基于亮度补偿的遥感影像阴影遮挡道路提取方法

在基于高分辨率遥感影像的道路提取中,阴影遮挡是导致提取的部分或整段道路缺失的重要因素,严重制约了道路提取的自动化过程,因此探索适用性强的阴影情况下道路提取方法对地图数据生产和地理大数据研究具有重要意义。本文针对传统的阴影系数修正方法难以消除植被、建筑上的阴影对道路提取带来的干扰,选用路面颜色不一、地物干扰少的郊区影像与地物丰富、路面地物阴影干扰严重的市区影像开展研究,提出了基于亮度补偿的阴影遮挡道路的提取方法。首先,在图像预处理的基础上,利用HSI阈值分割获取阴影区域;其次,在削弱蓝色分量信息后采用亮度补偿方法实现像素点空间域增强以及阴影区信息的恢复,在增大道路面阴影与周围环境差异的基础上,借助高效的分割算法实现阴影道路提取;最后,通过和由K-means聚类分割获取的非阴影道路进行合并,经细化处理最终实现阴影遮挡道路的完整提取。实验结果表明,此方法提取郊区与市区影像中阴影道路的正确率在80%以上,该方法能有效地提取阴影遮挡道路,消除其他阴影的干扰,降低阴影道路提取时的斑块破碎度,较好的保留道路的主体。     

夜间灯光遥感数据一致性校正下成渝城市群扩张分析

针对DMSP/OLS和NPP-VIIRS两种数据不一致、不可比的问题,该文提出一种基于夜间灯光遥感数据一致性校正应用下的小面积城镇剔除方法,对1992—2019年成渝城市群进行城市区域提取,并对城市面积、扩张强度、景观格局指标及扩张方位进行综合分析。结果表明：成渝城市群在1992—2019年,新兴城镇数量较少,相邻区域逐渐连接成片,城市区域的形状复杂度不断上升。城市扩张主要经历了由低速到中、快速再到低速的变化趋势。研究结果揭示了成渝城市群的城市时间发展规律及空间发展特征,可为成渝城市群的发展规划及政策制定提供有价值的参考。     

夜间灯光数据的东三省城市群发展特征研究

针对东北地区面积辽阔,传统的城市化研究方法耗时耗力的问题,该文基于DMSP/OLS数据,采用Elvidge校正模型,提出相对误差最小准则的阈值分割方法,结合景观指数,分析了1992—2012年东三省主要城市群的城市化发展演变特征。结果表明:东三省主要城市群在1992—2006年,原有城市面积的扩张以及合并小城镇是城区面积快速增加的主导因素,在2006年以后,新兴小城镇的不断涌现和相连成片是加快该区域城市化进程的主要因素,部分小城市区域逐渐连接在一起是导致面积扩张的另一因素。典型城市沈阳、长春、鞍山等持续扩张是因为主城区扩张以及与不断融合周边新兴小城镇。此外,以沈阳为中心,周边城市的连通性增加,形成密集城市群。大连等沿海城市的发展远快于鞍山、大庆等能源城市以及发展最慢的伊春等农业城市。     

利用R-Shiny架构的植被物候参数分析系统设计与实现

植被物候作为反映植被与气候变化关系的重要参量,具有重要的研究意义。本文基于R语言分布式架构Shiny构建了植被物候参数分析系统,可实现站点分布可视化、感兴趣区(Region of Interest,ROI)选取与绘制、植被指数计算与可视化、数据过滤、生长曲线轨迹拟合与物候参数提取等功能模块。用户可提取不同植被类型数码相机时间序列的植被指数,并用max方法进行平滑与去噪处理,然后选择合适的方法组合拟合植被群落季相变化轨迹,最终提取较为精确的关键物候参数。林地数据系统测试结果表明:1)相对绿度指数GI比其他相对植被指数和单波段的亮度值振幅明显,其时间序列可表征植被实际生长轨迹; 2)不同拟合方法与提取方法的组合效果不同,如klosterman与klosterman方法组合适合林地类型的植被物候参数提取,用户可综合均方根误差与季节群相变化轨迹结果,筛选出适合所选植被物候数据的拟合与物候参数提取方法组合。     

几何部件缓冲区域合并的Buffer算法及其并行优化方法

摘 要：本文在介绍一种基于几何部件缓冲区域合并的矢量数据缓冲区生成算法的基础上,采用数据并行思想和MPI编程模型对缓冲区算法的并行化实现和优化方法开展研究。实验结果显示,与ArcGIS Buffer工具相比,（1）当缓冲区结果多边形不合并时,虽然串行缓冲区算法的时间开销较高,但可轻易通过并行方式实现加速。（2）当缓冲区结果合并时,本文算法要明显优于ArcGIS Buffer工具,并且经过优化的并行缓冲区算法表现出了更高的计算效率和更大规模的数据处理能力。因此,基于几何部件缓冲区域合并的Buffer算法具备一定的实用价值,本文提出的按结点数量的任务分解方法和进程间结果“树状”归并策略是对缓冲区算法进行并行优化的有效途径,对GIS中其他矢量分析算法的并行化及相关优化工作也具有一定的借鉴意义。     

多距离模式的长沙某医院服务范围空间分析

对长沙市某医院2016年1~3月份的就诊患者地址数据进行地理编码及可视化处理,采用欧式距离、曼哈顿距离、道路距离、最短行驶时间方法分析不同距离模式下患者到该医院就医的空间分布状况;另外,结合分位数评价指标定量分析3种距离模式下服务半径和服务面积的异同以及影响该医院服务范围的因素,分析得到该医院的服务范围呈中心辐射状,主要服务半径较小(约8 km),服务辐射范围在150 km~2以内,且受距离成本、时间成本和地形要素影响明显。     

1980-2015年黄河流域降雨侵蚀力时空变化分析

本文利用1980-2015年黄河流域及周边166个气象站点36 a的降雨资料,采用日降雨侵蚀力计算模型,对克里金插值后的栅格数据,通过利用主成分分析法、isodata聚类和最大似然法实现区域划分,并在此基础上应用重心模型研究了黄河流域降雨侵蚀力的时空变化。研究结果表明：黄河流域内不同区域的年降雨侵蚀力差异较大,最小的区域在200 MJ·mm·hm^-2·h^-1左右变化,最大的区域可达3000 MJ·mm·hm^-2·h^-1,年降雨侵蚀力具有由西北向东南递增的趋势。年降雨侵蚀力大的区域其侵蚀力值在不同年份中波动范围也大。西宁、呼和浩特等所在的一区、二区和三区的年降雨侵蚀力的重心总体上呈现向东北方迁移趋势。太原、西安所在的四区、五区其重心总体上呈现向西南方迁移趋势,其年降雨侵蚀力重心迁移范围小,重心点分布更紧密。各区域年降雨侵蚀力重心的迁移范围在空间和时间尺度上总体呈现由西北向东南方向逐渐缩小趋势。     

青藏高原极端气温指数时空格局及可持续性分析

青藏高原是典型的气候变化敏感区域,研究高原极端气温情况是探索区域气候变化情况的重要内容。本文利用青藏高原地区1960—2012年98个气象观测站点的气温实测记录,计算了昼夜极端温度指数、年均温度最值等极端气温指数,以线性趋势分析和Hurst指数为基础,对高原气温变化的时空趋势及可持续性进行统计性推断和预测。结果表明:1)青藏高原冷、暖指数对应温度值均显著增加。冷昼指数下降速度最快的是高原的中南部及北部区域;暖昼指数在高原东北部稳定增加;高原北部和南部分别是冷夜、暖夜指数变化最显著的区域。2)除东北和中南部分区域略有反持续性现象,青藏高原典型极端气温指数Hurst指数均表现为较强或强持续性,集中分布于中东部及东南部区域,且在各站点具有相近的空间分布特征。年均最值Hurst指数普遍较高和未来趋势持续性较强。     

基于Cesium的南中国海石油平台信息系统设计与开发

开源WebGIS软件Cesium能够提供二、三维一体化的时空数据展示与管理功能,在轻量级GIS应用场景下为地理信息的展示与分析提供了一个低成本、易共享的解决方案。本文基于Oracle数据库与Cesium平台,采用Echarts、WebService和Ajax等网络编程技术,设计开发了面向南中国海区域海上石油平台的信息管理系统。该系统提供了油样定位、平台查询、采样统计、周边搜索等功能,通过接入国家海洋局南海环境监测中心的溢油分析鉴别业务流程,将常用的数据处理操作网络化,实现了石油设施和油指纹信息的可视化管理。