2010—2015年贵州省关岭县石漠化时空演变及人类活动影响因素

石漠化是中国西南喀斯特地区面临的重要环境问题之一,其演化过程和驱动机制分析一直是相关研究领域的难点和热点,尤其是人类活动的影响分析方面仍有待于进一步研究。论文选择贵州石漠化极其严重的关岭县为研究区,利用2010年SPOT5/ALOS数据、2015年的高分一号/资源三号数据等,结合地面调查、采用目视解译的方法获得了2010—2015年石漠化分布、演化过程及驱动因素等信息;在系统分析石漠化的空间分布及演化过程的基础上,着重分析土地利用类型、社会经济水平及石漠化治理工程等人类活动因素对贵州石漠化演化的影响。研究结果表明：① 关岭县石漠化土地占有很大比重(2015年占总土地面积的45%以上)且以中度石漠化为主;② 石漠化总体上得到明显改善,石漠化土地面积逐年减少,尤其是重度石漠化和极重度石漠化土地明显减少,但仍有部分石漠化土地的状况在恶化。③ 人类活动对石漠程度和演化过程具有重要的影响,首先,土地利用类型尤其是灌木林、旱地和有林地对石漠化演化起着重要的作用;其次,人口密度较大和GDP较高的地区,石漠化程度也较高且石漠化恢复治理的效果越不明显;另外,关岭县的各类石漠化治理工程取得了显著的成果,约1/3的处于稳定和得到改善的石漠化土地是通过治理工程来实现的。本文查明了土地利用类型、人口及石漠化治理工程与石漠化演化的关系,研究结果可为石漠化治理与生态恢复工作提供科学的依据。     

单目视觉Tukey权因子模型室内位置测量

面向室内导航和定位的需求,本文提出了一种基于编码图形和单目视觉传感器相结合的室内移动载体位置测量方法。首先,优化设计了一系列用于移动载体空间位置计算的编码影像,利用轮廓匹配、矩计算和映射匹配相结合的方式实现空编图形的识别与定位。其次,针对编码图形中心像方坐标观测值提取残差,构建了基于单位权和Tukey权因子模型的空间后方交会方法,基于两种权重因子分别计算了移动载体的观测值残差权重,分析了不同残差的观测值对结果的影响程度。然后,构建了4组实验环境,从不同角度获取了观测影像,并进行了数据处理与分析。最后,通过实验验证,表明基于2种权因子模型的方法均能够实现载体位置的计算,但基于Tukey权因子方法具有更高的精度,平面精度提高了29.76%—49.42%,高程精度提高了29.17%—74.07%。本文方法能够为室内空间移动载体提供高精度的导航和定位测量服务。     

全球变化下作物物候研究进展

作物物候是农作物重要的植物属性,不仅反映作物的生长发育状况,其变化也影响作物产量,是一种能够指示气候变化的综合响应指标。以气温升高为主要标志的全球气候变化对作物物候产生了重要影响,开展全球气候变化下作物物候变化特征及其影响机制研究对于揭示全球变化对作物生长发育过程影响及其产量形成机制具有重要的理论意义和实践价值。目前,作物物候变化及其影响因素是国内外研究的焦点和热点问题,前人已开展了大量而卓有成效的研究工作。本文侧重介绍全球气候变化下作物物候变化的主要研究进展,包括作物物候变化的驱动因子及其影响机制和作物物候主要研究方法,并探讨未来研究仍亟待解决的关键科学问题,以期为深入认识全球气候变化对农业物候的影响机理以及指导区域农业生产实践提供理论依据。     

快速城市化阶段济南城市空间扩展及驱动力研究

基于济南市1992年、2000年、2010年、2018年Landsat遥感影像数据,借助ArcGIS、ENVI等图像分析工具,提取济南城市建成区,从扩展速度、强度、分形维数、紧凑度、重心转移等方面探究济南城市空间扩展的时空变化过程、特征,运用地理加权逻辑回归方法对济南城市空间扩展驱动力进行分析。结果表明：① 济南城市空间扩展经历“中强低速”“高强中速”“低强高速”3个阶段,城市形态趋于稳定,城市形状呈现东西向条带状分布格局,紧凑度较差;② 1992—2018年济南城市空间向E、NEE、NE方向扩展最为显著,扩展方式以外延扩张与内部填充为主,城市空间分布重心东移态势明显;③ 济南城市空间扩展受多重驱动因子影响,主驱动因子为距城市建成区距离、距主要公路距离、地区生产总值、城镇化率、人口密度等。     

中国旅游供需耦合协调发展的空间分异及驱动机制研究

基于耦合协调模型测算2004―2016年中国31个省（市、区）（不含港澳台）旅游供需耦合协调度,利用空间自相关法、面板数据模型、地理加权回归模型,从全局和局部空间视角分析旅游供需耦合协调发展的影响因素,并探讨其驱动机制。研究表明：① 旅游供需耦合协调发展的空间地带性差异显著;空间相关性愈发明显。② 固定效应、动态面板模型、空间误差（SEM）和空间自回归混合模型（SAC）估计结果表明,产业结构、资源禀赋、制度变迁、资本因素与旅游供需耦合协调发展呈正相关关系,直接效应和间接效应显著。③ 地理加权回归模型（GWR）估计结果表明各影响因素的空间分异作用明显,产业结构由东南和北部边缘地带向内陆递减;资源禀赋以西北部为核心逆时针扩散;制度变迁由东南沿海向西北内陆逐渐减少,“一高一低”两极对峙;资本因素沿东南沿海向西北内陆顺时针递减。④ 旅游供需耦合协调发展演化的驱动机制包括产业结构、资源禀赋、资本驱动力和制度变迁调控力。     

国产高分辨率卫星影像云检测方法分析

云检测方法大都针对特定的传感器或依赖多个波段,对参数要求高,而国产高分辨率卫星影像通常包含波段数较少,多数云检测方法不适用。本文采用深度学习的方法,以融合后的高分一号影像为例,应用基于双重视觉注意机制模型进行云检测,并与人工采集、全卷积网络模型的检测结果进行对比。理论分析和研究结果表明：基于双重视觉注意机制的模型云检测结果与人工采集进行对比,正确率为0.986 4;通过增加云样本数量和非云样本数量可有效解决模型对道路、河流、居民地的误检测问题;基于双重视觉注意机制的模型与全卷积网络模型相比,云边界更为准确,模型适用性更强。利用较少的波段信息进行云检测为国产其他高分辨率卫星影像云检测提供了参考。     

手机视觉与惯性融合的松耦合滤波算法

在智能手机和互联网的普及状态下,对高精度定位技术的需求也更加显著,精确定位服务已渗透到各个领域,如物联网、无人驾驶、机器快递员、应急救援等。在室外环境下,这些服务大多由全球卫星导航系统提供;然而,在深山丛林、矿井隧道、地下室等室内环境下,由于信号衰减及多径效应的影响,GPS无法正常工作。本文针对一些特殊的室内场景,研究了基于松耦合滤波的视觉惯性融合导航方法,设计了一个面向智能手机平台的室内行人定位系统。该方法视觉前端采用了快速、稳健的稀疏直接法,后端采用了扩展卡尔曼滤波器来融合惯性信息,能够有效融合视觉和惯性信息,达到恢复单目视觉尺度、提高稳健性的效果,实现了高精度的室内行人定位。     

驱动山区农业产业遥感监测的GMG协同系统建设与应用

由于喀斯特山区地貌的支离破碎、地形的高低起伏及气候的多云与雾,难以通过常规遥感手段实现大范围农作物的快速监测,针对该情况,本文研发了内外业一体化的GMG协同系统。该系统利用GPS的精准定位、多媒体的丰富语义及GIS的数据处理优势,多向驱动贵州山区农业产业遥感监测。实践表明,该系统快速实现了省域监测中解译样本的多样性,有效弥补了局部区域内遥感监测的局限性,同时检验了解译数据的准确性。     

人工智能时代的知识地图

面对新近出现的更加强调数据深加工、更加侧重解决地学问题的一系列新地图概念和产品,基于行为地理学和地图学基本原理,提出人工智能时代的知识地图是面向地理行为决策的,并从空间认知、信息传输和地图可视化3个维度对知识地图进行了考察分析。在此基础上,总结了知识地图在人工智能时代的特点。与传统地图相比,知识地图更加强调知识传输和知识发现,更加强调视觉思维。     

基于机器视觉的水域远程监测应用系统方案设计

针对水面污染区域的识别及快速测量,通过电子测量手段和图像甄别方法,提出了一种高精度的水面污染面积测量方案,以满足水域管理和监测盲点污染需求。根据机器视觉的单目视觉测距原理,采用无人机航拍为该测量过程提供相应参数及污染区域方位信息。系统通过图像分割与堆叠技术对拍摄图片中油污染区域特征进行人工圈定边界识别,利用适用于该面积测量的视觉图像处理方法,设计了水面污染面积测量的人机交互,实现对污染区域面积进行实时或后期测量。试验结果表明,通过无人机实际飞控测量及软件处理,为水域管理提供有效依据,模拟水面污染面积测量精度为10^-3 m²,测量相对误差低于5%,垂直拍摄平均相对误差低于1.3%。