空间分析在森林防火GIS中的应用

ＧＩＳ是一种特定而又十分重要的空间信息系统,空间分析是ＧＩＳ多种功能中最具代表性的一种,也是最能体现ＧＩＳ特点的主要部分。本文从数据组织、实现方法、辅助分析决策等几个方面讨论了空间分析功能在森林防火ＧＩＳ中应用的一些实验和构想。     

DBMS中GIS组件和空间统计分析软件集成

一、引　言过去的十多年里 ,在改善ＧＩＳ的空间分析能力上科研有了很大的发展 ,像主成份分析、点模式分析和Ｋｒｉｇｉｎｇ等高级的空间分析程序已经集成到Ａｒｃ/Ｉｎｆｏ和ＩＤＲＩＳＩ等大型的商业ＧＩＳ软件中。尽管取得了这些进步 ,但要把ＧＩＳ转变成空间分析平台仍然需要做大量的工作。ＧＩＳ和统计分析集成的发展战略在实际应用中有着较大差别 ,具体有下面四种 :( 1)专门的空间分析软件 ;( 2 )现有的ＧＩＳ软件和统计软件自由结合 ;( 3)现有ＧＩＳ函数嵌到统计软件 ;( 4 )空间统计分析功能全部集成到ＧＩＳ。第一种 ,即从头开始开…     

将GIS数据直接纳入图像处理

探讨了ＲＳ与ＧＩＳ在空间数据处理过程中各种可能的结合方式,明确了目前ＲＳ与ＧＩＳ集成中的一个重要任务就是将ＧＩＳ数据直接纳入图像处理,同时提出,解决这个问题应先从空间数据处理的粒度入手,即寻找ＲＳ与ＧＩＳ共同的处理单元,给出了将ＧＩＳ数据直接纳入图像处理的实例,说明在行程线这个粒度上已能将ＲＳ与ＧＩＳ很好的结合在一起了。     

地理信息系统的数据模型与系统结构

数据模型是描述数据内容及其相互关系的工具，它是数据库设计的核心问题之一。空间数据相对于一般事务性数据具有数据量大和更加复杂的特点，因此，地理信息系统（ＧＩＳ）中空间数据模型的研究显得尤为重要。商业化的ＧＩＳ一般采用关系数据模型，而关系数据模型缺乏表达空间实体及其相互关系的能力，因此形成了图形库与属性库相分离的ＧＩＳ系统结构。这种结构不便于空间实体的整体管理。为解决这一问题，人们探索了扩展的关系模型和面向对象的数据模型。本文介绍了这三种ＧＩＳ数据模型及其与之对应的三种系统结构，分析了这些模型与系统结构的优越性和不足之处，并揭示了数据模型与系统结构之间的内在关系。     

建立面向区域农业可持续发展的空间决策支持系统的方法探讨

在解决诸如工业选址的空间问题时，空间决策支持系统避免了流行的商用ＧＩＳ软件在空间信息的分析评价，时空分布，预测和模拟以及决策等模型分析功能的不足，该文提出了建立ＳＤＳＳ的两种基本途径；一是利用现有ＧＩＳ与分析决策模型进行集成联结生成ＳＤＳＳ；另一种途径是自行开发具有空间数据管理和分析决策模型的一体化ＳＤＳＳ。     

面向土地利用现状的GPS空间数据库构筑

土地利用现状是ＧＩＳ空间数据集的一个组成部分,本文探讨了在已有数字图形和属性数据的基础上,构筑ＧＩＳ环境下空间数据库的问题,试图有效地连接属性怀图形数据,为ＧＩＳ空间查询提供依据。     

机动制图系统

一、前言众所周知,ＧＩＳ空间数据库的快速建立、集成和实时更新是制约ＧＩＳ发展的一个瓶颈,ＧＩＳ的灵魂——空间分析是建立在高精度、高质量的空间数据库的基础之上的。因此,能否低成本、高精度、高速度地采集空间数据是决定ＧＩＳ成败的一个关键因素。现有的数据采...     

地理信息系统（GIS）在开采沉陷中的应用

结合开采沉陷研究工作的特点，阐述了建立矿山开采沉陷地理信息系统（ＭＳＧＩＳ）的优越性和可行性。分析了ＭＳＧＩＳ空间数据模型的建模过程，针对矿区领域介绍了矿区ＭＳＧＩＳ的系统结构、功能和设计方法，并对ＭＳＧＩＳ数据采集和数据库开发以及空间分析建模等方面进行了初步探讨和研究。     

数字地图制图向地理信息系统发的若干问题分析

一、引　言数字地图制图与地理信息系统 (ＧＩＳ)都以空间地理信息的存取、处理、分析与表达为研究对象 ,是地图学在数字信息时代的发展与延续。但相比而言 ,数字地图制图强调空间地理信息的传输和表达 ,而ＧＩＳ则以空间地理信息的处理与分析为主 ,从应用的角度看 ,ＧＩＳ无疑具有更广阔的发展空间。数字地图制图必须在现有技术发展的基础上加强空间 (地图 )分析功能 ,即在保持地图表达的模拟性、艺术性的基础上向ＧＩＳ发展转化 ,才能够一方面提高ＧＩＳ的可视化表达质量 ,另一方面深化数字地图制图的应用层次 ,拓展其应用范围。但到目前…     

作为主要经济因素的GIS用户界面——手工地图数字化研究

在私人和公共部门，地理信息系统ＧＩＳ已经成为管理空间相关信息的一门广泛应用的技术，人们对ＧＩＳ技术和空间数据的需求的快速增长导致了一些重在重大经济问题，以前，ＧＩＳ的运行主要依赖硬件和软件的性能，而现在人们的注意力正在转向个人和团体所使用的有效系统的问题。这些问题是指ＧＩＳ的可适用性和数据的成本，包括其支持手段，本文根据国家测绘机构中的手工地图数据化获取ＧＩＳ数据的情况，对这些问题进行了分析研究。     

中国大陆主要块体现今变形状态的反演研究

本文利用中国大陆的GPS运动速度场,研究了其中的7个亚板块和14个构造块体的变形状态,并做了动力学解释。研究中,构造了一种运动-变形模型来提取观测数据中的变形信息。结果表明:南北构造带东西两侧应变状态表现出显著的差异,西部各亚板块或块体的主应变量值从约4.5×10-8.a-1到约1.3×10-8.a-1,东部则从约3.0×10-.8a-1到约0.4×10-.8a-1,表明东西两部应变量值有较大的落差,并且主压应变方向从西部的北北东向逐步转到东部北东东向。南北构造带表现为其不同段落的各块体的变形趋势和量级都有显著不同。川滇块体是东部与西部的结合部位,变形量较大,主压应变为3.4×10-8.a-1,反映了印度板块向北的推挤在川滇块体造成了较大变形。中国北部地区向东西两个方向运动,塔里木块体、准噶尔块体、天山块体向西,柴达木-祁连山块体、阿拉善块体向东。这种推挤力和太平洋板块阻碍、遏制作用,造成了华北块体、鄂尔多斯块体以拉张为主的应变和逆时针旋转。     

城区空气质量指数时空分布特征及影响机制分析

济南市是中国雾霾最严重的城市之一,探究该地区大气污染的时空分布及影响机制具有重要意义。利用地统计插值分析了济南市主城区AQI的时空分布特征,并利用地理探测器定量分析了AQI的风险因子及影响机制。研究结果表明,年际尺度上,济南市主城区AQI在时间上呈逐年降低趋势,在空间上大致呈现出东南低西北高的分布态势;季节尺度上,济南市主城区AQI在时间上具有鲜明的季节性差异,从高到低依次为冬季、春季、秋季、夏季,在空间上则呈现出春季和冬季东南低北部高、夏季整个主城区均低、秋季南低北高的分布态势;月尺度上,济南市主城区AQI呈现出典型的“U”形分布特征,最高值为1月和12月、最低值为8月;各因子交互作用的影响力远大于单因子的影响力,其中,土地利用类型∩年均降水量的交互作用对济南市主城区AQI的影响力最大。研究显示,济南市主城区AQI受土地利用类型和年均降水量的共同影响最大。     

武汉地区第四纪与新构造的基本特征及需要进一步研究的问题

开展武汉地区第四纪与新构造运动的研究对于武汉的城市建设关系非常密切。本文对武汉地区第四纪与新构造的基本特征作了概括的论述。主要内容是:武汉地区青山沉积层的形成和构造及其地质特征,它不是河流沉积而是风成沉积;概述了武汉地区下更新世到现代地层的主要特征;研究了武汉地区第四纪断层及断层带的活动,初步分析了武汉地区地壳稳定性及新构造运动,探完了武汉地区地震地质背景与地震活动,历史上武汉地区没有发生过破坏性地震,但是必须注意目前地震发展趋势和邻区地震对武汉的威胁性。 文章不但概述了武汉地区第四纪与新构造运动研究的现状,而且还涉及到今后在这方面的研究新趋向。     

陆地表层覆盖变化对地表反照率影响的四国对比

陆表覆盖变化影响地表特征从而改变地表能量平衡是理解人类活动对全球气候变化影响的关键环节。选择国际气候谈判主要国家的美国、印度和巴西作为中国的对比国,对比分析不同国别、不同气候带典型陆表覆盖类型的地表反照率时空差异,进而模拟开垦和城市化等陆表覆盖变化对反照率的影响差异。结果表明：(1) 2000年—2015年,中国、美国的地表反照率年际变化存在明显的气候带空间分异特征,中国干旱半干旱区和美国中低纬湿润区表现出降低趋势,而中国亚热带湿润和美国高纬与中部干旱区则表现出明显的升高趋势,印度的地表反照率年际变化呈微弱下降趋势,而巴西为微弱上升趋势。(2)无雪覆盖时,耕地、林地、草地和人造地表反照率具有夏高、冬低的时间变化特征,干旱半干旱区反照率明显高于湿润区。4种类型的国别差异体现在,中国亚热带湿润区地表反照率均以上升为主,干旱半干旱区则相反;美国除耕地在干旱区呈较强的升高趋势外,其余类型基本为降低趋势;印度均表现为降低趋势;巴西则表现为略微升高趋势。(3)与无雪覆盖相比,有雪覆盖时不同陆表覆盖类型地表反照率均有所提高,林地提高幅度最小,约0.06—0.26,耕地提高最大,约为0.17—0.38,且中国林地反照率提高幅度略高于美国。(4)原陆表覆盖为林地时,开垦和城镇化均导致地表反照率升高,且干旱区升高幅度高于湿润区,湿润区的升高幅度随纬度降低而减弱;为草地时,开垦主要在巴西、印度和中、美亚热带湿润区引起地表反照率升高。而城镇化引起的反照率变化则受到原有地表覆盖、季节和气候背景影响存在较复杂的国别和气候带差异。     

黄河流域七大城市群污染气体时空变化特征卫星遥感监测

为探究黄河流域大气污染的时空演变特征,本文从城市群角度出发,选取HCHO、NO₂及SO₂为诊断指标,对比分析2005—2019年七大城市群OMI观测对流层HCHO、NO₂及边界层SO₂柱浓度的年、季、月变化。研究揭示,流域内：①HCHO、NO₂及SO₂柱浓度高值区均集中在山东半岛城市群、中原城市群、晋中城市群南部和关中平原城市群东部。②HCHO柱浓度在2005—2019年呈波动上升趋势,七大城市群的月变化均呈单峰结构,且夏季高、冬季低、春季和秋季相当。③NO₂柱浓度在2005—2011年呈上升趋势,仅2008年出现短暂小幅下降。2011年执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）后,呼包鄂榆、宁夏沿黄和晋中城市群开始大幅下降,山东半岛（2012年有小幅下降）、中原和关中平原城市群则在2013年《大气污染防治行动计划》实施后才开始大幅下降。月变化呈开口向上抛物线形态,浓度越高单峰结构越明显,且冬季高、夏季低、春季和秋季相当。④SO₂柱浓度在2007年达到顶峰,2008年开始大幅下降,2010年后呈波动下降趋势,月变化、季变化均与NO₂相似。黄河流域上游的兰西和宁夏沿黄城市群、上中游交界处的呼包鄂榆城市群空气质量较好,中游的关中平原和晋中城市群次之,中下游交界处的中原城市群和下游山东半岛城市群则较差。     

中国定量遥感发展的一些思考

中国定量遥感始于20世纪80年代,在过去10多年得到了空前的发展。在2012年左右中国首次超越美国成为世界上在英文遥感刊物上发表文章最多的国家,特别是近几年文章数已经是美国的两倍左右。尽管在遥感数据的定量反演方法等研究方面,中国已经处于世界的前沿,是定量遥感的大国,但总体上尚不是定量遥感强国,在绝大多数的分支领域上还没有处于世界引领的地位。本文在回顾世界和中国定量遥感发展历史的基础上,从遥感数据获取与处理,前向辐射传输建模,变量反演,高级产品生产,地面观测,遥感云平台建设,遥感教育和遥感应用等8个方面,简要地讨论了中国定量遥感发展的一些问题和挑战,并提出了一些期望与初步建议。     

利用PS-InSAR技术进行城市地铁沿线形变监测与机理分析

本文利用PS-InSAR技术获取了上海地区沉降速率场及累计沉降量等信息,并分析了该地区的沉降时空分布特征,以及该地区沉降与降水量、地铁施工运营等因素之间的关系。研究表明:①上海市沉降呈不均匀分布,北部沉降较稳定,而中部的虹口区、南部的闵行区、东部的浦东新区均发生了不同程度的沉降。其中,闵行区沉降最为严重,其最大累计沉降量达-43 mm,呈大范围、大沉降现象。②研究区域内沉降量呈非线性沉降现象及明显的季节性变化,且与地区降水量有关,降雨量对地下水的及时补充可以有效缓解地面过度沉降的发生。③上海地铁3、15、16号线部分路段均出现明显沉降现象,且处于在建阶段的15号线沉降最为明显,部分路段最大累计沉降量达-34 mm。     

Evaluation of polarimetric capabilities of dual polarized Sentinel-1 and TerraSAR-X data to improve the PSInSAR algorithm using amplitude dispersion index optimization

Polarimetric data is an additional source of information in PSI technique to improve its performance in land subsidence estimation. The combination of polarimetric data and radar interferometry can lead to an increase in coherence and the number of PS pixels. In this paper, we evaluated and compared the dual polarized Sentinel-1A (S1A) and TerraSAR-X (TSX) data to improve the PSInSAR algorithm. The improvement of this research is based on minimizing Amplitude Dispersion Index (ADI) by finding the optimum scattering mechanism to increase the number of PSC and PS pixels. The proposed method was tested using a dataset of 40 dual-pol SAR data (VV/VH) acquired by S1A and 20 dual-pol SAR data (HH/VV) acquired by TSX. The results revealed that using the TSX data, the number of PS pixels increased about 3 times in ESPO method than using the conventional channels, e.g., HH, and VV. This increase in S1A data was about 1.7 times in ESPO method. In addition, we investigated the efficiency of the three polarimetric optimization methods i.e. ESPO, BGSM, and Best for the dual polarized S1A and TSX data. Results showed that the PS density increased about 1.9 times in BGSM and about 1.5 times in Best method in TSX data. However, in S1A data, PS density increased about 1.1 times in BGSM. The Best method was not successful in increasing the PS density using the S1A data. Also, the effectiveness of the method was evaluated in urban and non-urban regions. The experimental results showed that the method was successful in significantly increasing the number of final PS pixels in both regions.     

2015—2019年冬季黄河流域中游大气污染物空间分布特征

本文基于2015—2019年冬季黄河流域中游地区（山西段和陕西段）6种大气污染物的浓度数据,研究了黄河流域中游冬季大气污染物的变化特征。研究结果表明,2015—2019年黄河流域中游地区,PM₁₀和CO浓度持续降低,O₃浓度持续升高,PM_2.5、SO₂及NO₂平均浓度呈先上升后下降的规律。2019年主要污染物NO₂、CO、PM_2.5、PM₁₀及SO₂浓度均最低;2019年冬季O₃平均浓度达到最高（54μg/m³）。研究地区下游的PM_2.5浓度高于上游,且沿黄河由北向南其浓度逐渐增加,黄河东侧山西段的PM_2.5浓度高于西侧陕西段。研究区域PM₁₀污染浓度由2015—2016年的黄河东侧高西侧低转变为2017—2019年上游低下游高的分布特征。SO₂浓度呈黄河东岸比西岸高的分布。NO₂高值区域从2015—2017年黄河西侧下游地区变为2018—2019年中上游地区;CO平均浓度高值区域位于黄河东侧下游地区;O₃浓度空间分布特征不明显,但近5年浓度大幅增加,需要加强对臭氧的防控。     

Geomorphological monitoring of a highly dynamic estuary using oblique aerial photographs

Abstract

Bad weather in many countries limits the use of optical satellite imageries in spatial and temporal monitoring of the environment. In this paper, a series of low-altitude oblique aerial photos taken on daily, weekly and monthly intervals were used to monitor the geomorphological changes in the upper part of the Mersey Estuary, northwestern England. This low-altitude aerial photo methodology reveals itself to be a satisfying compromise between cost, accuracy and difficulty of implementation. It offered a large amount of information on a spatial and temporal scale aiding in the understanding of channel mobility. This was an important consideration in the sitting and installation of new bridge pier foundations. This series of oblique aerial photos was used in a dynamic model to determine the migration of the ebb channel and was effective in identifying the main route of flow. Few uncertainties were encountered and the level of accuracy achieved in resolving these uncertainties in the images was in the range from 40 cm to a maximum of 1.7 m. This was compared with historical navigation charts and showed good correlation. Further applications are required to improve the quality of the data output from these images and the development of the technique.