站点尺度的青藏高原时序NDVI重构方法比较与应用

基于卫星遥感的植被指数时序数据广泛应用于植被覆盖监测、生物量反演等多个研究领域,但由于传感器本身、大气条件、环境特征等因素引起的噪声会影响数据的应用效果,因此开展植被指数时序数据重构研究具有实际意义。本文基于2000-2015年MODIS归一化差异植被指数(NDVI)数据,采用三次样条函数法、双逻辑斯蒂函数法和奇异谱分析法3种常用方法,对青藏高原106个气象站点所在的典型覆被NDVI时序数据进行重构,并以植被物候信息提取作为应用,比较分析了3种算法的保真性、细节拟合能力及物候特征提取效果。研究表明, D-L及Spline函数分别对受冰雪及云层影响较大(荒漠、灌木、林地)及较小的覆被类型(草原、农作物)表现出较好的细节拟合能力;SSA方法拟合能力较差,易出现NDVI重构曲线整体“下移”的现象,造成峰值拟合结果偏低,并且表现出NDVI绝对值越小拟合效果越差的现象。从保持原始数据真值的能力来看,受噪声点影响较大的覆被类型(林地、灌木、草原)Spline函数略优于D-L函数法;而林地类型中SSA方法表现优于D-L函数法。从物候信息提取结果来看,D-L函数法所提取的生长季稍有提前,Spline函数及SSA方法分别表现出生长季开始点及结束点滞后的现象,灌木、林地类型表现出明显的年际波动变化的特征,荒漠类型由于NDVI绝对值偏低,3种方法物候提取结果一致性表现出锯齿状不规则波动。此外,D-L方法生长季开始期(SOS)和生长季结束期(EOS)在各覆被区均小于其他方法,波动较大;SSA方法提取的EOS在大部分覆被地区大于其他方法;Spline提取结果的年际波动与SSA高度相似。该研究可为高原植被不同覆被类型下NDVI时序数据噪声去除的方法选择提供借鉴。     

遥感图像的位置校正算法

通过对遥感图像解译中传统的几何位置校正方法的研究,提出了一种曲面样条函数算法,从而能解决传统的方法校正不完全的缺陷。     

Comparison of trends in stream water quality

A method is described for assessing the strength of evidence for differences in the trends in chemical concentrations in stream water between catchments. A smoothing spline technique is used to model changes in water quality as a result of changes in flow rates, seasonal effects and an underlying trend. The method involves fitting the model twice, once with the underlying trends constrained to be identical for each river and once with the trends unconstrained. Statistical properties are assessed by simulation methods that allow for the autocorrelation in the residuals from the unconstrained fit. The method is applied to data from two streams in the Balquhidder catchments in the Highlands of Scotland and to data from the Dee, Don and Ythan rivers in the north‐east of Scotland. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

线形工程中GPS高程拟合方法的探讨

介绍了多项式曲线拟合法和三次样条拟合法用于GPS水准联测点按线状或带状布设的情况,并通过实例简要分析了其优缺点。     

基于GPS高程时间序列粗差的抗差探测与插补研究

研究抗差估计和稳健估计粗差探测IQR准则的粗差剔除算法以及缺值点插值的正交多项式最小二乘拟合方法。以中国3个CORS基准站从1999-03-01—2009-12-31日的单天解GPS高程时间序列为对象进行粗差探测与插补的试验。结果表明：抗差估计比IQR准则能更有效地探测和剔除粗差;三次样条插值当连续缺失历元超过5~10个时插值结果易发生扭曲;低次正交多项式拟合的结果稳定,一般选择2~3次拟合即可获得理想的效果,当连续缺失历元达3个月时,正交多项式拟合后的曲线与序列趋势仍基本一致。     

基于最小二乘法道路平面曲线拟合

结合最小二乘法的基本原理,利用其进行道路平面曲线拟合,实例表明,与三次样条函数设计计算结果接近,同样能满足路线设计要求,且简化了计算过程,在平面设计工作中具有很强的实用性。     

新疆地震活动区的地磁观测与研究

新疆地区是中国最活跃的地震区之一.为了监测新疆地区潜在的强烈地震,2003年在该地区建立了N和S两个地磁测网并进行了地磁三分量测量.在N和S两个测网所选建的51个测点周围环境良好,地磁梯度小,适宜地磁测量.在野外测量中,使用性能稳定可靠的G-856磁力仪、DI磁力仪与GPS仪器,应用GPS测定方位角,DI磁力仪测量地磁偏角D与倾角I,G-856磁力仪测量总强度F.应用新疆地区乌鲁木齐与喀什地磁台站的资料,分别通化了N和S两个测网的地磁测量资料.该地磁通化值的平均标准偏差σ为:F的σf=0.20 nT;D的σd=0.06′;I的σI=0.03′,表明地磁测量资料准确可靠.根据上述地磁测量资料,应用精度高的spline方法,得到了N与S测网地磁场及其异常场的分布.结果表明,该地磁场及其异常场的分布,可以准确地描述N与S测网的地磁场及其地磁异常场.该地磁分布为今后在新疆地区的震磁研究与地震监测提供了良好的地磁参考场.     

Ck-Reconstruction of Surfaces from Partial Data

In this paper, we study the problem of constructing a smooth approximant of a surface defined by the equation z = f(x ₁, x ₂), the data being a finite set of patches on this surface. This problem occurs, for example, after geophysical processing such as migration of time-maps or depth-maps. The usual algorithms to solve this problem are picking points on the patches to get Lagrange's data or trying to get local junctions on patches. But the first method does not use the continuous aspect of the data and the second one does not perform well to get a global regular approximant (C ¹ or more). As an approximant of f, a discrete smoothing spline belonging to a suitable piecewise polynomial space is proposed. The originality of the method consists in the fidelity criterion used to fit the data, which takes into account their particular aspect (surface's patches): the idea is to define a function that minimizes the volume located between the data patches and the function, and which is globally C ^k. We first demonstrate the new method on a theoretical aspect and numerical results on real data are given.     

地学三维模型光照与动态显示

介绍了一种具有真实感的地学三维模型光照显示的新方法,给出了三角网构建和曲面样条函数插值方法,讨论了适应三维模型光照显示的可见性测试、光照模型等算法和方法,实现了模型动态显示和剖面绘制。      

校准数字化矿图的一种实用算法——网格限制法

满足数字化矿图的精度要求是实现数字矿山的重要保证。结合煤矿地测微机制图和相关矿图的特点,本文提出了利用曲面样条函数及公里网特征点数据校准数字化矿图的实用数学方法。