基于地基LiDAR点云数据插值方法的对比研究

以冷龙岭断裂上一处典型地貌点云数据为例,采用最邻近法、距离反比法、不规则三角网法、样条函数法、克里金法等5种插值方法进行遗漏点云插值填充,研究并探讨最合适的插值算法。结果表明,不规则三角网插值法不仅可以很好地填充点云遗漏数据,还可以按照实际地形变化精确表示其高程数据并还原野外的真实场景,为后期的研究提供数据保证。     

基于SAR和AIS的角度最近邻数据关联方法

提升海上态势感知能力是构建智慧海洋的重要环节。针对目前海上目标研究单源传感器存在感知盲区,多源传感器数据关联易受杂波干扰、在密集区表现不佳等问题,本文基于合成孔径雷达(SAR)和船舶自动识别系统(AIS)数据,提出一种抗干扰性强的角度最近邻数据关联方法,充分利用SAR与AIS船舶目标的空间角度关系,提高船舶目标在密集区域点迹关联的准确性。首先,对AIS数据进行时空滤波,实现数据粗关联,构建关联分析的数据候选集;然后,从时空数据的空间关系角度出发,在灰狼优化和匈牙利算法的启发下,利用点迹对特征向量矩阵进行运算,实现对多源空间数据的优化关联;最后结合数据几何关系对结果进行置信度评估。本文选取5幅SAR影像与AIS数据进行实验,并基于SAR影像数据及船舶轨迹点分布密度设计仿真实验,结果表明,本文所提出的角度最近邻数据关联方法,在密集分布情况下,关联精度为传统NN、GNN算法的3.62和4.61倍,运行时间为1.69 s,相较于NN算法仅增长1.36 s,仅占GNN运行时间的0.49%,在运行时间增长不大的情况下具有更强的抗干扰能力,在密集区域仍能取得较好的关联效果。     

基于多源空间数据和随机森林模型的长沙市茶颜悦色门店选址与预测研究

茶颜悦色作为中国本土奶茶品牌,将中国传统茶文化与时尚元素相结合,融入浓郁中国风,成为来长旅游者打卡必喝的一种奶茶饮品。探索其空间分布并对其门店选址适宜性进行评估对于优化门店布局、促进经济发展和提升旅游服务水平等具有重要的实际意义。本文基于高德地图API爬取长沙市茶颜悦色POI,运用平均最近邻指数、地理集中指数、不平衡指数、标准差椭圆、核密度估计等方法分析其空间格局,在此基础上融合多源异构空间数据选取一系列影响其空间分布的指示因子并运用随机森林模型对其门店布局适宜性开展实证研究。分析结果表明：(1)长沙市茶颜悦色空间分布整体上为集聚型(ANN=0.354,G=40.283),围绕城市核心商圈集聚分布,形成了“一超多核”的空间格局;(2)随机森林模型优化后的平均测试精度为92.18%,OOB测试精度为93.45%,其评价结果能够准确反映长沙市茶颜悦色门店选址适宜性与空间分布的异质性;(3)茶颜悦色选址适宜性结果表明,长沙市核心商圈内适宜性概率整体较高,存在明显的高值集聚现象,符合弗里德曼“中心-外围”理论。若将各商圈抽象为不同等级的中心地,其所提供的服务职能和影响范围受到空间距离衰减作用的...     

Evaluation of social network conservation in historical areas of mountainous towns in Chongqing,China

Over recent decades, historical areas conservation has become an important strategy to improve urban competitiveness in the global economy. As shown in existing studies that the conservation of historical areas mainly focused on the physical environment, there is still room for the non-physical study, and researches on the social network conservation in mountainous historical areas are particularly insufficient. Therefore, this paper aims to establish an evaluation system which is helpful for the social network conservation of historical areas. The evaluation system is based on social network analysis and the information of social relationships gathered in field surveys using a specifically designed questionnaire method in four mountainous towns in Chongqing, China. And it was analyzed from three perspectives, i.e., by the basic statistical properties, condensate subgroup, and centrality. Then five analysis indicators were conceived, including density, lambda set, k-core, degree centrality, and betweenness centrality. The analysis results demonstrate that the social networks of the four towns show different indicators, which are respectively relevant to completeness degree, edgerelatedness level, local stability, structural balance, and concentrated trend of social relationships. Results from SNA modeling indicate that neighborhood residents of historical areas who have more stable and healthier social relationships are relatively not easily be destroyed. The results also illustrate that the social networks structure is influenced by the terrain, form, and function of historical areas, and the change of historical areas is caused by "individual-family-society". Finally, the strategies guiding the social network conservation are put forward from two aspects. These findings suggest that the conservation and management of social network and aborigines in historical areas should be emphasized to increase the collective benefits and vitality.     

基于列车运行网络的中国城市中心性分析

 本文基于铁路运行网络,利用复杂网络分析方法中的中心性评价指标,对城市在铁路网络中的中心性进行了分析。我们根据列车时刻表基于L空间模型,构建了铁路运营网络,计算了铁路运营网络中节点城市的不同中心性指标,包括度中心性、邻近中心性和介中心性。这3个指标从不同角度衡量了城市在铁路运输网络中的地位和功能,我们分析了这3个中心性指标的空间分布特征及相关性,并探讨了中心性指标与城市发展之间的关系,进一步揭示铁路网络结构对城市发展的影响。     

空间邻近的表达及其应用

空间邻近是极其重要的一类空间关系,甚至被认为是建立空间信息系统的基础。通过梳理人类空间知识中有关邻近的概念,结合相关研究成果分别给出了最邻近、k最邻近、范围邻近以及环绕邻近对应的形式化表达。最后研究了Voronoi邻近在变比例尺移动地图表达中的应用,通过Voronoi邻近的计算,合理确定变比例尺地图的焦点区域范围以及合理比例尺,不仅改善了变比例尺移动地图的易读性,而且提高了变比例尺地图的表达效率。     

基于GIS和空间句法浅析街道空间环境对街道活力的影响

"线"状街道空间承担交通功能的同时"面"状街道空间则是人活动交往的场所,也是体现街道活力的地方,目前随着城市化的加快街道活力逐渐降低。本论文从街道空间环境入手,结合GIS(Geographic Information System)和空间句法知识,利用ArcGIS软件,以德州市商业街—太平街和常兴路中段为例,对比分析街道空间的街道纵深分布、周边用地布局、交通可达性、空间开放性及邻街店铺,得出街道空间环境对街道活力的影响,从而为保持街道活力,提高城市功能提供支持。     

基于拓扑结构分形维的道路选取方法

计算了复杂网络中单个节点的信息维数、体积维数和度体积维数,提出一种基于结构分形维的道路选取方法,考虑了道路网连通方式的多样性与差异性特征。实验结果表明,相比基于路划长度、中介中心性、邻近中心性、度中心性4种单指标道路选取模型,该方法能更好地保持路网整体结构、局部关键特征和拓扑连通性;并且与相应标准比例尺地图保持更高的一致性。     

A Gaussian process regression-based sea surface temperature interpolation algorithm

The resolution of ocean reanalysis datasets is generally low because of the limited resolution of their associated numerical models.Low-resolution ocean reanalysis datasets are therefore usually interpolated to provide an initial or boundary field for higher-resolution regional ocean models.However,traditional interpolation methods(nearest neighbor interpolation,bilinear interpolation,and bicubic interpolation) lack physical constraints and can generate significant errors at land-sea boundarie s and around islands.In this paper,a machine learning method is used to design an interpolation algorithm based on Gaussian process regression.The method uses a multiscale kernel function to process two-dimensional space meteorological ocean processes and introduces multiscale physical feature information(sea surface wind stress,sea surface heat flux,and ocean current velocity).This greatly improves the spatial resolution of ocean features and the interpolation accuracy.The effectiveness of the algorithm was validated through interpolation experiments relating to sea surface temperature(SST).The root mean square error(RMSE)of the interpolation algorithm was 38.9%,43.7%,and 62.4% lower than that of bilinear interpolation,bicubic interpolation,and nearest neighbor interpolation,respectively.The interpolation accuracy was also significantly better in offshore area and around islands.The algorithm has an acceptable runtime cost and good temporal and spatial generalizability.     

江苏省商业网点的空间分布特征及其区域差异因素

以江苏省商业网点POI（兴趣点）数据为基础,结合经济社会统计数据,分别对批发零售业、住宿业和餐饮业三种业态类型,运用标准差椭圆、核密度、最近邻指数以及多元线性回归等分析方法,探讨不同发展水平、发展阶段城市商业网点的空间分布模式和业态结构特征,并揭示其区域差异的影响因素。研究发现：江苏省商业网点总体上具有西北走向分布态势,呈现相对集中分布格局,表现出在长江以南地区集聚和在地级城市中心城区密集布局的特征;不同业态类型网点空间分布具有差异,批发零售业网点的空间集聚特征最显著,住宿业网点的分布相对均衡;各市商业业态结构呈现出批发零售业和餐饮业网点数量为主,以及批发零售业销售额独大的特征;地区生产总值、人口规模、居民人均可支配收入、城市综合可达性以及第三次产业产值比重是影响商业网点分布的重要因素,不同因素对商业网点分布的影响程度差异性较大,居民消费能力和地区发展水平是江苏省商业网点分布差异的主要驱动力。     

秦岭-大别及邻区S波速度及其在秭归地震定位中的应用

在秦岭-大别造山带及邻区背景噪声相速度成像的基础上,用近邻算法反演得到深度6～38 km范围内的S波速度分布图像。依据S波速度结构建立湖北分区速度模型,并将该模型应用到2017-02-23秭归3.8级地震和06-16秭归4.3级地震定位中。结果显示,分区模型得到的总体平均误差比一维模型的更小,与三峡台网定位结果相比分区模型得到的定位结果偏差也更小。     

江苏省县域乡村集聚与脆弱性评价

基于脆弱性视角探究乡村地域系统可持续发展情况与集聚特征的空间关联效应,对推进美丽乡村建设具有重要意义。以SPOT2/4全色和Landsat TM卫星遥感融合影像为主要数据源,解译校正得到2016年江苏省乡村聚落斑块。在利用平均最近邻距离指数、核密度估计和标准差椭圆方法明确江苏省乡村集聚分布特征的同时,从资源、经济和社会脆弱性视角构建乡村脆弱性综合评价模型,进一步探讨县域乡村空间集聚特征与脆弱性发展程度的关联规律。结果表明：① 江苏省乡村地域自内核向外缘分布密度逐渐递减,苏北地区中部、苏南和苏中地区毗邻处乡村聚落密集分布,整体空间异质性和集聚形态的方向性特征明显;② 江苏省县域乡村脆弱程度存在地域分区不均衡现象,子系统相关性较弱,空间耦合特征尚不明显;③ 资源脆弱性子系统与经济、社会脆弱性之间均存在显著负相关关系,是当前江苏省县域乡村发展的薄弱环节;④ 江苏省县域乡村资源、经济和社会单一脆弱子系统集聚分布特征明显,综合脆弱性与集聚特征并未实现空间良性共振。     

基于潜在受害者动态时空分布的街面接触型犯罪研究

街面接触型犯罪是指犯罪者在街面通过采取与受害者身体接触的方式而实施的违反法律的行为,已有文献研究利用了不同类型的大数据代表的周遭人口表征街面接触型犯罪中“潜在受害者”因素,但由于数据的局限性,无法应用在微观的空间尺度上的街面接触型犯罪研究。微信热力图是具有高时空分辨率和高人口覆盖度,能动态地反映人流量热度的程序。因此,本文以经济发达的ZG市的XT街道为例,结合日常活动理论,并基于微信热力图数据代表的周遭人口表征的“潜在受害者”因素,首先定性地描述和识别街面接触型犯罪的时空分布特征,然后划分不同时段分析街道街面接触型犯罪的影响因素。研究发现：① 街面接触型犯罪案件存在时空的集聚性,街道街面接触型犯罪在晚上（18:00—23:59）是高发期,在白天（07:00—17:59）是低发期,在22:00—22:59数量达到最大值,主要聚集在城中村区域,且不同时期的影响因素存在一定的差异;② 微信人口数量在所有时期均对街面接触型犯罪存在显著的正向影响,其代表的周遭人口能很好地表征日常活动理论中的“潜在受害者”因素,且在凌晨—清晨（00:00—06:59）对街面接触型犯罪的影响最大;③ 不同场所对街面接触型犯罪的影响存在时间上的差异,餐饮点在晚上对街面接触型犯罪存在显著的正向影响,KTV、健身房和公交站点分别对应在凌晨—清晨、白天与晚上对街面接触型犯罪有显著的正向影响,而休闲会所在凌晨、清晨、晚上均有显著的影响,与最近巡逻驻点的距离仅在晚上时期显著影响街面接触型犯罪。本文的研究结论可为警方采用微信热力图来分析街面接触型犯罪和经济发达地区警方部署提供参考依据。     

2010-2015年中国生物多样性保护优先区域人类干扰程度评估

生物多样性是人类赖以生存与发展的基础。中国生物多样性保护优先区域集中分布着中国绝大多数的生物物种,如何保护好这些区域的生态系统和生物多样性,是实现可持续发展急需解决的问题。本文基于2010年和2015年的2期土地利用/覆被数据,应用人类干扰指数,分析了中国生物多样性保护优先区域人类干扰的程度及变化。结果表明：① 2015年中国生物多样性保护优先区域人类干扰程度以微度和轻度为主,15个优先区处于微度干扰,占优先区总面积的84.10%,13个处于轻度干扰,占优先区总面积的6.65%;华北平原黄土高原区和华东华中丘陵平原区人类干扰程度较高,而西南高山峡谷区、蒙新高原荒漠区和青藏高原高寒区人类干扰程度很低;② 2010-2015年,占优先区总面积84.54%的区域人类干扰程度基本持衡,人类干扰程度发生增加和下降的面积大致冲抵,生物多样性保护优先区域整体变化不大,华南低山丘陵区和东北山地平原区人类干扰程度较高,且升幅超过1%,华北平原黄土高原区降幅最大,为0.15%;③ 人类干扰程度较高且变化幅度大的区域,主要受经济发展对生态系统干扰及土地利用程度加深的影响,对农田、居民点及工矿交通用地的需求增加,退耕还林等部分生态工程实施有利于减少人类对生态系统的干扰程度。总体上看,全国32个生物多样性保护优先区域整体上人类干扰程度较低且变化幅度较小,且人类干扰程度高的区域分布较集中,说明国家生态保护各项政策与措施的实施对生物多样性保护起到了良好的促进作用,有利于生物多样性的保护。     

南方红壤侵蚀区长汀县不同生态恢复年限下芒萁叶绿素含量的高光谱估算模型

芒萁是南方红壤侵蚀区生态恢复重要的地带性草本植物,对生态系统修复具有重要作用,监测其叶绿素含量能有效诊断生长健康状况。本文以福建省长汀县朱溪流域6个不同生态恢复年限下的芒萁叶片高光谱反射数据以及实测叶绿素含量为数据源,借助高光谱遥感技术分析不同恢复年限芒萁叶片原始光谱特征,筛选出光谱敏感波段并构建光谱指数,基于相关性分析,建立芒萁叶绿素单变量以及多元逐步回归模型,并确定最佳估算模型。结果表明：高光谱指数建立的单变量估算模型中,改进红边归一化植被指数（mNDVI₇₀₅）、叶面叶绿素指数（LCI）、红边指数（Vog）、比值光谱指数（RVI_603/407）、NDVI[603,407]高光谱指数建立的二次模型精度高,建模决定系数R²均超过了0.8,其中以高光谱指数为自变量建立的多元回归模型拟合R²值（0.886）最高。综合建模精度和模型验证精度,LCI指数构建的单变量模型以及基于高光谱指数的多元回归模型是估算芒萁叶片叶绿素含量最佳模型。本研究建立的叶绿素高光谱估算模型对快速、无损地监测水保植物芒萁生长具有重要意义。     

改进的地磁低点位移法与原方法对比分析

采用数学语言及MATLAB语言,对地磁低点位移法与其搭载软件进行改进:1)利用地磁突变界线自动成图技术代替人工画线以消除随机误差,思路为通过建立突变界线与台网地磁低点时间之间的几何解析关系来实现自动成图.首先对地磁台网进行Voronoi剖分,将突变界线的走向限定在地磁台网的Dirichlet镶嵌线上;然后通过最近邻插值...     

面向微地图的地标提取方法及个性化寻路应用

地标在空间信息传输中具有重要作用,微地图为用户制作及传播地图内容提供平台。为提取符合人们空间认知的微地图地标,本文提出了一种由用户生成内容来提取地标的方法。(1)计算公众认知度、城市中心度、特征属性值3个指标;(2)利用熵值法确定各指标的权重,依据地标显著度差异分层获取地标,建立服务于微地图用户的地标集;(3)在用户制作及传播微地图的过程中,收集由用户生成的地标,丰富地标库,实现地标的二次传播,达到由用户生成内容提取地标的目的。实验选择兰州市安宁区的POI数据计算地标显著度,提取不同层次的地标,实验结果创建了服务于微地图用户的各层地标集,实例化利用地标连线完成寻路,绘制出满足用户不同需求的个性化路线。本研究应用于日常寻路,为微地图的快速绘制和将地标纳入导航系统提供参考,提高寻路效率。     

街道的城市地址编码模型与实验

地址编码是指将地址映射成地理坐标的过程,它提供了一种把描述性地理位置信息转换成GIS地理坐标的方式。本文分析了当前标准规范中的地址编码规则,认为街道与小区等院落实体作为同级别的区域限定物弱化了街道的空间特征,并且在现有地址编码规则基础上提出了将街道前置作为区域限定物的地址编码改进方案;进一步,为了体现街道作为各类地理实体的空间参考基础,本文按照街道的前进方向,定义了在街道线性空间中的地理实体链表组织模型,实现了将相互独立的地址编码实体在街道中的串联组织,从而为今后地址查询中的参考定位提供了模型支持;最后,给出了街道两侧不同类型地理实体纳入街道地址编码实体链表的实例说明。     

Applying systematic conservation planning to constitute a protection strategy for broad-leaved Korean pine forests in Changbai Mountains,China

The broad-leaved Korean pine (Pinus koraiensis) forest is one of the most biodiverse zonal communities in the North Temperate Zone and an important habitat for many endangered species. Broad-leaved Korean pine forests (BKPFs) are shrinking quickly due to deforestation and rapid urbanization. Thus, scientific protection strategies are urgently needed to change this status. Changbai Mountains contains one of the largest BKPFs and is considered a priority biodiversity conservation area in China. Guided by systematic conservation planning (SCP) methods and procedures, we chose representative species and communities in BKPFs ecosystem as priority conservation objects, and set quantitative conservation target, which is in the light of the biodiversity characteristic of BKPFs. The watershed area is used as planning unit. We used C-Plan software to calculate the irreplaceability (Ir) value of each planning unit and the contribution value (T _i ) of each conservation object to (1) assess the conservation efficiency; (2) identify the conservation gap of the existing conservation network. Then we calculated a human disturbance index (HDI) for planning units in the conservation gaps and combine this with the Ir value to design three conservation scenarios to optimize the conservation network. Results show that planning units with high conservation value 14.16% of the total area, with 3084.36 km² were covered by the existing conservation network. 79.28% of planning units with high conservation value have not been protected which were concentrated mainly in the eight gap areas. Only 25.3% of protection objects achieved their conservation target with the existing conservation network. Conservation efficiency is low. Three conservation scenarios are constituted, each prioritizing a different aim: (1) ecological value; (2) species rescue; and (3) economical avoidance. The three conservation schemes potentially enable 93%, 88% and 51% of conservation objects, respectively, to achieve identified conservation targets, thereby improving conservation efficiency significantly.     

OSDS注册用户空间分布特征及影响因素分析

本文以2005年以来中国科学院遥感与数字地球研究所开放式空间数据共享网站（OSDS）平台的注册用户为研究对象,利用最近邻层次空间聚类方法和地理探测器模型,对各省注册用户量的空间分布特征和差异影响因素进行了分析。分析结果表明,整体上用户空间分布很不均衡,主要集中在东部发达地区和几个在测绘和地理信息科学领域卓有建树的地区,信息、科研和教育是主要影响因素,经济、网络和测绘的单因素影响力较低,而与主要影响因素结合的交互影响得到了提升。因此,多因素共同制约着用户群的空间分布格局和区域不均衡性。应用地理探测器能从宏观上把握遥感学者群体的空间分布特征及其影响因素,其分析结果能够指导数据提供者更有针对性地为用户提供服务,也可为遥感产业调整和空间布局优化提供依据。