克里金时空自回归模型在变形建模中的应用

针对时空自回归模型的空间权阵大多采用邻接性和反距离加权法导致模型预测精度较低的问题,该文提出了一种基于克里金法空间加权的时空自回归模型,通过普通克里金插值法原理来定义空间权阵,并利用五强溪大坝5年的观测数据分别对传统空间加权和克里金法空间加权进行建模对比。结果显示,克里金法加权比传统加权的变形预测精度提高44%左右,说明克里金时空自回归更适合建立大坝时空变形模型。该方法描述了实际空间的变异情况,提高了变形建模的预测精度,可用于大坝及其他变形体的变形建模。     

克里金时空自回归模型在变形建模中的应用

针对时空自回归模型的空间权阵大多采用邻接性和反距离加权法导致模型预测精度较低的问题,该文提出了一种基于克里金法空间加权的时空自回归模型,通过普通克里金插值法原理来定义空间权阵,并利用五强溪大坝5年的观测数据分别对传统空间加权和克里金法空间加权进行建模对比。结果显示,克里金法加权比传统加权的变形预测精度提高44%左右,说明克里金时空自回归更适合建立大坝时空变形模型。本文方法更加科学地描述了实际空间的变异情况,提高了变形建模的预测精度,可用于大坝及其他变形体的变形建模。     

时空序列模型在沉降监测中的应用

在工程建(构)筑物的变形分析中,主要考虑的是针对各个测点的时序分析,进而实现变形体的预测预报,但这样会造成模型的冗余。实际上,很多变形体作为一个整体结构,测点间在时间和空间上均存在一定的相关性,即时空相关性。时空序列模型(STARMA)则是根据时空序列的时间相关性和空间相关性对序列进行分析的一种建模方法,从理论上来讲能够更好地反映出变形体的形变规律。本文以某建筑物的沉降监测作为研究对象,建立STARMA模型,结果表明,该模型具有较好的实际应用效果。     

时空序列模型在地下管线沉降监测中的应用

变形分析与预报是工程建(构)物在施工与运营期间的重要内容,目前应用较为广泛的是针对变形体各测点建立时间序列模型(ARMA),这种建模方法考虑的是各测点位移在时间变化上的关联性,而时空序列模型(STARMA)则同时考虑测点在时间以及空间上的相关性,从理论上来讲,能够更好的解释变形体的形变规律。本文以某地下管线沉降监测为研究对象,分别建立ARMA模型以及STARMA模型,通过计算各测点预测RSE、NMSE、RMSE、MAE四个误差指标值并进行比较,验证了STARMA模型在预测精度上好于ARMA模型,对于管线沉降监测具有一定的应用价值。     

融合PSO-SVM的混凝土拱坝多测点变形监控混合模型

针对混凝土拱坝单测点变形监控模型难以合理表征拱坝空间变形场协同响应特性以及传统回归方法诠释环境量与大坝变形间的复杂函数关系具有明显局限性问题,提出了融合粒子群算法优化与支持向量机（particle swarm optimization-support vector machine,PSO-SVM）的混凝土拱坝多测点变形监控混合模型。基于单测点变形监控模型构建方法,引入空间坐标并利用有限元方法计算水压分量,进而借助PSO-SVM良好的非线性处理能力对环境量与大坝变形序列进行建模和预测,从而构建了融合PSO-SVM的混凝土拱坝多测点混合模型。工程实例分析表明,所建模型具有较好的多测点变形性能分析能力,较单测点统计模型具有良好的拟合及预报精度,可有效反映大坝服役的整体安全性态。此外,所提理论和方法经一定的改进和拓展,亦可推广应用于其他水工建筑物性态安全监控模型的预报分析。     

ARIMA乘积季节模型在大坝位移监测中的应用

提出了应用ARIMA乘积季节模型对大坝位移监测数据进行分析和预报的新方法,并给出了基于开源R语言建立乘积季节模型的方法步骤和关键技术。结合某大坝径向位移监测数据进行计算分析,结果表明：ARIMA乘积季节模型能较准确地预报大坝位移趋势,具有较高的预测精度。     

小波分解AR-BP网络模型在大坝垂直位移预测中的应用

针对大坝内部垂直位移数据序列不仅具有周期性、平稳性,且在频域上存在高、低频,显著的多尺度等特性,本实验利用多尺度小波分析的原理与方法对数据序列进行分解,对低频序列和高频序列分别建立AR模型和BP神经网络模型并进行预测,最后叠加各个序列的预测值,得到数据序列的预测结果。该方法适用于大坝垂直位移的预测,结果与自回归模型及单BP神经网络模型相比,该模型具有更高预测精度。     

基于基因表达式编程的大坝位移强度聚类分析研究

在水利水电事业不断发展的今天,大坝的变形监测显得尤其的重要。大坝变形监测的最终目的是通过监测点的变形数据来预测大坝变形未来的变形量。这也是传统的大坝变形监测常用的预测方法,然而这些方法都只是针对单个监测点进行预测,却不能反映大坝的整体形变。对于大坝整体变形的研究方面,虽然出现了一些有关多测点的研究方法,但距离大坝整体变形的目标还是相差甚远。针对这种情况,本文提出用聚类分析的方法来研究大坝整体变形规律。并将具有高效的全局搜索能力和高效的数据挖掘能力的进化算法---基因表达式编程算法用于聚类分析模型的建立中。提出基因表达是编程的大坝位移强度聚类分析模型。通过实例证明该模型能够反映大坝的整体变形规律。     

基于岭回归的大坝变形位移模型

大坝回归建模中常常因自变量间的多重共线性产生"病态"问题,使得回归系数无法真实反映环境因子对大坝变形的影响.利用岭回归建立大坝变形模型,采用L曲线法对岭回归模型中岭参数进行求解,相比最小二乘方法直接得到的系数,岭回归模型求解结果更符合实际,且所建立模型能对大坝变形进行有效预测.     

大坝变形变系数回归建模

在变形分析建模中常采用回归分析建模,但普通的回归模型是一种静态的模型,当变形体结构或物理性质发生变化时,普通线性回归所建立的静态模型将不再适用。变系数回归模型是一种动态模型,有着更强的灵活性和适应性,因此,将变系数回归引入大坝变形分析建模中,采用局部线性估计的方法进行系数拟合。仿真和大坝变形建模实验表明,变系数回归得到的大坝变形模型优于普通的线性回归模型,预测精度更高。     

Book Reviews

Books reviewed:
K. B. Atkinson, Close Range Photogrammetry And Machine Vision
R. A. Earnshaw and D. Watson, Animation And Scientific Visualization—Tools And Applications
R. A. Earnshaw, M. A. Gigante and H. Jones, Virtual Reality Systems
S. Macdonald, Mapping The World
P. Fisher, Innovations in GIS 2
A. Gruen, O. Kuebler and P. Agouris, Automatic Extraction of Man-Made Objects From Aerial and Space Images
H. Campbell and I. Masser, GIS and Organisations
S. C. Guptill and J. L. Morrison, Elements of Spatial Data Quality
D. Shirvanian, European Space Directory, 1996
D. R. Green, D.Rix and C. Corbin, The Agi Source Book for Geographic Information Systems, 1996
K. C. Graf, Realistic Landscape Rendering Using Remote Sensing Images, Digital Terrain Models and 3D Objects     

Measurement of soil water content using ground-penetrating radar: a review of current methods

Soil water content (SWC) is a crucial parameter in ecology, agriculture, hydrology, and engineering studies. Research on non-invasive monitoring of SWC has been a long-lasting topic in these fields. Ground penetrating radar (GPR), a non-destructive geophysical technique, has the advantages of high resolution, deep detection depth, and high efficiency in SWC measurements at medium scale. It has been successfully applied in field investigations. This paper summarizes the recent progress in developing GPR-based SWC measurement methods, including reflected wave, ground wave, surface reflection, borehole GPR, full waveform inversion, average envelope amplitude, and frequency shift methods. The principles, advantages, limitations, and applications of these methods are described in detail. A comprehensive technical framework, which comprises the seven methods, is proposed to understand their principles and applicability. Two key procedures, namely, data acquisition and data processing, are emphasized as crucial to method applications. The suitable methods that will satisfy diverse application demands and field conditions are recommended. Future development, potential applications, and advances in hardware and data processing techniques are also highlighted.     

利用WAVELAB开发小波应用程序的研究

论述了小波分析软件WAVELAB的系统构成，分析了该软件的开发环境，研究了利用该软件开发MATLAB小波应用程序的问题，并给出了以Lena图像实例的小波压缩编码程序及其运行结果。结果表明，利用WAVELAB开发小波应用软件是可行的。     

论空间数据挖掘和知识发现

随着现代科技和传感器的发展和应用，复杂多变的空间数据日益膨胀，远远超出人的解译能力，迫切需要数据挖掘和知识发现为其提供知识。本文研究了空间数据挖掘和知识发现的含义、可发现的空间的关联、特征、分类和聚类等知识，以及它与数据挖掘与知识发现、机器学习、地学数据分析、空间数据库、空间数据仓库、数字地球等相关学科的关系，概述了SDMKD的产生和发展，分析和展望了SDMKD的应用开发。     

复杂背景下被动FTIS定量遥感污染云团光谱

本文提出复杂背景下定量遥感污染云团光谱的算法。利用被动傅里叶变换红外光谱仪（ＦＴＩＳ）遥测目标气体和背景光谱数据及最小平方误差拟合方法,成功地解决了探测目标气体柱数密度和目标气体等效辐射温度。该处理方法不仅可用于特定污染云团的定量处理,而且可用于多种污染地区如发电厂、机场、城市交叉路口、垃圾处理站等对ＣＯ,ＣＯ２,ＮＯ,ＮＯ２,Ｎ２Ｏ,ＮＨ３,ＣＨ４,ＳＯ２,Ｈ２Ｏ,ＨＣＩ和ＨＣＨＯ等气体浓度的监测。最后,详细讨论了用该算法对模拟剂的处理结果。     

Book Reviews

Books Reviewed:
S. F. El-Hakim, Videometrics II
J. Denègre, Thematic Mapping From Satellite Imagery, A Guidebook
T. C. Waugh and R. G. Healey, Advances In GIS Research
J. C. Muller, J.-P. Lagrange and R. Weibe GIS and Generalization. Methodology And Practice
P. M. Mather, Terra 2: Understanding the Terrestrial Environment. Remote Sensing Data Systems And Networks
B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger and J. Collins, Global Positioning System: Theory and Practice
D. Shirvanian, European Space Directory 1995
E. Falkner, Aerial Mapping: Methods And Applications
S. O. Mason, Expert System-Based Design of Photogrammetric Networks
S. F. El-Hakim, Videometrics III
D. Green and D. Rix, The Agi Source Book For Geographic Information Systems, 1995     

Book Reviews

Books reviewed:
Statistical Methods for Spatial Data Analysis by OLIVER SCHABENBERGER AND CAROL A GOTWAY. Chapman & Hall, Norwell, MA, 2005, 488 pp. ISBN 1-58488-322-7, $89.95.
Fuzzy Modeling with Spatial Information for Geographic Problems , edited by FEDERICK E PETRY, VINCENT B ROBINSON, AND MARIA A COBB. Springer, New York, 2005, 338 pp. ISBN 3-54023713-5, $92.00 (hardcover).
Statistical Analysis of Geographic Information with ArcView GIS® and ArcGIS® (Second Edition) by DAVID W S WONG AND JAY LEE. John Wiley and Sons, New York, 2005. 429 pp. ISBN 0-471-34874-0, $95.00 (cloth).     

Landscape analysis for pedo-geomorphological characterization in part of basaltic terrain,central India using remote sensing and GIS

In the present study, an attempt has been made to analyse IRS-ID LISS-III satellite data in conjunction with field observations for geomorphological mapping and pedo-geomorphological characterisation in Mohgaon area of Nagpur district, Maharashtra. Analysis of satellite data reveals distint geomorphological units viz., plateau top, isolated mounds, linear ridges, escarpments, plateau spurs, subdued plateau, rolling plains, pediments, narrow valleys and main valley floor. Soil profiles, studied on different identified landforms, showed variation in site and morphological charactaristics. Moderate soil erosion occurs on plateau top, isolated mouds, plateau spurs, rollinmg plains and pediments. Severe erosion was identified on escarpments and subdued plateau and narrow valleys suffer very slight erosional hazards. Moderately well drained soils were found on rolling plains, pediments, narrow valleys and main valley floor. Well drained soils were noticed on plateau top and plateau spurs. Very shallow soils were found on the plateau top and isolated mounds. Shallow soils are found in linear ridges, escarpments, plateau spurs and rolling plains. Moderately deep and deep soils are found on subdued plateau, pediments and main valley floor. The landform-soil relatioinship reveals that the soils on the plateau top and isolated mounds are very shallow, well drained, clay textured. The soils on the narrow valleys and main valley floor are deep, moderatly well drained, and clayey in texture. It also indicates that landform-soil processes are governed by physiographic position, drainage, slope and erosion conditions of the area. The present study reveals that the analysis of remotely sensed data in conjunction with field observations in GIS will be of immense help in geomorphology mapping, analysis of landform-soil relationships and generation of their geo-spatial database.     

多源遥感图像融合发展现状与未来展望

近年来,随着遥感技术的发展,高光谱、红外、雷达等多源遥感成像手段在精准农业、资源调查、环境监测、军事国防等重要领域发挥着越来越重要的作用.同一场景多源遥感图像观测的地物对象相同,但观测的维度不同,图像的空间、光谱与时间分辨率存在差异,提供的信息既具有冗余性,又具有互补性和合作性.多源遥感图像融合能够综合利用不同来源获取...     

浅论中国亚热带遥感现状、任务与创新发展途径

中国亚热带区域覆盖范围广,面积达240万km²。区内不仅自然景观复杂,多云多雨、多山多林,生物多样性丰富、是中国稻米主产区,而且多河多湖、多矿多污,生态环境十分敏感、自然灾害多发频发,迫切需要利用遥感技术监测其自然资源、环境变化与灾害现象。虽然近年来国内外已逐渐开展亚热带遥感应用研究,但缺乏对亚热带遥感理论与方法的系统性研究,共性与科学问题尚不明晰。本文总结分析了中国亚热带遥感的3个基本特征,按遥感数据类型梳理了中国亚热带遥感的应用实践;进而归纳出中国亚热带遥感实践的4个共性问题,指出亚热带遥感核心元素的主要特点、地理对象的复杂性与遥感信息的病态性,提出中国亚热带遥感的4项重点任务;然后,分析了当今中国亚热带遥感发展的历史机遇,阐述了中国亚热带遥感的创新发展途径,包括厘清人地现象的动态特征、聚焦亚热带遥感的科学问题、攻克不同层面的关键难题、结合应用需求开展技术攻关与重点研发。论文旨在推动亚热带遥感应用的创新发展、促进亚热带遥感理论与技术体系形成,进而助力卫星及航空遥感更好地服务于中国亚热带地区的资源环境监测、区域防灾减灾、生态文明建设与“双碳”目标。