在GIS系统中整合地质统计学的方法探讨

从地理信息系统应用的角度出发,分析了在其中整合地质统计学的必要性,在简要回顾了地质统计学的基本原理之后,对目前地质统计学在GIS中应用的状况进行了评价和分析,提出了采用面向对象和组件技术开发地质统计学组件是一种行之有效的方法,并给出了该组件的组成及划分。     

地统计学在测量中的应用与研究

地统计学是数学地质理论中的新兴边缘学科,它研究的是区域物理现象的空间变异性。地统计学的方法应用到测量中,是一种新的方法,可以用它的理论、方法和模拟技术去研究地理空间信息的分布特征、分布规律,模拟它们的离散性和波动性,很好为决策服务。该文系统地介绍地统计学的基本理论、方法及对地统计学应用到测量当中进行了研究,并证实了地统计学应用到测量中的可行性。     

三维建模在储量计算中的应用

目前,三维建模是一种通用的地质研究和储量计算方法,它运用计算机技术,通过地质统计学方法进行品位评估和储量计算。本文以石灰石矿山为例,通过建立三维矿体模型对石灰石矿山的储量和质量进行评估,为矿山开采和资源综合利用提供详实和准确的数据。     

澜沧江流域降水量空间分布的克里格插值分析

澜沧江流域范围狭长,地形起伏较大,降水等气候信息复杂多变,获取困难。而使用地质统计学当中的克里格插值方法,可以对降水量的空间分布情况进行插值分析,获取流域内及周边地区的降水量空间分布特征。本文对地质统计学及克里格插值的基本理论进行了简单介绍,利用降水量空间分布的各向异性特征,对澜沧江流域多年平均降水量进行了空间插值处理,对试验误差进行了比较,并对流域内降水量的整体分布特征和其中部分地区降雨量异常的原因进行了初步的分析。     

辽宁省地质资料产品体系探讨

为了很好地利用地质资料,本文分析了各领域用户的需求,研究了通过各种信息组合、融合多种技术形成丰富产品的方法,探讨了地质资料产品的加工方法,提出了一系列分层次的地质资料产品体系,并从信息共享角度对地质资料服务提出了建设性思路,对未来提升地质资料社会化服务提供了有价值的参考。     

基于ArcEngine地质体三维建模研究

基于GIS思想,探讨了在ArcEngine与Visual Studio2008开发平台下采用混合空间数据模型与GIS模型相结合的方法建立地质体三维模型。经过探索与实践,在ArcEngine组件平台下寻求出一套构建三维地质体的接口与方法。针对往常通过钻孔数据直接构建地质层TIN存在棱角分明与实际地质体不符等缺陷,本文提出由钻孔数据通过克里金插值构建地质栅格层集,再转化成地质TIN层集的间接方法,经试验证明该方法能较好地完成对真实地质层的模拟。本研究对基于GIS平台开发构建地质体三维模型进行了有益的尝试,为地质体的三维模拟以及地下空间数字化系统的建设提供一定参考。     

基于层面结构的地质块体拓扑关系的自动构建

在地质建模中,基于层面的地质块体结构模型的获取是其中最重要的环节之一,目前的构建方法仅关注地质块体的提取和算法效率的提高,忽略了对地质块体与其组成面片以及各地质块体之间拓扑关系的建立,为此,本文提出了一种新的构建方法,基本思路是：首先,利用边界线与曲面片的关系,提取方向边和方向三角形,其次,按照右手法则建立面片排序表,最后,按照一定的遍历规则获取每个面片的正体和负体。此方法不仅可以自动确定地质块体与地质曲面片的组成关系,还可间接分析地质块体之间的邻接关系,从而为三维地质体模型的建立以及三维地质体拓扑查询和分析奠定基础。     

矢量剪切技术在地质三维建模中的应用

三维地质建模方法是地学三维模拟与可视化系统的核心和难点。基于BSP树的矢量剪切的原理及算法,提出了利用矢量剪切技术快速构建复杂的地质体开挖模型,可视化表达地质体内部信息的方法,并以地质开挖工程及三维地层分析为例,验证了算法的高效性和实用性。     

基于钻孔数据的三维地质建模与可视化研究

三维地质模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造,直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系,最大限度地提高地质分析的直观性和准确性,因此三维地质建模已引起地质、采矿、岩土工程等诸多领域的日益重视。笔者在综合考察多种建模方法的基础上,结合工程实践,提出了一种实用的工程地质三维建模实施方法。该方法以钻孔资料和地质剖面数据为三维地质建模的源数据,允许用户手工修正模型剖面地层分界线,从而实现对建模过程的干预和控制,克服了单纯依靠钻孔数据建模结果不精确且难以修正的问题。最后,通过一个研究实例展示了该方法的实际建模效果。     

遥感技术促进着我国地质矿产调查的发展

回顾30年来中国开展航空地质调查和遥感技术的发展历史和科技现状。叙述了开展遥感地质调查的主要成就和进展,包括充实提高了地质理论研究,加速了区域地质调查进度,促进了矿产普查,扩展了地质资源远景,改进了水文地质、工程地质、环境地质、城市地质和灾害地质勘测工作,使遥感地质应用的理论、方法和技术有了明显的发展。根据遥感技术与地质学理论的发展趋势,对遥感地质的发展提出了新的要求,跟踪遥感技术的最新发展、更新地质理论,进一步发挥遥感技术的潜力,争取在地质理论研究、矿产资源发现、环境地质应用等方面作出更广泛的贡献。     

地统计学在地理信息系统教学中的地位与作用

地统计分析是空间分析的重要技术手段之一,当前不少地理信息系统(GIS)专业的学生对地统计分析课程不够了解和重视.为促进GIS专业学生对地统计分析课程的认识,推动地统计学的发展,作者根据多年从事地统计分析教学与科研的经验,并通过查阅大量国内外文献,从地统计分析与传统统计学,地理信息系统的区别与联系出发,详细地分析了地统计...     

顾及局部与结构特征的稀疏多项式逻辑回归高光谱图像分类方法

稀疏多项式逻辑回归在分类中仅利用图像光谱信息,导致分类效果不太理想.本文提出了一种顾及局部与结构特征的稀疏多项式逻辑回归高光谱图像分类方法.首先利用加权均值滤波与拓展形态学多属性剖面对原始高光谱图像进行局部与结构特征提取;然后对二者进行加权平均特征级融合以获取更具唯一性的像元特征;最后由稀疏多项式逻辑回归分类器对融合结果进行分类.结果表明,本文方法能有效地提高分类精度,而且具有较强的稳健性.     

时空地统计学方法研究及进展

随着理论技术的不断发展,对环境因子仅进行空间估计和量化已不再满足精准农业等地理分支学科的精度要求,因此人们在传统地统计方法的基础上衍生出时空地统计学。该方法将时间域和空间域紧密联系起来,运用时空插值和随机模拟,更客观全面地描述地物的区域性时空分布。本文首先阐明了时空地统计学的主要概念及历史应用领域,随后介绍了当前主流的时空地统计方法及其各自的精度与适用领域,最后总结了时空地统计方法研究的不足和方向。     

Geostatistical interpolation of SLC-off Landsat ETM+ images

The scan-line corrector (SLC) for the Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) sensor, on board the Landsat 7 satellite, failed permanently in 2003. The consequence of the SLC failure (or SLC-off) is that about 20% of the pixels in an ETM+ image are not scanned. We aim to develop a geostatistical method that estimates the missing values. Our rationale is to collect three cloud-free images for a particular Landsat scene, taken within a few weeks of each other: the middle image is the target whose un-scanned locations we wish to estimate; the earlier and later images are used as secondary information. We visit each un-scanned location in the target image and, for each reflectance band in turn, predict the missing value with cokriging (resorting to kriging when there is not enough local secondary information to justify cokriging). For three Landsat scenes in different bio-regions of Queensland, Australia, we compared the performance of geostatistical interpolation with image compositing. Geostatistics was a generally superior estimator. In contrast to compositing, geostatistics was able to estimate accurately values at all un-scanned locations, and was able to quantify the variance associated with each prediction. SLC-off images interpolated with geostatistics were visually sensible, although changes in land-use from pixel to pixel affected adversely the accuracy of prediction. The primary disadvantage of geostatistics was its relatively slow computing speed. We recommend the geostatistical method over compositing, but, if speed takes priority over statistical rigour, a hybrid technique–whereby composites are corrected to the local means and variances of the bands in the target image, and any un-estimable locations are interpolated geostatistically–is an adequate compromise.     

多面函数拟合法转换GPS高程

对GPS在高程方面的应用现状作了简单的介绍,综述近年来用GPS求定正常高的几种方法,即多项曲线拟合、多项式曲面拟合、多面函数曲面拟合、加权均值法、非参数回归法和高程异常变化梯度法、固定边界三次样条插值法、线性移动拟事法、神经网络法、非格网GPS散点数据考虑地形改正法。对GPS高程测量基本原理和基本方法进行了讨论,提出根据测区的实际情况选择不同的GPS高程转换方法,综合利用GPS点的高差和高程观测值拟合高程异常的方法,利用多面函数来拟合似大地水准面。     

模型偏差的统计分析

由于建模中存在种种近似,所建平差模型(包括回归、拟合、滤波模型等)在理论上必然包含模型误差。基于单位权意义下的均方误差概念,讨论了模型偏差的含义以及模型偏差和模型误差的关系;同时给出了模型偏差的识别和估计方法。通过对模型误差统计问题的深入分析,进一步明确了平差模型的常用假设检验的意义。作为实际例子,非线性模型线性化是平差中常用的建模方式,对舍去二次项引起的模型误差对平差结果的影响进行了统计分析。     

利用多分类Logistic回归进行土地利用变化模拟——以湖北省嘉鱼县为例

提出了模拟土地利用变化的多分类Logistic回归模型,即将因变量的二分类扩展为多分类。分别计算各种类型之间的转换回归系数可提高模拟的精度。对于不同的土地利用类型,计算出了不同的回归系数。该模型用于研究湖北省嘉鱼县土地利用变化的正确率为73.4%。     

变差函数和神经网络结合的遥感影像分类方法研究

提出利用地统计学变差函数对遥感影像纹理信息进行提取，将变差函数得到的纹理信息与光谱信息相结合，运用神经网络进行分类的遥感影像分类方法。将该分类方法应用于试验区，并与最大似然法的分类结果进行对比分析，结果表明，该方法具有较高的分类精度。     

A Geostatistically Based Preprocessing Algorithm for Hyperspectral Data Analysis

We present a preprocessing algorithm for hyperspectral remote sensing datasets. The algorithm is based on a geostatistical method and should be helpful when a spatial relationship is detected in a dataset. One significant advantage of hyperspectral remote sensing using spectral profiles is the ability to compare an unknown pixel's profile with endmembers that have already been identified by a variety of methods (e.g., laboratory experiments with high-precision spectrometers), with the final goal of determining the unknown pixel. The conditions under which the airborne or spaceborne hyperspectral data are collected, however, differ from those that prevail in the laboratory or field. Therefore, a dataset should be preprocessed so as to eliminate or considerably reduce these differences; the algorithm presented here could be used for that purpose. The result will not only improve the smoothness of spectral profiles, but it may also offer advantages for geological investigations to study mineral anomalies using hyperspectral data. Concentrations of minerals in rock bodies often have certain patterns and follow trends that can be modeled by computing a semivariogram. The advantages of using such a trend have induced mining engineers to develop innovations in geostatistics. These trends should be taken into account when handling hyperspectral datasets. In all methods presented for boosting spectral profiles, the spatial relationships among pixels' DNs are neglected, but, in the method presented here, this relationship is calculated by geostatistics, and an algorithm is applied to improve spectral profiles. The nugget effect is calculated separately for each channel, and its square root is subtracted from the reflectance of all pixels in that channel. Finally, we examine the effectiveness and validation of the method examined using the AVIRIS dataset from Cuprite, Nevada. The results are satisfactory, as the algorithm yields a better mineral detection process.