城市建成区多源遥感协同提取方法研究

城市建成区边界是城市研究重要的基础信息,也是落实城市功能空间布局、实施界限管控的前提。DMSP/OLS夜间灯光数据已被广泛应用于城市建成区的提取,但由于受饱和、扩散及低分辨率问题的影响,导致仅依靠DMSP/OLS NTL映射城市建成区仍然是一个巨大的挑战。本文以京津冀为例,采用MODIS NDVI和DMSP / OLS夜光数据相结合解决NTL影像的饱和及扩散问题,提取城市建成区潜在范围,并辅以Landsat NDVI数据,采用本文提出的最大自相关双阈值方法进行自适应修正,最后采用目视解译对结果进行验证。实验结果表明,多源遥感协同方法提取城市建成区的总体精度和kappa系数分别为92.9%和0.88,在空间分布和统计数据中均有较高的有效性和可靠性。     

城市建成区遥感影像边界提取与扩张分析

针对城市建成区提取过程中,仅依赖单一数据源导致精度不够的问题,本文基于面向对象分类方法和利用土地类型信息标准差统计变量,实现遥感影像中城市建城区边界的提取,并以该建成区为依据对河南省虞城县的城区空间扩张特征作了分析。实验中首先采用均值漂移分割算法对高分一号遥感影像实现分割,然后利用决策树分类算法实现土地利用类型分类,最后基于0.1 km × 0.1 km窗口统计土地利用类型标准差信息,获取建成区边界。面向实际应用,以河南省虞城县为例,采用高分一号影像获得虞城县2017年建成区数据,并基于该数据采用多个TM影像提取城区其他年份的建成区边界,实现河南省虞城县城区空间扩张特征分析。结果表明,本文方法获取的建成区边界精度较一般的监督分类提取边界有进一步的提高,精度达到89%。进而说明结合高分辨率影像提取多个年份的建成区数据的可靠性,在城市扩张研究中,对仅利用低空间分辨率提取精度不够问题和仅利用高分辨影像提取效率低等问题提供了较好的解决方案。     

牡丹江市城市扩张遥感动态监测及驱动力分析

本文研究牡丹江市城镇建设用地扩张特征及主要驱动因素.以1990、2000、2010、2019年Landsat系列遥感影像为主要数据源,采用人工目视解译方法,同时结合牡丹江市土地利用现状数据,利用城市扩展强度指数、城市紧凑度指数和城市用地分形维数3个指标,分析了近30年城镇建设用地的空间分布及动态变化特征.在此基础上,利...     

基于夜间灯光遥感提取城市建成区的研究进展

随着全球城市化进程的不断加快,以城市为中心扩大人口,发展政治、经济和文化成为趋势,城市建成区的演变一直是研究的热点。随着遥感技术的发展,利用遥感影像进行长时间序列、高精度、大范围的城市建成区提取已成为主流方法。其中,灯光遥感所探测的夜间城市灯光特征,较直观地反映了人类城市社会的活动情况,为研究提供了新方向。本文系统梳理了目前主流夜间灯光遥感的发展进程,探讨了基于美国国防气象卫星计划/OLS(operational linescan system)、Suomi NPP(national polar-orbiting partnership)/可见光红外成像辐射仪和珞珈一号夜间灯光遥感进行城市建成区提取的主要方法。同时,比较了利用各数据源进行城市建成区提取的优缺点,为后续应用夜间灯光遥感进行城市建成区提取的研究提供参考。     

基于夜间灯光数据的北部湾城市群空间扩张及驱动力研究

针对以往研究城市问题在数据真实性和空间属性上存在不足、研究内容多探索其表面特征和时空变化过程、研究方法和因子选择具有一定的局限性等弊端,本研究以北部湾城市群为例,利用夜间灯光数据提取城市建成区面积,从城市建成区面积年扩张速度、年扩张动态度、年扩张强度、扩张协调性,分析2006～2020年城市空间扩张特征;利用灰色关联模型分析城市建成区面积与八个社会经济因子之间的关系,探究引起城市扩张的驱动力。研究结果表明：(1)利用夜间灯光数据提取城市建成区面积能够弥补传统数据的不足,准确地得到空间扩张水平估计;(2)大部分城市扩张与人口增长协调不佳,省会城市南宁市、海口市始终是北部湾城市群空间扩张的中心;(3)城市扩张与八个社会经济因子联系紧密,人口密度是促进北部湾城市群空间扩张的最主要因素。     

Landsat/OLI与夜间灯光数据在提取城市不透水面中的精度差异分析

不透水面作为反映城市发展程度和表征城市生态环境的重要指标,在城市化研究中成为重要的数据源。当前,不透水面信息的获取通常基于遥感数据来开展,包括不同分辨率的遥感数据。这些遥感数据在高精度提取城市不透水面的能力具有较大的差异,会因尺度不同而带来提取精度的偏差。因此,理解不同遥感数据源在不透水面提取上的差异尤为重要。本文利用Landsat/OLI光谱数据和VIIRS/DNB夜间灯光数据分别采用线性光谱混合分析法和大尺度不透水面指数法提取珠江三角洲研究区的不透水面信息,并从不透水面总体精度、不同密度精度对比分析2类数据源提取不透水面的差异。结果表明：① Landsat/OLI和VIIRS/DNB两者提取不透水面的总体精度差异不大,Landsat/OLI提取不透水面的精度总体上略高于VIIRS/DNB。2种数据提取不透水面的均方根误差RMSE分别是0.18和0.21,系统误差SE分别是0.12和0.13,决定系数R ²分别是0.76和0.67。② Landsat/OLI和VIIRS/DNB数据对不同密度不透水面分布区域的提取能力不同：VIIRS/DNB在低密度不透水面区域提取精度高于Landsat/OLI;而Landsat/OLI在中、高密度不透水面区域提取精度均高于VIIRS/DNB。通过2种数据提取精度差异的对比,以期为不同密度的不透水面分布区域提取找到最佳尺度的数据源,提高不透水面提取的效率和精度。     

结合宏观和微观视角的东莞城市建成区扩张特征分析

分析城市扩张过程中土地的供给现状、集约应用和利用监测等,对城市精准化管理与未来发展规划具有重要意义.本文基于东莞市历年遥感影像数据,提取城市用地信息,分别从宏观和微观角度量化城市用地变化和城市扩张过程,解释城市建成区扩张特征及城市扩张时空演化规律.研究表明:宏观上东莞市建城区面积1998-2018年逐渐扩张,直至201...     

近20年京津唐地区不透水面变化的遥感监测

不透水面是衡量城市化程度的重要指标之一,对京津唐城市群的不透水面进行深入研究,可以量化城市群扩张过程及其影响,对该区域多城市协调发展及规划布局具有重要意义。本文结合高分辨遥感影像、生长季及落叶季的Landsat TM遥感影像和夜间灯光数据等,采用分类和回归树（Classification and rRegression Tree, CART）算法,构建了适于京津唐地区不透水面盖度提取的技术方案,获取了京津唐地区1995-2016年共5期地表不透水面盖度专题信息,并分析了地表不透水面的时空演变规律,结论为：① 适于京津唐地区不透水面盖度提取的CART算法的最佳输入变量组合为：生长季和落叶季的Landsat TM图像以及对应的夜间灯光数据;其次为生长季Landsat TM遥感图像和夜间灯光数据组合方案。利用该组合方案,ISP估算输出结果的交叉验证精度R值可以达到约0.85,可以满足地表不透水面纵向对比分析的需要。② 从地表不透水面总面积数量值来看,1995-2016年京津唐主体城市区域整体上呈增长趋势,其中2011-2016年地表不透水面积增加愈加明显;③ 从地表不透水面盖度值的高低来看,1995-2016年京津唐中、高盖度不透水面的占比都是在不断增长的,低盖度不透水面占比存在少量下降现象,且京、津、唐3城市的主体城区各阶段变化差异较大,反映出了各城市扩张具有各自不同的时空演变特征。     

基于夜光遥感与POI数据空间耦合关系的南海港口城市空间结构研究

南海港口城市研究是南海资源环境监测的重要内容,目前对于南海港口城市空间结构特别是港口在城市空间结构中的地位缺乏研究。夜光遥感数据和POI数据均为城市空间结构研究的重要数据源,但对于2种数据的空间耦合关系与集成应用研究存在不足。针对上述问题,本文选取南海港口城市典型代表的三亚市为研究区,以研究区2016年NPP-VIIRS夜光遥感数据和POI数据为数据源,利用叠加分析将夜光遥感数据和POI核密度分析结果数据分别网格化。然后,利用双因素组合制图法对两种数据的空间耦合关系进行可视化,分析空间耦合关系相异区域和城市空间结构的关系,并在此基础上探讨港口在三亚城市结构中的地位。研究表明,三亚市夜光遥感和POI数据的空间分布总体趋势相一致,空间耦合关系相近的区域占比达85.6%;夜光遥感和POI数据空间耦合关系在三亚市内存在一定量的相异区域,如新城区、经济开发区、城市边缘区和乡镇中心等,结合2种数据的特点可以更显著地表征这些区域的城市空间结构特征;三亚市作为重要的南海港口城市,其城市的中心区域与港口密切关联。本研究为港口城市空间结构研究提供了新视角。     

基于夜晚灯光数据和Google Earth的城市建成区提取分析

夜晚灯光数据已被广泛应用于提取城市建成区的研究,由于灯光具有溢出特性,因此确定最佳灯光阈值成为研究热点。本研究中总结4种常用最佳阈值确定方法的特点,并使用Google Earth影像空间比较法,确定夜晚灯光数据提取城市建成区的最佳阈值。由于地形、交通等因素影响城市形态,城市形态影响夜晚灯光数据提取城市建成区的最佳阈值大小,因此,根据城市形态将阈值结果分为2类,并得到块状城市和带状城市建成区的最佳灯光阈值分别为43和 47。Google Earth影像空间比较法与其他方法相比具有不受统计数据限制,以及简易操作等优势,且从形态上对城市建成区提取结果进行空间比较;其次,根据城市形态对最佳阈值结果分类,使不同类型的城市建成区提取结果更准确。该方法适用于在地形复杂、形态多样的大尺度空间中提取城市建成区。     

济南市国土空间规划“实时体检评估”探索研究

本文基于济南市国土空间规划年度体检和“一张图”实施监督信息系统建设工作基础，提出济南市开展“实时体检评估”的工作原则和总体思路，通过构建实时体检指标体系，夯实数据与信息平台支撑，研究遥感监测和大数据等新技术的应用，完善“实时体检评估”工作机制，探索建立济南市国土空间规划实时监测评估预警体系。     

鲁西地区矽卡岩型铁矿成矿地质特征及找矿标志

鲁西地区是我国矽卡岩型铁矿的重要产出地之一,在早古生代碳酸盐岩与早白垩世侵入岩接触带常分布有矽卡岩型铁矿。该类型铁矿主要集中分布于淄博、莱芜、济南和齐河-禹城地区,总体表现为"地层、岩体和构造"联合控矿的特征。本文通过对淄博、莱芜、济南和齐河-禹城4个矽卡岩型铁矿富集区的地质背景、成矿地质特征及控矿要素进行了总结和探讨,分析其地层、岩浆岩、构造、围岩蚀变与地球物理特征,提出了研究区的找矿标志。     

国土空间规划背景下的城市设计管控体系研究 ——以济南市为例

城市设计作为塑造城市特色风貌的有效手段越来越受到重视,在各地的新区建设和旧城更新中发挥了重要的引领作用。本文基于对济南市城市设计编制及管理情况的回顾,结合当前国土空间规划背景下城市设计的发展趋势,对济南中心城范围内2003—2020年编制的46项主要城市设计项目进行了汇总和梳理,剖析了济南市城市设计管理存在的问题,在此基础上,探索国土空间规划背景下济南城市设计管控体系搭建,以期为其他城市的城市设计管控工作提供参考。     

耕地用途管制制度下的济南市耕地后备资源开发利用潜力研究

本文以济南市为研究对象,运用极限条件法初判济南市耕地后备资源宜耕性并划分潜力类型区,在此基础上,采用多因素综合评价方法测算宜耕后备资源的开发复耕难易程度并划分难易程度等级。结果表明：济南市各区县宜耕未利用地分布差异较大,从潜力类型区分布来看,丰富区和较丰富区主要分布在中南部山地丘陵区和南部沿黄区域,较匮乏区主要分布在北部平原区和南部山区,资源匮乏区主要为中部主城区附近。济南市易开发后备资源主要分布在中南部山地丘陵区。该研究可为济南市不同地域后备资源开发时序安排,科学编制耕地占补平衡和进出平衡方案提供参考。     

济南泉域四维环境可视化平台数据库建设研究

济南泉域四维环境可视化平台从济南市轨道交通建设对地质工作的实际需求出发,以地理信息系统为基础开发平台,基于2000国家大地坐标系,综合应用数据库、GIS、三维地质建模与可视化、数值模拟与数学模型分析评价等核心技术,建立基于空间数据库的四维可视化信息系统,实现多源、异构、海量地理地质数据的规范化处理和统一管理,为轨道交通建设与泉水保护、政府决策、城市建设布局和功能区划、灾害防治、城市土地地下空间合理开发利用等提供地质科学依据。数据内容的规范与统一是保障平台功能正常运行的关键,该文结合济南泉域四维环境可视化平台的数据库建设实践,探讨了该平台数据库对数据源进行的分析与处理过程。该平台数据库的建立实现了空间数据与属性数据的统一存储与管理,为济南泉域四维环境可视化平台的科学应用提供了有力保障。     

电磁波CT技术在济南地铁岩溶勘察中的应用

随着城市化进程的加速,济南城市轨道交通近年来发展迅速,地铁成为济南未来交通主要建设方向之一。作为泉城,岩溶是济南泉水补给、径流的重要通道,在济南地区普遍发育,但同时岩溶问题也是地铁施工的难点,因此,查明地铁线路下岩溶的发育程度至关重要。与南方岩溶的“大尺寸”相比,济南地区的岩溶尺寸要小得多,且多成蜂窝状、裂隙状,在空间上也无明显规律可循,这对物探工作的分辨率就提出了较高的要求。该次研究区域是地铁2号线任家庄站到腊山站沿刘长山路区间段。经初步探查,该区间段存在多处岩溶且线路地处闹区,车流量大,管线复杂。为了研究该区岩溶发育情况,该次采用电磁波CT技术对区内岩溶进行了探测,通过对区域内地质介质电磁波吸收系数差异的研究,结合钻探资料进行对比,推断出岩溶区吸收系数的取值区间;最后对推断的岩溶区进行钻探取样,验证了物探与钻探的吻合程度。该方法在岩溶勘察中取得了良好的效果,为济南地铁设计及施工提供可靠的依据。     

基于模糊层次分析法的资源开发优化布局研究

本文以济南北跨城市规划区为例,采用模糊层次分析法及GIS空间分析技术,构建了"先建后采、先采后建、只建不采和只采不建"四种情境下的资源开发与城市建设适宜性评价模型,选取了对研究区综合效益影响较大的9个因子,采用德尔菲法确定了各情境下单因子内部的效益性评价分值,通过赋值叠加处理,得到不同情境下各评价单元的因子赋值结果,最...     

基于GeoMAG的地理信息数据规范方法探讨

采用青岛地区landsat-7ETM+的两时像遥感卫星影像以及相关的气象参数数据资料,利用单窗法和辐射传输方程法,对两幅不同时像的遥感数据进行温度反演,通过对NDVI、植被覆盖度、光谱分析、相关性分析、不透水面、下垫面的差异等进行分析并结合对当地实际的环境研究,讨论热岛效应的表现、温度等级分布和转移趋势,得出结论:研究区域的热岛效应显著,并且强度分布与该地区的工商业发展和居民区规模的扩大相关,随着城市化进程深入,向城乡交界处转移。     

基于“三调”数据的济南市永久基本农田划定和耕地保护研究

探索永久基本农田划定的有效路径，划定质优、集聚耕地为永久基本农田，有效配置耕地资源，对耕地保护和保障粮食安全具有重要意义。本文基于济南市“三调”成果，从多维度构建耕地综合质量和“可恢复”耕地潜力评价指标体系，根据评价结果将济南市耕地划分为优质、较优质、良好、一般、较差、不稳定与生态保护6种类型，将济南市“可恢复”耕地潜力划分为优先恢复区、适宜恢复区、不宜恢复区。客观反映了耕地综合质量和“可恢复”耕地潜力状况，得到济南市耕地和“可恢复”耕地的资源时空配置，为济南市及其他市县永久基本农田划定提供借鉴，为耕地资源差别化管控和耕地“进出平衡”方案编制实施提供参考。     

基于Landsat7ETM+的青岛地区热岛效应反演及分析

用水源热泵技术,将矿井回风、矿井水、洗浴废水、冷却水（风）中的低品位废热转变为供热热能。该热泵热回收技术系统可靠、经济效益好,可达到节能减排的目的。该文分析了矿井系统中的废热类型和应用原理,给出了矿井回风、矿井水、洗浴废水、冷却水（风）废热回收量的计算方法,并分析了山东济宁梁宝寺煤矿矿井废热回收供热系统设计实例。认为该技术的应用为矿区提供了生产、生活必备的热源和热水,节约了生产成本,保障了煤矿企业的绿色生产,改善了矿区周围的生活环境。