发展几何光学遥感建模理论，推动定量遥感科学前行——深切缅怀李小文院士

李小文长期致力于遥感基础研究,是植被几何光学遥感建模的先驱。他创建了Li-Strahler几何光学模型,论文入选"国际光学工程学会(SPIE)"里程碑系列文集。以李小文为首席科学家,带领国内外科学团队,在植被二向性反射建模、热红外遥感辐射方向性建模、遥感信息尺度效应、定量遥感综合实验与真实性检验方面做出了卓越成就。本文总结了李小文的主要学术思想,对定量遥感相关研究进展进行了总结和回顾,对遥感科学及相关领域具有重要的借鉴和参考意义。     

随机森林回归模型的悬浮泥沙浓度遥感估算

三峡工程蓄水以来,清水下泄,坝下游河段发生了长时间、长距离的沿程冲刷,河流悬浮泥沙浓度发生改变,给沿岸生态系统带来了不利影响。随机森林算法灵活、稳健,已被广泛应用于各类生态环境变量的回归预测分析,但其在水体悬浮泥沙浓度估算方面的能力尚未得到充分认识。基于泥沙站点监测数据和MODIS卫星遥感反射率数据,通过构建随机森林非参数回归预测模型,对三峡工程坝下游宜昌至城陵矶河段在建坝前后14年间(2002年—2015年)各月的悬浮泥沙浓度进行遥感估算。研究表明:(1)基于随机森林的悬浮泥沙浓度估算模型表现较好,模型预测值与实测值间相关性好、预测精度高,优于其他模型(线性回归、支持向量机、人工神经网络模型)。(2)在参与模型构建的MODIS波段变量中,红波段被认为是最重要的预测变量,但不能单独使用它进行预测,悬浮泥沙遥感预测需要多变量共同参与。(3)将悬浮泥沙数据按季节分类所构建的随机森林模型,其平均误差为0.46 mg/L,平均相对均方根误差为12.33%,估算效果最优,能够满足较高精度下悬浮泥沙浓度估算的需求。综上,可以考虑以季节为划分依据,用随机森林回归模型估算悬浮泥沙浓度,并用于后期坝下游河道悬浮泥沙浓度时空反演。     

基于公交大数据的满载率推算方法 ——以深圳市为例

城市可持续发展需要提升公共交通的供给能力。公汽满载率是公交规划、调度和服务评价等方面的重要参数。在公交信息化水平不断提升的背景下,由公交IC卡数据和公共汽车GPS数据等构成的公交大数据为获得相对精确的客流提供了可能。虽然已有相对稳定的OD推算方法,但对于公汽满载率的研究尚不够充分。本文提出基于历史公交大数据的大规模公交出行链搜素算法,在此基础上构建公共汽车满载率数据库,并以深圳市为例揭示了高满载率线路段的时空分布特征。本文研究对于揭示公汽服务整体水平和探测关键公交廊道具有较大价值。     

我国东部海域高精度地转流的确定方法

针对目前带有高频信息的全球稳态海面地形模型的计算过程比较复杂的问题,该文采用移去恢复法,对由全球海面高模型得到稳态海面地形模型添加高频信息,并用新模型计算我国东部海域的地转流,分析其精度。结果表明:使用卫星重力场模型GOCE_TIM5,全球平均海面高模型CNES-CLS15,计算出分辨率为15′×15′我国东部海域的地转流,高频信息不明显;采用移去恢复法,利用GOCE_TIM5模型、CNES-CLS15模型、全球稳态海面地形模型CNES-CLS13,得到相同分辨率我国东部海域的地转流,与未采用移去恢复法相比,其结果中细节信息明显,与全球实测浮标数据更为接近,其精度与由全球稳态海面地形模型CNES-CLS13得到结果相当。     

一弧秒分辨率DEM对侵蚀地形表达能力的分析

针对1″SRTM数据和基于1∶50000地形图生成的DEM在黄土侵蚀区对地表形态表达能力的差异性问题,提出了一套完整的评价分析指标体系。选取陕西黄土高原6大典型黄土地貌样区,从地形属性(高程、坡度、坡向、坡长)和地形特征(山顶点、流水线、流域边界)两大方面评估了两种数据对表达黄土侵蚀区的地形表达能力。结果表明:1″SRTM对地表形态的表达能力接近1∶50000地形图所生成的DEM,但总体上还是1∶50000地形图所生成的DEM对地表形态的表达比较好,尤其是在地形比较破碎的地区。本文为1″SRTM数据在部分区域替代地形图生成的Hc-DEM,并用于与地学相关领域的研究提供了重要依据。     

机载LiDAR在高精度滩涂DEM制作中的关键技术分析

机载LiDAR可快速获取高密度的地表三维几何信息,具有全天候、主动观测、对地物间缝隙有一定穿透性等优点,在滩涂测绘中具有很大优势.本文对宁波市激光雷达滩涂测绘工作进行了经验总结,首先介绍机载LiDAR技术在滩涂测绘中的优势,然后在LiDAR数据处理基础上,重点分析高精度滩涂DEM制作的关键技术,最后对DEM产品进行精度评定。     

地面点云数据快速重建建筑模型的分层方法

为了快速从地面激光扫描数据重建建筑物模型,避免数据处理中复杂的点云栅格化和面片分割,提出一种基于分层方法的建筑三维模型快速重建方法。利用直方图统计方法去除噪声,结合大多数建筑物自身特点,对点云数据进行分层并垂直投影至各层平均高度的平面,得到建筑物各层的边缘特征点,进而规则化,实现建筑物三维数字模型的快速重建。实验结果表明,方法可以快速提取建筑物边界点,简化传统点云数据在建筑物重建中的复杂过程和大量的数据处理运算,而且最终模型的精度可以得到保证,具有一定的普适性。     

一站式地理大数据智能化平台构建

本文基于地理大数据体系,探讨了“GIS+BI”的研究思路,通过对地理大数据的采集、存储、管理、共享、关联分析和可视化展示,建立一种新的地理信息数据管理和分析模式,满足国情监测、基础测绘、地籍调查、资源审计等多元应用需求。并以“地理大数据仓库”为建设理念,构建数据生态模型,建成一个“标准统一、信息全面、富有活力、随需而变、方便易用”的以地理大数据为核心价值的一站式地理大数据智能化平台,实现地理大数据可视化、动态化的智能分析,快速响应,最大限度地发挥数据的价值,让数据成为生产力。     

NBCORS及车载LiDAR系统POS数据处理技术在道路竣工中的应用研究

针对车载LiDAR系统在城市道路竣工测绘中所面临的问题,提出了采用城市CORS站替代单基站以差分解算POS,并通过设计试验探明了基于单基站及多基站差分GPS解算POS获得的激光点云数据精度。试验结果表明,基于测区附近3个基准站获得的点云平面精度可达4.9 cm,高程精度可达8.6 cm,能够满足城市道路竣工的精度要求,具有替代近距离单基站差分的潜力。     

波群内单个波的波陡分布与波破碎

对波群内单个波的波陡分布和波破碎进行了实验研究。研究结果是,波群中波动的最大振幅出现在波群前部而不是出现在波群中央,这种不对称性导致波群前部单个波出现大波陡的概率大于后部单个波出现大波陡的概率;进一步的波破碎统计发现波群前部单个波破碎的频率是后部单个波破碎频率的4倍。因此认为,波群结构的不对称性能够导致单个波发生破碎的...