倾斜摄影测量技术在数字城市三维建模中的应用与展望

自2006年国家测绘地理信息局启动数字城市地理空间框架建设试点工作以来,数字城市建设的社会化应用取得了丰硕的成果,在国民经济和社会发展的各个领域中发挥了重要的作用。作为数字城市地理空间框架建设工程的重要组成部分,三维数字城市模型能较好地从多角度体现城市的立体景观,较直观且真实地还原城市风貌,为城市的规划、建设,以及民众出行带来便利。其中,在数字城市三维建模过程中,倾斜摄影测量技术得到了国内外大量研究学者的关注,其在我国数字城市的建设和发展中具有重要意义。本文较为系统地总结了现阶段倾斜摄影测量技术在我国数字城市三维建模过程中的应用概况,深入探究了其在数字城市建设过程中的具体案例,并对基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模在城市信息化建设中的应用前景进行了展望。     

基于SkyLine的Web三维数字校园建设

随着计算机技术、虚拟现实技术的发展,数字地球、数字城市的提出,三维数字化建设也得到迅猛发展,三维GIS已成为GIS发展的主要方向,应用前景广阔。三维数字校园建设随即被提出。本文论述了基于Sky Line平台三维数字校园建设的基本流程、关键技术、网络发布、系统设计等,最终实现了临潼校区的三维数字化建设。     

高分辨率正射遥感影像生产与质量分析

主要介绍了正射影像的生产方法 ,并结合WorldView-2、资源三号、高分一号卫星影像采用RPC模型进行正射纠正,并根据已有的DLG数据进行精度分析、质量分析。     

小冰期时中国南方地区降水模式的差异研究

小冰期是过去一千年中全球气候变化的重要事件之一。关于小冰期时中国季风区和西风影响区气候变化的对比研究众多,但是缺乏中国南方地区降水模式时空差异的研究,难以了解中国南方地区降水变化规律。为了系统地了解小冰期时中国南方地区降水的复杂性,本文将中国南方地区划分为东南—华南沿海地区、中部地区以及西南地区三个区域,总共选取了19条高分辨率的古气候记录进行对比研究,主要有以下几点认识:(1)相对于中世纪暖期而言,小冰期期间中国南方东南—华南沿海地区的气候偏湿,这可能与雨带在中国南方的滞留时间延长和沿海地区受台风的影响增强有关。(2)中国中部地区秦岭南麓和神农架高山林区在小冰期时期主要呈"冷湿"的模式,差异在于秦岭南麓区域主要在小冰期中后期偏湿,这与中部其他区域偏"冷干"的模式不同。这种区域差异可能是由于地形地势和大气环流的复杂性导致。(3)中国西南地区受印度夏季风和东亚夏季风的共同影响,且该区域地形复杂,其气候变化在小冰期时期存在更加明显的空间差异,没有呈现出比较一致的降水模式。与小冰期期间的降水变化不同的是,近30年东南—华南沿海地区除了台湾和雷州半岛,其他区域降水明显减少,可能受气温和人类活动等因素的影响。通过结合高分辨率的古气候记录,我们系统分析了中国南方小冰期的干湿模式在时空上的差异及其可能的影响因子,这对于认识小冰期时中国南方不同区域降水的复杂性及未来旱涝灾害的防控具有一定意义。     

基于Sentinel-1和DEM数据的南岭高植被覆盖区地形线性特征提取方法

在南岭高海拔山脉、植被茂密等地区开展地质调查难度大,人员和物资难以进入,因此需提前根据该区域的地形线性特征合理设计野外调查路线;此外地形线性特征可为区域构造运动信息的认知提供辅助知识.遥感技术以其宏观性、多尺度、多层次的特点成为地质研究和地质勘查的重要手段,然而在高植被覆盖区,常见的光学影像难以穿透植被,而微波雷达遥感则因为较好的植被穿透性,使得其应用成为可能.因此,提出了一种基于雷达卫星Sentinel-1和数字高程模型（digital elevation model,DEM）数据的地形线性特征提取方法.该方法首先利用似然比边缘检测算法提取Sentinel-1影像中的边缘特征,然后对DEM进行线性特征增强以生成山体阴影影像,再利用Canny边缘检测算子提取DEM数据中的山脊线与山谷线等主要线性特征,以DEM提取出的特征线为中心建立缓冲区并与雷达影像的提取结果做相交处理,将得到的线性特征利用道格拉斯-普克算法进行局部直线拟合,最后得到研究区的地形线性特征.结果表明,该方法综合考虑了雷达影像的微观细节信息和DEM数据的宏观趋势信息,在保留主要线性地形特征的同时剔除了伪边缘和噪声点,提取效果较好.      

中国环渤海地区1∶1 000 000地质图空间数据库

环渤海地区1∶1 000 000地质图空间数据库以辽宁、山东、河北、天津地质志图件以及环渤海地区环境地质系列图件为依托,结合国内外最新文献及成果编制而成。环渤海地区地质图以环渤海地区早前寒武纪至新生代出露的地质体为研究对象,重点关注了环渤海地区的地质演化,通过编图建库的手段表达各地质体的时空演化和配置关系,为后续地质调查科研工作及生产工作提供基础地质图件及地质信息服务资料。图幅采用MapGIS 6.7软件制作,包括地质体面元单位1 892个,地质界线6 755个,钻孔、化石点、火山口、古人类活动遗址、同位素测年样点、主要标准剖面等共132个,断层1 984个,并全部填写了属性,总体数据量约123 MB。环渤海地区地质图对近30年的区域地质调查进行了综合集成,将中太古代晚期—古元古代、中元古代—中三叠世、晚三叠世—晚白垩世、古新世—全新世4个地史时段进行了地层区划、构造区划和岩浆岩区带等划分研究,建立了动态的地层、构造、岩浆岩划分系统。为环渤海经济圈建设和经济社会发展提供了基础地质信息资料,具有重要的参考利用价值。     

基于扫描电镜图像和微观渗流模型的云冈石窟砂岩风化特征分析

风化作用、岩石微观结构、岩石微观渗流特性定量关系的研究是石窟文物有效保护的重要基础,砂岩风化作用严重影响了岩体上石窟文物的有效保护。本次研究使用扫描电镜（SEM）获得云冈石窟不同窟体砂岩的微观图像,根据图像增强和图像分割技术得到了岩石中颗粒和孔隙的数字特征参数,从微观角度建立了反映孔喉连接特性的渗流模型,得到了不同窟体岩石的局部水力传导系数,分析了数字特征参数、水力传导系数、风化作用之间的关系。结果表明,风化作用对石窟砂岩微观结构具有很大影响;砂岩孔隙平均长轴长度大小对应的风化程度分别是全风化或强风化、中等风化、微风化或未风化,长度分别为大于40 μm、25～35 μm、15～25 μm;风化程度越高、水力传导系数越大,随着风化程度的增高、水力传导系数的范围为1 × 10?9～1 × 10?4 cm/s;水力传导系数与孔喉尺寸、孔喉连通性密切相关;孔喉半径比增大时、水力传导系数也增大。     

《水科学进展》2019—2020年度优秀论文公告

2020年,在广大作者、审稿专家、编委的大力支持和帮助下,《水科学进展》的论文水平和内容质量得到明显提升。2019年11月,《水科学进展》入选“中国科技期刊卓越行动计划(2019-2023年)”。2020年,《水科学进展》连续第9次入选“中国国际影响力优秀学术期刊”(2012-2020年),连续第3年入选“中国科协优秀科技论文遴选计划”(2020年全国96篇),1篇论文入选2019年度“中国百篇最具影响国内学术论文”。2020年12月10日,《水科学进展》创刊30周年暨第四届编辑委员会会议在南京召开。     

关键元素与生命健康:中国耕地缺硒吗?

地球上的生命和非生命都是由自然界已发现的92种化学元素组成的,通过全国土壤地球化学基准值与人体血液元素含量对比研究,发现血液中40~50种化学元素平均值与土壤地球化学基准值的分布高度一致,表明这些关键元素与生命息息相关。近年大家持续关注的硒(Se)元素是人体必需的微量元素,缺乏会产生健康风险,但摄入过量也会导致中毒,因此被称为健康窗口元素。过去研究认为,中国耕地缺硒是造成健康危害的原因之一。本文通过对全国3 382个网格化点位土壤采样,获得Se的地球化学基准值和空间分布数据,发现中国贫硒国土面积,按照世界卫生组织推荐值(0.1 mg/kg)和中国规范(0.125 mg/kg)计算,分别占21.1%和31.6%;适宜区(0.125~0.40 mg/kg)面积大约555万km²,占国土面积约57.1%;富硒区(>0.40 mg/kg)面积达110万km²,占国土面积约11.2%。贫硒国土主要分布在青藏高原和内蒙古局部地区,而中国9大平原的粮食主产区耕地总体上不缺硒,其中珠江三角洲平原、广西平原、成都平原、长江中下游平原是富硒区(>0.40 mg/kg),华北平原、东北平原、三江平原、关中平原是硒边缘区-适量区(0.125~0.40 mg/kg),只有河套平原是缺硒区(<0.125 mg/kg)。根据覆盖全国的网格化土壤采样分析结果,发现低硒带呈不连续的片状分布于内蒙古东部至青藏高原一带,与传统认为“低硒带分布于东北三省至西南云贵高原”不完全一致。硒的空间分布模式主要受地质背景、岩石类型、土壤类型和自然地理景观控制。     

利用地面LiDAR精细化测量活断层微地貌形态——以毛垭坝断裂禾尼处断层崖为例

受地壳内部持续运动和沉积、风化等自然动力及人类生产与生活活动影响,活断层微地貌形态往往比较复杂,传统测量方法较难快速、高效地获取大范围内精细化的活断层微地貌形态,激光雷达扫描技术的出现和发展为活断层微地貌的精细化与定量化研究提供了新的技术手段。以川西理塘毛垭坝盆地北缘的正断层崖为研究对象,利用地面LiDAR获取活断层微地貌高精度点云后,经过点云配准、滤波、重采样和三角构网处理后,建立了0.05 m分辨率的数字高程模型和真彩色三维模型,在此基础上分析了断层崖地貌特征,并获取了正断层错动两期最新地貌面的精确垂直位错量。研究结果表明,地面LiDAR技术是精细测量活断层微地貌形态和量化相关地貌特征参数的有效手段,提高了活断层微地貌形态测量的精度和认识水平。