地理信息系统支持下的降雨时空统计分析

将地理信息系统（GIS）技术与3维虚拟现实（VR）技术引用到防讯工作中，研究并建立GIS支持下的降雨时空统计模型；该模型为早期防汛预报调度提供了先决条件，是防汛信息系统的一个核心评估计算模型。     

四川省降雨侵蚀力时空分布特征分析

以四川省40个气象站点1971~2000年的逐日雨量资料为基础,采用降雨侵蚀力简易估算方法计算各站点的降雨侵蚀力,分析了四川省降雨侵蚀力的时空分布特征,研究了降雨侵蚀力时空分布规律,研究结果对该地区的水土流失预报和水土保持措施评价具有重要意义。     

网络三维技术下的时空可视化分析

随着数据获取技术的快速发展,海量时空数据的来源越来越广。然而受限于数据的认知能力,人们无法高效地从海量时空数据中获取有用信息。利用人的视觉带宽,进行数据可视化分析,可以大大增强对数据的认知能力,提高数据分析效率,从而更快地对时空进行感知,制定决策。时空立方体作为一种三维的时空数据可视化方法,可以直观地展示时空数据的动态特质、周期性规律以及分布状况,对于辅助决策具有重要意义。本文利用WebGL技术,实现了Web端时空立方体的快速生成;并基于中国铁路运输开展实验,对全国铁路运输时空数据进行可视化分析,验证了网络时空可视化分析的实用性。     

土壤水分纵向分布规律与层间相关性研究——以青藏高原地区为例

利用青藏高原土壤湿度逐时观测数据集,分析那曲和帕里两地区76个站点5、10、20、40 cm不同深度多年土壤水分垂直分布规律及层间关联情况,主要有以下4点发现：1)青藏高原地区土壤水分随深度增加呈现下降趋势,最大层间距下(5—40 cm)那曲地区平均降幅为0.041 cm³/cm³,帕里地区平均降幅达到0.066 cm³/cm³。2)以标准差为土壤水分稳定性参考指标,那曲、帕里两地区最小值同为40 cm层深的0.023、0.022,降幅分别为0.028、0.024,表明随着土壤深度的增加,土壤水分变化趋于稳定。3)那曲地区土壤水分值较低,以各层均值为代表,均低于帕里地区。4)相邻层间土壤水分表现出较高的相关性,其中以那曲地区10—20 cm相关性最强,达0.9以上。参考那曲地区5—40 cm层间相关系数为0.53可知,层间差距越大,相关性越低。本文研究结果可以为青藏高原地区水土保持及土壤水分层间模拟提供参考依据。     

北京城市地表温度的遥感时空分析

运用Landsat TM/ETM+和Terra ASTER数据,对北京市1990~2007年夏季的地表温度进行了反演,并对地表温度的空间分布、时间变化作出了分析。对Landsat TM/ETM+数据的温度反演采用了普适性单波段算法,ASTER数据的温度反演采用了劈窗算法。通过对地表温度数据的直方图均衡处理以及综合对比分析,总结出北京地区历年来夏季地表温度的空间分布格局及该格局随北京城市发展的变化规律,分析了研究成果的不足,提出了下一步要努力的方向。     

时空立方体的抢劫案件时空特征挖掘与分析

针对抢劫犯罪发生的时空模式等相关问题,提出了基于时空立方体模型的时空特征探索方法。该方法既能从时空维度挖掘犯罪事件的特征,又以时空立方体方法宏观展示其热点时空分布,有助于城市治安辅助决策。文章以美国费城的抢劫犯罪案件为研究数据,实验结果表明,该方法能够较全面地揭示抢劫犯罪案件在时间、空间及时空分布特征:①抢劫犯罪案件存在明显的时间和空间聚类特性;②从空间分布分析,抢劫事件多分布于西费城以及费城北区;③从时序分析,1月和12月为抢劫犯罪的高发时段;以日为尺度,抢劫犯罪多发生在夜晚,这与犯罪学相关规律一致;④从时空规律分析,随着时间的推移,热点以费城北区为中心逐渐向周围扩散。本研究能为警力巡查调度、案件预测等提供辅助决策,并可推广应用到其他领域。     

气象监测数据的时空特征分析与建模

尝试对美国爱荷华州东部66个气象观测站1951～2000年的月均最低气温数据进行时空特征分析和建模。将时空数据分解为时空趋势和时空残差两部分,使用非线性时间序列模型模拟气温的时空趋势,分析模型参数和残差的时空特征,探索时空数据建模方法。案例研究表明研究区域内所有站点的时间序列特征较一致,可采用一个趋势性和周期性模型表达。同时残差部分具有一定的时空自相关特征,建议开发一个简单方法进行时空数据插值。     

面向地理信息大数据的时空事件关系可视化分析框架

不同类型的地理信息大数据蕴含了丰富的时空关系,反映个体或者群体时空事件之间的变化模式,在资源、环境、交通等领域的智慧应用中起到关键性作用。然而,地理信息大数据拥有的多尺度和多语义特性,在挖掘地理信息大数据的时空关系时会存在许多困难。如何有效地构建多尺度多语义时空关系,并直观地表达这些时空关系是一个重大挑战。本文设计了一种时空事件关系可视化分析框架,通过定义事件间时空关系的描述,设计了一种多视图协同的可视化分析方法,结合时空关系的可视化协同交互,实现地理信息大数据时空事件可视分析。基于时空轨迹数据,通过试验说明该方法可以探寻时空事件及背景间的时空关系,实现时空事件的交互可视分析。     

GNSS形变监测中系统误差的时空相关性研究

通过大量实测数据分析了系统误差的时空变化规律,论证了具有时空相关性的双差观测值系统误差残差的存在,实现了观测值的滤波及求差,提高了分离微小形变量的精度。     

时空信息云平台与智慧城市评价指标相关性浅析——以智慧伊春时空信息云平台为例

智慧城市建设是破解城市难题、提升治理能力、转变发展方式的必要手段。我国政府高度重视新型智慧城市建设,测绘地理信息行业在其中负有职责,并启动试点项目。本文基于智慧伊春时空信息云平台试点项目,对比建设内容与国家智慧城市评价指标,说明其相关性影响,分析原因,总结经验。     

GPS信噪比观测值的土壤湿度变化趋势反演

土壤湿度变化趋势是某一个位置或区域内水资源循环的重要指标.多路径误差作为一种在导航、定位中的重要测量误差,由于其较弱的空间相关性,难以采用全球甚至区域性模型或差分的方法予以消除.在讨论和研究了多路径误差反射模型的基础上,实现了利用 GPS信噪比 SNR(Signal - to - NoiseRatio)观测值中的多路径反射分量对土壤湿度变化趋势的模拟.结合实测 GPS数据和土壤湿度计观测数据的对比和分析表明,该方法能反映土壤湿度变化趋势.同时,在计算过程中如何选择合适卫星、对反演结果质量进行评价以及如何实现两种观测结果之间的同化等是进一步需要研究的问题.     

小尺度下土壤水分空间变异与地形因子的相关分析

根据贵阳市采样基地地形地貌及土地利用特征,借助地统计空间变异分析和GIS技术在进行详细的土壤水分变异特征分析的基础上,分析小尺度下土壤水分分布与地形因子的关系.从对土壤水分的统计分析结果来看,土壤水分分布接近正态分布;变异系数为0.17,属于中等偏低水平;土壤水含量范围大约在10.65～21.82之间.克立格插值结果显示,整个研究区域中的土壤水含量分布规律明显,即由中间向东西两侧递增.通过对不同坡度和高程下土壤水含量分级的分布面积的整理,我们发现不同级别的土壤水含量与坡度之间存在很强的负相关关系,变化曲线呈倒数形式;土壤水含量的各个级别与高程4级、5级之间存在很强的正相关关系;土壤水含量各个级别在东坡分布面积最多,其次为东北坡.     

土壤浸湿对重力观测影响的初步分析

本文对武汉测绘科技大学 (WTUSM)重力基准点在暴雨后不久引起的观测异常进行了测试和研究 ,包括对测点附近的土壤在饱和前后的密度、孔隙度等及由此而引起的重力变化进行计算和分析。结果表明 ,该项效应与雨后相对于正常天气情况下 3次观测结果 (平均值 )的偏离相当接近。文中还对今后在绝对重力测量中 ,如何注意土壤浸湿的影响提出了建议     

干旱区土壤水分遥感反演与同化模拟系统研究

利用遥感反演和同化模拟方法估算大范围陆表土壤水分,建立了适用于干旱区的土壤水分反演模型。在.NET平台下运用C#、IDL与ArcEngine控件,对反演模型与同化模拟模型进行了软件实现,并集成为土壤水分遥感反演与同化模拟系统,为环保部门获取大范围土壤水分信息提供了支撑软件工具。     

不同植被指数在基于TVDI方法反演土壤水分中的应用

研究增强型植被指数基于Landsat-8数据反演土壤水分的可行性及适用性,分析研究区土壤水分总体分布,提高该地区应对干旱灾害的能力。基于温度植被干旱指数方法,以淮河流域上游地区作为研究区,基于2017年2月的Landsat-8影像,分别计算了地表温度、归一化植被指数、增强型植被指数,基于TVDI构建了两种土壤水分反演模型。研究比较了:1) EVI在TM数据中的应用特点;2)研究区土壤含水率的空间分布特征;3)两种模型反演结果的差异。结果表明:1)基于TM数据计算的EVI总体明显低于NDVI,但不同时间段的结果并不总是低于NDVI;2)基于EVI的模型结果精度低于基于NDVI模型结果。3)两种模型结果与植被覆盖度、地表温度的关系均为负相关,其中,基于EVI的模型结果与地表温度的负相关程度极高,即基于EVI的模型结果受植被影响较小,受温度影响程度高。     

不同全球天顶对流层延迟模型时空特征分析

对流层延迟误差与信号频率无关,且具有较强的随机性,是GNSS导航定位中的主要误差源之一。以GGOS Atmosphere发布的格网数据作为真值,从纬度、高程及时间特性3个方面分析了两种全球天顶对流层延迟ZTD(Zenith Total Delay)模型(UNB模型和EGNOS模型)的时空特征,为GNSS导航定位中模型选择的正确性与合理性提供参考依据。分析得出:在纬度方向,ZTD值的RMSE和Bias从南到北呈现递减趋势且逐渐趋于稳定,建议计算ZTD时在南半球通过格网插值,北半球采用UNB模型;在高程方向,ZTD值与高程值呈现出反比关系,EGNOS的残差值较UNB残差值分布更加均匀且规律性较强,可利用高程值进行建模修正;在时间特征方面,ZTD单天内变化较小,两模型互差在mm级且表现出一定的季节性特征。     

基于GIS站点资料的NetCDF模型构建与应用

NetCDF是一种面向多维科学数据的存储和编码标准,用户可以通过多种方式操作和管理NetCDF数据集。通过对NetCDF数据模型的研究,构建了土壤水分站点资料的NetCDF数据模型,并借助编程语言C#和ArcGIS提供的二次开发组件ArcEngine实现了全国农业气象站1981～2007年土壤水分站点资料NetCDF数据集的创建和访问。该研究将为气象站点数据的归档、分发和共享提供一定的便利,并为将其引入GIS分析与应用提供了基础。     

2003～2008年中国东部土壤相对湿度的冠谐分析

利用2003～2008年在京津冀地区观测的146个观测站点土壤相对湿度资料,建立了年变化趋势球冠谐模型。球冠极点为东经115°,北纬38°,球冠半径为5°,球冠模型最高展开至8阶。根据模型,计算并分析了该球冠内土壤相对湿度在10cm、20cm和50cm深度年变化趋势空间分布特征。     

综合主动和被动微波数据监测土壤水分变化

微波遥感测量土壤水分的方法主要分主动和被动两种，它们都是基于干燥土壤和水体之间介电常数的巨大差异。估算植被覆盖土壤表面土壤水分必须要考虑地表粗糙度和植被覆盖影响的问题。植被覆盖土壤表面的后向散射包括来自植被的体散射，来自地表的面散射和植被与地表间的交互作用散射项。本研究建立了一个半经验公式模型，用来计算体散射项，综合时间序列的主动和被动微波数据，消除植被覆盖的影响，估算地表土壤水分的变化状况。并应用1997年美国SGP‘97综合实验中的机载800m分辨辐射计ESTAR数据计算表面反射系数，综合Radarsat的SCAN-SAR数据得到体散射项，然后，由NOAA/AVHRR和TM计算得到的NDVI值加权分配50m分辨率的体散射项，最后计算50m分辨率的表面反射系数的变化值，从而得到土壤水分的变化情况，验证数据表明该计算结果与实测值一致。     

土壤湿度的偏振反演模型与实验

采用了一种偏振方法来测量土壤湿度,并改进了一种粗糙表面的偏振反射模型。利用该模型对土壤湿度的偏振特性进行了分析与实验,发现该模型模拟数据与实验数据之间存在很强的相关性,进而可以建立该模型中的某些参数与土壤湿度的定量关系,为定量反演土壤湿度提供新的途径。