顾及局部微地形特征的DEM洼地处理算法

基于数字高程模型(DEM)的洼地处理过程是分布式水文建模的基础步骤,但也是极其耗时的环节。随着DEM数据量的不断提高,洼地处理的效率提升成为解决当前分布式水文分析的重要突破口。该文在对局部微地形特征剖析的基础上,提出了局部微地形漫水算法(MFF算法),该方法分析了洼地处理过程中的8种局部微地形模式,并提出了两种洼地处理过程中的冗余点判别方法。通过对微地形中冗余点、洼地、平地的优化处理,实现了算法效率的有效提升。最后,以70个不同数据量的DEM为实验数据,分析了MFF算法的正确性与计算效率。实验结果表明:MFF算法在保证运算正确性的基础上,相比WL算法,执行效率平均提高40.13%,最大提高57.21%,可望为DEM高效水文分析提供新的方法。     

顾及语义匹配类别的遥感处理服务组合方法

针对传统遥感处理服务组合时只考虑服务间完全匹配,忽略包含匹配、交叉匹配的问题,提出了一种顾及服务语义匹配类别的遥感处理服务组合方法。该方法首先将服务语义匹配分为完全匹配、前驱包含匹配、后继包含匹配、交叉匹配等不同类别,然后结合遥感处理服务的领域特征,给出了不同语义匹配类别的判别方法;继而根据语义匹配类别建立了服务之间不同类型的前驱/后继关系,发展了一种基于后继服务查找的服务组合方法,最后以影像变化检测为实验案例说明了算法的有效性。     

基于语义和剖面特征匹配的地形粗糙度模型评价

针对地形粗糙度模型种类繁多、概念相近和模型混杂,以及难于针对具体研究样区恰当选取等问题,提出一种基于语义规则判别和剖面特征匹配的粗糙度模型评价算法.通过对面积比率模型、矢量粗糙度模型、表面粗糙度因子、基于标准差计算的统计模型等四类八种常用地形粗糙度模型的测试表明,该算法对粗糙度剖面的转折特征和局部地形变异特征敏感,能够...     

空间数据溯源建模与语义计算方法研究

正地理空间数据是重要的基础性资源,在众多领域有着广泛的应用。如何对空间数据产品追踪溯源,一直是地理信息领域研究的基础问题。随着空间数据基础设施的发展,地理空间数据以不可预知的方式被广泛且频繁地分发和处理,使得对空间数据溯源的研究变得尤为重要。特别是近年来,众源技术的出现改变了地理信息的生产与消费模式,加快了数据更新与传播速度,拓展了当代地理信息科学的发展方向,深刻影响了地理信息产业化模式。在自发地理信息与专业地理信息融合应用的背景下,及时     

顾及矢量特征的机载LiDAR点云数据压缩方法

LiDAR技术可获取海量点云数据,数据压缩是点云数据预处理的一个重要环节。该文结合大范围城市区域高程范围随区域变化大的特点,提出一种有效的压缩策略。该策略主要通过建立高程方向不均等的三维格网来提高邻域点集的搜索效率,并根据某一压缩准则计算特征量对数据进行压缩。将该策略应用于上海浦东某区域,并与均匀采样法进行比较,证明其能有效提高点云数据压缩效率。     

顾及环境相似的多特征组合实体匹配方法

实体匹配是指通过相似性指标识别出不同来源地图数据中同名实体并建立实体对应关系的过程,它是地图数据融合与更新中的关键技术和难点之一,匹配效果的好坏直接关系到后续应用的正确性.现有的实体匹配方法大多只利用实体自身的几何或属性特征进行匹配,很少顾及实体周边环境的相似性,使得一些匹配实例不足以得到正确的匹配结果.针对该点不足,首次引入点、线实体环境相似度,并提出顾及环境相似的多特征组合匹配方法,有效地提高了实体匹配精度;通过双向匹配与聚类合并策略,解决了部分线实体一对多、多对多的匹配问题.     

面向水文分析的公路微地形三维建模方法

基于GIS的数字地形分析的理论、方法与应用是地理信息科学研究的热点问题。目前公路微地形模型缺失对汇水要素的完整表达,且汇水分析绝大部分用于自然地表模型,较难开展汇水要素约束下的公路微地形的水文分析。该文利用公路排水设计在内的公路设计数据,提取公路微地形的水文信息与高程信息,基于公路微地形三维中心线构建、横断面坐标系转换、汇水要素添加等方法流程,构建汇水要素约束下的公路微地形三维模型,在此基础上,完成公路微地形三维模型可视化表达并实现公路微地形水文分析。研究结果表明,面向水文分析的公路微地形三维建模方法,可满足公路微地形三维模型可视化与水文分析应用的双重需求,为我国公路的设计、建设、运行及维护等方面做出贡献。     

一种顾及驱动因子重要性的双约束RF-Patch-CA城市扩张模拟方法

城市扩张模拟为实现土地资源合理分配与制定城市发展规划政策提供依据。该文针对传统元胞自动机(CA)在城市扩张模拟中存在城市元胞密集区域团簇现象,耦合随机森林(RF)与基于斑块(Patch)扩张的CA模型,在顾及驱动因子重要性基础上构建基于斑块最大面积和城市扩张总量的双约束RF-Patch-CA模型,并利用该模型模拟重庆主城都市区2010-2017年城市扩张。结果显示:该模型总体精度达97.62%,相比传统的RF-CA、ANN-CA和Logistic-CA模型,Kappa系数分别提高了0.0222、0.0231和0.0245,FoM分别提高了0.0376、0.0391和0.0414;在景观相似度上,该模型相比以上3种模型分别提高了40.92%、41.16%和32.33%,最接近真实情况,而且避免了模拟结果产生城市元胞团簇现象,有效提高了城市扩张模拟精度。     

顾及等高线和凹边界特征的不规则三角网生成方法

传统的不规则三角网生成算法会导致等高线凹边界处生成大量的狭长三角形,影响地形表达模型的准确性和合理性.该文提出了渐进式的三角网扩展生成方法,设计了三角网渐进式的扩展原则和具体的实现方案,发展了闭合扩展边链的提取和三角化的方法,构建了顾及等高线特征的Delaunary三角网模型,并应用某煤矿煤顶板数据进行了相关实验.结果表明:该方法既保留等高线的基本特征,又能有效地消除等高线凹边界处的狭长三角形.     

顾及时空特性的InSAR对流层延迟建模与改正

正星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)作为一项新型的空间大地测量与现代遥感技术,不仅已经广泛应用于监测地球陆地表面的各类地表形变,而且已成功应用于监测高空间分辨率的大气水汽,为小尺度气象现象的研究与预测提供了新的方法和途径。InSAR观测值中的对流层延迟,一方面是当前InSAR技术进行地表形变监测的主要误差源之一,另一方面也是InSAR水汽估计中需要用到的关键信号源。因此,合理、可靠地对InSAR大气对流层延迟进行建模和估计,不仅是提高     

基于PageRank实现顾及地理概念图结构的语义标注算法优化

设计了基于地理概念匹配的地理信息服务语义标注算法,并基于PageRank实现了顾及地理概念图结构的语义标注算法优化,提高了语义标注的自动化程度。针对现有经典语义标注算法中本体查询的效率和准确度都较低的问题,引入了图论算法,通过本体图结构的转换,将顾及地理领域本体概念图结构的语义标注与PageRank算法相结合,优化了原有的地理信息服务语义标注算法,实验证明了该算法的优越性。     

顾及语义差异的基础地理信息客户数据库更新实施模型

客户数据库更新就是利用新版基础地理数据库中更新变化的要素信息,对客户数据库进行相应的级联更新,以使其具有良好现势性的过程。现有研究大多侧重于基础地理数据库更新信息的分发与提供,而没有充分考虑语义差异环境下如何高效实施客户数据库更新的具体问题。针对此,该文概括了基础地理数据库与其客户数据库之间潜在的各种语义差异;从实施效率、数据完备性、一致性、正确性等方面,分析描述了语义差异给更新实施过程带来的不利影响;最后依据语义映射和转换理论,提出了由语义匹配、变化提取、更新集成3种基本操作组成的更新实施模型,并阐述了3种基本操作的执行策略和关键环节。     

基于语义约束的GF-1遥感影像山区居民地提取方法

山区居民地空间分布信息是山区灾害应急响应与评估的重要基础资料。我国大力发展的高分辨遥感系统,为快速获取山区居民地空间分布信息提供了数据保障,对灾害应急与评估具有重要的现实意义。针对高分辨率遥感影像居民地提取结果误分对象较多的情况,本文提出一种基于语义约束的高分一号(GF-1)遥感影像山区居民地提取方法,其基本思路是:根据山区居民地独特的分布规律,制定山谷线、山坡、雪线等语义约束条件,并将其与面向对象方法相结合进行居民地提取。以覆盖四川省康定县的一景GF-1影像为例进行实验,采取语义约束下的山区居民地提取,正确率为82.91%,漏分率仅为7.86%。与不使用语义约束的面向对象分类法直接提取结果相比,正确率提高了1.2倍。实验表明,本文提出的山区居民地提取方法能够有效改善山区居区地信息提取效果。     

地形条件约束下的区域发展模式选择

实践已经证明,资源环境是人类社会生存和发展的基础所在。而区域发展是人类经济社会活动发展在空间上的表现形式,所以资源环境也是区域发展的基础所在,地形条件则是制约区域资源开发广度和深度的重要因素。为此,在假定区域其他投入要素不变的前提下,深入分析了地形条件和区域发展之间的机理关系,并选择具有较强代表性的京九铁路和陇海铁路作为实例,利用图形分析和相关分析方法,实证研究了沿线地形条件与经济社会发展之间的关系。通过研究发现地形条件能够通过交通运输负担影响区域发展,地形条件简单的地区,经济社会活动承担的交通运输负担较轻,经济社会发展水平较高。因此,不同地区应根据自身的资源环境基础和地形条件,选择适宜于自身发展的区域发展模式,避免发展模式的雷同,尤其山地丘陵地区应该选择物质流动负担较小的经济活动。     

基于事件语义的地籍管理信息系统时空建模

在分析地籍管理信息系统对时空信息需求的基础上,引入事件语义描述,提出了基于事件语义的地籍管理信息系统时空模型,该模型通过描述事件的五个方面<对象、时间、空间、事件、属性(专题)>,记录宗地变更过程,建立时空模型,并根据地籍管理对时空数据的需求,分别从时间点、时间段角度对历史信息进行查询和回溯,验证了模型的有效性。     

基于地形特征的流域水文相似性

流域地形控制着地表径流的路径和累积水量的空间分布。地形指数ln(a/tanβ)反映了径流在流域中任一点的累积趋势以及重力使径流顺坡移动的趋势,流域地形可以用地形指数的空间分布来表示。地形指数可用作水文相似性指数,即具有相同地形指数的点对降雨具有相同的水文响应。TOPMODEL利用地形指数频率分布计算流域径流过程,可以认为:具有相同地形指数频率分布的流域具有水文相似性。分析认为长江流域上游的沿渡河流域与香溪河流域具有水文相似性,利用香溪河流域率定的模型参数计算的沿渡河流域径流过程,与实测过程拟合较好     

顾及风向和风速的气温空间插值方法

当前气温插值方法多将高程、经纬度等作为影响因素,无法解决风向、风速对气温空间分布的影响问题。该文提出一种顾及风向和风速的气温空间插值方法:1)根据气象观测站点的风向、风速数据进行插值,生成连续的风场表面;2)基于该风场数据利用高斯扩散模型构建成本表面;3)利用Dijkstra最短路径算法计算观测点与待求点的累计移动成本最短路径(SPOCMC);4)将SPOCMC作为协变量进行薄盘光滑样条插值以实现气温插值。为验证该方法的有效性和可靠性,选取山东省109个气象观测点样本数据,以SPOCMC、DEM和SPOCMC-DEM分别作为协变量对气温数据进行薄盘光滑样条插值,结果显示:SPOCMC-DEM法的MAE和RMSE均值(分别为0.517、0.779)略低于SPOCMC法(0.583、1.016),显著低于DEM法(0.809、1.231),表明添加SPOCMC作为协变量可有效提高气温空间插值的准确性。在江苏省与贵州省的插值实验结果证明了该方法的普适性。     

基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法研究

提出基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法,解决了单纯基于钻孔数据建模方法中无法控制钻孔间复杂的地质现象等问题.在该方法中,还利用道格拉斯一普克(Douglas-Poiker)矢量曲线抽稀算法对交叉折剖面中的矢量地层曲线进行了处理,消去了光滑曲线上对模型质量无影响的密集顶点,避免了在剖面线处Delaunay三角剖分出现过多非正三角形,从而提高了整个模型的精度.在"杭州市城市地质信息管理与服务系统"中应用该方法取得较好的效果.