Processing of altimetry data

Summary Two methods are discussed for the processing of altimetry data. For the first method it is assumed that the altimetry data, may be analyzed independent of the orbit computation for the satellite that carries the altimeter. Because of the high accuracy of the altimetry data, which can only be fully utilized if it is also introduced into the orbit computations, the second method deals with a simultaneous processing of altimetry data, orbit tracking, and gravity anomalies for the continents. To represent the gravity field, the potential of a simple layer is chosen whose unknown density is assumed to be constant over surface elements into which the surface of the earth is divided. Depending on the accuracy and the amount of the altimetry data, the surface elements for the density values are chosen smaller or larger, so that a very flexible representation of the earth’s gravity field is obtained. Because of the amount and the resolution of the altimetry data a large number of density values have to be determined in a least squares adjustment. To facilitate the computations, buffer zones are introduced so that the large system of normal equations can be broken up into small independent subsystems. Shortened version of a paper presented to the 14 th International Congress of Surveyors in Washington, Sept. 1974.     

卫星测高数据监测青海湖水位变化

为了验证Cryosat-2/SIRAL数据监测湖泊水位的能力,提高其提取湖泊水位变化的精度,以青海湖为研究对象,利用主波峰重心偏移法、主波峰阈值法、主波峰5-β参数法、传统重心偏移法、传统阈值法和传统5-β参数法6种算法对Cryosat-2/SIRAL LRM 1级数据进行波形重跟踪,提取青海湖2010—2015年湖泊水位,对比不同算法获取水位的精度,并结合Envisat/RA-2 GDR数据,延长水位变化时间序列,获得青海湖2002年—2015年的水位变化信息。结果表明,主波峰5-β参数法提取湖泊水位的精度最好,均方根误差为0.093 m;对于GDR产品中LRM模式的3种数据,基于Refined OCOG算法的数据更适合湖泊水位的提取;青海湖2002年—2015年水位整体上涨,水位平均变化趋势为0.112 m/年,年内水位变化呈现明显的季节性。     

时空数据的动态关联技术研究

为了检测时空数据之间的发展变化关系,本文研究时空数据的动态关联技术,提出了一种动态关联算法和一种基本的时空变化类型。该算法用几何特征和属性特征相结合的方法进行匹配和变化检测,可以匹配时空对象并自动提取变化情况,能够解决一对一、一对多、多对一和多对多的变化关系,并且可以检测出时空对象的移动变化情况。     

时空数据挖掘综述

本文系统阐述了数据挖掘、空间数据挖掘、时空数据挖掘的发展历程,接着介绍了数据挖掘的相关概念,给出空间数据挖掘和传统知识发现的异同;然后对空间数据挖掘的基本方法与技术进行综述,在总结当前研究成果的基础上,阐述了空间、时空数据挖掘面临的难题;最后探讨了时空数据挖掘的发展方向和研究热点。     

时空大数据面临的挑战与机遇

"大数据时代"的到来,正在改变着人们的工作、生活和思维方式。该文较全面地分析了目前大数据及其应用的研究现状,提出"时空大数据"的概念,并认为时空大数据就是时空数据与大数据的融合,并从大数据与时空大数据的背景、特征、本质和类型,分析了时空大数据带来的科学范式、时空信息传输和认知模型等方面的变化,同时对时空大数据的理论体系、技术体系和产品体系进行了探讨。     

时空大数据分类体系研究

“统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责”是自然资源部组建后对时空大数据组织分类提出的新需求。本文在梳理总结国内大数据分类体系的演化特点和解析中国现行时空大数据分类体系存在的问题的基础上,结合自然资源部对大数据分类的需求,通过历史继承、合并和添加,提出了一套既能服务于自然资源部“两统一”职责,又能服务于全社会的时空大数据分类体系。研究建立的时空大数据分类体系为3级分类,共6种类型,分为17个一级类型,68个二级类型,24个三级类型,该分类较之前最明显的变化是将自然资源数据单独分为一大类,该分类对于大数据的组织管理具有重要意义。     

大数据环境下道路场景高时空分辨率众包感知方法EI北大核心CSCD

道路场景作为人类发展演变中最重要、最复杂、最典型的载体之一,是道路基础设施与活动行为共同构成的综合体,链接和构建“人地关系”。道路场景感知从二维抽象简略到三维精细丰富、从静态过去式向动态现在时发展,成为智慧城市、智能交通、无人驾驶的关键技术支撑,是我国新型城镇化战略、交通强国战略的核心技术保障。本文立足于时空交通大数据,提出基于道路场景静态基础设施“形”和动态活动行为“流”的高时空分辨率道路场景感知方法。该方法从静态路网“形”角度,以“点-线-面-体”等要素为研究脉络,构建高精度道路地图众包感知的理论体系;在活动行为“流”感知上,突破传统的点模式分析局限,发展了道路网络空间活动流的时空建模与多尺度分析方法。本文揭示了静态基础设施“形”结构与动态活动行为“流”模式交互作用下的道路场景演化规律,形成以“形”控“流”、借“流”定“形”、“形”“流”叠置的高时空精度道路场景众包感知理论体系,为智慧城市、智能交通的发展提供核心技术与数据支撑。     

利用多源卫星数据研究青藏高原湖泊水储量变化及其影响因素

青藏高原分布着地球上海拔最高、数量最多的高原湖泊群,也是我国湖泊最集中的地区,有效掌握青藏高原湖泊水储量变化对于我国水资源有效利用具有重要意义。本文的研究核心是联合多源卫星数据研究青藏高原湖泊水储量变化,主要内容包括水陆交界处波形重跟踪算法研究、多源测高数据融合、利用测高和遥感数据计算湖泊水储量变化、结合GRACE数据进行湖泊水量平衡分析和青藏高原湖泊的气候变化响应研究等。     

Bathymetric inversion of South China Sea from satellite altimetry data

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｏｃｅａｎｗｉｄｅｌｙａｎｄｄｅｅｐｌｙ ,ｗｅｎｅｅｄａｂｕｎｄａｎｔｏｃｅａｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ .Ａｓａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｐａｒｔｏｆｓｕｃｈｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ,ｓｅａｆｌｏｏｒｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｐｌａｙｓａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｍａｒｉｎｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｈｉｇｈｃｏｓｔｆｏｒｏｃｅａｎｂａｔｈｙｍｅｔｒｉｃｓｕｒｖｅｙｉｎｇｌｉｍｉｔｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏ…     

高分七号卫星激光测高数据处理与精度初步验证

装备在高分七号卫星上的是我国首个具备全波形记录功能的激光测高仪,主要用于获取地面稀疏的高程控制点,提高了同平台立体影像无地面控制点的立体测图精度.高分七号卫星激光测高标准化处理是测绘应用的关键步骤,所生成的激光测高标准产品是后续对外分发和业务化应用的重要前提.本文围绕高分七号卫星的激光数据,研究了激光测高数据处理方法,验证了激光测高标准产品的几何精度.选择几何定标区以及陕西华阴、德国北威州等多个验证区,结合高精度外业测量点和机载LiDAR-DSM数据,对高分七号卫星激光测高标准产品开展精度验证.验证结果表明,高分七号SLA03产品定标区两波束激光的平面精度分别为(3.896±1.029)m和(3.286±0.337)m、高程精度分别为(0.018±0.099)m和(-0.017±0.096)m.采用高程控制点质量控制参数ECP_Fl a g能有效标识出可用于高程控制的激光点,其中陕西华阴验证区两波束激光总体精度分别为(-0.113±2.519)m和(0.191±1.071)m,经质量控制后ECP_Fl a g标记为1的激光点高程精度为(0.111±0.152)m和(-0.064±0.115)m;德国北威州总体精度为(-0.897±5.485)m和(-0.202±6.207)m,ECP_Flag标记为1的激光点高程精度为(-0.304±0.190)m和(-0.279±0.220)m.目前高分七号卫星激光测高标准产品已在自然资源部国土卫星遥感应用中心实现业务化生产.     

时空数据空间特征的动态可视化模型

本文以多时态地理现象空间特征的连续变化过程的动态可视化表达为研究对象,借鉴Flash中逐帧动画和形状补间技术的设计思想,提出一种以时间为驱动的时空数据之空间特征的动态可视化模型:设计一组适用点、线、多边形地理实体的空间特征的图形变形算法,用于在"关键帧"之间插值生成足够多中间时刻的地理现象的空间特征状态作为"中间帧";采用合适的地图动画时间比例尺,连续播放各个"关键帧"和"中间帧",最终实现逼真动画效果的空间特征动态可视化。     

GIS中矢量时空数据组织策略

时态GIS作为GIS理论和技术研究前沿领域的一个难点问题越来越被重视。从实用角度出发,提出矢量时空数据组织策略,包括:时间精确到秒,用数字表示;离散变化用状态和事件来共同描述,而连续变化用事件来描述;现状/历史数据分离,空间/属性数据分离;时间标记在元组级上,空间数据采用非拓扑数据模型。在此基础上,将矢量时态层划分12种类型,详细设计其关系表组成和具体表结构。最后,设计和开发相应的实验系统,并以图斑数据和车辆轨迹数据为例验证相关策略的可行性。     

一种多基态修正时空数据模型改进的方法

本文分析现有的7种基态修正模型,发现多基态修正模型中的基态均以快照方式存储,当历史久远时需要创建的基态数较多,所占用的存储空间较大,如果不建立那么多基态,两个基态之间的差文件过多,就会使检索效率低下,所以说现有的多基态修正模型并不能真正做到不受历史久远的影响。作者提出为基态建立索引的方法可以解决该问题,该方法不仅可减少多基态修正模型中基态所占用的存储空间,并且可以提高时空数据操作的效率,真正做到不受历史久远的影响。     

卫星测高反演海洋重力异常的精度分析

针对卫星测高技术中由于大地水准面取值受各项误差影响导致精度较低的问题,该文联合多源多代卫星测高数据,基于逆Vening-Meinesz公式确定海洋重力异常,进一步对海洋重力异常进行内部和外部检核。结果表明,卫星测高反演的海洋重力异常与EGM2008比较的精度为±7.116mgal;与船测重力异常比较的精度为7.417mgal,这与国际上对测高重力异常与船测重力异常比较精度一致。     

同步激光测高数据的垂线偏差解算与分析

针对传统的垂线偏差计算过程中东西分量与南北分量差异过大的问题,提出了利用新型ICESat-2海面高数据获取高精度东西分量的方法,选定南中国海域(0°～23°N、103°～120°E)作为试验区域,基于ICESat-2 ATL12海表面高度数据产品进行垂线偏差解算.与此同时,采用XGM2019e_ 2159模型检核,对比同时间序列长度的Jason-2解算结果,分析了ICESat-2多波束同步观测模式的垂线偏差解算优势.数值试验表明:ICESat-2获取的海面高观测值精度优于传统雷达测高模式,计算的沿轨垂线偏差精度与Ku波段测高模式相当.ICESat-2中间束强波束的垂线偏差解算精度优于两侧强波束,并且多波束组模式首次提供了跨轨方向的同步观测数据,解算的跨轨垂线偏差精度可靠,可以提升垂线偏差东西向分量的确定精度.     

On monitoring a vertical datum with satellite altimetry and water-level gauge data on large lakes

Using TOPEX satellite altimetry, water-level-gauge data, and a geoid model, the geopotential, W ₀, of the International Great Lakes Datum of 1985 (IGLD85) is determined. This is compared to an analogous determination using GPS and leveling data in the region. The two sets of data yield generally consistent results at the few-decimeter level and both indicate a tilt of about 33 cm in the computed datum across the region. On the basis of this and other studies, it is conjectured that the source of the tilt is a regional error in G99SSS. Further analysis of the altimetry and water-level data indicate that the geoid model, G99SSS, is in error by up to 20 cm at scales of about 100–150 km. In addition, the analysis of 8 years of altimeter and water-level data shows varying trends (up to 2 mm/yr) in crustal uplift throughout the region, generally consistent with an independent post-glacial rebound (PGR) model, ICE-4G. AcknowledgmentThis research was supported in part by the Ohio Sea Grant Program, grant no. NA86RG0053 (R/CE-5). A. Mainville kindly provided data and information for Canadian stations. The authors are grateful to M. Bursa, M. Poutanen, D. Zilkoski, and an anonymous reviewer for contributing significantly to the improvement of the paper.     

地籍管理中时空数据模型研究

地籍信息系统是一种典型的时态地理信息系统,其技术关键就是在于用适当的时空数据模型来组织地籍数据库。本文简要介绍了几种主流的时空数据模型,重点从建模方法、时空数据组织和时空数据操作三个方面阐述了地籍管理领域时空数据模型的研究进展,探讨了存在的问题,提出了未来发展方向的建议。     

基于事件的时空数据模型应用研究

本文首先分析和比较了几种有代表性时空数据模型的特点和存在的局限性 ,对基于事件的时空数据模型进行了改进 ,并提出了利用亲缘继承关系进行历史回溯查询 ,根据具体的实际应用 ,在现有成熟的ARCGIS平台上进行扩展 ,验证了该模型的有效性。实践表明 :利用该模型可以有效的进行各种时间、空间和属性的互查 ;时间因素和空间对象的空间特征和属性信息分开存储管理 ,便于时空分析 ,适于进行地理事件与空间对象状态因果关系的推理 ;减小了数据的存储空间 ,以及数据的冗余度     

Reservoir capacity estimation using SARAL/AltiKa altimetry data coupled with Resourcesat P6-AWiFS and RISAT 1 microwave data

Reservoir water levels extracted from SARAL/AltiKa GDR data for the period 2013–2014 and water spread areas delineated from Resourcesat P6-AWiFS sensor and RISAT 1 microwave data corresponding to SARAL/AltiKa cycles were used for assessment of reservoir capacity in the Mayurakshi reservoir, Jharkhand state, India. It was found that the reservoir capacity based on the SARAL is around 474.62 Mm³ in comparison to in situ based estimate i.e. around 486.6 Mm³, indicating variation of <3%. Further, comparison of these estimates computed using SARAL and in situ with original reservoir capacity (547.59 Mm³) indicated loss of reservoir capacity is around 13.33 and 11.14%, respectively, within a span of 59 years. The hydrographic survey in the year 1999–2000 also proved that the storage capacity has reduced from 547.6 Mm³ in 1955 to 474.8 Mm³ indicating loss of nearly 13.3 % of total live capacity over period of 45 years.