多源数据融合实景三维建模关键技术研究

本文以某市政府大楼为研究对象,获取车载移动测量及倾斜摄影测量数据,进行了精度分析、多源数据融合,基于融合成果进行实景三维模型重建。通过比对单独基于倾斜摄影的实景三维模型效果,分析了多源数据的融合精度及模型的改善效果。创新性地采用了基于车载移动测量成果的特征矢量要素自动提取技术,结合国产北斗基站数据进行倾斜航摄差分解算,改进了实景三维建模技术的广泛应用。     

面向服务的地学多源数据虚拟整合及其可视化分析

科学数据共享的推进,给科研人员带来了前所未有的科研契机,但是依然没有摆脱"搜集数据-下载数据-整理分析数据"的科研流程,这种传统的科研流程已经严重阻碍了科研效率的产出,科研人员对信息和知识的需求已经远远大于对数据本身的需求,而要实现对信息和知识的挖掘,多源数据的实时整合与在线可视化分析是其关键。本文选择社会经济研究主题,以中国社会经济统计数据、国家基础地理行政区划矢量数据为例,并结合ESRI和Google的全球地图与影像服务,采用在线虚拟整合的方法,探讨了面向服务的地学多源数据集成方案及其可视化分析,以期达到快速的知识发现与信息获取。研究结果表明:面向服务的技术架构虽然已经成熟,相对于传统的数据共享和应用系统在数据接口开放性、集成性和应用扩展性等方面具有明显的优势,能够切实解决多源异构数据的整合问题,但是技术的成熟并不等于应用的成熟,广泛而成熟的应用不但需要技术的支撑,更需要友好和智能的操作界面,这方面还需要较长的时间去探索。从本文的应用实例来看,在面向服务技术的深入应用过程中,还存在着不同来源数据单位不统一、操作流程复杂、服务规范不统一等问题。同时,在不同类型服务的标准化、操作智能化和多源服务的功能应用模块化等方面还需要大量的实践,才能进一步推进地学信息化科研环境的建设,以全方位为科研人员服务。     

基于空间匹配的多尺度地形要素数据变化检测技术研究

在多尺度地理信息数据联动更新生产中,高效准确地自动化检测地物变化情况并准确定位,是联动更新能够得以系统实现的重要基础。针对数据实际现状问题和困难,通过变化信息检测技术研究和提取过滤相关规则设计,构建基于空间匹配的变化检测整体方案,并以1:10 000DLG数据联动更新1:50 000DLG数据为例进行了验证。     

基于多源数据的杭州都市圈划定方法研究

都市圈是社会劳动分工的产物,是城市发展的高级空间形态.目前,我国的城镇化已进行至后半场,都市圈在国家空间规划体系中起着承上启下的关键作用,向上链接城市群、经济带,向下衔接中心城市及其辐射区域.都市圈不是仅凭地理关系撮合而成,也并非基于简单的通勤1小时交通尺度来丈量,而是由内在的功能互补等因素决定,是自然的选择.为科学划...     

基于多源数据的青藏高原雪深重建

青藏高原地形复杂,积雪时空分布异质性较强且大部分地区积雪较薄,而被动微波遥感因其空间分辨率低以及雪深反演中的不确定性,极大地限制了其反演青藏高原雪深的精度。本文尝试将多源遥感数据以及与积雪模型（SnowModel）相结合,来重建更高质量的青藏高原雪深数据。首先,利用MODIS积雪面积比例产品,根据构建的积雪衰减曲线以及经验的融合规则对低分辨率被动微波雪深进行了降尺度;然后,结合MODIS/被动微波融合雪深数据和SnowModel对研究区进行雪深数据同化实验;最后,利用地面站实测雪深数据对MODIS/被动微波融合雪深以及同化输出雪深的精度进行了分析和对比。结果表明,基于数据同化方法得到的雪深数据更接近地面观测雪深值,通过均方根误差以及相关系数的对比,同化雪深结果优于MODIS/被动微波融合雪深结果。     

基于既有不动产测图数据的地形级实景三维构建

地形级实景三维主要由数字高程模型与数字正射影像经实体化,并融合实时感知数据构成。高程模型（DEM）作为一种重要的基础地理测绘产品,其生产及快速更新具有重要意义。本文对特征线自动提取与处理和道路面高程恢复及异常处理等关键技术进行了研究,形成了湖南省基于既有不动产测绘成果生产省域2 m格网高精度DEM的技术方法,实现实用型地形级实景三维建设。实验表明该方法可有效提高地形级实景三维的生产效率和成果精度。     

基于多源数据的北京市儿童专科医院空间可达性研究

儿童专科医院空间布局的合理性对提高儿童就医可达性和改善儿童健康水平具有重要作用。本研究采用北京市出租车轨迹、医院及人口等多源数据,运用增强两步移动搜寻法分析了北京市六环内儿童专科医院的潜在就医可达性和实际就医可达性。结果表明：六环内儿童专科医院的潜在可达性分布不均,五环与六环间的西北部、西南部和东部地区是明显的缺医区;六环内实际可达性均值高于潜在可达性,但空间差异性更大;潜在可达性的评价结果低估了三环内及规模较大医院周围地区的实际可达性,而高估了三环到五环之间区域的实际可达性。研究结果揭示了儿童专科医院医疗服务供给的空间不平等性,有助于为促进北京市儿科就医均等化提供依据。     

基于多源遥感数据的蚀变信息提取对比研究

以 LandsatＧ８、ASTER和 WorldViewＧ３(WVＧ３)影像为数据源,在分析影像波谱特征的基础上,采用主成分分析法提取３种数据中的蚀变矿物信息,得到研究区蚀变矿物分布图.通过对比发现,不同数据的提取结果在空间位置上基本保持一致,说明３种影像在蚀变信息提取方面均具有一定准确性和可靠性.LandsatＧ８数据适合提取羟基、铁染等基团信息,而 ASTER 和 WVＧ３数据能进一步识别不同类型的含羟基蚀变矿物及碳酸盐蚀变矿物,并且由于 WVＧ３数据具有更高的空间分辨率和丰富的短波红外波段,蚀变信息提取精度明显优于 LandsatＧ８和 ASTER数据,在遥感地质领域具有较大的应用潜力.      

多源遥感数据融合应用研究

多源遥感数据融合是遥感技术向纵深发展的必然趋势。本文对多源遥感数据融合算法的应用特点,从基于像元的融合、特征的融合以及决策级融合3个层次上进行了详细的分析,并以河北丰宁县为例,说明遥感数据融合方法在遥感信息提取中的具体应用:对所用数据进行预处理,然后对1999年Landsat TM数据进行主成分变换,前3 个主成分占总信息量的97.8%,主成分逆变换后的结果影像更清晰,层次更丰富。信息提取时选择TM全色和主成分变换后的多光谱数据融合后的影像,波段4、3、2和波段5、4、3的彩色合成方案,并对植被指数和穗帽变换后的绿度指数进行了分析,遥感影像与DEM以及与GIS空间数据的信息融合也可以提高遥感信息提取的精度。最后分析了多源遥感数据融合尚待解决的问题及努力方向。     

多源数据古塔变形监测研究

建筑遗产的变形监测是遗产可持续保护的重要保障,塔类古建筑是古建筑中的典型,造型突兀高耸,变形包含沉降、倾斜、弯曲及扭转等多种状态,传统监测手段难以满足其监测需求。本文针对某古塔的变形问题,以传统测量方法为参照,采用地面激光雷达和无人机近景摄影测量技术获取古塔三维数据,结合古塔监测指标对3种方法流程、特点、数据及结果精度进行对比,通过融合三维模型对古塔病害分析,从不同的角度反映出古塔的变形状况。通过对比可知：常规测量方法进行古塔变形监测,具有精度高,应用灵活特点,适用于古建筑整体姿态或者典型特征监测;地面激光雷达技术精度高、设站灵活,能够精确分析古塔整体及部分局部的形变,但易受扫描视角的影响;无人机近景摄影测量技术建立的古塔三维模型具有高精度及真实的色彩,对整体及细节纹理表现好,但是无法获取塔内部狭窄空间的三维数据;融合数据能有效弥补单一数据源的缺陷,实现古塔全面病害分析。数据精度方面,地面激光扫描及近景摄影测量技术均可达到毫米级精度,传统监测方法在沉降与倾斜监测方面优于前2种方法,在监测全面性方面则前2种方法更具优势。     

多源异构数据整合应用研究

针对多源数据库之间的异构差异及互操作应用,分析和研究了异构数据集成体系结构、模式映射、模式冲突及解决办法、查询处理、数据集成及数据管理等相关问题,提出了中间件体系结构的异构多源数据库整合系统解决方法,模式映射方案采用GAV,系统采用JAVA语言设计,使用JBoss4.2设计,算法采用类JAVA语法描述,模式以及模式集成信息采用XML描述.以实际用例测试,成功解决了模式冲突的消解、全局查询的分解和数据集成处理等问题,系统运行效果良好,具有实际应用价值.     

基于多源遥感与地形信息的北极城镇用地信息提取

北极城镇空间信息对于研究北极,认识北极,利用北极都有重要意义。本文以北极圈内的城市特罗姆瑟为例,使用Landsat影像、DMSP/OLS夜间灯光、ASTER-GDEM2数据,通过特征提取得到属于光谱特征、纹理特征、夜间灯光特征、地形特征等18个特征,识别最优特征组合后基于AdaBoost算法提取1990、2004、2016年研究区的城镇用地,并将提取结果与最大似然法进行了对比,在此基础上进行了扩张分析。研究结果表明：引入地形与夜间灯光特征都可以在光谱纹理特征的基础上提高提取精度。基于光谱与纹理特征得到的总体精度与kappa值分别为86.20%和0.68;加入地形特征后精度分别提高2.70%（OA）和6.21%（kappa）;加入夜间灯光特征后精度分别提高2.10%和0.50;加入地形与夜间灯光特征精度分别提高3.70%和8.55%,因此光谱、纹理、地形与夜间灯光的组合是最优特征组合。通过最优特征组合进行AdaBoost城镇提取,比最大似然法对城镇的两分类总体精度高10%左右、kappa值高20%左右。计算结果显示,研究区城镇扩张强度为5.5×10^-4左右,属于缓慢扩张;扩张的平均动态度水平为0.018,是全球水平（0.0325）的一半左右;2004-2016年的动态度水平低于1990-2004年的动态度水平,说明研究区目前由高速发展期向平稳发展期过渡。     

基于MapInfo的福建省经济数据可视化研究

通过信息可视化平台的多维显示数据,揭示数据之间的关联以及隐藏在数据后面的信息,使数据为人们提供更多、更有价值的信息,正是信息分析处理的发展趋势。本文结合可视化开发中集成地图的原理、方法和对象模型,对经济数据特点及其可视化系统开发的关键技术、功能进行了分析。     

基于TileStache的多源投影矢量数据瓦片生成技术研究

瓦片技术的出现改变了传统Web GIS的服务架构,提高了地图数据请求响应的效率。针对多种地图投影类型或地理坐标的矢量数据在瓦片划分过程中遇到的问题,本文基于OGR地理数据模型,设计了多投影数据转换Python模块,扩展至开源应用程序Tile Stache,得到适用于多源投影矢量地理数据的瓦片生成工具OTile Tool;从而实现矢量地理数据瓦片的快速生成,为网络地理信息系统提供了表达地理信息的Geo JSON格式瓦片数据。     

基于多源数据的夜间经济时空分布格局研究方法

夜间经济是一个城市经济发展和消费水平的重要表征。目前国内外研究者对夜间经济的研究多停留在理论层面,或基于市场调研和问卷调查的小范围精细化研究。本文融合多源数据为夜间经济提供了新的视角,相较于传统的调查数据,具有更加快速、高效、广泛的特点,适合于夜间经济大范围研究。本文基于夜间灯光、POI、OD流等多源数据,采用DBSCAN、K-Means++等空间聚类算法和研究供需关系的盈亏法,分别从消费者角度和商户角度识别厦门市夜间活动热点区域和夜间服务设施分布区域,分析厦门市夜间经济时空分布格局及相关性。研究表明:① 厦门市夜间活动在空间上呈多环状分布并向四周递减,夜间活动热点区域分布受假期的影响因地而异;② 厦门市部分区域已有服务设施未能很好地服务于夜间经济,现有的照明、夜景等夜间灯光基础设施存在供给不足之处;③ 居住人口密度与夜间活动密度呈中度正相关,研究结果具有有效性,夜间服务设施盈亏值及数量、夜间灯光与夜间活动密度呈中、弱度相关,并且餐饮设施更加依赖于夜间灯光。最后,为厦门市未来夜间经济建设提出了根据不同的消费人群和心理提供不同的夜间服务、加强夜间灯光基础设施建设以及市场扶持的举措。研究结论对促进社会就业、增强基础设施使用率有积极意义,同时也能够为城市夜间经济发展和政策制定提供参考。     

基于多源数据的特大城市空间结构识别及空间形态研究

城市空间结构识别是城市规划和城市资源空间优化的一项重要手段和基础性工作,通过多要素集聚规律反映的城市空间形态还需进一步深入理解。利用人口密度、关注点和夜间灯光数据等多源数据,通过叠加分析、局部等值线树算法来识别北京、上海、广州和深圳的城市空间结构,探讨不同城市要素的空间集聚形态,利用多项指标衡量城市中心和新城的城市空间形态发展,旨在将不同的城市空间结构进行对比。结果表明:①通过空间要素的集散形态分析,北京、上海和广州仍是以主城区为主导的城市空间结构,深圳外围城区的组团结构得到明显发育,呈现多中心主导的模式。②广州城市中心发展相对均衡,紧凑度高;深圳城市中心发展出现明显差异化,城市中心向西扩张,导致紧凑度降低。③各城市的新城均衡度均较高,各城市内部中心之间的要素集聚水平差异小。延伸度大于2的新城空间形态有显著的城市中心指向性,多数新城的延伸方向依附于道路或城市轨道交通发展。④自然条件和交通网络均是影响城市空间形态的重要因素。     

基于多源数据的农业干旱监测模型构建

在全球气候变暖的大背景下,干旱事件发生越来越频繁,严重危害我国的粮食生产安全。构建准确的干旱监测模型不仅能够及时地反映出干旱事件的发生,同时可以为地方政府制定减灾保产措施提供科学支撑和保障。传统的气象干旱监测方法因为缺乏对植被本身需水状态和土壤供水信息的考虑旱情判定结果往往比实际情况偏重,而遥感监测指标大多只考虑了植被或土壤等单方面因素具有局限性,目前已有的综合干旱监测模型大多以气象指标为因变量,一方面需要数据资料较多参数复杂,另一方面模型准确度依赖于气象指标对当地农业干旱的响应能力,而同一气象指标在不同区域适应性存在差异,因此同样存在局限性。本文以河南省的冬小麦为研究对象,利用2001-2011年的EOS-MODIS数据产品以及气象站点监测数据,计算了标准化降水蒸散指数SPEI、植被状态指数VCI、温度状态指数TCI、温度植被状态指数TVDI,同时结合河南省农业气象灾害旬报对冬小麦受灾的记录,构建了基于决策树的定性农业干旱监测模型。测试集结果表明,模型综合了大气异常信息、植被状态信息以及土壤水分信息,优于单个指标的监测结果。另外,基于此模型监测了河南省2009年4-5月的干旱事件,结果与实情相符,能够较好地反映农业旱情的发生和空间演变情况。     

基于多源数据融合的北京市人口时空动态分析

高精度、动态、空间化的人口数据是科学核算城市资源环境压力、促进人口合理调控的重要参考依据。研究首先以2012和2017年北京市常住人口统计信息为基础,融合夜间灯光、土地利用、道路网络等数据,依据用地类型、VANUI指数对街道分割成的区域进行分类和分级,并在此基础上构建人口空间化模型,制备2期100 m格网尺度的人口空间化数据。验证表明,模型误差在10%以内;与已有成果对比分析发现,人口空间化数据整体与局部精度均有提升。最后,基于该数据分析北京市人口分布的时空动态变化特征,揭示其影响因素。结果表明:① 格网单元上的人口平均数量在-2542~190之间变化,以-500~500人为主。② 2期人口空间分布均呈“内密外疏”格局,且减少人口主要聚集于城六区,2012—2017年间减少近21万人;③ 首都功能核心区减少人口最为显著,减少量占城六区减少量的62%;④ 二三环间减少人口最多,共减少近11万人,减少量占城六区减少量的52%;⑤ 与城六区接壤的城郊街道,人口呈现增加趋势,可能形成新的人口聚集区。北京市人口时空变化特征与首都功能定位、产业升级转型、人口疏解政策实施等因素密切相关,该研究可为北京市未来人口空间合理布局与人口疏解政策完善提供定量化的科学依据。     

基于多源遥感数据的京津冀环境质量动态监测

基于PM2.5(Fine Particulate Matter)浓度、地表温度(Land Surface Temperature,LST)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、植被覆盖度(Vegetation Coverage,VC)、土地利用等数据,借助综合评价指数(Comprehensive Evaluation Index,CEI),本文对2000―2015年京津冀环境质量进行了评估.结果表明:京津冀整个地区,CEI呈逐步退化和退化的面积分别占34.88％和4.15％,主要位于东南部的天津,河北邢台、邯郸等地.京津冀城市建成区,CEI呈退化和逐步退化的比例分别达到54.80％和25.87％.46.76％和39.86％的城市扩张用地的环境质量分别呈现逐步退化和退化状态.京津冀?LST值呈现西北、东南低,中部高的分布态势,?PM2.5和?VC均呈现从东南向西北减小的趋势.相关分析表明?PM2.5、?VC和?LST的变化对城市建成区及其城市扩张用地的环境质量有显著影响,其中?PM2.5浓度变化是导致城市建成区及其扩张用地环境质量恶化的最主要因素.     

基于多源异构数据的粮食作物种植面积提取

利用遥感影像进行农作物面积提取已经普遍应用到农作物种植面积提取工作中,但是普遍存在着提取效率低,精度达不到生产要求。随着高分辨率传感器的相继问世,融合多平台遥感数据有利于提高分类和动态监测的精度。本文以日照市莒县粮食种植面积提取为例,融合多时相和多源异构数据,利用深度学习算法提取粮食种植区域,深入挖掘多源数据的互补效应,提出了融合多时段、多源地理信息提取农作物种植面积的方法,为实现农作物种植面积快速高效的提取奠定了基础。