全球经纬度网格的雷达探测范围真三维建模

针对雷达探测范围会受到复杂地形因素影响,单一地依靠电磁传播模型可视化雷达探测区域很难真实有效地展现电磁覆盖情况的问题,该文提出一种基于GeoSOT-3D空间剖分的雷达探测范围的计算与表达一体化的真三维模型。GeoSOT-3D剖分框架将上至地球50 000km,下至地心的全部地球空间划分成多层次、多尺度空间体元,体元可承载多源异构空间数据。依据GeoSOT-3D的剖分流程,将地形数据、雷达探测空间数据离散化。最后,开发了雷达探测范围可视化验证平台。实验结果表明,该建模方法对复杂的地形适应性强,可视化表现效果真实直观。     

基于阴影图的航空遥感地面覆盖快速分析方法

航空遥感系统在地形复杂地区侧视成像作业时,有可能会因地形遮挡而出现成像盲区,在任务规划阶段进行载荷成像盲区检测是解决该问题的有效方法。鉴于现有基于地形可视域分析的盲区检测方法存在计算效率低、通用性差等缺点,提出了一种基于阴影图算法的航空遥感地面覆盖快速分析方法。实验结果表明,该方法不仅具有效率高、通用性强的特点,而且可定量分析载荷成像地面覆盖率,为航空遥感作业任务规划的盲区检测与覆盖评估提供了很好的支持。     

基于WebGIS的雷达遮蔽角分析系统开发及应用

针对雷达遮蔽角计算效率不高、雷达探测信息可视化不及时等问题,本文提出一种快速计算雷达遮蔽角的方法,考虑地球曲率对遮蔽角计算的影响,绘出雷达不同高度层的可视域。并以全球影像数据和全球数字高程模型等地理空间数据为基础,开发基于WebGL协议和B/S架构的遮蔽角分析系统,实现雷达可视域及遮蔽角信息的实时可视化,在虚拟的三维环境中直观、动态、实时地展示雷达可探测区域,为雷达阵地部署提供决策依据。     

球近似下地球外空间任意类型场元的地形影响

传统的重力归算方法只适用于地球表面上的重力异常,不能用于扰动重力、垂线偏差、重力梯度等其他类型扰动重力场元,不适合处理除地面外其他高度上场元的地形影响问题。当前,地球重力场探测的场元类型越来越丰富,探测的高度也逐渐转向航空和卫星高度,精确处理地球外空间各种类型重力场元的地形影响已成为地球重力场领域面临的重要课题。本文通过直接分解由地形生成的具有调和性质的引力场,从而导出地球外空间任意高度、任意类型扰动重力场元的地形影响,在此基础上给出在球近似下地形影响的严密算法和高精度快速算法。利用本文推荐的地形影响计算方案,可以方便地处理各种类型地面重力、海洋重力、航空重力、卫星重力、卫星测高数据的地形影响,从而丰富重力场数据处理的内涵,改善地球重力场算法的性能。     

地形可视域的TIN切片计算方法

地形不规则三角网(TIN)可看成是粗糙的地形表达近似值,针对这一特点,提出了两种切片算法近似计算地形上一点的可视域,通过分析影响可视域误差的因素,对切片算法进行了优化,给出了实现过程。结合实际地形TIN数据,利用一种精确算法,在误差测度和运行时间上与优化前后的两种切片算法进行了对比分析,得出结论是优化后的旋转切片算法明显优于其他近似可视域算法,而且在限定的误差范围内,运行效率高于已知的精确算法。     

基于等效地球半径和地形的电磁波覆盖范围分析

针对电磁波覆盖范围分析的研究现状,文章研究了计算和分析相对简便的等效地球半径法:介绍了等效地球半径的定义及确定方法,探讨了基于等效地球半径和地形的电磁波覆盖范围分析方法,并基于投影原理分析了等效地球与实际地球的投影,实现了电磁波覆盖范围的高效分析及结果的精确可视化。     

卫星雷达遥感在滑坡灾害探测和监测中的应用:挑战与对策

将卫星雷达遥感应用于滑坡灾害的探测与监测,不仅可以从空间尺度上大范围捕捉到滑坡信号,而且可以从时间尺度上以较长周期追踪滑坡的运动状态。但是,卫星雷达遥感本身的局限性和滑坡所处的复杂地形环境使这一应用面临一些挑战。对卫星雷达遥感技术的4个主要挑战进行了总结与分析,同时给出了相应的解决方案:①通过提高卫星雷达影像的空间、时间分辨率,使用较长波段雷达信号或采用增强型时间序列分析技术,可降低密集植被覆盖对相干性的影响。另外,采用像素点偏移量追踪或距离向分频干涉测量方法,可克服传统干涉测量中大梯度形变引起的相位失相干。②大气延迟对卫星遥感的影响较大,尤其是地处山区的滑坡探测和监测,利用通用型卫星雷达大气改正系统可显著减弱干涉影像的大气信号并进一步简化时间序列分析,提高缓慢运动滑坡的探测和监测质量。③对于中等分辨率的雷达影像而言,利用数字高程模型可提前量化分析雷达几何畸变（如叠掩、阴影等）引发的滑坡探测监测的适用性;而对于高分辨率的雷达影像而言,利用机器学习方法无需外部高分辨率数字高程模型即可精确识别雷达影像的阴影和叠掩区并进行掩膜,从而大幅度提高数据处理效率。④针对高坡度地区残余的地形相位引起的解缠误差,可通过基线线性组合的方法予以减弱。此外,提出了一个基于多源对地观测的滑坡探测/监测系统框架,综合卫星雷达遥感与其他对地观测数据（如地基雷达、激光雷达、全球导航定位系统）,搭建了一个自动化滑坡探测与监测系统。该研究旨在阐明卫星雷达遥感的优缺点,进一步深化其在滑坡灾害监测方面的应用和推广,引出未来侧重发展方向的思考与探讨。     

三维虚拟地球中有源洪水淹没分析算法

首先分析了大范围有源洪水淹没分析方法的研究现状。然后面向三维虚拟地球应用,基于全球地形数据组织方法,提出了一种以地形瓦片为单元的有源洪水淹没分析算法,实现了三维虚拟地球中的大范围有源洪水淹没分析。最后基于开放式三维虚拟地球集成共享平台软件GeoGlobe进行了实验,验证了该方法的有效性。     

基于ALOS PALSAR数据进行雷达差分干涉提取玉树地震同震地表形变场

本文针对2010年4月14日玉树地震引起的地表形变,使用日本ALOS卫星PALSAR L波段雷达影像数据,应用两轨雷达差分干涉(DInSAR)处理得到了以玉树为中心11 000km2范围内的同震形变场,空间分辨率为8m,并在此基础上对玉树地震的震源机制和发震机理进行了分析。研究结果表明L波段雷达数据适合在地形起伏较大的地区进行DInSAR形变探测。该同震形变场信息可为玉树地震的同震形变反演提供参考数据。该研究进一步证实DInSAR技术在大规模地表形变探测和地学研究领域具有广阔的应用前景。     

R3视域算法与参考面算法的对比研究

在地形可视性分析中,R3视域算法和参考面算法是两种重要的算法。在对两种算法的计算结果进行对比后,可以发现参考面算法的计算结果总要比R3算法的结果偏高。本文在此对比的基础上继续深入分析造成这种结果差异的本质原因,进一步解释了这种差异多表现在山体和沟壑等地形起伏较大的区域原因,并得出结论:这种结果差异不能作为两种算法精度相互评价的依据。     

湖北省行政区划图集的设计思想

为社会经济发展全面布局、统筹规划与宏观决策提供重要科学依据,将权威、法定的区划、地名和界线信息以地图形式直观地显示,湖北省首次开展了《湖北省行政区划图集》编制工作。在图集设计工作中,围绕使用资料权威性、内容表达系统性和图面形式艺术性主题,对图集内容、编排、配置、工艺、色彩及符号等环节进行了大量设计实践工作,创新表达了图集结构、表示方法、整饰等方面,为区域行政区划图集设计探索了工作思路,并可向同类型地图集设计提供技术经验。     

宁夏CORS在矿山中的应用与实践

CORS最早诞生于20世纪末,经过十几年的不断发展,CORS在解算方法和服务功能上得到了不断改善,已被广泛应用于空间三维定位工作中。目前,国内外已将CORS列为现代空间定位技术应用的重点方向,加大推进CORS应用的力度．不断扩大其应用范围。满足不同行业、不同用户对精密定位、快速和实时定位,测速、测量位移及测量气象参数的要求,满足资源调查、城市规划、国土管理、城乡建设、基础测绘、灾害监测、环境监测、防灾减灾、精密农业、数字化矿山及交通管理现代化,信息化管理的需求,对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测。     

内河数字航道技术总结与展望

在长江干线数字航道、无锡感知航道、长三角船联网及国外莱茵河航道RIS、密西西比河航道IWS/WIN等典型案例分析的基础上,按照内河数字航道的结构层次,从航道要素监测、航道数据、航道维护管理以及航道信息公共服务等4个方面全面归纳总结了技术研发进展情况,涵盖了关键技术、模型方法、协议标准、装备软件等内容,简要阐述了主要技术成果在长江干线、西江干线、京杭大运河等国家高等级航道网规划、建设、维护、管理、服务中的应用情况。从有序推进内河数字航道发展、对接内河水运转型升级需求的角度,指出了内河数字航道技术发展的总体趋势,并运用缺口分析法,找出了航道感知层、航道数据层、航道维护管理层、航道信息公共服务层等4个层次的技术瓶颈。本文的内容可为我国内河数字航道规划、建设与运行维护的技术选型及内河数字航道技术研发方向的选定提供借鉴。     

基本地貌形态数学定义的研究

根据拓扑学中覆盖和同胚的定义 ,论证等高线图形保持着覆盖它的三维曲面的拓扑性质 ,据此我们可以在平面上定义和描述三维曲面的空间特性。继而给出了如斜坡、山、山脊、凹地、谷地、鞍部等基本地貌形态的数学定义。这些数学定义使局限于定性描述的基本地貌概念获得了精密的数学形式和定量的刻划 ,并揭示了事物从量变到质变的变化规律和内在联系     

浅析专题地图中的底图数据处理方法——以大比例尺陆地交通图为例

专题地图的应用越来越广泛,但其生产和制作却存在若干问题。很多制图软件偏重于专题要素的处理与表达,对底图要素的研究较少。针对这一问题,文章介绍了专题地图的底图要素确定原则,分析了影响底图要素的因素,进而确定了底图要素的处理方法,包括坐标转换、投影变换、分类分级、显示处理等。最后以大比例尺陆地交通图为例,结合笔者所做工作,...     

矢量地图数据的水印技术综述

矢量地图数据在人类的社会、经济活动中发挥着不可替代的作用,许多行业如城市规划、环境保护、汽车导航、工程设计、资源勘察、土地管理、抢险救灾、观光旅游以及军事指挥等都离不开地图数据的支持。它具有易于更新、复制和分发等特点,同时,也方便了地图数据的非法复制、分发及伪造行为,它的版权保护问题日益引起人们的重视。分析了矢量地图数据的特点及可能的水印操作空间,总结了现有的矢量地图数据的水印算法及存在的问题,并指出了矢量地图数据数字水印需要进一步研究的问题。     

地理信息系统在种植业上的应用研究

地理信息系统在农业领域有着极为广泛的应用,在种植业方面应用前景广阔,通过地理信息系统可以直观地展示农作物分布、播种进度、出芽、长势、产量、收获进度等信息,并为各级领导决策提供帮助.本文将地理信息系统应用于种植业中小麦作物全生命周期的研究,将小麦的播种进度、出芽率、长势、墒情、病虫害、产量、收割进度、贸易情况等通过地理信息系统进行展示,通过制作统计专题图、单值专题图等,运用卷帘图、时间轴等方法,实现图上数据的比对,可在线分析研判,为领导辅助决策提供可视化、科学化的展示工具.     

基于GIS的土地储备业务管理系统的研究与实现

土地是支撑城市社会经济发展和基础设施建设的空间基础,作为自然物的土地具有价值属性。土地储备涉及市土地开发中心前期部、征地部、出让部、工程部、合同部、计财部等内部职能部门,涉及测绘、规划、房管、农业、城市更新、发改、人民政府等外部单位,交互业务较多,因此土地的规划、审批、征收、出让、工程等流程复杂、管理困难。本文介绍了土地储备业务管理系统的实现思路,系统实现建立业务审批体系。规范资金使用和管理,达到海量数据高效处理、图属档一体化、实时信息在线共享、流程优化协同办理、短信督办提醒的目标,满足对土地储备情况的宏观监管和微观审批,形成完善的土地储备业务管理体系。     

Redefining the possibility of digital Earth and geosciences with spatial cloud computing

Abstract

Global challenges (such as economy and natural hazards) and technology advancements have triggered international leaders and organizations to rethink geosciences and Digital Earth in the new decade. The next generation visions pose grand challenges for infrastructure, especially computing infrastructure. The gradual establishment of cloud computing as a primary infrastructure provides new capabilities to meet the challenges. This paper reviews research conducted using cloud computing to address geoscience and Digital Earth needs within the context of an integrated Earth system. We also introduce the five papers selected through a rigorous review process as exemplar research in using cloud capabilities to address the challenges. The literature and research demonstrate that spatial cloud computing provides unprecedented new capabilities to enable Digital Earth and geosciences in the twenty-first century in several aspects: (1) virtually unlimited computing power for addressing big data storage, sharing, processing, and knowledge discovering challenges, (2) elastic, flexible, and easy-to-use computing infrastructure to facilitate the building of the next generation geospatial cyberinfrastructure, CyberGIS, CloudGIS, and Digital Earth, (3) seamless integration environment that enables mashing up observation, data, models, problems, and citizens, (4) research opportunities triggered by global challenges that may lead to breakthroughs in relevant fields including infrastructure building, GIScience, computer science, and geosciences, and (5) collaboration supported by cloud computing and across science domains, agencies, countries to collectively address global challenges from policy, management, system engineering, acquisition, and operation aspects.     

Comparison of different height systems

Geopotential, dynamic, orthometric and normal height systems and the corrections related to these systems are evaluated in this paper. Along two different routes, with a length of about 5 kilometers, precise leveling and gravity measurements are done. One of the routes is in an even field while the other is in a rough field. The magnitudes of orthometric, normal and dynamic corrections are calculated for each route. Orthometric, dynamic, and normal height differences are acquired by adding the corrections to the height differences obtained from geometric leveling. The magnitudes of the corrections between the two routes are compared. In addition, by subtracting orthometric, dynamic, and normal heights from geometric leveling, deviations of these heights from geometric leveling are counted.