空间决策支持系统在矿山沉陷防治中的应用

空间决策支持系统(SDSS)是近年来随着计算机技术、人工智能、运筹学等学科的发展而兴起的一门新兴学科,它与GIS及ES的结合在空间分析中的应用体现了其解决结构性差类问题的优越性.本文根据矿山沉陷防治的具体特点,探讨了这一技术在矿山沉陷防治中的应用 ,并对其与GIS、ES等的结合进行了思考.     

车载三维摄像仪数据的土地覆盖解译验证方法——以蒙古国东部为例

土地覆盖精度验证是定量刻画土地覆盖遥感解译数据质量的必要手段。传统的土地覆盖验证主要是以"GPS定点"+"野外景观照片"的平面验证方式,其获取的验证点数量受制于野外采样效率,且主观性强。本研究提出一种车载三维摄像仪的土地覆盖验证方法,解决了三维视频资料中GPS验证点信息的输出和提取、验证点分类识别与管理,打分的精度评价等技术问题。以蒙古国东部7省(市)采集的2013年野外视频为例,从264 GB的影像资料中,分别以1、5、10、60、300 s为采样间隔,分离和辨识出123 396、24 679、12 339、2056、411个验证数据,并以验证打分的方法获得本区域的验证精度。分析表明,车载三维摄像仪具有自动化程度较高、能够连续记录可观的三维实地信息的优点,适用于信息化和大数据时代的土地覆盖验证。实地分间隔抽样结果表明,60 s间隔的采样频率在验证效率上最优,变长间隔采样技术将成为未来需要深入研究的关键问题。     

基于深度神经网络的蒙古国色楞格河流域水体信息提取

蒙古高原地处干旱半干旱地区,河流水系对该区域的资源环境格局及其生态环境影响重大。发源于蒙古国的色楞格河是蒙古高原最主要的水资源来源,准确掌握该流域的水体信息对东北亚地区生态环境问题及资源保护具有重要意义。本文以蒙古高原色楞格河流域为研究对象,基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）云平台,使用 Sentinel-2 多光谱卫星遥感影像,利用深度神经网络（Deep Neural Network, DNN）方法对色楞格河流域的水体信息进行提取,并与支持向量机方法进行对比;利用全球30 m SRTM数据生成水系分布矢量图,通过空间分析形成河流提取目标区,结合深度神经网络分类结果,绘制蒙古国色楞格河流域2019年河流分布图。研究结果表明：① 该方法能够准确地完成大流域范围内的水体制图,提取结果能够体现色楞格河流域河流的空间分布,且能够减少河流断流、空洞现象;② 深度神经网络模型中批量大小设置为8时,在处理数据速度与精度中达到最优,而神经网络结构中隐含层数达到4层时,在精度评价指标测试数据集上达到0.9666,保证了模型特征挖掘能力;③ 经样本点的验证,结果总体精度达到97.65%,可以满足实际应用需求。本研究预期可以为蒙古高原的水体提取提供方法支持和相关数据支持。     

地球系统科学数据共享网络平台的设计和开发

“地球系统科学数据共享网”是国家科学数据共享工程的试点之一,同时也是国家科技基础条件平台的组成部分,其目的是为地球系统科学的基础和前沿研究提供数据支撑服务。该系统平台(GEODATA)是一个分布式的数据交换体系,总体设计思路是利用元数据整合分散的地学数据资源,通过业务逻辑的技术封装提供地学数据的网络共享。设计的GEODATA体系是一个五层结构,即门户层、共享业务层、核心服务层、资源管理层和网络平台层,具体的业务逻辑处理功能被分解为13个功能模块。GEODATA的研发技术路线包括总中心和分中心两大部分,其中总中心采用“地学数据超市”理念进行功能组织;分中心基于Web Services技术,采用分布式数据管理的模式进行设计。两者的业务逻辑基于元数据的生命周期被串联成一个有机的整体。GEODATA原型系统利用J2EE开发,实现跨平台部署。应用实践表明这种平台构架模式非常适用于地球系统科学的学科特点。     

基于GML的时空地理本体模型构建及应用研究

时空地理本体模型是一套描述地理时空知识的形式化说明规范,是构建时空地理本体实例的基础和参考。本文基于GML规范及时空推理理论提出了一种时空地理本体模型的框架,并详细阐述了其组成:要素模型、几何模型、空间关系模型、时态模型中类的关系和所涉及到的属性定义,并基于该本体模型给出了应用实例--行政区划本体设计和构建方法。文中所提出的时空地理本体模型,对开展面向不同应用的地理本体实例的构建和共享研究具有一定参考意义。     

国家重点基础研究发展计划(973)资源环境领域项目数据汇交工作正式启动

1 引言 针对科技项目数据汇交的紧迫需求,为规范"973"计划资源环境领域项目数据汇交管理工作,促进科学研究项目数据的共享,根据<国家重点基础研究发展计划管理办法>、<973计划项目管理办法>、<973计划项目结题验收办法>等有关规定,科技部基础司经一年半的调研、起草文件、征求意见等筹备后,得到了科技部多位部长的批示,要求积极做好资源环境领域数据汇交试点工作,为我国科技计划项目科学数据共享提供经验.     

环境与灾害监测预报小卫星CCD数据质量评价

中国环境与灾害监测预报小卫星星座双星4部CCD传感器具备大范围、全天时环境与灾害监测等方面的能力,在空间覆盖与重复观测频率方面有很大的优势。结合美国陆地卫星TM数据,从几何精度、辐射质量2个方面定量分析了该卫星CCD传感器的数据质量。结果表明：①环境减灾卫星CCD数据无波段错位现象,有极小的畸变与扭曲（0.05%）,然...     

基于普查和手机定位数据的乡镇尺度人口空间化方法研究

人口在空间上的实际分布是人口地理学研究的基础和热点问题。目前全球不同尺度的人口空间化数据产品因生产方法、数据源等有较大差异,空间化产品的一致性存在较大差异,尤其是共性需求集中的1 km数据产品。本文以京津冀地区为研究区,基于2000年乡镇尺度的人口普查数据和可开放获得的手机定位数据,利用光影投射法计算人口分布权重,结合面积权重法和指数平滑法得到京津冀地区1 km分辨率的人口空间化结果PJ2000。该产品较好地反映了京津冀人口实际分布细节特征。经精度评定,PJ2000人口空间化的总体精度为90%,人口空间化相对误差小于0.5的乡镇（街道）数约占87%,PJ2000与2000年乡镇街道人口统计数据pop2000的相关系数r高达0.95。结果证明,结合乡镇尺度人口统计数据和手机定位数据等多源数据所构建的人口空间化模型,所获1 km分辨率人口密度数据集精度得到显著提高。     

基于决策树方法的蒙古高原土地覆盖遥感分类——以蒙古国中央省为例

蒙古高原包括蒙古全部、俄罗斯南部和中国北部部分地区。蒙古高原的土地利用/覆盖格局与变化,对揭示该区域乃至整个东北亚地区的资源、环境和生态特征,促进该区域可持续发展具有重要的现实和科学意义。本文以在蒙古国中央省及其所含首都乌兰巴托市为研究区,利用空间分辨率为30 m的TM影像,采取QUEST(Quick Unbiased and Efficient Statistical Tree)决策树方法,通过图像目视解译,获取了研究区2010年土地覆盖分类数据。结果显示,草地占据研究区总面积的70.88%,其次是森林占14.83%、裸地占10.73%、农田占2.98%、水体占0.31%、建筑用地占0.27%、湿地占0.02%。通过野外实地采集的139个GPS验证点进行精度评价发现,一级土地覆盖类型的总体精度可达72.66%。针对草地的二级分类的总体精度有较明显下降,其主要是由于中蒙科学家对于草地类型分类体系的差异所造成的典型草地和荒漠草地的混分。     

威海市土地利用分形特征动态变化

基于威海市三期土地利用遥感解泽数据,应用土地利用空间形态分形模型,获得了1985年、1995年和2000年三个时期威海市各主要地类的分形维数和稳定性指数;通过叠加分析等方法,计算出了1985-1995年、1995-2000年和1985-2000年三个时间段各主要地类动态度.在此基础上.对威海市土地利用分形特征时空格局变化特点、动态度变化特点进行了研究.结果显示:1985年、1995年和2000年分维数较大的主要地类均是未利用土地、城镇用地和水域等,分维数较小的地类均是农村居民点和其他建设用地.从1985年到2000年,各主要地类的分维数平均值旱现出逐渐减少的趋势,总的来看,土地利用类型的形态向着简单、规则的方向发展.在不同时段,各主要地类的分维数和稳定性指数变化特点存在较大差异.农村居民点、其他建设用地和未利用土地在三个时期的空间结构较稳定,水域、城镇用地、草地和耕地在三个时期的空间结构较不稳定.1985-1995年,威海市城镇用地年增长率最大,林地年减少率最大;1995-2000年,城镇用地年增长率最大,水域年减少率最大;1985-2000年,城镇用地年增长率最大,未利用土地年减少率最大;威海市城镇扩展迅速,城镇化趋势显著.社会经济快速发展、政府规划、城镇化等因素是威海市主要地类分形维数、稳定性指数和动态度变化的主要原因.