基于决策树的景观制图探讨与实践

对固原县2001年的遥感影像进行光谱信息分析,利用DEM进行地形因子的分析,并据此建立一个专家知识库,然后结合遥感相关地理学和景观学知识以及当地的相关土地政策,对固原县2010年的影像进行监督分类,并在此基础上结合先前建立的专家知识库进行决策树分类,得到固原县的景观分类图。     

网络三维技术下的时空可视化分析

随着数据获取技术的快速发展,海量时空数据的来源越来越广。然而受限于数据的认知能力,人们无法高效地从海量时空数据中获取有用信息。利用人的视觉带宽,进行数据可视化分析,可以大大增强对数据的认知能力,提高数据分析效率,从而更快地对时空进行感知,制定决策。时空立方体作为一种三维的时空数据可视化方法,可以直观地展示时空数据的动态特质、周期性规律以及分布状况,对于辅助决策具有重要意义。本文利用WebGL技术,实现了Web端时空立方体的快速生成;并基于中国铁路运输开展实验,对全国铁路运输时空数据进行可视化分析,验证了网络时空可视化分析的实用性。     

GPU ray casting method for visualizing 3D pipelines in a virtual globe

Pipelines are an important part of urban infrastructure development. As part of a virtual globe (VG), the high-efficiency and high-quality visualization of 3D large-scale and high-density urban pipelines is of great importance. This paper proposes a GPU-based pipeline ray casting method for the visualization of urban-scale pipelines in the framework of a VG. The method involves the initial partitioning of the pipeline data into tiles, based on the relationship between the pipeline layer scale and the discrete global grid system (DGGSs). The pipeline centerline in each tile is then segmented and encoded, and a coarser pipeline bounding volume is subsequently constructed using a geometry shader. Finally, the fine 3D pipeline is rendered using a pixel shader. The results of the experimental implementation of the proposed method show that it satisfies the requirements for the multiscale visualization of pipelines in a VG. Moreover, compared with the traditional polygon-based method, the method facilitates a 20% increase in rendering frame rate for the same pixel level accuracy display effect. It also enables the visualization of the thickness of the 3D pipeline without any obvious effect on the rendering efficiency.     

基于低空摄影高精度数字高程模型(DEM)的风沙草滩特征及稳定性评价

基于无人机低空摄影测量获取到的高分辨率数字正射影像图/数字高程模型（DOM/DEM）,选取榆林榆阳区岔河则乡附近一片较为典型的风沙草滩为研究区,分别对沙丘地形因子（坡度、地形起伏度、地表粗糙度、剖面曲率）、斑块形状指数及植被覆盖度进行提取并构建稳定性评价体系,然后利用GIS空间分析功能对该区域内的沙丘稳定性进行了评价。结果表明：（1）无人机航测以便捷高效的特点,可生成高精度地形数据并实现小尺度沙丘地形特征提取;（2）在人工飞播固沙和风沙缓慢侵蚀的双重作用下,研究区已体现出较为稳定的风沙草滩区特有地貌环境特征;（3）该区域已经拥有一定程度的抵抗力稳定性,但不具备恢复力稳定性。     

基于增强现实的三维建筑物模型移动可视化系统

针对传统虚拟现实的三维数据可视化存在专业性强、交互复杂、不够直观等局限问题,以户外三维建筑物为研究对象,构建了测绘的定位定姿技术与计算机视觉的边缘跟踪技术相结合的增强现实混合跟踪技术,建立了基于增强现实的三维建筑物模型移动可视化系统。在大范围数据采集基础上的三维模型数据增量更新模式中,应用本系统开展外业核查,验证了技术的可行性。     

随机森林方法支持的复杂地形区土地利用/土地覆被分类研究

随机森林方法目前已经成为遥感分类机器学习中一种有效方法,探索基于中等分辨率的Landsat卫星数据与随机森林方法相结合对复杂地形区长时间序列数据的获取及土地利用/土地覆被变化及模拟研究是非常有意义的。本文基于Landsat8OLI卫星多光谱数据,采用随机森林分类方法对青海省湟水流域复杂地形区土地利用类型进行了分类研究。针对复杂地形区域的情况,将研究区进行地理分区,根据每个分区的特点,选择相应的地形特征参数,并通过提取Landsat 8数据的光谱信息与纹理信息构建最优特征集,探索随机森林方法在复杂地形区土地利用分类的适用性。结果表明：使用Landsat8OLI数据进行随机森林分类,能较好地得到湟水流域复杂地形区域的土地利用类型结果;光谱、地形及纹理信息的结合在不同分区的表现结果不同。在脑山区光谱与地形信息结合能使随机森林分类效果最佳,总体精度达到91.33%,Kappa系数为0.886;而在浅山区与川水区综合考虑光谱、地形、纹理信息进行随机森林分类效果最佳,浅山区与川水区总体精度分别达到92.09%和87.85%,Kappa系数分别为0.902和0.859;利用随机森林算法进行优化选择纹理特征组合可以在保证分类精度的同时能够快速地提取土地利用类型信息,为复杂地形区土地利用类型的区分提供了实际可行的方法。     

A building label placement method for 3D visualizations based on candidate label evaluation and selection

Adding building labels greatly improves the recognizability of buildings and the readability of three-dimensional (3D) city scenes. However, building label placement is much more complex in 3D scenes than in two-dimensional (2D) maps. The annotation effect is influenced by the attributes of the 3D label, building visibility, and the spatial relationship between the building and viewpoint. In this context, automatically generating building labels for 3D scenes during interactions requires highly complex computations. By contrast, evaluating candidate labels and then selecting the suitable label for each building can be effectively implemented. This paper introduces an approach for labeling buildings in 3D scenes based on evaluations of label candidates. The proposed method predefines a candidate label set for each building. These candidates are then evaluated in terms of their attributes and the relationship between the labels and viewpoint at runtime. The best candidate label, or a situational alternative for each building, is then placed in order of comprehensive label priority to avoid annotation conflicts. A series of experiments demonstrate that this method effectively enhances the correlation of labels and buildings, improves interactive efficiency, and realizes a viable global label layout.     

南海U形海疆线的生态环境分区特征

南海U形海疆国界线（简称南海U形线）是我国的南海国界线。该研究分析多源卫星遥感和GIS数据,系统研究南海U形海疆线水域的水深地形和环境生态要素,并重点分析2014年生态要素的季节变化,首次整体展现了南海U形线立体水深分布特征。根据海底地形的平缓、波峰、波谷和递增四大特征,将南海U形线分为东北、西北、东、西和南区5个区间。南海U形线总长大于4 000 km。西北区和南区的水深浅且变化平缓（<1 000 m）,西区水深呈波峰分布（平均2 303 m）,东区水深由南向北递增（>2 000 m）;东北区水深最深且呈波谷分布（平均3 535 m）。南海U形线的5个区间,西北区与北部湾盆地、西区与越东断裂、南区与曾母盆地、东区与南海海槽、东北区与马尼拉海沟地形构造相吻合。研究发现季风对南海U形线5个区间海洋环境季节性变化有明显影响:西北区和东北区海表温度温差大,呈冬季最低夏季最高,混合层深度冬季最深春季最浅,海表流场和海表盐度季节变化小,但西北区海表叶绿素a浓度冬季爆发,其余季节呈对数分布,而东北区冬季区内中部略有增长;西区、南区和东区海表温度盐度季节变化小,海表风场和混合层深度冬季最强春季最弱,但海表叶绿素a浓度西区季节变化小,南区区内中部冬季增长明显,东区区内南部冬季小幅增长。西北区和南区（浅地形区）呈相似的季节分布。研究阐明了5个区间具有各自明显的区域性海洋环境特征:西北区海表温度和海表叶绿素a浓度的季节变化最大、西区混合层深度季节变化最大、南区海表流场季节变化最大、东区海表盐度季节变化最大、东北区风场变化大但海表叶绿素a浓度季节变化小。研究显示,南海U形线上的台风路径时空分布南北差异大,东西不均。1945—2016年共604个台风跨过南海U形线,年均8个,路径集中在东北、西北、东3个区,112.3°E以东台风537个,112.3°E以西415个。南海U形线东北区的生态环境受台风"风泵效应"影响最大。1991—2000年为台风多发期,跨线台风年均达11个。研究提出的南海U形海疆线5区间分法,具有科学意义和实践指导作用。     

基于ECharts的FerryBox水文数据可视化研究

为实现FerryBox数据真实、高效的可视化表达,针对该系统采集数据时数据空间和时间同时变化等特点,在全面分析了目前FerryBox数据可视化方案存在的不足的基础上,结合图表库ECharts.js及Web前端技术,提出了一套FerryBox交互式可视化方案。实验表明,该方案具有一定的可行性和高效性,可以为FerryBox在水环境观测领域的应用提供有效的可视化平台。     

起伏地形条件下侧扫声呐探测存在的问题及改进方法——以海底管道检测为例

基于海底管道的检测数据,讨论了起伏地形对传统侧扫声呐探测结果的影响,为起伏地形条件下应用侧扫声呐探测海底管道的调查方案设计、探测精度优化提供参考。研究表明:海底管道周边存在的冲刷槽以及堆积体等复杂地形对侧扫声呐探测有遮挡效应,测量过程中需控制拖体与目标物的相对位置,保证有效覆盖,避免漏测;根据区域地形分布特征,海底跟踪时通过手动设置符合整体地形走势的水深值,忽略小规模起伏地形对拖体高度取值的影响,可有效降低斜距改正后平面位置偏离及目标物的形态畸变;分析了地形起伏的影响因素(k)对海底管道出露及悬空高度计算结果的影响,通过几何近似和简化,提出了海底管道出露及悬空高度计算结果改进方法,并应用该方法对已知管径的海底管道进行了验证,修正后管径反演值的绝均差和均方差都减小为原来的10%左右,可供侧扫声呐数据解释借鉴。