基于DEM的一体化山地特征要素提取

山顶点和山脊线等特征地形要素是构成地表地形及其起伏变化的基本框架,对地形在地表的空间分布具有控制作用。基于DEM研究山顶点、山脊线及其空间组合关系,是DEM地表形态特征研究的重要内容,也是衔接从地形特征分析向山峰等地貌学本源语言的途径之一。本文以四川盆地西南缘与青藏高原过渡地带的川西凉山山原为例,基于山峰-山脊线-控制范围一体化构建的算法策略,识别了山峰和山脊线及其等级、主山脊及其范围。结果表明,研究区内有主峰9座,次峰53座,平均高程2540 m;山脊线230条,其中主山脊9条,平均长度60 km;9大山系,近南北走向,平均控制面积1017 km^2。研究用模糊隶属度方法对算法所提取的主峰、主脉进行精度验证,隶属度介于0.98~1.00和0.37~0.57时提取的主峰、主脉基本吻合算法提取的结果。研究采用一体化山地特征要素提取方法,实现了各山地要素间紧密联系、总体结构与区域地貌特征相对吻合的目标;完成了由栅格单元向地理对象的转变;可以应用于协助地貌类型划分,协同区域地理规划等。     

Using global node-based velocity in random walk particle tracking in variably saturated porous media: application to contaminant leaching from road constructions

Precise and efficient numerical simulation of transport processes in subsurface systems is a prerequisite for many site investigation or remediation studies. Random walk particle tracking (RWPT) methods have been introduced in the past to overcome numerical difficulties when simulating propagation processes in porous media such as advection-dominated mass transport. Crucial for the precision of RWPT methods is the accuracy of the numerically calculated ground water velocity field. In this paper, a global node-based method for velocity calculation is used, which was originally proposed by Yeh (Water Resour Res 7:1216–1225, 1981). This method is improved in three ways: (1) extension to unstructured grids, (2) significant enhancement of computational efficiency, and (3) extension to saturated (groundwater) as well as unsaturated systems (soil water). The novel RWPT method is tested with numerical benchmark examples from the literature and used in two field scale applications of contaminant transport in saturated and unsaturated ground water. To evaluate advective transport of the model, the accuracy of the velocity field is demonstrated by comparing several published results of particle pathlines or streamlines. Given the chosen test problem, the global node-based velocity estimation is found to be as accurate as the CK method (Cordes and Kinzelbach in Water Resour Res 28(11):2903–2911, 1992) but less accurate than the mixed or mixed-hybrid finite element methods for flow in highly heterogeneous media. To evaluate advective–diffusive transport, a transport problem studied by Hassan and Mohamed (J Hydrol 275(3–4):242–260, 2003) is investigated here and evaluated using different numbers of particles. The results indicate that the number of particles required for the given problem is decreased using the proposed method by about two orders of magnitude without losing accuracy of the concentration contours as compared to the published numbers.     

顾及尺度变化和数据更新的道路网匹配算法

道路网数据匹配是地理空间数据库进行变化探测和数据更新的重要前提,不同比例尺下的道路网之间的匹配是一个非常重要的部分。本文总结和分析了道路网匹配的已有算法,针对不同比例尺道路网之间的匹配可能存在的问题和难点,设计了一个融合多种匹配技术的算法。在考虑不同比例尺下道路网数据的特点基础上,改进了空间场景结构的评价方法;分析了stroke匹配算法在不同比例尺道路网数据下的局限性,提出了一种可针对不同比例尺下道路数据存在变化与更新的stroke部分匹配算法。试验表明,文中所提出的方法能够适应不同比例尺下道路网的匹配,匹配效果较好,运行效率较高。     

基于直线特征检测的道路边线自动提取方法

针对如何从车载激光点云数据中快速、准确地提取道路边线的问题,本文提出一种基于直线特征检测的道路边线自动提取方法。首先对原始点云进行地面滤波,删除非地面点,获取包含道路信息的地面点云,接着把点云投影到二维图像上,根据反射强度获得平均强度图像,对平均强度图像进行LSD直线检测,获得道路边线的直线段,然后进行直线连接,把检测出来的短线段连接成长直线,最后根据直线特征提取出道路边线,并且利用定量指标对提取结果进行定量分析。实验证明,该方法提取的道路边线具有较高的准确率和完整性。     

遥感影像主特征线检测

受到成像规律性差,背景纹理复杂及强烈噪声的影响,直线检测方法通常难以适应遥感影像处理的需求。有鉴于此,论文提出一种具有视觉显著性的遥感影像主特征线检测方法。论文首先论证了利用已提取直线为基元,基于格式塔法则构建主特征线的可行性;其次对直线在主特征线上的复杂投影情况进行了详细的剖析,并给出了主特征线的定义;接着建立了主特征线累计权重矩阵及直线统计矩阵,依据格式塔原则分析直线权重分布规律,以此构建了直线的权重模型,同时探讨不同直线在同一主特征线上权重分配规律;最后依据上述分析结果提出了具体的算法步骤。通过多幅含有强烈噪声的光学与SAR遥感卫星影像实验结果表明,相对于其他聚类算法,论文算法能够在杂乱无序的直线集中提取较为清晰的主特征线,并且实验效果基本符合人工视觉感知,便于机器对遥感影像的清晰理解。     

道路网约束下的城市兴趣点选取

针对道路对城市内部兴趣点数据分布有密切的约束关系,故城市内POI数据往往呈现出沿着道路分布的特征这一现象,提出一种在道路网约束下城市内部POI数据的选取算法。通过建立道路网的拓扑结构,根据POI数据的分布位置分为道路周边分布的和远离道路分布的两大类,对道路周边的点使用"间苗法"选取,对远离道路分布的点根据其分布模式决定采用"随机法"或其他方法选取。算法采用实际数据进行实验,切实可行,并得到了合理的结果。     

基于地理实体的道路网络面向对象数据模型研究

城市交通迅速发展,道路网络呈现出空间结构复杂、数据量大、时效性强等特点。本文讨论了传统路网模型的特点,顾及道路的信息完整性、数据冗余性、管理高效性3个指标,研究了以道路实体为基本元素的路网模型;运用面向对象技术对路网模型进行了数据建模,并通过动态交通信息更新机制对路网的动态属性进行管理;构建了城市道路实体化实验系统,验证了该模型的有效性和可行性。     

基于高分一号用于植被信息提取的假彩色数字正射影像制作方案研究

对如何利用高分一号卫星数据制作假彩色数字正射彩色影像图进行了研究,基于高分一号利用432波段组合,可以突出地显示出植被信息,处理成果纹理细节清晰,无明显噪声,高分一号数据制作的标准假彩色数字正射影像图可以保证数据成果色彩分明,植被提取和解译精度高。     

基于面向对象方法的高分辨率遥感影像道路提取方法研究

随着遥感影像分辨率的不断提高,基于高分辨率遥感影像的目标自动提取逐步成为研究热点。本文采用面向对象的图像分析方法,基于Ecognition遥感图像处理平台,对IKONOS影像进行道路提取实验,重点对图像分割方案、道路提取规则、后处理方法等进行探讨。     

武汉市道路结构与商业集聚空间关联分析

城市道路结构是影响城市商业集聚的重要因素,研究二者之间的关联对于商业布局和道路规划具有重要支撑作用。本文以武汉市都市发展区为例,运用空间句法模型计算道路结构指标,采用GIS核密度法计算2014年商业兴趣点(C-POI)密度以分析商业集聚的空间结构,通过双变量相关分析道路结构变量与商业集聚程度的关联关系。结果显示：①道路结构指标中,与商业集聚关联最强的是道路全局集成度。在各商业类型中,与道路结构相关程度最大的是金融保险服务集聚。②道路连接值和全局集成度值分别与商业POI密度呈显著正相关,呈现“高—高”集聚的空间关联模式;总深度值与商业POI密度呈现显著负相关,呈现“高—低”集聚的空间关联模式;商业POI密度随控制值升高呈现先升高后降低的趋势。③商业集聚分布呈现为“核心—过渡区—边缘区”的多核心多层次结构,“高—高”集聚与“高—低”集聚模式集中分布于“核心”及其附近的“过渡区”。