高度计测距精度对沿轨迹重力异常反演的影响

应用求解沿轨迹重力异常的垂线偏差法以及求解空间分辨率的交叉谱分析法,建立了高度计测距精度与沿轨迹重力异常反演精度以及空间分辨率的关联性模型。首先依据卫星测高原理,给出了沿轨迹重力异常的误差传播公式,然后以此为基础通过推导交叉谱分析中一致性系数与信噪比的数学表达式,建立了高度计测距精度与空间分辨率的解析关系。数值仿真结果表明:雷达高度计测距精度与沿轨迹重力异常反演精度成正比关系,与空间分辨率成幂函数关系,即高度计测距精度提高m倍,沿轨迹重力异常反演精度提高m倍,全球海域平均空间分辨率提高m0.464 4倍。将数值仿真结果与相关文献中对实际测高数据的处理结果进行比较,验证了理论分析及模型的正确性。     

利用球体剖分瓦块构建真三维数字地球平台

全球离散网格是面向空间大数据的模型框架,常用于构建数字地球平台。基于球体的剖分瓦块不仅可以构建真三维的数字地球模型,而且可以实现天地一体化的空间数据集成、融合、表达和应用。本文详细论述了球体大圆弧QTM八叉树网格的剖分原理、网格几何特征分析和编解码方法等理论体系,并利用剖分瓦块实现了球体的任意分割以及地下、地表和空中实体的可视化建模。研究表明,球体QTM网格具有剖分规则简单、体系规整、几何特征明晰,适用性强等特点,尤其是可以推广到椭球。因而,该方案可用于天地一体化的空间数据的组织、管理与应用。     

基于GlobeLand30的全球城乡建设用地空间分布与变化统计分析

城乡建设用地分布与变化是人类活动的直观标志和生态足迹,在环境变化研究、地理国(世)情监测和可持续发展研究等方面发挥着重要作用。以往人们对一些城市、区域或国家的城乡建设用地分布与变化进行过较为深入系统的研究,但在全球尺度上,这方面研究尚为空白。本文是利用我国自主研制的世界上首套30m空间分辨率全球地表覆盖数据集GlobeLand30的人造地表数据层,首次开展了全球城乡建设用地的空间分布及变化的统计分析。它采用用地面积、构成占比和增量占比等主要指标,统计全球范围内城乡建设用地的空间分布及2000年至2010年10年间的变化,重点分析了2010年全球、各大洲及主要国家的城乡建设用地分布现状与地域差异,2000年至2010年全球、主要国家的建设用地变化以及其主要土地来源。研究结果表明,2010年全球城乡建设用地总面积为118.75×104km2,占全球陆表面积的0.88%;2000年至2010年全球城乡建设用地面积增加了5.74×104 km2,变化率为5.08%,其中,中国和美国新增城乡建设用地约占全球的一半;新增城乡建设用地占用最多的是耕地,占总量的50.26%。这些为研究全球陆表人类活动的空间分布特征与变化趋势提供了翔实的信息和知识。     

大气CO2浓度时空变化卫星遥感监测的应用潜力分析

GOSAT卫星观测反演大气CO2浓度精度已经提高到了1—2 ppm,而卫星数据能否准确地揭示全球和区域大气CO2浓度变化特征还缺乏充分的评价与分析。本文针对已经连续运行观测3年的GOSAT卫星,收集了来自美国NASA-OCO团队(ACOS)和日本环境研究所GOSAT团队(NIES)基于各自算法反演的两套大气CO2柱浓度数据,描述并分析了全球大气CO2时空变化特征。分析结果表明,从XCO2反演的绝对值结果来看ACOS总体上比NIES的高出约2 ppm左右,但从时空的相对变化上它们揭示了相近的大气CO2浓度时空变化特征。两套数据显示出全球平均大气CO2浓度在2010年—2012年的3年期间年增量分别为1.8 ppm和2.0 ppm;季节变化幅度,北半球最大4—6 ppm,南半球最大约2 ppm,这与地面观测结果基本一致。进一步将EDGAR 4.2人为排放总量格网化数据与GOSAT卫星观测反演的CO2浓度进行相关统计分析,结果指出两套数据对人为排放量有着微弱的响应。本文结果指出目前GOSAT卫星观测反演的XCO2可以检测出全球和区域大气CO2浓度的年变化、季节变化和区域空间变化的特征;GOSAT卫星10.5 km空间分辨率的观测虽难于检测出点源的浓度变化,但从区域上对人为排放的累积效应的监测显示了一定的应用潜力。     

基于GIS的马尾马江片区公共厕所布局分析与优化

公共服务配套设施的合理布局和质量提升是新型城镇化的内涵之一,将GIS技术应用于规划领域可使规划成果具更理性与可实施性。以福州市马尾区马江片区为例,基于出行人群密度、区域繁华程度、公共厕所服务半径三者间的对应关系,对马江片区公共厕所的空间布局进行分析,认为该片区现状公共厕所存在数量与质量上的双重不足。针对存在的不足,提出优化算法与优化布局方案,并基于GIS技术实现可视化模拟。优化后的公共厕所共有53座,较现状的27座增加26座,符合《城市公共厕所设计标准》规定;公共厕所服务区覆盖片区总面积的91.5%,较现状的38.8%增加52.7%,满足城市规划与未来发展的需求。     

基于GIS的族谱空间信息查询与可视化研究

族谱是一个家族的生命史,记录家族的起源和发展,具有很大的研究价值。如何实现族谱空间信息化,是GIS社会化研究领域的一个重要课题。文中选择河南省域内某模拟族谱作为研究对象,运用GIS技术整合海量族谱数据,建立地图空间数据库和家族成员基本信息表,以ArcGIS Engine 9.3、SQL Server为平台,开发族谱GIS信息系统,实现族谱空间查询及家族成员迁徙路线可视化等功能。族谱GIS信息系统为族谱研究提供新的思路、方法和技术。     

利用AIRS产品分析中国地区近地面甲烷浓度时空特性

甲烷(CH4)作为仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体,不仅在全球和区域尺度光化学反应中起着重要作用,而且在能量收支平衡及气候变化方面有着重要的影响。2013年,Auqa/EOS的大气红外探测仪(AIRS)热红外近地表CH4产品在AIRS Version6.0产品中发布,其结果尚未在中国进行验证,利用热红外传感器分析中国近地表CH4浓度的时空分布还处于初始阶段。本文利用中国青海瓦里关(WLG)、中国台湾鹿林山(LLN)及蒙古乌兰乌勒(UUM)地基观测资料对AIRS V6.0近地面CH4浓度产品进行了验证,误差在2%以内,二者相关系数r分别为0.68、0.5、0.69,变化趋势一致,进而从地域、季节变化和年际变化3个方面探讨了2003年—2013年中国地区近地面CH4浓度的时空分布特征。结果表明:CH4浓度最低值位于西藏地区(1800 ppbv),高值区位于新疆维吾尔自治区北部、内蒙古自治区及黑龙江北部(1920 ppbv);夏季高,冬季低,季节性变化明显,年际变化基本上呈增长趋势。     

基于北斗卫星导航系统的飞行物轨迹标记法

为了实时准确地掌握和了解导航系统飞行物的位置和空间关系,以提高北斗系统的运行准确性,该文根据北斗卫星导航系统不间断授时服务特点,提出一种利用北斗卫星授时信号估计空间飞行物轨迹的方法。卫星下发的授时信号到达用户终端的过程中,受到空间飞行物的遮挡而产生扰动。用户终端将接收的扰动信号的变化量通过各种网络汇聚到数据中心,如果用户终端、空间星座和地面数据中心的时钟同步,在多个用户终端存在的条件下,将数据中心计算出的飞行物的时空参量等信息标注到空间地理信息系统上,连接这些空间点,就可以绘制出空间飞行物的运动轨迹。     

中国省域离婚率的时空格局及趋同演变研究

针对现有离婚率研究时间、空间割裂,整体性探讨不足及实证研究缺乏的问题,该文运用空间自相关、空间马尔可夫链等空间统计方法对中国大陆各省域1979—2012年离婚率数据的时空分布及趋同演变进行了研究,结果发现:除东北、西北地区离婚率一直居高不下之外,中国大陆高离婚率地区逐步向中部延伸并聚集,离婚率存在着较强的空间自相关且空间聚集现象明显;省域离婚率的"两极分化"现象和"俱乐部趋同"现象均经历了由弱到强再减弱的波动变化趋势。     

局部空间自相关统计洪水灾害影像分析

针对洪水灾害分析在速度、准确性和及时性等方面的需求,该文在研究空间自相关分析的基础上,提出了一种基于局部自相关统计的洪水灾害影像分析方法。首先,对影像进行掩膜处理,去除云层干扰;其次,采用局部空间统计的方法对影像进行统计分析;然后,通过密度分割的方法提取水体,将影像分为水体和陆地两类;最后,将3幅影像分类的结果进行空间叠加分析,分析洪水灾害影响情况。以2013年嫩江流域3个时期的影像为实验数据,设计了仿真实验。实验结果表明,该方法可以较准确地对大面积洪水影响区域进行分析。