空间数据研究的发展及对策

随着地理信息科学和地理信息系统的发展,空间数据先后经历数据生产、数据质量、数据不确定性和可用性4个研究阶段。在分析各阶段研究内容和方法的基础上,深入分析空间数据现有研究间的联系与区别,并给出未来的研究对策。     

线状地图符号设计及其制图表达研究

线状符号的设计是地图符号设计中最复杂的,本文分析当前国内外线状符号三种设计思路的优缺点,设计了一种子线叠加的线状符号设计方法,该方法兼有横向循环配置法与纵向叠加法的优点,而且采用该算法设计的符号可编辑性和可维护性强,同时方便用户编辑制作复杂的线状符号。此外,针对线状符号常见的制图表达问题,从符号绘制的角度给出了解决方法,减少了制图人员后期大量的编辑工作。     

河南省GlobeLand30数据精度评价及对比分析

全球地表覆盖数据在气候变化研究、地理国情监测、生态环境保护等方面发挥着重要作用,2014年中国国家基础地理信息中心推出了全球最高30 m分辨率的地表覆盖遥感制图数据产品GlobeLand30。本文以2010年1:10万中国土地利用数据为参考,采用空间统计、面积一致性以及误差矩阵等分析方法,对河南省GlobeLand30、GlobCover2009、MCD12Q1数据进行精度评价和对比分析研究,结果表明：① 3种地表覆盖数据对河南省土地构成的描述基本一致,即以耕地、林地为主,草地、水体和人造地表为辅,但分类土地面积存在大小不同的差异;② GlobeLand30的总体精度和Kappa系数最高,MCD12Q1次之,GlobCover2009最低。3种数据中耕地和林地的精度均较高,草地的精度较差,GlobeLand30中水体和人造地表的生产者精度远高于其他2种数据,使用者精度相差不大;③ 地表覆盖数据与参考数据在空间上存在类型混淆情况,混淆主要发生于林地、草地、水体、人造地表与耕地之间,GlobeLand30的混淆程度要低于其他2种数据。     

多源多尺度地图数据的组织与管理

多源多尺度地图数据的组织与管理是多源地图数据处理、数据融合以及地图制图综合的基础.首先对多源地图数据处理的主要方法和技术进行了总结;进而讨论了多源多尺度地图数据的组织与管理的两个关键技术,即多源多尺度地图数据引擎的设计和多图幅地图数据的内存管理技术.     

海浪破碎对海洋上混合层中湍能量收支的影响

海浪破碎产生一向下输入的湍动能通量,在近海表处形成一湍流生成明显增加的次层,加强了海洋上混合层中的湍流垂向混合。为了研究海浪破碎对混合层中湍能量收支的影响,文中分析了海浪破碎对海洋上混合层中湍流生成的影响机制,采用垂向一维湍封闭混合模式,通过改变湍动能方程的上边界条件,引入了海浪破碎产生的湍动能通量,并分别对不同风速下海浪破碎的影响进行了数值研究,分析了混合层中湍能量收支的变化。当考虑海浪破碎影响时,近海表次层中的垂直扩散项和耗散项都有显著的增加,该次层中被耗散的湍动能占整个混合层中耗散的总的湍能量的92.0%,比无海浪破碎影响的结果增加了近1倍;由于平均流场切变减小,混合层中的湍流剪切生成减小了3.5%,形成一种存在于湍动能的耗散和垂直扩散之间的局部平衡关系。在该次层以下,局部平衡关系与壁层定律的结论一致,即湍动能的剪切生成与耗散相平衡。研究结果表明,海浪破碎在海表产生的湍动能通量影响了海洋上混合层中的各项湍能量收支间的局部平衡关系。     

营养剂在清除海洋石油污染中的应用

海洋石油污染事故的频发对世界各国造成了不可估量的环境危害及经济损失.通过添加营养剂来提高石油的生物降解速率,是一种安全、高效的清污措施.本文综述了国内外科研人员对营养剂在清除海洋石油污染中的研究进展,并在此基础上对该项技术在工程实践中的应用前景进行了分析.     

东中国海海平面高度的时空变化特征

基于AVISO卫星高度计数据,采用小波分析和EOF分析方法,对1993—2015年东中国海海平面高度的时空变化进行分析,结合海水温度比容效应和ENSO过程探讨了海平面高度变化成因。东中国海海平面高度具有明显的季节变化,冬春季较低,夏秋季较高,且SSH极值滞后海水温度极值月份一个月出现。东中国海海平面高度整体为北低南高,由于海区水深和水文动力过程的影响,不同季节SSH空间分布区域性强。在23年间,海平面高度平均线性上升速率为2.82mm/a,具有1a、2.2a的特征变化周期。EOF分析三个主要模态依次反映了海水温度比容效应的季节变化、水动力过程的季节变化和ENSO事件的年际变化对东中国海海平面高度的影响。     

GlobeLand 30和自发地理信息的对比分析研究

地表覆盖数据是关于土地利用信息的重要来源,在地理国情监测、生态环境保护等方面发挥着重要的作用,目前遥感影像解译、实地测量是该数据生产的主要手段,但是仍然存在一定的局限性。随着Web2.0、互联网技术以及各种GPS设备的快速发展传播,普通大众也可以参与公众制图,志愿者用户的参与能够有效判定地表类型的空间分布和属性特征,提高地表覆盖制图的分类精度。本文以自发地理信息中最成功的项目OpenStreetMap为例,与中国新研制的全球最高30m分辨率地表覆盖数据产品GlobeLand 30进行对比分析,首先对数据进行相应的预处理和拓扑检查,然后建立两种数据的要素对应关系,最后生成误差矩阵并分析两种数据的一致性。实验结果表明：① OpenStreetMap数据缺失的部分主要是耕地类型,其草地和水体要素比GlobeLand 30更加丰富;② 2种数据的一致性较好为75%左右,其中林地和人造地表的精度较高,耕地和水体次之,草地较差;③ 重点对不一致区域的地表类型进行判断验证,能够发现GlobeLand 30数据中的错误分类,为进一步修改和优化提供依据。本文研究表明,自发地理信息中包含丰富的地表覆盖信息,能够给地表覆盖制图及评价验证带来巨大的发展潜力。     

顾及邻边约束的面状地块数据单层次压缩算法研究

地块数据在土地利用规划方面发挥着日益重要的作用,目前主要通过遥感数据矢量化的方法来获取。针对地块数据的特点,为了达到减小数据量的目的,提出了一种对其进行化简的方法。在地块数据的预处理过程中,首先根据向量运算结果向其添加结点,再将地块边线分为外部边线和公共边线分别进行边线提取,并对边线进行拓扑重构。在边线化简方面,为了较好地保持地块的基本形态,本文对单层次压缩法进行改进,提出了顾及邻边约束的单层次压缩算法,并对化简结果进行了定量分析。实验表明,本文提出的方法能准确地提取地块的边线,并能取得较好的化简效果。