典型遥感数据分类方法的适用性分析——以遥感图像场景分类为例

目前普遍采用的分类器通常都是针对单一或小量任务而设计的,在小数据量的处理中能取得比较满意的结果。但对于海量遥感数据的处理,其在处理时效和分类精度方面还有待研究。本文以遥感图像场景分类任务为例,着重对遥感数据分类问题中几种典型分类方法的适用性进行比较研究,包括K近邻(KNN)、随机森林(RF),支持向量机(SVM)和稀疏表达分类器(SRC)等。分别从参数敏感性,训练样本数据量,待分类样本数据量和样本特征维数对分类器性能的影响等几个方面进行比较分析。实验结果表明:(1)KNN,RF和L0-SRC方法相比RBF-SVM,Linear-SVM和L1-SRC,受参数影响的程度更弱;(2)待分类样本固定的情况下,随着训练样本数目的增加,SRC类型分类方法的分类性能最佳,SVM类型方法次之,然后是RF和KNN,在总体分类时间上呈现出L0-SRCL1-SRCRFRBF-SVM/Linear-SVMKNN/L0-SRC-Batch的趋势;(3)训练样本固定的情况下,所有分类方法的分类精度几乎都不受待分类样本数目变化的影响,RBF-SVM方法性能最佳,其次是L1-SRC,然后是Linear-SVM,最后是RF和L0-SRC/L0-SRC-Batch,在总体分类时间上,L1-SRC和L0-SRC相比其他分类方法最为耗时;(4)样本特征维数的变化不仅影响分类器的运行效率,同时也影响其分类精度,其中SRC和KNN分类器器无需较高的特征维数即可获得较好的分类结果,SVM对高维特征具有较强的包容性和学习能力,RF分类器对特征维数增加则表现得并不敏感,特征维数的增加并不能对其分类精度的提升带来更多的贡献。总的来说,在大数据量的遥感数据分类任务中,现有分类方法具有良好的适用性,但是对于分类器的选择应当基于各自的特点和优势,结合实际应用的特点进行权衡和选择,选择参数敏感性较小,分类总体时间消耗低但分类精度相对较高的分类方法。     

一种基于参考数据的志愿者地理信息质量评价方法

志愿者地理信息数据大都依靠志愿者上传,数据质量未知,阻碍了志愿者地理信息的广泛应用,因此是志愿者地理信息首要解决的问题。本文分析了影响志愿者地理信息质量的相关因素和基于参考数据评价方法的相关研究成果,在此基础上提出了一种基于参考数据的志愿者地理信息质量评价方法,以最常见的数据完整性和数据精度作为质量评价的质量元素,详细论述了这两种质量元素的内涵。针对数据完整性评价,提出了与匹配相结合的几何数据完整性度量方法和基于属性项饱和度的属性数据完整性度量方法;针对几何数据精度评价,提出了基于变缓冲区的度量方法。然后给出了该评价方法的一般流程。最后,以深圳市Open Street Map数据为例,选取最新导航数据作为参考数据进行试验验证。实验结果表明,深圳市Open Street Map数据点要素完整性较差,但是线要素完整性与精度都非常高,可以作为基础地理信息的更新数据源。     

基于位置大数据的国庆假期青藏高原人群分布时空变化模式挖掘

人类活动是引起青藏高原生态环境发生改变的重要因素。很多学者对青藏高原史前人类活动和近几十年的人口分布格局与人口流动开展了大量研究,但有关人群时空分布的精细尺度研究相对缺乏。海量的位置大数据为认识高原人群短期的动态变化提供了新途径。本文利用手机定位数据、人口迁徙数据等高时空分辨率的位置大数据,通过时间序列分解方法和基于统计检验的异常判别方法,分析了2017年国庆期间青海与西藏的人群分布时空变化特征,并探讨了假期旅游行为及人口迁徙与变化特征之间的关系。研究结果显示：① 在省级和城市整体尺度上,定位请求量的假期变化在时间上呈现先降后升的“潮汐”变化模式;② 在精细网格尺度上,西宁和拉萨城市及周边地区的人群分布变化在空间上呈现中心跌、周边涨的“离心化”变化模式。国庆假期人们向城市周边热门景点移动聚集的旅游行为和城市之间的人口迁徙都是导致西宁和拉萨周边地区定位请求量上涨的重要潜在原因,而两座高原城市中心定位请求的下跌不仅与人口迁徙有关,还与假期人类日常行为及定位请求频次的变化等因素有关。通过位置大数据挖掘节庆假期人群分布的时空变化,不仅加深了对高原人口分布格局与流动变化的认识,也为高原城镇化与生态保护的精细化管理与决策提供支撑。     

一种改进的基于坡度变化的机载激光雷达点云滤波方法

机载激光点云数据滤波是获取高精度数字表面模型和数字高程模型的关键。本文分析了几种重要的滤波算法,在研究基于坡度变化的滤波算法的基础上,提出一种改进的分块滤波处理的方法。实验表明:该方法能有效对点云数据进行分类。     

科研鱼探仪数据的解编及地球物理应用

目前常规海洋测绘手段主要包括电子海图、单波束、多波束、侧扫声呐等,这些方法的单独使用会存在诸如数据样本稀疏、施工成本昂贵、难以获取确切深度等局限之处。基于超声波回声原理的科研鱼探仪广泛用于渔业资源调查与评估中,是渔业领域的主要统计手段,具有数据体量大、来源丰富、采集成本低的特点。超声回波数据在刻画鱼群数量、方位的同时,携带有海底地形与海水温盐结构信息,可以作为常规海洋测绘方法的补充。特别是数据解编后得到的高精度水体数据,可以用于海洋地球物理等研究,故针对科研鱼探仪数据的解编工作亟待进行。本文针对科研鱼探仪(SIMRAD EK80)的采集数据进行解编处理,并基于对道头信息的分析,实现对数据文件的重新分类,提取与海洋地球物理领域相关的位置、样点能量值等数据信息进行分析研究,旨在丰富海洋地球物理研究数据来源,为常规海洋探测工作提供借鉴,提升数据利用效能。     

绿洲荒漠过渡带生态环境变化预警线提取与分析研究以新疆和田绿洲为例

运用MODIS时间序列数据,以干旱区和田绿洲为例,在对2002年、2004年SMVC-NDVI（Seasonal Maximum Value Composite NDVI）图进行分类后,通过对土地覆盖变化类型多度、重要度和评价等级的计算,将干旱区绿洲的生态环境强烈变化区定位于低草和中草的界限,并以此提取了过渡带生态环境变化的预警线。结果表明：从2002—2004年,预警线呈现整体缩小趋势,说明绿洲整体的生态环境在这3 a内有所退化,向恶性发展。通过对以气候因子为主的自然和人类活动因素定量分析后,认为预警线对干旱区荒漠绿洲脆弱生态环境的连续实时监测和可持续性发展研究具有很好的指示作用。     

The analysis of indexed astronomical time series – VI. Covariances of amplitude ratios and phase differences estimated from multicolour photometry of a pulsating star

One of the tools used to identify the pulsation modes of stars is a comparison of the amplitudes and phases as observed photometrically at different wavelengths. Proper application of the method requires that the errors on the measured quantities, and the correlations between them, be known (or at least estimated). It is assumed that contemporaneous measurements of the light intensity of a pulsating star are obtained in several wavebands. It is also assumed that the measurements are regularly spaced in time, although there may be missing observations. The amplitude and phase of the pulsation are estimated separately for each of the wavebands, and amplitude ratios and phase differences are calculated. A general scheme for estimating the covariance matrix of the amplitude ratios and phase differences is described. The first step is to fit a time series to the residuals after pre-whitening the observations by the best-fitting sinusoid. The residuals are then cross-correlated to study the interdependence between the errors in the different wavebands. Once the multivariate time-series structure can be modelled, the covariance matrix can be found by bootstrapping. An illustrative application is described in detail.     

遥感影像局部兴趣目标的可逆信息隐藏算法

提出了一种适用于遥感影像局部兴趣目标授权使用的可逆信息隐藏算法。提取遥感影像上的局部兴趣目标作为待隐藏的信息,并在原始图像上对该目标进行变形处理,然后利用可逆整数线性变换实现待隐藏信息的调制嵌入,授权用户能够完全无损重建原始遥感影像。算法为盲算法,具有较大的嵌入容量,含隐藏信息图像的峰值信噪比较高,并且可以有效抵抗剪切及椒盐噪声等攻击。     

基于GML的WFS研究与实现

网络要素服务(webfeature services, WFS) 是空间数据互操作的一个重要组成部分, 能为不同GIS数据格式提供要素级的交互.基于地理标志语言(geography markup language, GML) 的WFS能够为Web环境下的空间数据互操作技术和空间信息处理互操作技术提供简单而又有效的基本数据访问、要素编辑(包括添加、删除、更新)、要素的组合查询.通过研究开放式GIS联盟(open GIS consortiumInc., OGC) 的标准规范, 使用MAPGIS基础平台和.NET编译环境实现WFS, 使用XML传输和存储地理信息, 其中包括属性和地理要素的几何属性.最后给出了以MAPGIS平台为基础的基于GML的WFS的体系结构和实现方法.WFS只解决了空间数据互操作的一部分, 为了更好的进行空间数据互操作, WCS、WCTS的实现是必不可少的.      

中国数字地震台网数字化地震资料使用指南

由于数字地震记录仪具有记录频带宽,分辨率高,动态范围大以及易于用计算机处理等优点,所以数字地震台网产出的数字地震资料成为地震活动性,震源机制,地球内部研究,地震监测及预报等的最基本数据源。