基于知识的遥感影像居民地信息提取——以山东省蓬莱市为例

如何自动获得居民地信息是遥感专题信息提取研究的热点问题,该文以山东省蓬莱市为研究区,基于对2004年TM影像光谱特征的分析,建立了基于知识的居民地信息自动提取模型,并对提取结果进行了精度评价。结果表明,利用该模型可以很好地将蓬莱地区的城镇居民地自动提取出来,其提取精度与传统的监督分类方法相比有了很大提高。     

一种面向对象的居民地变化检测方法

文章提出了一种新的面向对象的居民地变化检测方法。首先对同一地区的新旧影像进行影像分割,然后选取训练样地,根据居民地的各种特征得出决策规则,进而提取居民地,最后通过叠加分析的方法检测出居民地4种变化形态。实验证明本方法能够有效地检测出居民地的变化信息,总体精度达到了86.15%。     

基于样本自动扩充的街区式农村居民地遥感提取方法

与基于非监督分类机制的居民地提取方法相比较,基于监督分类机制的居民地提取方法具有较高的提取精度。但是,基于监督分类机制的方法依赖于人工标注的训练样本,繁琐的标注工作限制了这类方法在遥感大数据时代的应用。利用监督居民地提取方法具有较高提取精度的优点,同时克服这类方法需要人工标注样本的缺点,能够建立更为实用的居民地提取方法。为此,针对中国华北平原广泛分布的街区式农村居民地,提出一种基于监督分类机制且仅需单个人工标注样本的居民地遥感提取方法。该方法首先根据居民地在遥感影像上的特征设计居民地排除规则,对划分的影像块进行初步分类;然后,从划分为非居民地的影像块中随机挑选一定量的影像块作为负样本,以人工标注的单个正样本为基础进行正样本扩充;最后,采用k-近邻分类法训练居民地分类器,对初步判定为居民地的影像块做进一步分类。试验结果表明,方法能够准确地提取影像中的居民地,对地物背景存在差异的遥感影像具有良好的提取效果。     

基础地理数据库的持续更新问题

本文分析了基础地理数据库更新的实际需求与研究现状,指出其持续更新过程中一系列与“初始建库”不同的理论、方法和关键技术问题,提出应不失时机地加强对主数据库增量数据建模方法、多源遥感影像与矢量化地图数据的自动配准、GIS集成环境下的重要基础地理要素变化信息的提取、多尺度地图数据库级联更新的自动综合方法、客户数据库的更新方法等的研究。     

便携式潮汐观测仪(PET)数据处理研究

介绍了用切比雪夫多项式和最小二乘相结合的数据拟合从重力固体潮观测的秒值提取分钟值和小时值的方法,该方法可以将错误数据自动剔除以得到可靠数据.将提取的数据应用于调和分析,效果良好.     

基于轨迹偏移算法的居民就医时空特征与空间格局分析

居民就医时空特征与空间格局反映了医疗设施的服务能力与布局合理性.本文以厦门岛为例,采用出租车轨迹数据,探讨了居民就医的时空特征和空间格局.论文提出了基于道路中心线的研究单元划分方法;提出OD轨迹偏移算法,更精细地提取出三级医院的就医OD数据,改善传统的缓冲区分析法中精确度较低的问题;对居民就医行为进行时空特征分析;基于...     

探地雷达管道参数自动提取方法

在利用探地雷达进行隐埋管道探测时,管道对应的反射波在剖面上表现为类似双曲线的形态,利用该管道反射波可以确定管道位置和管道半径等参数。为了能自动提取出管道参数,提出了一种结合广义二次相关求管道反射波时差、Ｈｏｕｇｈ变换求到时和最小二乘曲线拟合的管道参数自动提取方法。对实验数据的处理结果表明:在没有任何先验信息的情况下,该方法可以自动、准确地从探地雷达剖面上提取出隐埋管道的位置和半径参数。      

基于Shapefile的基态修正模型设计与实现

 本文通过对Shapefile文件进行扩展,使用改进的基态修正模型,构建了一种ArcGIS的时空数据模型,支持对时空变化过程的存储、分析和模拟,同时支持传统的GIS空间分析功能。本研究还设计和实现了一种基于多时态矢量数据集的时空数据变化过程发现和时空数据转换算法,此算法可以自动提取多个时态之间的变化过程,将多时态数据转换成基于Shapefile的时空数据模型存储。鉴于该数据模型,设计和实现了时空数据的快照恢复、变化查询、历史演化分析和数据更新方法,验证了模型的可应用性。     

基于行道树的道路快速提取和面积计算研究

在城市遥感中,道路自动(半自动)提取一直是研究的霞点.本文在现有道路自动(半自动)提取技术的基础上,结合高分辨率遥感影像中行道树的分布特点,从地学知识出发,利用归一化筹值植被指数、阀值分割、数学形态学算子及地理信息系统的分析功能等实现基于行道树的道路自动(半自动)提取和道路面积快速、自动计算.结论表明基于行道树的道路提取和面积计算方法具有一定的实用性.     

基于等高线空间关系的鞍部点提取方法

鞍部点是反映地表形态起伏变化的重要地形特征点之一,准确地提取鞍部点有利于地形的空间关系和结构特征分析。现有的鞍部点提取方法通常是直接基于规则格网DEM数据,无法顾及鞍部点与周围地形的空间拓扑关系和复杂地形对其的影响,不仅产生大量的伪鞍部点,而且忽略一些关键地区的鞍部点。本文根据鞍部点的地形形态特征,设计了一种基于等高线数据的鞍部点提取算法。该算法利用等高线闭合的特征,将等高线按照一定规则转成等高面数据,再利用等高面之间的相邻拓扑关系实现递归查找并自动提取鞍部点。实验结果显示:①鞍部点的数量和位置与等高距的大小显著相关,在一定尺度范围内,等高距越小,提取出鞍部点越多,位置精度也逐渐提高;②与基于规则格网DEM数据提取方法相比,该方法能更有效的过滤大量伪鞍部点,提高了鞍部点的提取精度,同时也降低了鞍部点提取算法的复杂度;与基于等高线的增量缓冲方法(Incremental Buffering Algorithm)相比,本文的方法能有效提高鞍部点提取的完整性,更适用于本文DEM的尺度即5 m DEM数据。     

城市建筑迎风面积密度矢量/栅格计算模型对比研究

城市建筑迎风面积密度（Frontal Area Density,FAD）作为重要的城市形态学参数之一,对其定量分析与制图,对城市微气候研究有着重要意义。为了找出高效可靠的方法分析城市建筑FAD的分布情况,本文以福建省晋江市为例,选取了矢量计算模型和栅格计算模型对FAD进行模拟,从计算效率、不同尺度和不同土地利用类型上,对结果进行对比分析。研究表明:计算效率上,矢量模型比栅格模型高。在城市尺度上,栅格模型与矢量模型模拟结果与宏观建筑分布特征一致,二者皆适用;在街区尺度上,栅格模型模拟结果比矢量模型更符合建筑分布规律。栅格模型的计算结果较矢量模型稳定,受分辨率影响小。在不同土地利用类型上,对于建筑分布稀疏区域2种模型皆适用;而对于建筑密集区,如商业区、城市住宅区等,栅格模型计算结果更优。     

基于数字高程模型的城市地表开阔度研究——以南京老城区为例

 城市地表开阔度是对地表形态开阔程度的定量描述,间接反映了通风、日照等城市物理性能。本文基于城市数字高程模型,以自然地形较为起伏的丘陵城市——南京为例,采用以光线追踪算法为核心的栅格计算模型,对南京老城区的地表开阔度进行了计算,并以典型样区分析和街区统计为方法,综合分析了建筑与自然地形对城市地表开阔度的影响,结果表明:南京老城区公共绿地、广场以及文物古迹用地的地表开阔度相对较高,均大于0.8,社区中心和居住用地的地表开阔度相对较低,均小于0.6,突出特点是居住用地地表开阔度小于金融商业用地。地表开阔度相对较低的街区主要临近主干道,形成较为明显的西北——东南方向分布的条带状特征,整体呈现出中心条带低四周高的宏观特征。     

基于对象变化矢量分析的土地利用变化检测方法研究

变化检测是资源和环境遥感应用的一个重要内容。在变化矢量分析法的基础上,本文提出采用变化矢量-主成分分析法提取研究区变化信息,首先,对不同时相的遥感影像进行差值运算得到差值影像,再对其进行主成分变换并选取主分量,最后,使用多尺度分割获取影像对象。在影像分割的基础上,采用变化矢量-主成分分析方法构建自动检测规则提取变化信息,并作精度评价。研究表明：基于对象的变化矢量-主成分分析方法不仅可克服传统的基于像元式方法难以利用空间信息的缺陷,有效避免了“椒盐”噪声,而且可将多波段差值信息经主成分变换后集中在几个累计贡献率较高的主成分分量上;同时,结合了变化矢量法与主成分分析法的优点,与单独使用变化矢量分析法相比提取精度明显提高。     

深度学习和遥感影像支持的矢量图斑地类解译真实性检查方法

空间数据质量检查是数据准确可靠的重要保障,是数据的生命线。然而,目前的空间数据质量检查主要针对拓扑关系、属性一致性以及数据间的相关性进行检查,往往忽视矢量图斑地类解译真实性问题。因此,本文提出深度学习和高分遥感影像支持的矢量图斑地类解译真实性检查方法,选用深度学习经典模型Inception_v3进行迁移学习,对分割后的影像进行自动场景分类,以高分遥感影像块的场景分类结果作为参照依据,对场景分类结果与矢量图斑原始数据进行叠加分析,自动查找出类别信息不符的分割单元,从而提取出可疑图斑,实现矢量图斑地类解译真实性自动检查,并在徐州市贾汪区青山泉镇和大吴镇的矢量图斑地类解译真实性检查中进行验证。实验结果表明,本文方法在研究区图斑地类解译真实性检查中的精确率和召回率分别高达0.925和0.817,可为矢量图斑地类解译真实性检查提供可靠的技术支撑。     

基于地表能量平衡的厦门岛城市功能区人为热排放分析

人为热排放不仅是城市热岛形成的重要因子,而且是与能源消耗密切相关的指标,对其大小和变化特征进行分析有利于减缓城市热岛与节能减排。本文以厦门岛为研究区,利用2009年多时相的Landsat TM影像和地表能量平衡模型反演出不同季节的人为热排放,在此基础上结合IKONOS影像解译的城市功能区,分析不同类型城市功能区人为热排放的时空变化特征。结果表明：不同类型城市功能区的人为热排放均在夏季达到最大,春季最小;工业区的人为热排放一直高于其他类型的城市功能区;工业区人为热排放高值区主要集中厦门岛西部传统的重点工业区,交通区人为热排放高值区的空间分布与厦门岛“三纵四横”的交通干线分布格局相吻合,居住区人为热排放高值区主要集中在旧城区,商业及公共设施区人为热排放高值区主要集中在单体建筑大的商圈和公共设施;总体上厦门岛西部的人为热排放比东部要高。这种时空分布的差异性与用地类型、人口数量与经济发展程度密切相关,而且建筑物的密度、高度和下垫面的材料通过影响其他地表通量来改变人为热排放的大小。通过分析不同城市功能区人为热排放的时空变化特征,可以从更微观的角度理解城市热环境和能源利用现状,为促进城市可持续发展提供理论依据。     

基于GIS的地下水流有限差数值模拟参数自动提取研究

本文根据地下水流有限差模拟有关参数的空间分布特点,将其划分为点状、线状与面状空间分布参数三种类型。利用GIS的空间分析功能,研究基于GIS的点状、线状与面状空间分布参数自动提取的技术路线。通过点、线、面三者之间空间位置关系的拓扑分析,确定地下水开采井、水位动态监测井、线状与面状水系、模拟区域边界、面状参数分布区与模型空间离散格网之间的空间位置关系。经过矢量数据与栅格数据互相转换,实现地下水流有限差数值模拟有关参数的自动提取。结合地下水流有限差分数值模拟有关参数数据文件的结构,将基于GIS提取的栅格结构数据文件自动转换成模型所需结构的数据文件,达到模型参数数据文件的自动组织与提高地下水流数值模拟的效率目的。     

Research on the spatial structure of karst massif

Eight spatial structure types are determined through morphology, hydrogeology, hydrology and impulse response in karst districts, with the well studied Houzhai subterranean stream in Puding, Guizhou Province as a sample research area. These types contain peak-forest basin, peak-forest laterite platform, resurrected peak-forest basin, old peak-forest-funnel depression, peak-forest-funnel, peak-forest-funnel depression, peak-cluster valley and peak-forest-doline. In the area, each of them has its respective surface and subterranean structural feature, and morphology, hydrogeology, hydrology and impulse response as well. The difference of responses of subsurface system in different spatial structure types are obtained by time series analysis, frequency spectrum research and decline curve calculation of material current. According to the analysis of the aquifer feature, the upper reaches of suburfall stream is dominated by pipeline flow, the lower reaches is characterized by braided fissure flow drainage system and mixed characteristic exists in the middle reaches. The result of the impulse test shows that the large ascending range of stage in the test on swash condition is in fissure system. However, in pipeline type, especially in the subterranean stream where there is waterfall or incomplete fill of underground water, the ascending range of stage is one quantity level less than the impulse range of stage at some fissure types, showing that change range of stage can indicate the spatial structure characteristics of certain area upper the station. The main direction of karst geomorphic evolution there is positive course except in the west area. It can be seen that karst geomorphological evolution direction can change when discharge datum plane influences some part of a relatively large drainage. In certain time unit, the upper reaches are controlled by old datum plane and the lower reaches by new datum plane. Two opposite geomorphological evolution directions can exist in one drainage.     

栅格数据矢量化及其相关问题的解决方法

矢量结构和栅格结构是GIS的两种主要数据结构形式,而栅格数据不能满足GIS中进行空间分析的要求,因此栅格数据的矢量化在GIS中具有十分重要的意义。本文在总结前人算法的基础上,以拓扑关系的原理为指导,提出了改进的栅格结构数据矢量化方法,即根据4个相邻栅格的异同关系来判定交汇点是坐标点还是结点,并且在提取结点和坐标点过程中,同时提取水平和垂直的所有线段信息,以便快速、有效地实现栅格数据的矢量化。此外,还采用动态打断和粗网格等方法,解决了在栅格数据矢量化过程中,经常出现的诸如多边形自交、孤岛等问题。作者用VisualC⁺⁺语言实现了本文的算法,与ENVI矢量化结果相比,该方法的矢量化结果具有简单方便、编辑工作量小、实用性强等显著优点。因此,该改进方法更有利于遥感图像的信息提取及其与GIS技术的集成。     

RESEARCH ON THE SPATIAL STRUCTURE OF KARST MASSIF——Taking the Basin of the Houzhai Subterranean Stream in Puding Country for Example

Ｉ．ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＵｐｔｏｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔ,ｓｅｖｅｒａｌｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｏｌｖｅｄｉｎｋａｒｓｔｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ,ａｌｏｎｇｗ...