Global rain-fed,irrigated, and paddy croplands: A new high resolution map derived from remote sensing,crop inventories and climate data

Irrigation accounts for 70% of global water use by humans and 33–40% of global food production comes from irrigated croplands. Accurate and timely information related to global irrigation is therefore needed to manage increasingly scarce water resources and to improve food security in the face of yield gaps, climate change and extreme events such as droughts, floods, and heat waves. Unfortunately, this information is not available for many regions of the world. This study aims to improve characterization of global rain-fed, irrigated and paddy croplands by integrating information from national and sub-national surveys, remote sensing, and gridded climate data sets. To achieve this goal, we used supervised classification of remote sensing, climate, and agricultural inventory data to generate a global map of irrigated, rain-fed, and paddy croplands. We estimate that 314 million hectares (Mha) worldwide were irrigated circa 2005. This includes 66 Mha of irrigated paddy cropland and 249 Mha of irrigated non-paddy cropland. Additionally, we estimate that 1047 Mha of cropland are managed under rain-fed conditions, including 63 Mha of rain-fed paddy cropland and 985 Mha of rain-fed non-paddy cropland. More generally, our results show that global mapping of irrigated, rain-fed, and paddy croplands is possible by combining information from multiple data sources. However, regions with rapidly changing irrigation or complex mixtures of irrigated and non-irrigated crops present significant challenges and require more and better data to support high quality mapping of irrigation.     

依托航空模拟平台的激光雷达技术课程实践教学装备

为了能更好地理解激光雷达技术工作原理与三维信息采集全过程,规避现有激光雷达技术,尤其是机载激光雷达,在实践教学中受场地限制的不利条件,本文依托于中国矿业大学(北京)沙河校区的航空模拟平台,自主研发了一套基于单线激光雷达与行程测距仪集成的三维激光扫描装备,阐述了该装备集成的数学原理,设计了三维数据采集实践教学方法,并进行了三维数据采集的实践体验与数据质量评价。结果表明,该装备采集三维点云的精度优于99%,可为激光雷达技术的实践教学、创新训练及本科毕业设计等环节提供有效的硬件支撑,并可在仓储方量核算等工程应用方面进行推广。     

室内三维点云空间自动划分与规则化方法北大核心CSCD

精准空间划分是实现室内语义建模与拓扑结构重建的重要基础。三维点云作为常用的室内空间数据载体,如何基于三维点云进行室内空间语义信息提取与规则化具有重要意义。本文提出了一种基于形态学分割方法实现室内场景的分割,并结合矢量规则化方法完成分割场景的规则化。首先,基于区域增长算法与线性拟合方法提取空间分割要素,通过平面投影生成二进制影像,进而利用距离变换和分水岭算法完成空间分割;然后,对空间分割要素进行线性拟合,进行室内空间格网划分,采用矢栅叠加方法实现空间要素规则化;最后,通过4组实际场景(包含3组ISPRS数据集及1组实际场景采集数据)进行数据验证。试验结果显示,本文提出的室内空间分割与规则化方法可以准确快速地完成室内空间要素的提取。     

最小割与深度学习联合优化的室内粘连点云分割方法

随着数字城市的发展,城市三维模型重建对三维点云结构化的需求与精度要求越来越高。如何有效准确地分割室内语义模型与三维重构是当前研究的热点问题。点云分割分类是室内点云结构化的重要基础,如何将粘连点云构件进行准确分割并用于室内点云结构化,是当前城市建模的难点。本文提出了一种面向室内粘连点云数据的分割分类方法。首先,利用深度学习网络处理室内点云数据;其次,对点云数据进行标签分类,得到目标标签点云;然后,利用欧氏算法对目标点云进行聚类分割,通过室内语义构件包围盒信息计算各目标中心点坐标与水平半径;最后,利用点云最小割实现室内粘连点云的准确分割。利用3组室内场景中获取的数据对分割方法的精度及有效性进行了验证。结果表明,该分割优化方法具有较高的精度与数据完整性。     

线/面Voronoi图的分解合并生成算法

Voronoi图生成算法受到计算效率或生长源类型的限制,难以支撑线/面生长源Voronoi图的构建。本文提出一种生成线/面生长源Voronoi图的分解合并算法,其主要过程是将线/面生长源离散为特征点表达,通过特征点交叉建立最近特征点对,并以最近特征点对Voronoi子区域的交来部分地代替线/面生长源的等距离边界,算法以前后迭代离散计算的Voronoi子区域面积差分作为条件,可有选择地将部分生长源置入迭代过程,使线/面生长源Voronoi子区域逐步调整并达到精度要求。     

空天地一体化智慧农业服务与管理平台

空天地一体化智慧农业服务与管理平台融合北斗定位技术和高分遥感技术,通过实时接收北斗定位数据和定时接收卫星遥感数据,实现农作物的长势监测、病虫害和气象灾害监测、农业旱情监测和灌溉用水管理等应用,从而为农作物估产、病虫害预防、水肥药的变量喷施提供决策。     

多空间尺度下城市热环境与不透水面聚集密度响应关系

针对以往城市热环境与不透水面聚集密度响应规律研究不足的问题,本文以北京市为例,基于MODIS数据计算城建区与边缘区平均温度差值为热岛强度,结合热岛强度等级特征,选取热岛强度等级期望值较高的6个典型区域（Ⅰ西二旗、西三旗、回龙观,Ⅱ东四、地安门、新街口,Ⅲ丰台区中部,Ⅳ四惠、定福庄、东坝,Ⅴ石景山区,Ⅵ北四环四季青桥附近）,研究热岛强度等级与不透水面聚集密度的响应关系;进而利用Landsat数据反演地表温度,研究城建区与精细尺度下地表温度对不透水面聚集密度响应临界点与最优尺度。结果表明：（1）不同热岛强度等级的出现频率、其在白天与夜间的变化程度与不透水面聚集密度有一定相关性,且相近的不透水面聚集密度下所表现出热岛强度的变化特征相似。（2）主要城建区内地表平均温度与不透水面聚集密度的分布特征存在较显著的一致性,随着尺度半径r的增大其响应越明显。且地表温度对不透水面聚集密度的响应存在一个临界点,随着尺度半径r减小,响应临界点逐渐增大：尺度半径r=1000 m时,不透水面聚集密度达到60%后其影响趋于减弱;r=500 m、r=300 m时临界点分别为69%与83%。（3）不同典型区域的最优尺度...     

一种机载激光雷达道路点云的半自动提取方法

针对直接从LiDAR点云数据中提取道路信息比较困难的问题,文章提出了一种基于点云分割和区域生长的机载LiDAR数据道路点云提取方法:采用曲面生长法对点云进行分割,直接得到包含道路信息的曲面点集合;应用LiDAR数据的回波强度对分割结果中的道路进行强度标定,并采用区域增长的思想实现了道路的精细提取。实验表明,该方法能够高效、准确地提取道路点云,在路桥建模方面有较强的使用价值。     

倾斜航空摄影数据空中三角测量的精度分析

本文对RCD30 Oblique Penta倾斜航摄仪获取的数据进行分析,分剔在街景工厂软件和Virtouzo_AAT软件中进行空三加密试验,对空三成果的精度进行分析、比较,确定RCD30 Oblique Penta系统获得的影像数据在特定软件环境下能够达到传统的大比例尺3D产品的生产精度要求.     

三维激光扫描在建设工程竣工规划核实中的应用研究

本文介绍了建设工程竣工规划核实的主要方式,阐述了测量在竣工规划核实中的重要性,及目前核实方式中存在的问题.然后,针对三维激光扫描的技术原理,分析了三维激光扫描技术在竣工规划核实中应用的可行性,并通过对控制点布设、点云配准、建筑物特征点提取等技术方法的研究,实现了三维激光扫描在竣工规划核实中的应用,具有一定理论意义和实用价值.