空间信息网格中远程空间连接查询的优化

随着空间信息网格的建设,网格平台上管理的空间信息资源越来越丰富,这促进了空间信息网格中空间数据分布式查询的应用需求,而在分布式空间查询中,空间连接查询操作往往成为性能的瓶颈.根据空间信息的特点,通过利用网格计算资源来优化空间连接查询的执行.首先基于网格服务构建网格平台分布式空间数据查询软件结构,通过设计远程空间连接执行服务利用网格平台中的计算资源;根据空间信息的特点.采用基于Kd-Tree空间分区并行连接的方法提高远程空间数据连接操作执行效率,并给出了远程空间连接执行的查询代价模型;然后根据连接代价模型设计了远程空间连接查询执行计划优化生成算法;最后总结了本文工作并探讨了下一步研究方向.     

汶川地震山地灾害遥感快速提取及其分布特点分析

针对泥石流滑坡灾害体特有的物质组成与活动特点,通过比较分析其在不同遥感影像的光谱特征差异,选择ETM+影像作为主要数据源,提取湿度指数与绿度指数,利用ETM+的穗帽变换、影像差值增强、密度分割和掩膜技术建立了泥石流滑坡山地灾害快速提取模型,并用于汶川地震.通过灾害体的提取,分析了本次地震山地次生灾害的分布规律,利用空间叠加进行了成因的分析.本次地震山地灾害具有如下特点:(1)沿主要地表破裂带分布;(2)山地灾害主要出现在8度-9度地震烈度区,随着烈度的降低,山地灾害的总面积也相应的减少;(3)山地灾害主要发生在海拔高度1000-2500m的地带;(4)主要发生在坡度20°-50°之间的边坡上;(5)地震及余震期间以崩塌滑坡滚石为主,后期以泥石流滑坡为主;(6)具有河流左右两岸呈不对称分布等特点.结果表明,利用ETM+影像建立基于湿度指数与绿度指数的快速提取模型,对于大规模泥石流滑坡提取效果较好,进行大区域山地灾害的遥感快速提取是可行的.     

基于空间信息技术的堰塞湖库容分析方法研究

快速准确计算堰塞湖库容,对了解地震堰塞湖险情具有重要的意义.利用遥感和地理信息系统等空间信息技术,提出了一种基于像素的三维水面的计算动库容的方法,能准确计算水面为曲面,包括动库容在内的总库容.该方法利用遥感影像提取水体边界线,与DEM求交后可得到带高程的边界点,利用空间插值技术获得三维水面,然后利用库容计算模型求解.同时,在分析该算法计算效率的基础上,提出了基于河流分段的库容计算优化算法,最后通过实验对比分析了该方法的合理性和优越性.     

基于模糊物元的城市化生态预警模型及应用

根据模糊物元理论建立了城市化的生态预警模型,将警报级别分为无警、轻警、中警、重警和巨警5级,并从资源预警、生态预警和环境预警3个方面构建河西走廊城市化进程中的生态环境预警指标体系,设立了预警参照标准与预警界限、警灯、警度,对河西走廊进行了实证分析。结果发现,河西走廊及五大地市按照预警指数从大到小的顺序依次为：张掖市、武威市、金昌市、河西走廊、嘉峪关市和酒泉市。其中,河西走廊的生态用水比重、植被覆盖率、人均环境保护费用和万元产值工业SO2排放量的景气指数最高,处于重警状态;城市工业用地定额、城市居住用地定额、万元产值工业废水排放量和万元产值工业粉尘排放量的景气指数最低,均处于轻警状态;其它指标均处于中警状态。可见,相对于土地资源和环境污染因素而言,水资源和生态条件已经对河西走廊的城市化产生了较强的束缚作用。     

小波变换阈值去噪法在GPS数据处理中的应用

在介绍小波变换阈值去噪法的特性及其有点的基础上,结合武汉某大学教学楼GPS变形监测数据,首先使用不同的小波函数及阈值策略分别对GPS观测数据的非差、单差相位观测值和伪距观测值进行阈值去噪处理,然后分别使用Bernese高精度数据处理和Trimble TG0软件对消噪前后的单差相位观测值、非差相位观测值和伪距观测值进行基线解算。最后,比较消噪前后基线解算结果,分析不同小波函数和阂值策略对基线解算精度的影响,探讨小波变换阅值去噪的合理方法。     

GPS虚拟参考站RTCM传输电文的分析与解码

网络RTK中流动站和数据处理中心间的数据传输是通过RTCMSC-104标准进行的,新的数据版本RTCM3.X是一种高效、简洁的格式。分析了RTCMSC-104版本3的数据结构和类型,提出了一种解码和校验的方法。通过编写C#程序进行解码,对校园虚拟参考站的数据进行了解码测试,表明本解码方法精确可靠。     

长江中下游湖泊沉积物铅污染记录——以洪湖、固城湖和太湖为例

2002～2005年在长江中下游的洪湖、固城湖和太湖分别采集了沉积物柱样钻孔,测定了总有机碳（TOC）和金属元素包括Pb,Al,Fe,Ti等,并采用²¹⁰Pb和¹³⁷Cs进行了近代沉积物定年。研究结果表明,洪湖钻孔平均沉积速率为0.15cm/a,固城湖平均沉积速率在0.067cm/a,太湖平均沉积速率为0.35～0.41cm/a。根据湖泊沉积物中铅元素与参考元素（Al,Fe和Ti）浓度和TOC的相关关系建立了回归方程,线性关系极显著（p<0.001）。根据回归方程获取了钻孔中铅的背景值变化,研究表明近代沉积物中金属铅不仅仅来源于自然的作用,而人类活动导致铅的累积发生时间都在20世纪70年代,从一个侧面也说明利用沉积物铅含量变化进行断代存在可能性。对太湖钻孔而言,其污染程度要高于洪湖和固城湖。研究结果表明近30年来洪湖和固城湖人为造成湖泊沉积物铅累积量在不断增加,其沉积物铅污染有进一步加重的趋势,应受到科学家和管理部门的关注。     

江苏固城湖流域1951-2000年农业非点源氮、磷输移的数值模拟研究

选择位于长江下游的固城湖流域作为研究区域,基于分布式流域水文模型SWAT,采用数值模拟的手段,反演了1951～2000年流域农业非点源氮、磷的输移规律。模拟结果与实测值的一致性反映了模型的良好模拟能力。比较两个时段的模拟结果发现,1981～2000年,流域农业非点源氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.82mg/L和411.88×10³kg/a,总磷0.084mg/L和43.04×10³kg/a;远高于1951～1960年的氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.22mg/L和49.55×10³kg/a,总磷0.036mg/L和7.67×10³kg/a。模拟主要反映了流域下垫面条件和农作物耕作模式对农业非点源氮、磷浓度及输移量的影响。     

风云卫星遥感数据高精度地理定位软件系统开发研究

为了适应风云气象卫星遥感数据高精度地理定位要求,在研究和比较分析现有环境气象卫星遥感数据地理定位方法,尤其对其中关键的轨道计算模型进行对比研究之后,我们使用变阶变步长多步卫星轨道数值计算模型(DE/DEABM)进行气象卫星轨道计算,研制开发了新一代卫星轨道计算及遥感数据地理定位软件系统.该软件系统中卫星轨道数值积分计算模型包含了多项摄动因素计算,特别是对低轨卫星影响较大的因素,其中地球的球形引力项使用了高精度高阶EGM-96地球引力场模型,提高了非球形引力摄动计算精度,另外还考虑了太阳、月亮引力项,辐射光压摄动和大气摄动因素,使得轨道计算精度大大提高.在遥感数据定位算法开发工作中,以中国2002年5月发射的风云1号D星10通道扫描辐射计和计划2008年上半年发射的风云3号A卫星中分辨率光谱成像仪等遥感仪器为对象,比较详细地分析和研究了探测器、焦平面、主光学系统和扫描镜等遥感仪器几大关键部件的光学几何关系,提高了坐标转换系统计算精度.经过对风云1号D星多天逐日的轨道计算和定位计算试验,结果表明该软件系统24h风云1号D星轨道计算卫星矢径精度可达到几十厘米至几十米,较原来平根数分析解方法1000m左右精度有显著量级的提高.同时,风云1号D星遥感数据地理定位精度达到星下点1个像元.     

基于相关系数匹配的混合像元分解算法

遥感影像中的混合像元不仅影响地物识别和分类的精度,而且已成为遥感科学向定量化发展的主要障碍.为此,人们已经提出了多种混合像元分解算法,其中应用最为广泛的是最小二乘法.该方法虽然具有意义明确、简单易行等特点,但也易受局部噪声、大气效应、环境辐射等因素的影响.本文将混合像元分解问题归结为一个基于光谱匹配的非线性最优化问题,并针对最小二乘法的不足提出了一种新的基于相关系数匹配(spectral correlation matching, SCM)的混合像元分解技术.通过在北京市北三环及其以北区域内案例的研究表明:在城市区域内,利用图像选取终端端元的办法,基于相关系数匹配的混合像元分解算法的总体精度高于带全约束的最小二乘法(LS)的分解结果.对比分析表明:在目标光谱的绝对值整体放大或缩小而光谱形状得到了很好的保持、及局部噪声使得光谱值显著变化但光谱形状得到了一定程度保持时,基于光谱形状的相关系数法可以得到比基于光谱绝对值的最小二乘法精度更高的分解结果.