结合邻域信息和结构特征的遥感影像变化检测

为提高像元级变化检测方法的精度,提出一种结合邻域信息和结构特征的遥感影像变化检测方法.该方法涵盖邻域相关影像(neighborhood correlation image,NCI)、匹配误差和结构特征3种属性特征.首先,通过邻域相关分析技术获得表示上下文信息的邻域相关影像,利用邻域间像素的互相关性进行模板匹配获得匹配误差.然后,基于方向梯度信息提取能抵抗影像间光谱差异的结构特征.随后将邻域相关影像、匹配误差、结构特征作为决策树的分类属性,获取初始变化检测结果.最后,利用马尔可夫随机场(Markov random field,MRF)对其进行优化,获得最终的二值变化图.本文通过采用两组不同传感器的双时相遥感影像进行试验.结果表明,相较于采用变化向量分析法(change vector analysis,CVA)、单一邻域信息法及邻域信息和纹理特征相结合的方法,本文方法有效提高了变化检测的精度.     

1973-2018年青海湖岸线动态变化

青海湖独特的地理位置使得其不仅对环湖周边区域气候起着天然调节器的作用,而且还拥有丰富的湖岸线资源,准确、及时地掌握青海湖岸线动态变化对保护沿湖生态环境有重要意义.因此本文基于1973-2018年Landsat MSS/TM/OLI遥感影像和1961-2017年实测水位资料,对青海湖岸线动态变化及对鸟类栖息地的影响进行研究,同时结合面积、水位及气象数据讨论了影响岸线变化的主要因素.研究表明：1）近45年来青海湖岸线发生变化最大的区域是东岸的沙岛,西岸的鸟岛、铁布卡湾及北岸沙柳河入口区域.尤其自2004年以来,鸟岛地区岸线后退距离最大（5.52 km）,鸟类栖息地扩张约97.94 km²,为鸟类提供了较好的栖息环境.（2）1973-2018年青海湖岸线长度以0.88 km/a的速率逐渐延长.1997年之前岸线长度呈较为平稳的上升趋势,1997-2004年呈波动下降趋势,2004年之后呈剧烈波动增加趋势,岸线曲折性也表现出相同的变化趋势.（3）总体上岸线长度和曲折性受水位和面积的影响并不显著,但在不同的水位情况下,二者对青海湖动态变化做出不同的响应.尤其当水位小于3193.3 m或面积小于4249.3 km²时,岸线曲折性会随着水位和面积变化呈现相同的变化趋势,而水位高于3193.3 m时,岸线曲折性一直在增加,且水位上升速率越大则曲折性年际变化越大.（4）1973-2004年间青海湖水位下降和土地沙漠化是造成湖岸线变化的直接成因,人类活动及草场退化加速了湖泊岸线的变迁.2004年之后,随着青海湖水位回升与面积扩张,岸线逐渐后退,尤其在2017-2018年岸线后退距离最大.     

New models to predict rock failure by linking the volume dilatant point with the peak stress point

The rock mass failure process can be divided into several distinct deformation stages: the compaction stage, elastic stage, stable failure stage, accelerated failure stage, and post-peak stage. Although each stage has been well studied, the relationship among the stages has not been established. Here, we establish two models which are the Strain model Q and Energy density model S by using the renormalization group theory and investigate the mechanical relationship between the volume dilatant point and peak stress point on the rock stress-strain curve. Our models show that the strain ratio (ε _f /ε _c ) and energy ratio (E _f /E _c ) at the volume dilatant point and peak stress point are solely functions of the shape parameter m. To verify our models, we further studied the failure process of rock specimens through several uniaxial compression experiments and found that the relationship between ε _f /ε _c or E _f /E _c and m shares a notably similar pattern to that from our theoretical model. However, the ε _f /ε _c and E _f /E _c values in our experiments are slightly smaller than those predicted by the models. In brief, we demonstrate that our models can be used to predict the failure process of the laboratory-scale hard brittle rock samples.     

云南丽江台OSG-066重力潮汐观测结果及应用

基于云南丽江台超导重力仪OSG-066超过5 a的连续重力潮汐观测资料，获取高精度潮汐参数并构建地方重力潮汐模型，为丽江地区精确重力潮汐改正提供参考。研究9个全球海潮模型在丽江台的重力影响改正有效性，用时域内回归分析法和频域内小波分析法分别研究大气重力导纳值的变化特征，并利用观测潮汐数据估算自由核章动本征参数。结果表明，9个海潮模型在丽江台的重力影响改正效果基本一致，NAO.99b模型的改正精度较高；大气重力导纳值在时域和频域内均显示出较为明显的季节性变化特征，且与降雨量变化存在负相关关系。自由核章动本征周期为431.5(411.2, 454.0)恒星日，品质因子为 -2 796。     

祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

气候变暖对森林生态系统产生了深刻影响,而树木生长对气候变化做出了不同的响应。本研究利用采自祁连山中、东部不同海拔梯度的青海云杉（Picea crassifolia）树轮样本,分别建立了中部和东部6个树轮宽度年表,分析了树木径向生长与各气候要素的关系以及随时间变化的稳定性。结果表明：祁连山中部青海云杉对降水和scPDSI较东部更为敏感。中部树轮宽度年表与当年5—7月的scPDSI极显著正相关（P<0.001）,东部树轮宽度年表与前一年9月和当年5月scPDSI显著正相关,表明中部LCH区域青海云杉径向生长主要受当年5—7月土壤水分条件的限制;东部XYH区域则受前一年9月和当年5月的土壤水分的限制。20世纪80年代中东部温度显著升高（P<0.001）,中东部树木生长受高温引起的干旱胁迫增强;20世纪90年代以后,由于中部降水增加而东部降水变化不明显,中部树木生长干旱压力得到缓解,东部森林受干旱的限制作用增强。此外,中东部青海云杉与温度、降水和scPDSI的相关关系逐渐趋向一致,未来气候的持续变暖或许将减小中东部树轮-气候关系的差异。     

茫崖闪长岩的成因及对造山带构造演化的指示意义

南阿尔金造山带是中国西北地区重要的俯冲—碰撞杂岩带。本文对茫崖地区出露的闪长岩开展岩石学、地球化学、锆石U- Pb年代学和Lu—Hf同位素地球化学研究,探讨其岩石成因和成岩时的构造环境。研究表明,茫崖闪长岩亏损Nb、Ta、Ti、P、Th、U、HREEs、Ba、Sr等元素,富集Rb等大离子亲石元素及LREEs,显示与俯冲相关岛弧岩浆岩相似的地球化学特征。样品的锆石U- Pb年龄为494~461Ma,εHf (t)为0. 01~3. 90,tDM2为1496~1447Ma,少量εHf (t)为负值（-2. 22~-0. 03）,tDM2为1453~1254Ma,指示其物质来源以中元古代（1453~1254 Ma）新生地壳物质为主,混合少量中元古代（1496~1447Ma）古老地壳物质。综上,该期岩浆活动是幔源岩浆的底侵作用导致下地壳熔融的产物,指示南阿尔金造山带在<494Ma进入深俯冲陆壳断离—折返阶段,同时伴随着大规模幔源岩浆的底侵作用,茫崖闪长岩是深俯冲陆壳断离后折返作用的岩浆活动响应。     

Investigating the Transport Mechanism of PM2.5 Pollution during January 2014 in Wuhan,Central China

Severe haze pollution that occurred in January 2014 in Wuhan was investigated. The factors leading to Wuhan’s PM_2.5 pollution and the characteristics and formation mechanism were found to be significantly different from other megacities, like Beijing. Both the growth rates and decline rates of PM_2.5 concentrations in Wuhan were lower than those in Beijing, but the monthly PM_2.5 value was approximately twice that in Beijing. Furthermore, the sharp increases of PM_2.5 concentrations were often accompanied by strong winds. A high-precision modeling system with an online source-tagged method was established to explore the formation mechanism of five haze episodes. The long-range transport of the polluted air masses from the North China Plain (NCP) was the main factor leading to the sharp increases of PM_2.5 concentrations in Wuhan, which contributed 53.4% of the monthly PM_2.5 concentrations and 38.5% of polluted days. Furthermore, the change in meteorological conditions such as weakened winds and stable weather conditions led to the accumulation of air pollutants in Wuhan after the long-range transport. The contribution from Wuhan and surrounding cities to the PM_2.5 concentrations was determined to be 67.4% during this period. Under the complex regional transport of pollutants from surrounding cities, the NCP, East China, and South China, the five episodes resulted in 30 haze days in Wuhan. The findings reveal important roles played by transregional and intercity transport in haze formation in Wuhan.     

空间互操作框架集成模式分析

空间互操作已经成为地理信息共享领域研究的重要内容,广义的空间互操作也逐渐成为空间共享技术的代名词。虽着空间互操作研究的深入,空间互操作的模式与方法也逐步多样化起来。本文分别对基于语义空间数据互操作模式,开放式地理数据互操作规范与分布式异构数据库互操作框架,主流GIS平台互操作产品以及ISO/TC211的空间互操作服务体系结构进行分析的基础上,提出了改善各种互操作技术,以提升互操作性能的方法,指出了空间互操作技术框架的发展规律与趋势。从数据转换到开放文件格式,从标准交换格式到应用程序接口,从空间数据库到Web服务的集成,随着时间和互操作技术的发展,互操作的性能也在逐步提升。     

基于监督与非监督分割评价方法提取高分辨率遥感影像特定目标地物的对比研究

基于地理对象的影像分析方法已成为高分辨率遥感影像分析的重要手段。影像分割作为其关键步骤,如何设置合适的分割算法参数对后续分割和分类结果有重要的影响。目前分割参数优选方法的探讨分别从非监督与监督分割质量评价2个方面展开,而何者更适合高分辨率遥感影像特定目标地物分析仍缺乏对比研究。本文以城镇和乡村为例,选取多源遥感数据Quickbird、WorldView-2和ALOS影像中共有的3种典型土地覆被为研究对象,基于2种具有代表性的非监督与监督方法ESP2 (Estimation of Scale Parameter 2)与ED2 (Euclidean distance 2) 进行实验,对最优分割和分类的结果进行全面的对比分析。结果表明：① 相同实验参数下,监督方法均能以较少的分割数据集获得目标地物的最优分割结果,且与真实地理对象吻合度更高;② 非监督方法依靠影像自身特征分析进行分割参数优选,无法克服不同景观格局和影像分辨率的影响,而监督方法可通过改变参考数据集的面积和空间分布模式等来降低其影响;③ 非监督方法往往因为欠分割而漏分小目标地物,这样会严重影响局部分类结果。虽然本文中非监督与监督方法的整体分类精度均可达90.08%以上,但非监督方法的漏分率却是监督方法的1.43~4.65倍。因此,本研究认为监督方法更适合分析高分辨率遥感影像特定小目标地物。