智慧时代的空间信息人才培养:挑战与应对

以智慧地理信息服务新兴产业应用岗位需求为目标导向,分析了智慧时代空间信息认知特征与需求,揭示了地理空间信息理解和空间认知在智慧地理空间信息服务中的重要地位,以及未来空间信息人才面临的机遇与挑战;提出了应对智慧地理空间信息服务需求的成果导向创新应用能力本为教育新模式,构建了以智慧地理信息服务项目驱动的OCCE培养途径/任务群,积极探索了新时代测绘地理信息工程教育教学改革方向。     

青藏高原地区近地表冻融状态判别算法研究

青藏高原地区以其独特的气候水文特征被称为“亚洲水塔”, 这一地区广泛分布的冻土及其冻融过程对地表非绝热加热与水文过程具有重要影响。然而, 恶劣和复杂的地理环境为这一区域的地表冻融过程本地观测和遥感监测均带来极大挑战。本文利用AMSR-2传感器遥感数据开展青藏高原地区的近地表冻融判别算法研究, 包括判别式算法和季节性阈值算法, 并使用4个青藏高原典型地区的土壤温湿度密集观测网数据对算法进行区域适应性优化。研究特别针对季节性阈值算法进行了两点改进: 首先考虑到地表发射率的变化对于冻融相态的转变指示更为直接,故采用6.9 GHz水平(H)极化的准发射率替换季节性阈值算法中的原有冻结因子; 其次使用一种新的数据归一化方法：标准差归一化方法, 用以替代原有的离差归一化方法, 并通过阈值设定对判别精度的影响分析改进后的优势。结果证明, 冻融判别式算法在升轨时期的整体精度最具优势, 其优势在于能够减少夏季地表发射率复杂变化导致的误判, 基于标准差归一化方法的季节性阈值算法在降轨时期的整体精度具有优势。通过对不同典型区域的冻融土辐射特征和判别精度的分析, 发现地表发射率的变幅(初始液态含水量)大小是影响所有冻融判别算法精度的最关键因素。     

基于先验HMRF的MAP分块超分重建方法

针对高光谱图像应用最大后验概率（Maximum A Posteriori, MAP）超分重建后细节信息丢失严重问题,本文提出一种基于先验Huber马尔科夫随机场（Huber Markov Random Field, HMRF）模型的MAP分块超分辨率重建算法,以期提高图像超分重建质量。首先,利用主成分变换获取图像域的主要成分,在此基础上采用样条插值得到初始迭代图像;而后将初始图像域分为若干子块,在每个子块图像域上建立具有自适应阈值的HMRF模型,并结合子块图像域的保真项构建目标函数,采用梯度最快下降法求解此函数得到超分子块图像,将其重组,进而与插值后的次要成分图像相结合,最后应用主成分逆变换方法得到最终的高分辨率图像。为了验证本文算法的有效性与优越性,分别对模拟和真实图像采用本文方法和具有代表性的Tikhonov、总变分及传统HMRF模型超分重建方法进行实验对比,其中本文方法重建结果在峰值信噪比和结构相似性定量评价方面明显优于其他方法重建结果,在定性评价方面边缘结构及细节信息也更加明显,表明本文算法较为突出。     

强度体元基元下的机载LiDAR 3D滤波

针对现有基于二值体元基元的机载LiDAR三维（3 Dimensional, 3D）滤波算法仅利用了数据的高程特征、无法区分相连的地面和非地面目标的问题,提出了一种基于强度体元基元的机载LiDAR 3D滤波算法。首先,基于计算几何理论,将机载LiDAR数据规则化为强度（体元内激光点的量化平均反射强度值）体元结构。然后,基于3D连通区域构建理论,选取局部高程最低的非0值体元为地面种子进而搜寻并标记与地面种子,空间连通、反射强度及坡度值均接近的连通区域内体元为地面体元。算法综合利用LiDAR数据的高程、反射强度及坡度特征,支持相连但强度不同的地面和非地面目标的区分,为相连的地面和非地面目标的精确区分提供更有效的信息。算法有助于提高滤波精度,并扩展基于体元基元的3D滤波算法适用于更复杂的场景。实验基于ISPRS提供的专门用于滤波算法测试的LiDAR点云数据测试了“空间邻域尺度”参数的敏感性及提出算法的精度。定量评价的结果表明：51邻域为最佳邻域尺度;提出算法的平均Kappa系数在相对平坦、陡坡及不连续地形分别为0.9380、0.7749和0.6866;从总误差测度来看,提出算法对比经典的Axelsson算法改进了15个样本中的7个样本精度,且其对比其他二值体元基元下的滤波算法平均总误差最低。     

高邮台地电阻率受避雷接地线干扰分析

通过对2017年7月江苏高邮地震台地电阻率所受干扰核查,发现测区边缘附近架设高压电杆避雷接地线,且避雷接地线相互连接。将接地线视为埋地金属导体,利用良导体电位分布的计算公式对比理论干扰幅度和实际干扰幅度,结果表明接地线的存在改变了测区介质原有的电性结构,形成一条低阻带并造成了人工电场分布的改变,导致地电阻率EW向和NE向测值出现低值。     

基于水文地貌分异的盐城射阳河至梁垛河段湿地景观格局变化研究

以盐城湿地中的射阳河至梁垛河段湿地为研究区,采用水文地貌分类方法,将研究区划分为河口区和潮间带区;采用景观生态学方法,利用1987年至2021年期间的7期遥感影像数据,研究河口区和潮间带区的景观格局动态和变化特征。研究结果表明,7个时期,随着时间的推移,射阳河至梁垛河段湿地河口区和潮间带区景观的总体变化是自然湿地不断萎缩,人工湿地面积不断增大,河口区一直以自然湿地为景观主体,潮间带区的景观主体在2002年转变为人工湿地;河口区景观的破碎化程度较大,景观优势度降低,自然湿地斑块分布稀疏且形状不规则;潮间带区人工湿地斑块形状规则,聚集度相对较好,景观多样性较差;人类活动是导致射阳河至梁垛河段湿地景观格局变化的主要因素,政策导向型的滨海湿地开发等人类活动致使研究区的自然景观演变规律被破坏。     

新生代半成岩工程特性分析及工程岩体分级方法

在分析和总结新生代半成岩地质特征与工程特性的基础上,通过应用现行各相关规范中的工程岩体分级方法对新生代半成岩进行了基本分级评价,发现目前各相关规范中的工程岩体分级方法对大部分工程岩体具有较强的普适性,然而对于新生代半成岩这种介于"岩"与"土"之间的过渡型特殊介质适用性不强,评价结果难以突显新生代半成岩对工程建设影响的工...     

胶州湾水体四季之交之时的污染状况研究

2003年5月至2004年2月期间,对胶州湾海域进行4个航次的现场调查,根据海洋监测规范对采集水样的pH值、DO、COD、石油、重金属等化学指标进行测定,并对水质现状进行评价.结果表明,2003年5月胶州湾海域DO,COD,石油和Cu,Zn,Pb,Cd,总Hg的质量浓度平均值分别为:6.63,1.51,0.038和2.58,24.86,1.05,0.096,0.043 μg/L;2003年8月DO,COD,石油和Cu,Zn,Pb,Cd,总Hg的质量浓度平均值分别为:5.61,1.27,0.026和3.9,20.5,0.77,0.13,0.041 μg/L;2003年11月DO,COD,石油和Cu,Zn,Pb,Cd,总Hg的质量浓度平均值分别为:7.27,1.86,0.016和4.02,16.55,0.63,0.093,0.06 μg/L;2004年2月DO,COD,石油和Cu,Zn,Pb,Cd,总Hg的平均值分别为:10.1,2.38,0.011和3.45,18.18,0.64.0.16,0.051 μg/L.海泊河口和黄岛轮渡水质已接近重污染;重金属Pb和Zn在部分海区受到轻度污杂;有机物污染呈现加重的趋势.     

连云港西大堤海域水环境污染特征分析

连云港拦海西大堤建成已20余年,为得到近几年来本海域水环境中重金属和有机污染物的污染特征,作者于2011年6月对海州湾西大堤海域进行现场调查,根据海洋监测规范对采集水样的DO、COD、石油、重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)、活性磷酸盐、无机氮9个化学指标进行测定,并对水质现状进行评价。同时,本研究测定了连云港海州湾西大堤近岸表层沉积物中多种重金属和有机质的含量,利用因子分析法研究了沉积物中重金属的污染来源。结果表明:海州湾西大堤海域海水中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的平均质量浓度皆未超出国家二类海水水质标准,石油类和无机氮类污染物为本海域海水中的首要污染物,有机物污染呈现加重的趋势。表层沉积物中重金属Zn、Cd、As的富集指数大于3,属于重污染级别。根据数理统计,发现前3个主成分的贡献率分别为44.09%、27.61%、13.44%,表明沉积物重金属主要有3个来源:工业和生活污水排放、港口煤渣倾倒、海陆交通排污。     

互花米草入侵对盐城淤泥质潮滩湿地潮沟系统影响研究

潮沟既是滨海湿地特有的地貌因子,也是输送水分与盐分的重要通道,对植被的生长与空间分布有重要的影响。为探究互花米草入侵对盐城滨海湿地潮沟系统演变的影响,本文利用遥感与地理信息系统（Geographic Information System,GIS）技术,分析了1989年至2020年江苏盐城典型淤泥质潮滩湿地互花米草沼泽时空变化过程与潮沟系统演变特征。研究结果表明：(1)互花米草扩张经历了入侵初期的斑块阶段、中期连续带状分布阶段及现状阶段过程,入侵影响的景观类型也从光滩转变为碱蓬沼泽;(2)互花米草入侵过程对潮沟系统产生的影响主要表现为潮沟平均宽度与长度减小、互花米草内潮沟的数量与分支增多;(3)潮沟系统的变化与互花米草的平均面积、平均周长等存在较大的相关性,表明互花米草的入侵是潮沟系统变化的重要影响因素。