一种从LIDAR数据提取城区DTM的方法

由机载激光扫描系统获取的点云数据,可以直接生成扫描区域的数字表面模型,但要想提取数字地面模型还须对点云数据进行分类处理。提出了一种获取数字地面模型的方法,其主要思路是利用原始的激光数据构建二维三角网,从而构建数字表面模型。通过分析数字表面模型的坡度进行初始的分割,剔出坡度较大的三角形。经过初步的分割之后,通过连通区域分析来获取每个分割区域的特征,提取出裸露地表高程,从而由点云数据构建出数字地面模型。     

遥感模型多参数反演相互影响机理的研究

遥感数据具有覆盖范围广、时间与空间分辨率高的特点,被广泛应用于提取区域范围内的一些重要的生物物理参数.为提高参数的提取精度,需要制定正确的反演策略.了解影响参数提取精度的因素、反演过程中各反演参数之间如何相互作用是制定合理反演策略的关键.本文通过数学推导与物理机理的分析,证明了影响参数反演精度的因素不但有冠层反射率数据的质量,还有反演过程中参与反演的未知参数的个数、参与反演的每个参数的敏感性及各个参数敏感性之间的相关性.最后通过对反演不同参数个数、不同数据质量进行了叶面积指数反演的精度分析,验证影响参数反演精度的各个因素.     

An Integrated GIS Based Statistical Model to Compute Groundwater Vulnerability Index for Decision Maker in Agricultural Area

The conservation areas in a plain are affected by the groundwater contamination from intense application of the fertilizers. The vulnerability of groundwater can be tested by using the DRASTIC model for the pollutants. The groundwater susceptibility to pollution in the various areas is mapped through DRASTIC model. However, the effects of pollution types and its characteristics are not considered, as this model is used without any modifications. This technique must be standardized for usage in the various aquifers and specific pollution types. The rates of DRASTIC parameters are corrected to obtain the potential for a more accurate analysis of the vulnerability pollution. The relationships between the parameters are identified with respect to the nitrate concentration in the groundwater by calculating the new rates. The methodology was applied to the selected area situated in the south eastern region of Iran at Kerman plain. Twenty-seven different locations were selected to test and analyse the nitrate concentration in the water from underground wells. The pollution in the aquifer was associated and correlated with the DRASTIC index by using the measured nitrate concentrations. The relationship between the index and the measured pollution in the Kerman plain was determined by applying the Wilcoxon rank-sum nonparametric statistical tests and the rates were calculated. It was found specifically in the agricultural areas that the modified DRASTIC model performed more efficiently than the traditional method for nonpoint source pollution, as indicated by the results. After modifications, the regression coefficients revealed that the relationship between the vulnerability index and the nitrate concentration was 77 %, while it was 37 % before the modifications were used. These statistics show that the modified DRASTIC performed far more efficiently than the original version.     

Measurement of distances by high frequency light signalling

Summary A source of light emils light, the intensity of which varies with a frequency which is kept constant by means of an oscillating quartz crystal. A plane mirror is placed at a distance of 10–30 km from the source of light. The mirror reflects the light back to a phototube placed in the neighbourhood of the source of light. The above-mentioned crystal controls the sensitivity of the tube, which thus varies with the same frequency as the source of light. Thereby, the electrical currents from the tube will vary with the distance, depending on whether the incoming light impulses are more or less timed to the cycles of sensitivity of the phototube. Thus the variation of the current is periodic with the distance. With the actual rate of crystal frequency, the same strength of current is repeated every 18th meter that the mirror is moved. When measuring distances the periodical change with the distance is employed as a scale. The size of the scale is once and for all determined from a known distance. A special arrangement causes the currents to reverse every 9th meter of change in distance. Thus the currents pass through zero and have their greatest rate of change in relation to a change in distance. The 0-points represent the division-lines of the scale of distance used. The constancy of the distance between the division-lines is directly dependent on the constancy of the frequency. The determination of a distance is accurate to about one in one million.     

车载GPS导航系统中GPS定位与道路匹配方法研究

对车载GPS导航系统中GPS定位与道路的匹配方法进行了深入的研究 ,利用已有的道路网数据 ,建立了道路网络拓扑关系 ,在此基础上提出了基于网络拓扑关系和电子罗盘方位信息的快速道路匹配算法。通过车载试验证明 ,该算法能够实现GPS定位与道路实时、可靠、高精度的匹配。     

现代地图学的最新进展与新世纪的展望

本文第一部分国际地图学的最新进展,阐述了专题制图进一步拓宽领域并向纵深发展;计算机制图已广泛应用于各类地图生产,多媒体电子地图集与互联网地图集迅速推广;地图学-遥感-地理信息系统相结合已形成一体化的研究技术体系;计算机制图-电子出版生产一体化,从根本上改变了地图设计与生产的传统工艺;地图学新概念与新理论的不断探索。第二部分分析了中国地图学与地图事业近30年的发展与成就,论述了测绘部门完成了全国大比例尺地形图的测制,完成1:100万与1:25万数字地形图制作.在完成一大批专题地图的同时,广泛开展区域与部门的综合制图,编制出版了一大批不同类型的高水平综合地图集;遥感制图、计算机制图与地理信息系统已达到世界先进水平。第三部分是对中国地图学新世纪的展望:①抓住数字地球的机遇,创建地学信息图谱;②专题与综合制图进一步向纵深发展;③地图学、遥感制图与地理信息系统一体化,形成完整的研究技术体系与生产体系,发展地球信息科学;④为适应市场经济与社会发展的需要,应进一步扩大地图应用领域与范围,增加地图新品种;⑤加强地图学、遥感制图与地理信息系统基础理论及其应用原理与方法的研究。     

FY-3C积雪产品在同化中对微波资料质量控制的影响分析

T639-GSI全球系统同化AMSU-A资料的过程中,目前使用的月平均积雪产品并不能反映中高纬度大陆上快速地降雪/融雪过程,而FY-3C日积雪产品在时间精度上要高于GSI月平均积雪覆盖数据。由于同化系统对AMSU-A较低通道辐射率资料的质量控制需要依据更准确的地表积雪信息,所以本文结合冬春季节的FY-3C日积雪产品和NCEP再分析资料,研究了北半球中高纬度地区不同积雪覆盖率初值对分析场不同高度层温度场的影响,以及在同化过程中对预报结果的影响。结果表明,在对AMSU-A辐射率资料的质量控制中,月平均积雪数据和日积雪产品对温度场影响较大的区域与两者积雪覆盖差异区域有明显的对应;冬春季节,使用FY-3C日积雪产品代替GSI月平均积雪数据作为背景场中积雪下垫面数据,对进入同化系统的AMSU-A辐射率资料质量控制时,120 h之内1000—600 h Pa的中低层温度场的预报效果得到改善。     

基于GPS矢量观测信息的姿态确定算法

用于GPS姿态确定的矢量化算法可等价于两级最优问题。第一级把GPS载波相位观测量转换为矢量观测量。第二级是Wahba问题,即从矢量观测量获得最佳姿态解。Wahba问题可用四元数法求解,如QUEST方法。本文采用基于小角度的迭代法求解Wahba问题。在均衡星座或均衡基线务件下,两级最优解亦是全局最优解。实验结果表明迭代解的精度与QUEST解相同。实验中也应用了改进的TRIAD算法以比较两级最优解。     

利用数字摄影测量进行钢结构挠度的变形监测

钢结构的异常变形或局部损坏可通过荷载－挠度曲线以及给轴的挠度曲线反映出来，利用数字摄影测量方法进行结构的变形监测是传统测量方式的变革，可实现半自动的实时监测，本文介绍了相应的测量方法并给出了实验结果。     

基于空间认知的校园本体的构建

空间认知是地理学与认知科学的交叉学科,研究人们知识表达和推理的特点。借助Protégé工具文章介绍了认知科学被引入地理学的发展过程,并以首都师范大学校园为研究范围,在空间认知试验基础上,以本体理论作为依据,选择OWL作为建模语言,借助Protégé工具,探讨了知识库的建立方式、地理语义的表达、信息的共享和传递,对知识的形式化表达进行了简单的尝试。     

基于Kalman滤波的InSAR基线估计方法

针对目前SAR干涉测量中基线估计现存的问题,提出了利用Kalman滤波和配准参数进行基线估计的方法.所提出的方法具有不需地面控制点、不受地形限制和不依赖于轨道参数等优点,并可以估计时变的基线参数.利用南京地区的ERS-1/2 tandem数据进行了试验研究,并对提出的方法进行了验证.结果表明,在精确的卫星轨道数据和地面控制点不能获取时,所提出的方法仍能有效地估计InSAR基线.这在一定程度上补偿了轨道偏移带来的误差,为获取高精度的DEM奠定了基础.     

质心误差对分布式InSAR基线确定的影响及消除

高精度星间基线确定是分布式InSAR干涉测量中的关键技术。针对卫星在轨运行期间的质心与地面标校结果不一致问题,仿真分析了星体系x、y、z不同方向1 cm质心误差对InSAR星间基线确定的影响。结果表明:x、y方向的质心误差对基线解算影响很小;z方向的质心误差对基线解算影响显著,使得InSAR基线产品中含有明显的系统误差。提出了两种消除卫星质心误差影响的方法:一是在星载GNSS定轨过程中增加轨道径向的经验加速度予以补偿;二是增加星体系z方向的质心偏差估计。实验结果表明,经两种方法处理后得到的InSAR基线3维误差由8.8 mm分别降至0.13 mm和0.09 mm,98%以上的卫星质心误差影响被消除。     

自适应无监督分类的PolSAR图像机场跑道区域快速检测

针对复杂PolSAR图像场景中机场目标区域检测问题,本文提出一种自适应无监督分类的机场目标快速检测方法,该方法首先对极化SAR相干矩阵分解提取PolSAR图像的特征值图,转化为超像素图实现图像去噪及降维。然后用SLIC超像素分割算法分割构造超像素。基于超像素图构建极化分类特征,并采用无监督的谱聚类方法提取出疑似机场跑道区域,其中的类别数确定利用VAT-DBE(Visual Assessment of cluster Tendency-Dark Block Extraction)算法获得。最后,在疑似区域内结合跑道结构特征进一步辨识检测出场景中的机场跑道区域。利用美国UAVSAR系统采集的多组全极化SAR实测数据对算法进行验证,并与两种已有的无监督跑道检测算法进行对比,实验结果表明,该算法能够快速准确检测出机场跑道区域,处理耗时可减小80%以上。具有更好的鲁棒性。     

Integrated GNSS with different accuracy of track database for safety-critical railway control systems

The primary object of this research is to test and to assess a tightly coupled GNSS and railway track data system for railway applications. One of the key features of this system is its ability to take into account uncertainties in both GPS observables and the spatial railway network data. Since trains travel on pre-defined fixed routes, 3-D positioning becomes a 1-D positioning problem that fixes the position of the train along the track. The spatial railway network database is then used to estimate the other two coordinates. In this way, the accuracy of the railway network database is crucial for the integrated positioning system. Unfortunately, the necessary accuracy of the railway network database is not known. Additionally, the integrity and availability performance of GNSS-based train location system are also essential for the safety-critical railway control systems. The required navigation performances (RNP) for the safety-critical railway applications in terms of accuracy, integrity and availability are investigated. We test different accuracies of the track database for the integrated system. Based on the result, when the GPS is integrated with the track database, the accuracy, integrity and availability are improved. The higher the accuracy of the track database, the better the positioning accuracy is guaranteed. For the integrity and availability performance, the result shows that the medium accuracy of the track database is more cost-effective for the integrated system.     

基于粗集的环境机制发现模型及其渔业应用

地学事件或地学变量受控于环境因子,其关系常为非线性。另一方面,影响变量取值或事件发生的时空范围及其环境要素具有不确定性。环境因子的时空配置关系集中体现这种关系的复杂度。这使得寻找决定事件发生或某些地学变量取值的环境因子及其组合存在困难。针对渔场形成的环境机制发现,构建RS-STAMM模型,将时空离散化,以邻域方法提取空间环境变量,形成决策表,利用粗集约简方法,对环境因子及其时空配置关系进行筛选,进而寻找影响事件或变量取值的环境因子的时空配置结构。最后以发现渔场形成的环境机制为目标,将模型应用在渔业遥感研究中,以海洋鱼类聚集的温度场配置提取为实例,验证模型有效性。     

基于ArcEngine的房产普查管理信息系统的设计与实现

从房屋数据库设计、房屋普查与管理综合功能模块的角度介绍了房屋普查管理信息系统的设计与业务流程。系统的数据库是在ACCESS 2003下进行管理,并在VB.net环境下开发前端应用平台,利用ADO.net动态数据连接引擎实现数据间的通信;利用ArcEngine组件技术,采用嵌入式集成方式,实现房屋查询、房屋管理、房屋信息统计等专业应用与基本地理信息功能的集成,也是地理信息系统(GIS)与管理信息系统(MIS)的综合应用。     

基于高分辨率影像的冲沟发育及其时空变化研究

选取栖霞小流域为例,以地理信息系统和遥感技术为平台,对近10 a来冲沟发育进行了定量研究,发现近10 a来冲沟面积增加了13.3%,冲沟数量基本保持不变。通过对冲沟在不同高程、坡度、坡向和土地利用等影响因子的分异特征研究发现,在不同的时空变化下,冲沟受人为和自然两方面的影响,但人类活动对冲沟的影响要大于自然过程,因此要特别注意采用合适的耕作方式并采取工程措施保持水土。     

遥感影像变化检测样本自动抽样

在遥感影像结合矢量数据先验信息的变化检测中,需要从分割后的影像对象中抽取一定数量、具有相同类别属性的样本,其中不可避免地抽到类别属性不一致的样本,如何剔除这些样本是抽样过程中必须解决的重点问题,在目前已有的方法中,一般是通过人工目视判别完成的。样本的自动提取是实现自动变化检测的关键环节,本文提出一种变化检测样本自动抽样方法,主要包括样本的空间布设和异常样本自动检测两个环节。该方法首先利用矢量数据提取抽样图层,用抽样图层分割遥感影像,获取影像对象。其次是根据抽样区域范围、影像对象分布特征和地形特征布设变化检测样本。然后根据样本的先验类别属性构建特征空间向量,计算样本在特征空间的局部可达密度,由局部可达密度计算样本的异常度指数,并根据特征空间密度异常指数剔除异常样本,完成变化检测样本自动提取。最后以耕地、林地和居民地为例进行了抽样试验。结果表明,邻域参数k按样本布设总数的1/5—1/3取值、异常度阈值设定为80%时,可以实现异常样本0漏检率,能够准确、高效实现变化检测样本的自动提取。     

航天飞机成像雷达海面风矢量观测研究——以1994年4月南中国海试验区为例

海洋雷达后向散射回波主要来自短重力波的Ｂｒａｇｇ散射,这种散射与海面风场信息、边界层涡旋等密切相关。因此,可以从雷达散射截面反演风场信息。对１９９４年４月航天飞机成像雷达（ＳＩＲ－Ｃ／Ｘ－ＳＡＲ）获取的南中国海合成孔径雷达（ＳＡＲ）图像进行了分析研究。利用ＳＩＲ－Ｃ数据,从ＳＡＲ图像谱提取了风向;根据ＣＭＯＤ４模型,从Ｃ波段雷达后向散射系数反演风速;利用双尺度散射模型对反演的风速进行了对比分析。结     

GF-4序列图像的云自动检测

以高分四号(GF-4)卫星L1级标准分幅数据产品提供高精度的云检测产品为目的,研究针对地球同步轨道卫星数据的云检测算法,改进自动阈值以适应同日不同时刻成像数据的辐射亮度与地表反射特性的变化差异。利用GF-4卫星凝视成像方式获取的同区域序列图像以及云在不同图像上的运动特性,结合自动阈值与SavitzkyGolay(SG)滤波修正检测结果中的误检。算法的两个关键预处理,一是通过自动的几何配准解决未经几何校正的分幅数据之间像素位置对应的问题,二是通过基于典型相关变换自动提取序列图像之间的伪不变特征点集,进而利用相对辐射归一减小了不同时刻成像数据之间的辐射差异。通过内蒙古自治区东部及长江中下游区域70余组数据对算法进行验证,整体上获得了稳定的结果与精度,并且基于序列图像的云检测算法在云边界、高亮地表及薄云区域的检测精度整体优于单幅自动阈值的检测结果。结果表明算法精度上满足GF-4云检测数据产品需求,且算法自动化程度高,便于工程化的数据生产。