面向国土空间规划的地表基质分层分类调查监测研究

新时代生态文明建设为自然资源科学管理和国土空间现代化治理提出了更高的要求。基于此,自然资源部印发《自然资源调查监测体系构建总体方案》,首次提出“地表基质”概念,并已组织开展典型地区地表基质试点调查工作。然而目前地表基质三级分类、调查对象、调查内容、技术体系等仍未形成统一认识和标准,严重制约着地表基质调查研究工作。笔者等通过深入辨析地表基质科学内涵,综合考虑国土农业空间、国土生态空间、国土城镇空间规划的数据支撑需求,依据地表基质空间属性特征,建立了地表基质分层分类模型。基于科学性、统一性、操作性和应用性的分类原则,提出了地表基质三级分类方案,进一步探讨明确了地表基质分层分类调查对象和调查内容,建立了一套地表基质调查监测技术体系。本研究可为进一步开展地表基质调查研究提供理论依据和借鉴参考。     

利用粗糙集理论进行遥感分类信息提取

以辽宁省双台子河口湿地为研究对象,以Landsat 8和HJ-1-A/HJ-1-B的多时相遥感影像为数据源,根据研究区现状,将研究区分为旱地、芦苇、水田、碱蓬、混合植被、水面、滩涂、居民点、养殖塘九个类型.利用时间序列的归一化植被指数提取植被与非植被的分类阈值,采用粗糙集理论和多时相遥感影像,对植被和非植被分别进行分类规则的获取,建立了研究区决策树分类模型.为了进行精度评价,利用相同的训练点又进行了同样基于像元的最大似然法分类.最后利用混淆矩阵对上述两种方法进行了精度评估,基于粗糙集的决策树分类法与最大似然法总体分类精度分别为93.70%和91.62%,Kappa系数分别为0.92和0.90,两项指标值基于粗糙集理论法均比最大似然法有所提高.这为构建决策树分类模型进行湿地地表分类信息提取提供了一条新的研究思路.     

城市地下空间开发分层体系的研究

为统一城市地下空间在规划开发过程中的分层标准,文中统计了国内外主要城市的地下分层情况和相关规范要求,并分别就自然因素和社会因素对城市地下分层的影响进行分析。其中自然影响因素主要有地形地貌和工程地质分布,该因素决定了地下空间开发的难度和成本;社会影响因素主要有城市规模、区位条件和地方政策法规,城市人口规模和经济水平决定了地下空间的需求量。结果表明,区域的开发需求量和开发难度决定了城市地下空间的开发规模,进而影响到地下空间的分层。多数城市常以15 m、30 m为界将地下空间划分为浅层、次浅层、深层;浅层地下空间受地形地貌影响较大,宜分区域进行分层,陡坡处宜沿着与地面垂直方向进行分层。在此基础上建立了一套地下分层评价指标体系,对后续的城市地下空间规划工作具有指导和借鉴意义。     

利用重力归一化总梯度及相位法研究断裂构造

用波数域的位场转换和快速傅立叶变换理论研究重力归一化总梯度和归一化相位;在波数域向下延拓和导数计算的滤波算子中,分别引入圆滑滤波因子,抑制了向下延拓计算中对噪声干扰的放大作用,增加了计算的稳定性;利用改进的方法,计算并阐述了4种断裂构造GH场等值线和相位曲线的变化特征;别列兹金重力归一化总梯度法中极大值理论在研究断裂构造中具有局限性,对于无限延伸断裂构造,应根据GH场等值线的走向、形状的特点,结合归一化相位曲线的转折点确定断裂空间位置.     

利用遥感光谱特征提取岩性信息的基础和技术研究

地物光谱特征的研究是遥感技术的基础研究工作之一．从光谱遥感发展与地质应用的趋势出发。从光谱遥感岩矿识别基础与识别技术方法两方面阐述了光谱遥感的研究进展．在技术方法方面，主要从多光谱与成像光谱以及遥感与航空放射性信息集成3个层次上，分析利用光谱特征进行岩石矿物识别的研究进展及其潜力与可行性，并简单阐述了遥感与航空放射性信息的复合这一遥感岩性信息识别研究的发展趋势．     

分层、分类、分级圈定和开采凹凸棒石粘土矿及其研究意义

分层、分类、分级圈定和开采凹土矿,是凹土开采、应用、开发和产品生产的一项关键性技术.为使该项关键性技术得到广泛应用,本文对分层、分类、分级圈定和开采凹土矿及其意义进行讨论,目的在于使更多的人了解该项技术,使该项技术能够得到广泛推进,促进凹土产业的发展,从而获得更大的经济效益.     

资源型城市矿业废弃地分类与再利用模式

资源型城市的粗放发展模式已不能适应当前城市绿色发展的要求,矿业废弃地严重阻碍了资源型城市的转型发展进程,如何对矿业废弃地进行合理再利用成为资源型城市转型亟待解决的问题。以我国262个资源型城市为案例地,筛选出117个矿业废弃地改造项目。根据矿区的内源性因素,划分出地表形态、分布区位、矿产类型3大类别,并剖析各个类别的特点;基于生态-经济-社会效益视角,归纳出7类再利用模式和10种改造方向;综合考虑战略任务、发展需求及再利用目标3方面的因素,提出矿业废弃地综合再利用思路。     

分层抽取法在泥沙沉积过程中的应用研究

悬浮泥沙到沉积土的形成过程非常复杂,涉及到泥沙的沉降和土的自重固结。物理模型试验需要实测含水率、密度、颗粒分布、超孔隙水应力和总应力,但目前尚无简单可行的方法。提出了一种改进的室内试验方法,通过与国内外现有试验方法相对比,改进后的方法不仅可以得到泥沙在沉积过程中的泥面下沉变化、含水率（密度）分布、超孔压消散剖面,而且还能得到沉积物在不同高度和时间的颗粒分布变化等性质。通过多个试验实测及一致性测试表明,实测数据合理、可信,一致性检验误差较小,验证了此方法的可行性。     

基于光谱匹配的热红外高光谱数据岩性分类研究

从岩石光谱出发,结合光谱谱带强度特征和光谱波形特征,针对机载热红外高光谱数据（TASI）,在以往算法基础上,提出一种改进的算法--光谱离散能级波形匹配法（SDEM）,并将其运用到岩性分类研究中。SDEM算法能识别岩石光谱间的微小差异,并在充分考虑光谱谱带强度和波形特征的同时,有效减弱数据噪声。与传统的岩性分类方法--高光谱角度制图法（SAM）相比,改进的算法能更精确地区分岩石相似光谱,识别易混淆岩性,对出现“异物同谱”现象的岩石也具有更好的区分能力。将SDEM、SAM方法应用于甘肃柳园地区TASI数据岩性分类研究中,可看出SDEM方法能识别出SAM未识别或识别错误的岩性。通过研究区野外查证,可知SDEM方法所得岩性分类结果更符合岩石实际分布情况。可见光谱离散能级波形匹配法具有较好的岩性分类效果,能更好地区分地物。     

基于遥感和景观分类的北京市裸露农田分析和治理对策

基于遥感影像的决策树分类,结合土地利用图,将北京市农业地表覆盖划分为春玉米、冬小麦、果园、林木苗圃、牧草地、设施农业和畜禽饲养地。考虑海拔、坡度和土壤质地三个因子将北京市分成10个景观区,在景观分区和不同农业用地基础上划分出39类农业景观单元。利用基于遥感影像计算的归一化差异植被指数,结合实地调查验证,分类出北京市冬春季裸露农田。结合景观分类,分析了不同景观单元冬春季地表裸露情况。结果表明：2007—2008年冬春季裸露农田共8.05×104 hm2,主要分布在延庆盆地、密云水库北岸和城区边缘的近郊农业区;海拔和土地利用方式对裸露情况影响较大,其中山区春玉米和平原果园裸露情况绝对面积较大,分别占到总裸露农田面积的40%和17%,牧草地、林木苗圃与设施农业地裸露程度较高。基于不同景观单元裸露程度,结合绿肥种植、保护性耕作、生草覆盖等裸露农田治理方法,探讨了北京市农业产业和景观一体化建设策略。     

海南岛海砂资源的分类特征及成矿特点分析

海南岛海砂资源丰富,质量较好,储量位居全国前列,其中钛铁矿、锆英石和独居石是海南岛的优势滨海砂矿资源。根据其用途主要分为3类: 锆钛砂矿、石英砂矿和建筑用砂矿。通过资料收集和整理,分别研究了海南岛不同类型海砂资源的分布范围、勘查程度、资源储量、形成环境和资源潜力等。研究结果表明: 锆钛砂矿开发程度最高,主要分布于琼东沿海及水下阶地一带的全新统,规模较大,品位较高,开发条件较好; 琼西则以建筑用砂矿和石英砂矿为主,海砂质量好,杂质含量较低; 位于浅海区的潮流沙脊和河口三角洲,工作程度不高,但其海砂分布广、厚度大、砂质好,是今后海砂勘查的重点区域,具有良好的资源开发前景。总结海南岛海砂资源的主要成矿特点为: ①分布广泛,规模巨大,开发条件好; ②主要产于全新世地层; ③沉积厚度较大,纵向连续性好; ④海砂质量较好,并富含重矿物。     

基于ETM影像数据融合的土地覆盖分类研究

在ERDAS软件支持下，对ETM遥感影像数据的TM1-TM5，TM7与其全色波段TM8进行融合，采用主成分、乘积法、Brovey转换三种融合方法，重采样方法分别为邻域法、立方卷积法及双线性内插法。采用相同的训练样本区及最大似然法分类方法，对融合产生的9幅影像及未融合影像进行土地覆盖分类，通过对分类影像的Producers Accuracy，Users Accuracy，Kappa三者的精度数据和地物波谱信息的对比分析，在总体上，上述的影像融合方法对提高土地覆盖分类的精度不明显，但就某些地物类型来说，还是值得采用的；三种融合方法和三种重采样方式它们之问相比较而言，乘积法融合法和立方卷积重采样法相对较为可取。     

基于图像理解的土地利用分类信息提取

基于图像理解理论原理,采用面向对象分类软件作为基础软件平台,模拟人类大脑对图像的认知过程,概括出不同地类的知识表达,并构建函数作为类别的特征描述,更大限度地挖掘中低分辨率卫星数据的信息。研究结果表明,基于图像理解的土地利用分类信息提取方法有效地提高了地类的检出效率和分类精度,为中巴卫星应用于国土资源宏观监测的可行性提供了依据。     

光谱保真归一化卷积高光谱超分辨率重建方法

高光谱遥感图像受到成像系统硬件限制,无法同时具有高空间分辨率和高光谱分辨率,较低的空间分辨率制约高光谱图像的应用,超分辨率重建技术可提高图像的空间分辨率.针对高光谱图像的超分辨率重建中光谱保真度的问题,在重建方法中耦合光谱保真度函数,结合结构自适应归一化卷积方法,提出基于光谱保真约束的归一化卷积方法.具体地,将图像局部邻域内像素间的光谱相关性作为约束条件,将与中心像素光谱类似的像素赋予较大权值,从而提高重建后图像光谱特性的保持程度.实验中分别从空间结构与光谱信息保真两个方面来评价重建后结果,结果表明该方法具有较好的光谱信息保持度.     

基于ASTER数据遥感影像的决策树分类

以黑龙江省北安市为研究区域,尝试利用ASTER视反射率值进行便利、准确的土地利用分类研究。对ASTER数据进行波段相关分析,确定最佳组合波段;然后重点分析转换为视反射率值的影像特征和光谱特征,从中提取各种典型地物的光谱曲线; 并依据提取的光谱曲线建立基于地物反射率值大小关系或阈值的决策树模型,对研究区不同地物类型进行分类,并对结果进行精度评价。应用效果表明,该方法简单有效,但对于混合光谱容易错分。     

面向对象的遥感图像分类方法研究

影响遥感图像分类效果的主要因素之一是空间分辨率。通过融合多分辨率遥感图像,引入面向对象的思想,有效地克服了多光谱图像空间分辨率低的问题。该方法由图像分割和分类等一系列技术组成,首先用基于区域分割法则对正射校正SPOT图像进行分割,然后把它作为参考用最大似然法分类器和其他一些经验规则对TM图像进行分类。对土地覆盖图分类进行精度测试,取得了良好的应用效果。     

Classification and Extraction of Urban Land-Use Information from High-Resolution Image Based on Object Multi-features

INTRODUCTIONWith the rapid development of industrialization,urbanization,andinformation technology ,as well asthe practice of “digital city”and “digital earth”( Gore , 1998) , many administrators and decision-makers are realizing the i mportance of high-resolution i mage information to urban planning andmanagement . Especially in recent years , with thefast development of remote sensing technology ,remote sensing data can be obtained that are complementaryin spatial andti me resolution…