内点最大化与冗余点控制的无人机遥感图像配准

利用小型无人机进行遥感图像配准在自然灾害损害评估、环境监测和目标检测与追踪等领域发挥着至关重要的作用,但小型无人机的图像采集过程容易受风速/风向、复杂地形、电池容量、飞行姿态、飞行高度等自然或人为因素的影响。这些问题通常会导致捕捉到的场景重叠率低与图像非刚性畸变,在特征点提取过程中产生大量冗余点,增加了图像配准的难度。本文提出一种基于特征点的小型无人机图像配准方法,该方法的核心思想是在配准过程中识别冗余点,同时最大化可用内点数量。所识别的冗余点当作控制点,用于控制网格代图像的运动。最后通过最大化内点和合理移动控制点来恢复图像变换。本文使用50对小型无人机图像进行特征匹配和图像配准的实验,其中平均配准精度可达80.38%,并且本文方法在所有的情况下都优于5种当前流行算法。     

Similarity measurement on human mobility data with spatially weighted structural similarity index (SpSSIM)

Understanding diverse characteristics of human mobility provides profound knowledge of urban dynamics and complexity. Human movements are recorded in a variety of data sources and each describes unique mobility characteristics. Revealing similarity and difference in mobility data sources facilitates grasping comprehensive human mobility patterns. This study introduces a new method to measure similarities on two origin–destination (OD) matrices by spatially extending an image‐assessment tool, the structural similarity index (SSIM). The new measurement, spatially weighted SSIM (SpSSIM), utilizes weight matrices to overcome the SSIM sensitivity issue due to the ordering of OD pairs by explicitly defining spatial adjacency. To evaluate SpSSIM, we compared performances between SSIM and SpSSIM with resampling the orders of OD pairs and conducted bootstrapping to test the statistical significance of SpSSIM. As a case study, we compared OD matrices generated from three data sources in San Diego County, CA: U.S. Census‐based Longitudinal Employer–Household Dynamics Origin–Destination employment statistics, Twitter, and Instagram. The case study demonstrated that SpSSIM was able to capture similarities of mobility patterns between datasets that varied by distance. Some regions showed local dissimilarity while the global index indicated they were similar. The results enhance the understanding of complex mobility patterns from various datasets, including social media.     

湖南省武陵山片区人口城镇化与流通产业发展协同演化及其减贫效应研究

运用协同度模型、空间ESDA、趋势面分析和面板计量回归模型,分析湖南省武陵山片区2001—2017年人口城镇化与流通产业发展协同的时空演化特征及其减贫效应。研究发现：湖南省武陵山片区人口城镇化与流通产业协同发展整体呈上升趋势但水平偏低,不同板块间协同水平差异显著且有扩大倾向;具有“集聚–分散–集聚”空间循环过程,局部空间极化效应明显,形成邵阳板块的显著热点区和湘西自治州板块的显著冷点区;协同发展“东高西低”空间分布格局更趋明显,“北高南低”分布态势减弱;两者协同发展对农民收入提升、贫困减缓具有显著正向促进作用,进一步空间效应分解发现协同减贫的空间正外溢性显著;实施人口城镇化与流通产业发展“双轮”协同驱动战略是实现乡村振兴的现实需要,也是落实高质量脱贫方略的重要支撑。     

环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量协调度

解决好新疆环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量之间的关系,对"一带一路"倡议顺利实施及新疆社会稳定具有十分重要的作用。基于2004-2017年环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境变化状况,构建城市发展与水环境质量的综合评价模型及二者的协调度模型,以探讨环塔里木盆地绿洲城市发展、水环境质量变化及二者的协调关系。结果表明：2004-2017年,（1）环塔里木盆地绿洲城市发展综合指数呈现出逐年稳定上升的趋势,经济发展和城镇空间规模扩大是环塔里木盆地绿洲城市发展的主要形式;（2）环塔里木盆地绿洲城市的水环境质量综合指数呈现出逐年降低的趋势,水环境质量形势严峻;（3）环塔里木盆地绿洲城市发展-水环境质量系统的协调度呈现倒U型的稳定发展趋势,但总体上两者的协调度较低,城市发展和水环境质量之间的矛盾日益突出。     

不同发展模式下资源环境承载力评价——以海南省为例

文章关注于产业、人口与资源环境要素的作用关系,建构了资源环境承载力综合评价框架,并以海南省为案例区开展应用研究。该框架首先对区域产业重要性进行评价并分级,为产业结构调整提供依据;其次解析了区域产业、人口资源消耗与污染排放强度,最后,基于产业评价结果设定不同的产业结构调整情景,结合产业和人口的资源消耗与污染排放强度评价不同产业结构下的资源环境承载力,即产业和人口的规模上限。结果表明：2016年海南省的经济规模并未超载,产业有进一步发展空间。其中土地资源成为海南省发展的首要限制因素,其次是水环境;海南经济效益较高的支柱产业和基础性产业多为高耗水、高污染的产业,亟需加强水资源的集约利用,并降低污染排放强度。为提升经济发展规模上限,需要培育低能耗、低排放的产业。文章建构的资源环境承载力评价方法将产业、人口与资源环境相联系,其评价结果政策意义更为明确,可为优化产业结构调整、控制产业及人口发展规模提供决策参考。     

中国丘陵山区农村贫困时空格局及其演变机制研究——以江西省于都县为例

解决区域性整体贫困问题是全面建成小康社会的前提。丘陵山区是中国农村贫困人口的聚集区,开展丘陵山区贫困时空格局及其演变机制研究对实现贫困地区转型发展与乡村振兴具有重要的理论意义。论文以江西省于都县为例,以村域为研究单元,采用空间自相关、核密度估计、地理探测器等模型方法刻画了于都县农村贫困地理格局及其分异特征,识别了丘陵山区驱动农村贫困化的主导因子,揭示了农村贫困化的驱动机制。结果表明：① 丘陵山区农村贫困化存在明显的地域分异规律和空间集聚性特征,且聚集效应随减贫力度加大有所减弱;② 坡度、行政村到县城中心的可达度、路网密度和公共服务点数量是丘陵山区农村贫困化分异的主导因子,且随时间推移,资源禀赋不足对农村贫困化的驱动作用有所减弱,区位条件对农村贫困化的驱动作用逐渐增强;③ 不同时期丘陵山区农村贫困化地域分异的主导因素有所不同。农村贫困化有其自然和人文根源,科学减贫政策的制定与实施需以深化贫困发生机制理论认知为基础,协同推进区域性贫困和个体性贫困的减轻,从而实现贫困地区转型发展和乡村振兴。     

中学地理科学实验的六大类型及其案例分析

依据实验的根本目的,为拓展学生对地理过程的理解,体验真实的地理原理,笔者将中学地理科学实验划分为经典实验室实验、时间变化模型实验、类比实验、空间变化模型实验、物理模型实验以及计算机模型实验六大类型,并对每一类型实验进行举例分析,希望以此深化地理科学实验的理论研究、丰富地理科学实验的实践案例、培养学生的地理核心素养,为地理科学实验教学研究提供新的视角。     

科尔沁湿草甸参考作物蒸散发模拟分析

为探明气候变化下干旱半干旱地区湿草甸参考作物蒸散发(ET₀)影响因子,使用FAO 56 P-M模型对科尔沁湿草甸ET₀进行模拟,利用涡度相关系统对模型的适用性进行评价,并通过通径分析及指标敏感性分析对ET₀的影响因子进行辨识。结果表明:(1)小时尺度模拟精度最高,日尺度次之,月尺度较差,小时尺度上晴、阴、雨3种天气条件下模拟效果不同,晴天最优,阴雨天较差。(2)ET₀年内变化呈单峰曲线状,生长季明显高于非生长季,集中在3—10月,占全年89.79%。生长季典型晴天ET₀逐小时分布特征遵循倒“U”单峰型变化规律。(3)通径分析结果显示,对ET₀的通径系数以及对回归方程估测可靠程度E的总贡献均表现为VPD(饱和水汽压差) > T_min(最低气温) > R_n(冠层表面净辐射)>u₂(2 m高度风速),即VPD为影响ET₀最重要的因子;指标敏感性分析中,在去除VPD后引起的E变化最大,说明ET₀对VPD的变化最为敏感,其次为u₂、T_min和R_n。     

基于DEM数据的巴丹吉林沙漠沙丘分布规律及其形态参数

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容。数字高程模型（DEM）因卓越的三维地形表达能力被广泛应用于沙丘形态研究中。长期以来,受交通条件和研究方法的制约以及高大沙山分布位置的限定,对巴丹吉林沙漠沙丘形态的研究主要集中在沙漠东南部,缺乏对整个沙漠沙丘分布规律及其形态参数特征的系统认知。而对整个沙漠沙丘形态特征的研究,是区域风沙地貌形成与演化研究的重要组成部分。以巴丹吉林沙漠内所有独立沙丘为研究对象,利用研究区DEM数据和一种新的算法,研究了沙漠内两种主要类型沙丘（横向沙丘、星状沙丘）的分布规律及其形态参数特征。结果表明：沙漠内独立沙丘大约有6 033座,高度9~433 m,高度超过350 m的巨型沙山共有53座,其中星状沙山7座,最大高度383 m;横向沙山46座,最大高度433 m。横向沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的线性函数关系,星状沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的对数函数关系,表明在现代气候和环境条件下,横向沙丘高度仍在增加,而星状沙丘高度增长已经趋缓。两类沙丘的主轴向大都垂直于研究区主风向NW-SE。横向沙丘起沙风风向单一,沙丘轴向集中在NE-SW和NNE-SSW方向;星状沙丘起沙风风向略为复杂,沙丘存在多个次级轴向。     

降雨量、土壤蓄水量对流动沙地土壤水分深层渗漏的影响

土壤水分深层渗漏是陆地近地层水分循环的重要环节。利用土壤水分深层渗漏记录仪对毛乌素沙地典型流动沙丘不同深度土层的土壤渗漏水量连续进行两年定点监测。结果表明：（1）2016年生长季（4月1日至10月31日）降水量为2017年的1.93倍,但50、100、200 cm沙层的渗漏水量分别是2017年同期的4.53、5.53,5.22倍。同时,渗漏水量与降雨量及土壤蓄水量的波峰较一致。（2）强降雨对深层渗漏水量的影响较大,土壤蓄水量的变化也与深层渗漏水量密切相关;降雨量较小时,土壤蓄水量与深层渗漏水量之间的关系更为密切。在连续降雨过程中,越往深处,渗漏的产生通常是多次降雨过程累积的结果,将土壤蓄水量作为中间变量,能更好地分析土壤深层渗漏过程。（3）当天蓄水量与次日渗漏水量的相关系数较高,土层越深,深层渗漏水量与土壤蓄水量的相关系数增加,二者之间的线性拟合的R²也相应增加。