基于智能物联网技术的天津城市积水监测预警系统

通过智能物联网技术实时获取积水监测实况数据,利用天津市气象精细化格点预报产品和城市自动雨量观测站实况数据,以机器学习、神经网络模型和天津市城市内涝风险等级划分原理为基础,研究基于用户实时位置的城市内涝预报预警技术,研发天津市城市自动化积水监测预警系统。结果表明,该系统具备一定的城市内涝风险监测预警预报能力,并在2018—2020年多次重大天气过程中应用,积水深度预报结果与监测结果基本一致,应用数据表明验证结果良好,系统可以为政府防灾减灾决策、指挥调度提供精准、及时的气象数据支撑。     

基于分类与形态综合的高分辨率影像建筑物提取方法研究

本文提出了一种基于分类和形态综合的高分辨率影像建筑物提取方法。主要研究的是基于高分辨率影像多尺度分割的面向对象人工地物分类方法,并以此为基础提取房屋,实现房屋位置、范围的初步自动化提取。最后,对提取的地物图斑的精确边界利用Hough变换提取直线边缘轮廓线,并以此为基础进行轮廓拟合和制图综合,从而得到规则的、方形组合的建筑物形状信息。     

LBS导航认知地图服务系统设计与实现

科技发展改变了电子地图制作和使用环境。本文在分析传统大数据量地图形式在LBS中的应用缺陷后,提出了符合用户需求和移动终端条件的认知地图可视化方案,这种不同于传统制图综合原则制作的认知地图能有效缓解目前在LBS应用中存在的地图数据与屏幕大小的矛盾,适应了移动环境下用户的多行为状态和终端硬件特点。     

基于MODIS数据的长株潭地区城市热岛时空分析

基于MODIS影像,采用分裂窗算法反演的地表温度对长株潭地区城市热岛空间分布与季相变化特征、影响因子进行定量研究。结果表明,长株潭地区春季和夏季存在明显的城市热岛效应,而冬季和秋季城市热岛并不明显;地表覆盖类型对城市热岛的影响十分明显,长株潭地区春、夏、秋季植被绿地状况与城市热岛呈现明显负相关分布,其中以夏季最为明显,夏季地表温度与NDVI相关系数的平方R2达到0.8193,即植被覆盖对城市地表温度的影响显著。因此,城市植被的分布与季节变化影响着城市热岛的强度与时空分布,揭示出植被绿地对降低城市热岛效应具有重要的作用,大范围的绿地建设能有效降低城市热岛效应。     

基于潮汐动态淹没过程的长江口潮滩地形信息反演研究

潮滩是陆地与海洋之间重要的生态过渡地带,具有复杂的生态过程和重要的服务功能。受陆海交互作用及人类活动的影响,潮滩处于高度动态变化过程中,而传统测绘技术受到潮滩可达性影响无法快速获取潮滩地形信息。为解决潮滩高程数据获取困难的问题,本文提出一种基于潮汐动态淹没过程和时序遥感影像的潮滩地形信息提取算法,利用K-means++聚类方法实现水域提取,并通过时序淹没特征计算潮滩淹没频率提取潮滩范围信息,最终综合区域潮汐特征反演潮滩地形。研究以崇明东滩为例,利用2016—2020年所有可用Sentinel-2和Landsat-8时序遥感影像,实现潮滩范围提取与高程反演,并通过实测高程数据进行精度验证。研究结果表明,潮滩范围提取总体精度为97.73%,F1_score为0.98;高程反演平均绝对误差为0.15 m,潮滩高程的反演精度与可用影像的数量呈正相关。研究利用该算法进一步反演长江口地区主要潮滩地形特征,结果表明区域内潮滩面积为346.93 km²,高程范围为1.00~3.84 m,且与现有潮滩范围数据集相比,本研究提取的长江口潮滩范围更为完整。该算法为潮滩地形的快速反演提供了可能,对潮滩资源动态监测和管理具有重要意义。     

顾及人群集聚和情绪强度的城市综合活力评价及影响因素

城市活力的科学定量评估,能够为城市规划和协调发展提供重要依据,针对城市活力容易忽略居民情感的现状,本文选用百度热力图数据与微博情感分析结果,分别衡量人群集聚强度和情绪强度,并结合TOPSIS方法,提出一种顾及人群集聚和情绪强度的综合活力评估框架。从城市物理环境、经济环境和生态环境3个维度,选择8个关键影响因子,结合地理探测器空间分析方法,探讨影响因子对城市活力空间异质性的影响。结果表明：① 融合人群集聚强度和情绪强度的综合活力评估方法,能够较好反映城市活力空间分异格局;通过对典型样本区域分析,验证了本文提出的城市综合活力评价框架的有效性;② 城市POI密度对城市综合活力的解释力最显著,而植被覆盖度因子对城市综合活力的解释力最弱;但是植被覆盖度因子与其他因子的交互作用,对于城市活力空间异质性的影响力提升最为显著,表明植被覆盖度因子并不是直接作用于城市活力的空间异质性,而是通过耦合空间可达性、POI密度以及建筑密度等影响因子,间接影响城市综合活力的空间分异。     

城市复杂环境下GNSS/INS组合导航算法研究

针对城市环境下GNSS车辆导航存在卫星信号易受影响的问题,利用GNSS/INS组合算法提高复杂环境下城市车辆定位性能。基于城市环境下实测GNSS数据评估分析定位结果,使用GNSS/INS组合的常规卡尔曼滤波算法实现卫星失锁区域导航。同时,提出一种基于新息的自适应卡尔曼滤波算法,可有效增强卫星数较少及信号干扰严重区域的车辆导航定位能力。该方法利用量测与预测的关系构造自适应因子,改善定位精度。结果表明,常规卡尔曼滤波可在20 s卫星信号失锁情况下保证亚m级导航精度,自适应卡尔曼滤波算法在卫星信号受到严重干扰时,其定位精度相比于常规卡尔曼滤波算法提高30%,可满足在城市复杂环境下的高精度、高可靠性车辆导航定位服务需求。     

不同方法提取马氏珠母贝外套膜胶原蛋白理化性质比较

【目的】系统分析不同方法提取的马氏珠母贝(Pinctada martensii)外套膜胶原蛋白的理化性质及生物学功能。【方法】分别采用酸-酶法和热水法从外套膜中提取得到两种胶原蛋白(A-PSC(Pm)和HSC(Pm)),对其氨基酸组成、微观结构及热变性温度等理化特性进行比较分析。【结果】HSC(Pm)提取率高于A-PSC(Pm);HSC(Pm)中,Gly、Glu与Arg相对含量较高,分别为20.16%、17.57%和10.07%;而A-PSC(Pm)中,Glu、Asp与Arg相对含量为19.67%、11.63%和10.07%;紫外光谱和红外光谱分别显示,两种胶原蛋白均在220 nm左右有强吸收峰,且具有典型的胶原蛋白特征带(酰胺A、B、Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ带);扫描电镜结果显示,A-PSC(Pm)呈致密多孔网状结构,HSC(Pm)则基本为薄片状;DSC分析结果表明,HSC(Pm)具有更好的热稳定性。【结论】酸-酶法及热水法提取的胶原蛋白均具有类V型胶原蛋白特性,其结构特征及其理化性质均存在差异,可根据需求选择特定的胶原蛋白提取方法用以开发不同类型的产品。     

长江流域城市的生态环境问题与跨世纪城市持续发展战略

综合分析评价了长江流域城市的生态环境态热与问题,城市水环境依恶化,特别是城市内河道,湖泊水质多污染严重。城市大气污染仍呈加重趋向,一些特大城市汽车尾气污染上升,城市酸雨依然严重。城市生态问题沉重,绿地不足,热岛加重,地面沉降,水土流失等。     

城市设计在青岛海岸规划中的应用

在分析青岛海岸工程的特点及遍海岸工程对城市风貌影响影响的基础上,应用城市设计学对青岛的海岸规划与布局提出构想,并以沙子口海岸整治为例,提出滨海城市设计中适宜的岸线和海岸整治工程。