陆海一体化基础地理信息产品研制关键技术

为提升陆海地理信息一体化应用能力,在深入分析陆海统筹测绘地理工作现状和新形势下陆海一体化规划、管理、保护等应用需求的基础上,提出以陆海一体化产品模型设计、陆海地理信息集成优化、重要要素信息更新、产品规范制图表达为主线的总体研究思路,研发了陆海地理信息一体化集成、面向工程的海洋要素综合采集、图库一体化制图表达等主体技术方法,用于研制三亚市海岸带陆海一体化基础地理信息产品。结果表明：该方法有效解决了陆海数据整合集成、更新优化、统一表达等关键技术难题,实现了陆海一体化地理信息产品快速研制和精确制图,研究成果能够在海岸带生态保护修复、国土空间规划、自然资源管理等方面发挥重要作用,并为陆海统筹地理信息资源建设及相关工作提供参考。     

基于混合云模式的海洋基础地理信息云服务

GIS的表现形式已经由早期的系统转向了服务,而云计算已经成为支撑GIS服务的一种重要模式。面对广泛而迫切的海洋基础地理信息数据与应用需求,亟需构建一个统一的服务平台。结合云计算和GIS云服务发展现状,提出一个面向海洋基础地理信息、基于混合云模式、面向服务架构的海洋基础地理信息云服务体系架构设想,分析了需要重点研究的存储优化、自适应可视化与并行处理等关键问题,为构建"按需、实时、动态、易用"的服务平台提供了参考依据。     

S-100标准海洋地理信息符号编辑器设计与实现

结合国际海道测量组织正在推进的海洋地理信息共享与互操作工作,提出构建开放式海洋地理信息符号编辑器的设计和实现方法。作为下一代海洋地理信息的统一标准,S-100在"图示表达"章节中规定了符号化的基本框架和概念模型。以S-100为基础,分析了点符号、线符号和面符号的视觉变量组成,提出了参数信息混合式表达方法,构建了与S-100概念模型相兼容的面向对象符号模型,设计了编辑工具和绘制工具解耦合的人机交互接口,研制完成了符号编辑器原型系统,实现了海洋地理信息符号的创建、编辑、存储与可视化,推动了新标准的落地应用。     

利用空间叠置分析探测地形图数据库的变化

探讨了地形图数据库中地物自动更新的一般过程,着重研究了如何利用最新的高分辨率正射遥感影像与现存的地形图数据库进行比较,利用空间叠置分析来探测地物发生的变化。最后,指出了需要进一步研究的问题。     

基于特征提取的目标变化检测方法研究

针对不同时相遥感影像中特定目标的变化,研究了基于特征提取的目标变化检测方法。该方法首先根据目标的几何特征进行检测与提取,然后对提取出的两目标影像进行比较,得到特定目标的变化。实验结果表明该方法对特定目标的变化检测有较好的效果。     

基于D-P算法和最优路径的海山地理实体边界划定方法

海底地理实体的划定与命名是当前国际海洋权益领域的热点研究问题之一。然而,由于海底地理实体边界的量化界定技术缺乏,导致其界线确定不可避免地存在人为性,为此,本文提出了一种基于D-P算法和最优路径的海底地理实体边界划定方法。将高分辨率水深模型转换为二维水深矩阵,从横向与纵向进行剖面分析,采用极值点简化和D-P算法进行二次简化的方法,通过坡度变化定位和基部高程定位等基本条件综合判断,从而实现了单体海山的山体与其基部的自动划分;在此基础上,采用路径寻优的方法实现了连体型海山的自动分割。该方法在南海海底地理实体划定中进行了验证,取得了良好的应用效果。     

基于集成学习的海岸带变化检测方法研究

随着我国自主研发卫星组网的不断完善,利用遥感变化检测技术进行海岸带变化检测成为海岸带监测的重要手段。针对沿海地区的变化信息提取,文章首先利用多特征构建差异影像,在此基础上采用两种集成学习方式:随机森林（Random Forest）和极端梯度提升（XGBoost）,进行试验区的变化检测,并与传统的机器学习SVM、经典的变化检测方法CVA和IR-MAD进行对比,结果表明集成学习进行变化信息提取效率远超其余方式,且XGBoost在变化信息提取精度方面具有一定优势。研究成果对海岸带及海域使用开展自动化变化监测和海岸带监督管理具有重要意义。     

基于World Wind Java的海底电缆管道业务管理信息系统设计与实现

基于World Wind Java三维地理信息平台,集成基础地理信息和海底电缆管道调查、铺设、注册、管理数据,设计并实现北海区海底电缆管道业务管理综合信息系统。系统采用B/S结构,地图与数据页面之间通过JavaScript脚本进行数据交互,形成管理、查询、统计与业务支持为一体的综合地理信息业务支持系统,为海域管理提供技术服务。     

基于数据挖掘的GF-1 遥感影像绿潮自适应阈值分区智能检测方法研究

由于受到云雾的影响,可见光影像能够高效用于绿潮检测的数据源较为有限,特别是云覆盖较为严重的可见光影像,基本无法用于检测绿潮。即使影像数据是在薄云、薄雾、无云覆盖的情况下获取的,由于其光谱反射值存在较大差异,依然很难采用同一阈值进行绿潮检测。基于此,为了提高可见光影像的利用率,实现不同云覆盖情况下,绿潮的高精度自适应阈值的自动检测,本文以GF-1影像为数据源,首先采用K-means聚类和C4.5决策树方法实现影像云覆盖情况的自动识别;其次,选取大量不同云覆盖情况下子图像样本（每个子图像样本中均包含绿潮和海水两类）,分析得出不同云覆盖情况下绿潮和海水的区分阈值y与影像光谱差x=band_nir-band_red之间所具有的线性关系;然后,利用分析得出的线性关系提出一种适用于GF-1影像的绿潮分区自适应阈值自动检测方法。最后,为验证提出方法的有效性,分别采用NDVI方法、EVI方法和本文提出的自适应阈值自动检测方法进行绿潮提取实验。实验结果表明,对于GF-1卫星遥感数据,本文提出的绿潮自适应阈值分区自动检测方法明显优于传统的NDVI和EVI检测方法,不仅提高了绿潮的监测精度,而且实现了绿潮提取的全自动化。     

遥感海洋初级生产力的生物－地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。了解和确立水体中浮游植物的生理速率参数与分布结构动态是必要的。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。     

多源遥感影像变化检测方法在地震城区灾害评估中的比较

遥感技术是目前地震灾害检测与评估最经济最有效的手段,利用震前震后的遥感影像进行变化检测,是快速获取震害变化情报的关键.利用航空、航天多传感器获取的SPOT5、FORMOSAT2、TM、ADS40等汶川地震灾前、后多源遥感影像,在经过图像配准和辐射校正等预处理后,重点比较了代数比较法、分类比较法、面向对象法三种变化检测方...     

基于GIS的海面-地面系统变化影响评价模型研究

海面-地面系统变化影响评价模型是建立在对区域性海面-地面升降运动及其相应的海陆关系演变过程进行数值模拟、虚拟试验及动态监测、预测基础之上的一种未来海面上升影响预估模型,它为抵御未来海面上升对沿海低平区域的潜在威胁,提供可供决策参考的定量化的空间和属性信息。与以往的海面上升影响预估方法相比,设计的模型在GIS软件平台上进行开发,采用菜单式用户界面,可以就预估的海面-地面系统变化所导致的综合影响进行快速的动态评价,并且在评价中考虑了不同土地利用状况的差异性以及经济产值的时空分布差异性。用该模型对太湖流域地区进行了模拟试验,取得了较好的效果。     

岛屿轮廓数据的熵信息研究

从岛屿轮廓数据的形状特征、几何度量（面积、周长）和岛屿群的分布情况三个角度,结合熵信息的有关定义,给出三种关于岛屿图斑的熵定义方式和计算结果,最后给出一个在聚类问题中的应用实例,说明了这三种熵的应用价值,从而拓宽了熵在地图数据处理中的应用范围。     

基于ArcEngine的数字高程模型更新方法研究

采用COM技术,以ARCENGINE所提供的类库和凸包算法,实现了数字高程模型(DEM)数据更新的边界检测和利用矢量地形数据采集更新数字高程模型数据的方法。保证了数字高程模型数据的精度,可以满足数字高程模型的现势性需求。     

基于Mapinfo与Fortran和Surfer相结合的海洋水文数据空间可视化集成技术方法研究——以河北省海洋水文专题图编绘为例

探讨了应用M ap in fo平台与Fortran和Surfer相结合的海洋水文数据空间可视化集成技术方法,以河北省海洋水文专题图编绘为例,通过对不同程序语言接口的研究,实现了海洋水文观测数据的快速可视化,并对图形赋予空间、地理等多维信息,构建了数据显示和分析的综合集成技术,为海洋科研和管理提供便捷途径。     

辽东湾沉积物石油类GIS空间插值研究

为了客观准确地反映辽东湾海域沉积物中石油类含量的空间分布特征,文中基于GIS的地统计分析模块,对2015年辽东湾海域沉积物石油类调查数据进行探索性数据分析,分别运用反距离权重法、普通克里金法、规则样条函数法和张力样条函数法进行空间插值,采用交叉检验方法对插值精度进行了评估。结果表明:插值精度张力样条函数法规则样条函数法反距离权重法普通克里金法,整体上4种插值方法均能客观地模拟出沉积物石油类含量的空间分布趋势。在局部区域,张力样条函数法插值预测结果更接近真实测量值。辽东湾海域沉积物石油类宜采用张力样条函数法进行空间插值。     

改进的最短路径搜索A*算法的高效实现

在交通领域中,对最短路径搜索问题的效率和应用研究较多,尤其最短路径搜索算法的效率是人们普遍关注的重点。在A 算法的基础上,进一步改进其启发搜索策略,提出了改进的A 算法,极大地减小了算法搜索的规模,提高了算法的效率,实验结果显示了本文提出的搜索策略的合理性和有效性。