.但在伪分离记录中,该噪声在除共炮点道集以外的其它时域均为随机分布.本文研究提出了一种多时域组合迭代去噪的炮分离技术:通过运用多级中值滤波与Curvelet阈值迭代去噪算法,在不同时域根据混叠噪声特性采用相应的去噪手段,并设计迭代算法优化炮分离结果.实际资料处理结果证明:将本方法应用于高混合度的混叠数据,无论是分离质量还是计算效率,都有明显提升.