面向地理国情监测的房屋建筑区树冠覆盖多特征协同提取

针对全国地理国情监测工作新增树冠覆盖提取这一全新的工作任务,本文通过深入分析房屋建筑区主要地物光谱特征和纹理特征,确定以光谱特征归一化植被指数（NDVI）,以及对比度（contrast）信息熵（entropy）两个纹理特征作为判断规则,按照面向对象的思路,设计了一种综合应用高分辨率遥感影像光谱特征和纹理特征的房屋建筑区树冠覆盖范围提取方法。试验结果表明,该方法能够自动提取房屋建筑区树冠覆盖范围,大幅降低了当前常用的目视解译方法的工作量,与采用单一影像特征的提取方法相比,本文方法能够有效地区分房屋建筑区内与树冠覆盖光谱特征相近的地物要素。     

基于注意力机制的高分遥感图像采石场识别

采石业对国民经济起到积极作用的同时,给生态、环境和人居安全带来了隐患。目前,石矿区生态修复成为重要的生态文明建设问题。解决该问题的前提是识别采石场且确定石矿区边界。高分遥感对地观测和深度学习技术为高精度识别采石场并确定矿区边界提供了有效的途径。本文基于残差网络,设计了注意力金字塔结构和细节增强模块,以少量参数和极低计算复杂度为代价,从无人机高分遥感图像中有效识别石矿区。试验采用福建省南安市高分遥感图像和人工实地考察获取的石矿区边界真值作为数据源,构建用于卷积神经网络训练的数据集,并对算法精度进行验证。试验结果表明,本文方法速度快、精度高,可为石矿区生态修复提供可靠的支撑材料。     

利用密集台阵研究滇西北地区地震活动性

采用双差定位方法对2018-04~2020-09滇西北密集台阵记录到的15 816个地震进行重定位,得到14 110个重定位事件,获得滇西北地区精确的地震空间分布。结果表明：1）研究区地震活动分布不均匀,多数地震沿着深大断裂呈条带状分布,充分展示了断裂在地表的展布形态;2）研究区内地震的震源优势深度范围为7~11 km,说明本区地震多发生在中上地壳内;3）地震在各个剖面深度的分布特征显示出断裂在深部的构造特征。     

高分辨率遥感影像的田间道路识别方法

田间道路是农田建设和管理的重要工程,其走向、宽度及通达性直接影响着农田耕作的便利程度,精准识别田间道路对农田建设效果评估具有重要意义。借助高分辨率遥感影像,本文首先基于分层分类思想,采用面向对象方法对田间道路进行识别;然后引入张量投票法、八邻域断点检测和形态学算法,对田间道路断点进行连接修复,最终得到田间道路识别结果。在河北省定州市典型案例区开展实证分析,田间道路识别的完整率、正确率、质量分别可达91%、74%、69%。     

复杂地形下降水的高空间分辨率插值方法研究

复杂地形山区降水格局在多种地形要素的综合影响下呈现出显著异质性特征,弱化了降水站点观测资料的空间代表性,限制了遥感及再分析产品的适用性及传统插值方法的准确性。常用的PRISM降水插值算法通过提取并权重化地形要素,借助加权最小二乘算法对降水站点观测数据进行空间插值,被广泛应用于降水产品制备。本文针对PRISM算法对中小地形地貌刻画能力不足的问题,在解析影响复杂地形降水模式的地形要素的基础上,改进了PRISM的地形要素计算与权重化过程,同时,考虑到实际日降水量的随机性,将改进后的PRISM嵌入到“平均态日降水—比值”插值框架,构建了适用于复杂地形的日降水插值算法MPRISMR。随后,以具有复杂地形特征的元江流域为例,通过交叉验证及与ERA5-Land和TRMM_3B42降水产品的对比分析,发现该算法具有较高的准确性与可靠性。结果表明,在元江流域23个气象站点上,MPRISMR的插值结果与观测值的相关系数、相对偏差的中位数分别为0.72、0.98%,总体上优于ERA5-Land和TRMM_3B42日降水产品。另外,MPRISMR插值结果的精度随时间变化更小,更为稳定。最后,研究基于MPRISMR制备了空间分辨率约3 km的元江流域日尺度降水格网数据。本文可为复杂地形的陆面模式或流域水文水质模型提供高精度降水驱动场数据产品,从而支持流域可持续管理决策。     

高时空分辨率FFCO2排放清单的构建方法及研究展望

化石能源（FF）CO₂排放是全球人为温室气体排放的主体,作为衔接国家排放清单和大气反演验证途径的关键环节,2019年联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）对《国家温室气体清单指南》进行修订,势必将推动高分辨率FFCO₂排放清单的进一步规范发展。本文结合修订版指南中对于高分辨率排放清单的具体要求,从全球尺度、国家及以下尺度两个层面对高时空分辨率FFCO₂排放清单的构建方法进行梳理和归纳,并对其研究趋势进行展望。① IPCC方法学的进一步修订与完善,将有助于进一步提高FFCO₂排放清单的时空分辨率和精度;而构建包含间接排放的高分辨率FFCO₂排放清单正在兴起。② 作为大气反演模型的先验数据,采用自下而上的部门方法,直接获取排放统计数据,是编制高分辨率FFCO₂排放清单的首要途径;而通过替代变量及建模途径进行排放总量的时空分配,也是编制高分辨率FFCO₂排放清单的必要手段。③ 清单的不确定性分析中,需要考虑时空分配所带来的不确定性信息;基于大气观测的反演验证途径将作为独立于排放清单的一种客观核算手段,将在清单的质量保证/质量控制与验证中发挥重要作用。     

基于手机信令数据的城内迁居活跃度识别方法研究——以武汉市为例

中国城市的快速发展加速了城市内部人口的居住迁移,精细测度居民迁居行为及其空间分异特征,对于从人的行为视角来分析城市居住空间结构演进过程具有现实意义。本文以武汉都市发展区为例,基于手机信令大数据,提出净活跃度指标和总活跃度指标来量化描述迁居活跃度,并依据两个指标的分类及组合,将居民居住地划分为高迁入型活跃区、平稳型活跃区、高迁出型活跃区、高迁入型非活跃区、平稳型非活跃区与高迁出型非活跃区六种空间类型,进而探讨居民迁居的空间分布特征。结果表明：① 武汉都市发展区内部人口迁移总体呈现出从主城区向近郊区逐步迁移的趋势,且主城区人口总活跃度相较更高。② 主城区以高迁出型活跃区和高迁入型活跃区为主,近郊区则以平稳型非活跃区为主。③ 不同空间类型内的居住类型存在差异：高迁入型活跃区内以新建小区、高校住区、学区房、城中村为主;平稳型活跃区以农村居住地、园区周边住宅为主;高迁出型活跃区以老旧小区、园区周边住宅、城中村、农村居住地为主;非活跃区则以农村居住地为主。本文提出了一种基于时序手机信令大数据的居民迁居活跃度评价指标体系,并以实证研究证明其对于居民迁居地空间类型划分的有效性,研究结果可为相关规划决策部门掌控城市内部的人口迁移特征提供数据支撑、为城市不同区域针对性的进行公共资源配置提供参考依据。     

利用高分影像与特征匹配算法标定滑坡位移场

滑坡灾害是世界上破坏力极大的自然灾害之一,滑坡监测是预防滑坡灾害的重要基础。针对SIFT算法在滑坡遥感监测应用中存在特征点数量少、分布不均的问题,提出了一种将ASIFT算法和CSIFT算法相结合进行滑坡位移场标定的方法,即利用ASIFT处理全色影像,利用CSIFT处理多光谱融合影像,将两种方法提取的互不相同的特征点叠加综合得到更多的特征匹配点。该方法在露天矿滑坡的应用结果表明：与SIFT算法相比,新改进的方法大幅度增加了特征点数量,提高了滑坡位移场标定精度,且成本低、效率高,非常适合于大型滑坡后期大变形场监测。     

道路综合特征下高分辨率遥感影像的提取

针对在高分辨率遥感影像中如何提高道路信息提取的准确度和信息量这一问题,通过对影像光谱和纹理特征的分析,将影像特征按照2种光谱特征和3种纹理特征进行分类,进而改善传统的图像分割方法,选择灰度级数和像素对的相对方向、距离和窗口大小作为参数,再通过灰度共生矩阵运算获取影像的纹理信息,通过对这些纹理特征的综合比较分析,最后确定角二阶矩、熵和对比度作为道路纹理特征统计量;再通过对图像像元分析比较,将图像像元标准差和灰度均值作为道路信息提取的光谱特征;在对道路综合特征分析基础上,再通过对遥感图像几何特征分析,最后利用数学形态学的开运算、闭运算、腐蚀、细化等模型算法对遥感图像进行精细化处理,得到道路提取较好的结果。该方法可用于复杂路况的道路信息提取。     

苏北沿海低平原区浅表第四纪地质调查及沉积环境研究——以1∶5万伍佑幅为例

以苏北沿海低平原1∶5万伍佑幅区域地质调查为例,论述浅表沉积物调查的方法,包括使用Eijkelkamp槽型钻取样获取浅表岩性组合特征,运用数字填图系统操作完成野外地质资料的收集;然后通过对地质点、剖面的综合分析,提取浅表地层的区域岩性、岩相特征,结合年代学数据,利用高分辨率层序地层学基本原理分析该区域浅表沉积物的沉积演化过程,进而为苏北沿海低平原全新世地貌演化提供新的认识。