无人海洋测绘技术体系构建

随着无人技术的快速发展,无人测绘的时代即将到来。本文分析了无人时代技术特征与海洋测绘发展机遇;讨论了无人海洋测绘新理念,构建了无人海洋测绘技术体系,论述了无人海洋测绘技术关键技术;展望了无人海洋测绘技术发展趋势,及其在海洋经济、海洋可持续发展中的应用前景。     

低空摄影测量立体影像匹配的现状与展望

影像匹配是在两幅或多幅具有重叠度的影像中通过特定的算法提取影像间同名点的过程,是低空摄影测量数据处理中最为关键的步骤,匹配质量与效率直接影响到后续数据处理的成功与否,关系到测绘产品生成质量。本文系统阐述了低空摄影测量影像匹配的研究现状与展望。对影像匹配的分类进行总结和归纳,大体上,影像匹配可划分为两大类,即基于灰度和基于特征的匹配。重点针对基于特征的影像匹配,从点、线、面等特征提取算法及特征描述符和相似性测度与策略等方面进行了详细阐述。此外,列举最新的基于深度学习的影像匹配算法,对低空平台搭载的多样化传感器数据融合可能涉及的影像匹配方法进行了展望。     

北斗GEO卫星载波相位单差观测值的周期性分析

高精度的卫星定位测量中,由于卫星在测站上空的重复周期性运动,周期性误差是影响测量精度的重要误差源。恒星日滤波利用周期性误差的特点,提取前一天的周期性误差来改正后一天的定位结果,可滤波处理诸如多路径误差。本文从北斗GEO卫星载波相位观测值站间单差的角度来探讨其周期性特点,通过前后两天站间相位单差观测值进行对比,采用相关性分析方法,验证北斗GEO卫星载波相位单差观测值的周期性特征。     

基于POI数据的长沙市生活性服务业空间格局研究

生活性服务业是服务经济的重要组成部分,其合理布局对发展城市经济、满足居民消费需求具有重要作用。基于长沙市六区POI数据,运用核密度分析、熵指数、频数密度分析及空间聚类等方法研究长沙市生活性服务业的空间格局特征,发现长沙市生活性服务业的分布具有以下特点：1）主要受交通及城市规划指向性影响,沿交通主干道集聚分布,整体布局呈“一核四轴多极”且空间分布与人口集中度联系紧密,东西差异明显,东部多而密集、西部少而分散;2）不同类型的生活性服务业分布特征各异,在空间形态上主要表现为“单核心”、“双核心”和“多核心”等;3）其功能多样性布局呈现以五一广场为核心的“中心-外围”结构特征,功能多样且混合程度高的区域位于城市中心,城市边缘区生活性服务业集聚性较弱且多为单一功能或者双功能混合区。     

重庆直辖以来乡村人居环境可持续发展力及其时空分异研究

乡村人居环境是一复杂巨系统,其可持续发展力是各子系统间物质、信息与能量相互流通与交换的结果,本文从经济发展、生产生活、生态环境3个子系统入手构建乡村人居环境可持续发展力的评价指标体系,以1997—2015年重庆市37个区县的面板数据为数据源,运用发展水平(衡量乡村人居环境可持续发展态势)、发展效率(反映乡村人居环境发展趋向可持续的快慢程度)和协调指数(反映各子系统发展水平均衡程度)构建乡村人居环境可持续发展力测度模型,分析了乡村人居环境可持续力并探究其时空分异特征,为因地制宜践行《农村人居环境整治三年行动方案》提供策略支持。结果表明：1997—2015年,乡村人居环境可持续发展力时序上总体态势向好,其中发展水平逐步上升,发展效率波动剧烈,协调性稳步提高,各子系统间可持续发展力差异性较大;乡村人居环境可持续发展力在空间上总体呈现西高东低、“中心-边缘”的分异格局,区县间差异性明显,其中经济发展子系统呈“多级核心-外围”辐射圈层式差异化增长格局、生产生活子系统呈自西向东扩散式增长格局,生态环境子系统总体上先降后升,呈波浪式不均衡增长格局;从政府“制导引导”、城乡“双轮”联动、“点-极-核”整治模式等方面提出了相关整治策略。     

乡村生产空间系统要素构成及运行机制研究

乡村生产空间系统是一个客观存在的、典型的人地关系地域系统,具有耗散结构特征。论文以系统论为指导,遵循系统科学的基本思维方法,从学理上对乡村生产空间系统的内涵及要素构成进行辨析,并围绕农村生产关系变革划分了乡村生产空间系统的演进历程,在此基础上对乡村生产空间系统的运行机制进行阐释。研究发现,乡村生产空间系统主要由基础要素(资源环境和基础设施)、核心要素(多元经营主体和乡村文化)、驱动要素(资本、技术、信息和市场)和管理要素(制度和政策)4种要素构成;依据乡村生产关系变革、经济体制变迁、城乡关系转变等规律,将新中国成立后乡村生产空间系统的演进历程划分为土地改革运动时期、农业互助合作运动时期、人民公社化运动时期和家庭联产承包责任制时期4个时期,不同时期乡村生产空间系统的要素构成、要素间的联系方式不同,乡村生产空间系统特征表现各异;乡村生产空间系统通过支撑与约束机制、竞争与合作机制以及调控与反馈机制推动自身运行发展。从要素功能、结构关系、协同等视角去审视乡村生产空间系统的运行状态、诊断系统运行的动力机制或障碍因素等,将成为未来乡村生产空间系统研究的重点。     

乡村振兴规划的性质及其体系构建探讨

实施乡村振兴战略是解决中国新时代社会主要矛盾的必然要求,关系着国家现代化的成败。落实乡村振兴战略需要建立科学合理的乡村振兴规划体系,统筹协调和优化配置城乡要素资源。论文基于地理学综合视角,深入分析乡村概念内涵与乡村发展的基本特征,总结乡村振兴规划的基本性质与存在的主要问题,初步构建了乡村振兴规划体系框架。结果表明：① 乡村包含社会文化、政治经济和地理空间多重属性,具有生产、生活、生态、文化等多功能,乡村振兴发展是乡村资源开发利用、经济社会发展和自然人文耦合的综合过程;② 乡村系统具有要素分散性和发展自组织性、空间异质性和类型多样性、对区域和城市依赖性与产业发展受自然因素强限制的基本特征;③ 乡村振兴规划是对乡村空间要素资源配置的统筹协调过程,其本质是以促进公平为导向的规划,应更加强调规划参与过程及其统筹协调能力;④ 当前中国乡村规划尚未形成完整体系,缺少法律基础,规划技术理论发展较滞后,规划边界模糊、规划深度不够,规划实施保障机制不健全;⑤ 基于上述理论和问题分析,构建了包含主体规划系统、制度保障系统、技术支持系统、多规协调系统和参与反馈系统的“五位一体”乡村振兴规划体系。该体系可以高效配置乡村要素资源,促进城乡融合发展,有利于形成规划合力,增强乡村振兴规划的权威性、可行性和实用性。     

Greenness Index from Phenocams Performs Well in Linking Climatic Factors and Monitoring Grass Phenology in a Temperate Prairie Ecosystem

Near-surface remote sensing (e.g., digital cameras) has played an important role in capturing plant phenological metrics at either a focal or landscape scale. Exploring the relationship of the digital image-based greenness index (e.g., Gcc, green chromatic coordinate) with that derived from satellites is critical for land surface process research. Moreover, our understanding of how well Gcc time series associate with environmental variables at field stations in North American prairies remains limited. This paper investigated the response of grass Gcc to daily environmental factors in 2018, such as soil moisture (temperature), air temperature, and solar radiation. Thereafter, using a derivative-based phenology extraction method, we evaluated the correspondence between key phenological events (mainly including start, end and length of growing season, and date with maximum greenness value) derived from Gcc, MODIS and VIIRS NDVI (EVI) for the period 2015-2018. The results showed that daily Gcc was in good agreement with ground-level environmental variables. Additionally, multivariate regression analysis identified that the grass growth in the study area was mainly affected by soil temperature and solar radiation, but not by air temperature. High frequency Gcc time series can respond immediately to precipitation events. In the same year, the phenological metrics retrieved from digital cameras and multiple satellites are similar, with spring phenology having a larger relative difference. There are distinct divergences between changing rates in the greenup and senescence stages. Gcc also shows a close relationship with growing degree days (GDD) derived from air temperature. This study evaluated the performance of a digital camera for monitoring vegetation phenological metrics and related climatic factors. This research will enable multiscale modeling of plant phenology and grassland resource management of temperate prairie ecosystems.     

产新琼四糖的海洋微泡菌属AG1热稳定性β-琼胶酶的过量表达与鉴定

从微泡菌属AG1（Microbulbifer sp. AG1）克隆得到1302 bp大小的琼胶酶基因,该基因编码产物为一个成熟蛋白（413个氨基酸残基）外加一个信号肽（20个残基）。将不含信号肽片段的琼胶酶在E. coli BL21 （DE3）中进行了异源表达和纯化。使用琼脂糖作为底物,该重组琼胶酶的最适反应温度和pH分别为60℃和7.5。该重组酶表现出优良的热稳定性,在50℃和60℃下处理1 h,重组琼胶酶仍能分别保持67%和19%的残余酶活力。除了SDS,重组琼胶酶对于其他测试的抑制剂、去垢剂和尿素变性剂有着较好的抗性。利用薄层色谱和以对硝基苯-α/β-D-吡喃半乳糖苷为底物的酶活力分析结果表明,该重组琼胶酶为β型琼胶酶,它水解琼脂糖的主要终产物为新琼四糖,而且不同聚合度的酶解产物具有抗氧化活性。     

北部湾典型海岛生态系统服务价值空间异质性对比研究

基于北部湾海域典型海岛高分1号数据,借助于CART决策树方法,获取了广西北部湾两个典型海岛的景观格局数据,并采用生态系统服务价值计量模型、空间自相关模型及地统计学中的变异函数模型对其生态系统服务价值进行了空间异质性分析。结果表明:团和岛单位面积生态系统服务价值是七星岛的1.08倍,但其变异系数低于七星岛;七星岛由于其地质背景为泥沙岛,景观格局受到人类活动以及自然环境的强烈干扰,趋向于复杂化和破碎化;而团和岛由于所处的外部环境以及自身的地质特征,景观格局呈现出整体斑块化分布状态;团和岛的景观格局主要受到结构性因素的控制,而七星岛则以随机性因素控制为主,选用变程和Moran’s指数来表征其复杂化和破碎化,来决定其优先开发时序,可对前者进行适当开发,而对后者适当进行生态保护;对受到结构性因素影响的岛屿在进行开发时,时序的识别选用变程和Moran’s指数来表征,若变程和Moran’s指数越小,说明海岛整体的景观分布格局趋向于复杂化和破碎化,反之生态系统较好,可进行优先开发。同时本文构建了北部湾海岛生态系统异质性评估与自然资源管理框架,并提出了海岛管理的建议与对策。