理论研究

  • 密集点云的数字表面模型自动生成方法

    闫利;陈长海;费亮;张奕戈;

    针对机载航空多视影像密集匹配得到的原始点云存在大量的噪声和空洞,难以直接用于城市数字表面模型重建的问题,提出一种结合增强点云进行法向量优化的泊松表面重建方法。首先通过反投影误差约束和点云距离分布统计分析方法剔除尽可能多的噪声,并通过k邻域均值采样填补点云空缺得到增强点云,及采用固定视点法简化法向量一致化。其次,针对重建表面数据冗余的问题,在保持特征的前提下,引入最短边准则剔除大量的狭长三角形。最后采用ISPRS倾斜下视航空影像及无人机影像进行了实验。结果表明,该方法相比二维狄洛尼构网算法和快速三角化方法在表面重建效果上有一定的改进,对于多视影像的DSM自动生成是可行的。

    2017年05期 5-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K]
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  • 热红外高光谱测量中非目标因素的影响

    黄启厅;骆剑承;覃泽林;杨颖频;史舟;

    野外热红外高光谱测量对环境背景辐射的扰动极为敏感,目前尚缺少对干扰因素的系统分析研究。为了对各类非目标影响因素进行量化评价,探讨了测量中的误差来源和构成,并采用基于标准光谱库的数值模拟方法开展了定量/半定量分析。结果表明,非目标因素主要有以下5类:发射率/温度分离算法选取、下行辐射波动、肤温变化、仪器热噪声以及平滑度指数类型,其中分离算法对发射率分离精度影响最大,黑体拟合法误差可达0.06,而平滑度指数影响最小,介于0.001~0.003 5之间;各因素影响程度大小依次为:算法选取>下行辐射波动>肤温变化>仪器热噪声>平滑度指数。该文给出了提高测量精度的操作建议,以期为野外热红外高光谱研究提供有益借鉴。

    2017年05期 12-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K]
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  • 一种车载移动海量多源数据管理方法

    谢洪;吴博义;胡晓斌;

    针对现有管理方法无法有效支持车载移动激光扫描多源数据联合后处理的问题,提出了一种针对城市街区尺度下海量车载多源数据的管理与调度方法。在分析各类数据空间分布特性基础上,通过有机联合瓦片索引与随机采样八叉树等空间索引结构,并结合数据库进行元数据管理及动态调度控制,建立一套面向车载移动扫描点云、全景影像、POS轨迹、DOM等海量异构多源数据的高效管理及调度机制。实验证明,该方法能够支持城市街区尺度下海量车载多源数据的高效调度、交互查询、动态更新等过程。

    2017年05期 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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  • 不同类型植被双向反射与偏振特性

    卢珍;张春影;杨秀云;孙仲秋;赵云升;

    针对当前植被反射与偏振特性研究不充分、植被电磁辐射传输过程解释不详细的问题,使用东北师范大学实验室多角度测试平台对不同类型植被(菜豆树与南洋杉)的高光谱信息、偏振信息及其多角度分布3个方面进行测量,并结合植被双向反射机制与偏振产生机制对测量结果进行分析。研究表明,不同植被的反射与偏振信息都与波长有关,并表现出明显的各向异性,其中反射比与偏振度呈现出相对变化特征。植被类型对偏振与反射信息具有一定的影响,表现为平展光滑型阔叶植被产生的偏振信息远大于针叶产生的偏振信息。该研究有助于深入了解植被与电磁波辐射过程,同时也说明双向反射信息与偏振信息相结合可为植被遥感提供额外有效的辅助信息。

    2017年05期 27-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K]
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地理国情监测

  • 湖北省地理国情监测机制体制

    吕竞帆;郭卓夫;於新国;肖本绪;

    针对目前地理国情监测工作中存在的工作机制及业务体制不健全的问题,提出在现阶段下,建立湖北省地理国情监测工作的工作机制及业务体系。提出在现阶段,湖北省测绘地理信息部门与各行业部门联合,协调合作,建立地理国情联合监测的工作机制。同时,以地理国情监测云平台和地理国情监测数据库为核心业务建立业务体系,最终实现开展综合统计分析的目标。最后,结合本省实际开展的国情监测项目,提出存在的问题并对问题予以解答。

    2017年05期 35-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 122K]
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  • 近30年秦淮河流域水面变化及其驱动因素分析

    王小标;谢顺平;都金康;丛佃敏;卞国栋;

    针对秦淮河流域城市化水文效应对水文水资源影响,分析秦淮河流域和城市区水面时空变化及其驱动因素,选取流域1985—2015年49景Landsat影像,采用基于K均值聚类水体指数法对比分析水体指数的性能。在探讨水面率与降雨量、温度、流量关系基础上,从自然和人为因素2方面分析水面变化的主要驱动因素。结果表明,流域水面率在2.42%(62.69km~2)~5.05%(130.56km~2)变化,水面增加了8.48km~2,增长8.12%;城市区水面率在2.76%(8.63km~2)~6.63%(20.73km~2)变化,水面减少了6.60km~2,缩减43.15%;流域年降雨量与流量变化态势相同,可知降雨量对水面贡献较小;1988—2015年转移矩阵表明,流域32.34%水面转为耕地,城市区27.90%和20.52%水面转为建设用地与耕地,其他地类转换为水面比重较小;人为因素是水面变化的主要驱动因素。本文对研究城市化水文效应具有一定的理论和实际意义。

    2017年05期 38-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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  • 红树林景观格局遥感提取的尺度效应

    刘会增;刘珏;石铁柱;王俊杰;邬国锋;

    针对多观测尺度下提取的红树林难以直接比较、转换和整合的问题,利用多源遥感数据研究红树林遥感提取的尺度效应。基于资源三号影像,采用重采样方法模拟多尺度遥感数据,结合景观格局指数和统计方法探究红树林景观格局遥感提取的尺度效应。研究表明:随着遥感影像空间分辨率的降低,红树林斑块会出现位移和变形;在不同尺度下提取的红树林景观指数呈现一定的变化规律,采用线性、多项式或对数模型能够很好地拟合景观指数随尺度的变化(R~2≥0.94);模型能够很好地预测高分一号影像和Landsat-8影像提取的红树林景观指数。

    2017年05期 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 490K]
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遥感技术

  • 车载激光点云中杆状目标自动提取

    王鹏;刘如飞;马新江;

    针对车载激光扫描数据中杆状目标点云自动提取易受临近地物干扰的问题,提出了一种基于扫描线聚类判别的杆状目标自动提取方法。该方法根据不同地物在扫描线数据中的形态,设计了从单条扫描线到多条扫描线的数据处理流程。首先对单条扫描线上的点进行距离聚类,得到不同的地物横剖面点集;然后根据点集内点的数量和杆状目标在扫描线上的分布形态,对聚类点集进行杆状目标种子点集判别;最后在疑似杆状目标种子点集的平面投影位置处,对多条扫描线进行点集聚类和去噪处理得到杆状目标点云。实验分析表明,针对不同的激光扫描数据,该方法能有效降低临近地物干扰,提取出道路两侧的杆状目标。

    2017年05期 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 面向对象的迭代加权多变量变化检测方法

    徐强强;刘正军;龙亚斐;魏文杰;

    针对传统变化检测方法应用于高分辨率遥感影像变化检测时出现的变化信息分散、椒盐噪声影响严重等问题,将面向对象技术和迭代加权多变量变化检测方法结合起来,提出了一种面向对象的迭代加权多变量变化检测方法(iteratively reweighted multivariate alternative detection,IR-MAD)。该方法主要通过结合卡方分布的概率密度函数和面向对象技术来对传统多变量变化识别方法(multivariate alternative detection,MAD)进行改进,卡方分布的概率密度函数对变化信息进行融合以获取信息集中的IR-MAD变量。此外,在对影像进行分割时结合叠置分割技术获取边界一致、同质性较好的影像对象。实验表明,面向对象IR-MAD方法能够有效集成变化信息,准确提取变化区域,同时较好地保持变化目标的结构与形状,减少椒盐噪声的影响,检测结果具有较高的可靠性。

    2017年05期 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
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  • 城区LiDAR点云自适应坡度的滤波算法

    何培培;万幼川;黄桂平;马开锋;

    针对机载LiDAR系统所获取的离散点云中地面点与非地面点有效分离的问题,提出了一种适合城区分类的自适应坡度滤波算法。首先,充分考虑点云数据组织形式以及地表形态,借鉴基于坡度滤波的基本原理,实现坡度值的自适应更新。其次,该算法也是一个迭代更新的过程,在该过程中不仅可以更新坡度值,同时可以更新DTM,能够很好地顾及大尺度数据整体的地形起伏和局部细节。最后,采用3组不同类型的数据对算法进行定性或定量方面的分析,以验证该算法性能的可行性。

    2017年05期 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K]
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  • 成像光谱钻孔岩芯编录的实现方法

    张川;叶发旺;姚佳蕾;车永飞;田茂杰;

    钻孔岩芯高光谱扫描和编录对传统的地质编录具有重要参考价值。针对当前面扫式成像光谱仪在钻孔岩芯编录技术方面研究的不足,提出了一套基于图谱合一成像光谱数据的钻孔岩芯编录技术方法。以Hyspex地面成像光谱仪为数据源,对采集的一个整孔岩芯高光谱图像数据进行图像处理和矿物填图;通过设置岩芯段统计单元,利用图像像元分类统计的方法分段计算岩芯矿物相对含量数据;经过数据滤波处理,最终获得了钻孔垂向空间上各种矿物的相对含量编录曲线,实现了矿物在钻孔垂向空间上的定量化表达。经地质编录验证了结果的合理性,并能够弥补传统地质编录在精细化和定量化程度方面的不足,提高深部蚀变分带的客观性和可靠性。

    2017年05期 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]
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  • 鄱阳湖湿地植物实测高光谱数据分类

    曾帅;况润元;肖阳;赵哲;

    利用高光谱数据对湿地植物进行分类历来是植被遥感研究的难点重点之一。选取鄱阳湖湿地为研究区域,利用ASD FieldSpec4便携式地物光谱仪测取了6种优势种植物的反射光谱曲线,在对原光谱数据预处理的基础上,运用导数法、Log(1/R)法、包络线法等方法对光谱曲线进行对比分析,最后根据各项光谱特征参数对植物进行了分类提取。研究结果显示:导数法、Log(1/R)法、包络线等方法能有效地提高植物的光谱区分度,统计各项光谱特征参数能有效对6种植物进行分类,总体分类精度为85.8%,最高的狗牙根为100%,最低的灰化薹草和水蓼为75%。研究成果为植物分类和种类识别奠定了理论基础,同时也为大尺度、快捷监测湿地植物的时空变化提供技术支撑,对湿地植物以及生态环境的保护决策提供科学依据。

    2017年05期 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
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  • 结合水体指数与卷积神经网络的遥感水体提取

    何海清;杜敬;陈婷;陈晓勇;

    常用多光谱遥感水体提取少有兼顾光谱与空间信息,致使水体提取的可靠性和准确性难以保证。在利用遥感水体光谱特性的同时,融入深度学习算法,提出归一化差分水体指数(normalized difference water index,NDWI)与深度学习联合的遥感水体提取方法。该方法首先选取典型水体样本进行训练,构建深度学习卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)水体识别模型。其次,计算多光谱影像NDWI指数并分割成图斑,以图斑包络矩形构建初始的水体目标子区。最后,构建NDWI指数与CNN水体识别概率的联合估计模型,并以迭代运算实现最优化遥感水体提取。实验验证了该方法的高可靠性与准确性。相比常用方法,水体识别准确率高达94.19%,而错分率仅为5.04%,显著提高了水体提取精度。

    2017年05期 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K]
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  • 多时相影像的冬小麦种植面积提取及估产

    刘红超;梁燕;张喜旺;

    针对多时相影像的农作物种植面积难以实现统一精确提取、不能高效地进行遥感估产研究的问题,以河南省濮阳市为研究区,基于Landsat TM影像,采用基于伪不变特征的相对辐射校正方法,在深入分析濮阳市内6类典型地物光谱的基础上,构建决策树提取冬小麦种植面积。然后,基于MODIS植被指数产品,结合相应年份统计数据进行植被指数校正,分别利用校正后关键生育期的归一化植被指数累计值和增强型植被指数累计值与冬小麦产量进行回归分析,建立冬小麦产量预测模型,利用2011年的产量进行验证。结果表明:各年份冬小麦的提取面积精度均在96.3%以上,利用归一化植被指数和增强型植被指数构建的估产模型,R2分别为0.834和0.926,估产精度分别为95.36%和96.44%。该研究可为市域冬小麦种植区的统一高效提取以及冬小麦产量预测提供参考。

    2017年05期 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 多源参数在晋江城市热岛分析中的差异性

    华俊玮;祝善友;高牧原;张桂欣;

    城市热岛遥感监测分析中,不同参数与指标得到的热岛时空分布结果不同。针对过去研究仅利用遥感反演地表温度或亮度温度监测城市热岛现象,以福建省晋江市为研究区,选择2010年与2014年夏季Landsat数据,结合数字高程数据和气象站点实测数据,反演晋江市域内地表温度与近地表气温。在此基础上,利用多源参数计算多种城市热岛监测指标,并对比分析这些指标用于晋江城市热岛研究的差异性。结果表明:1)2014年较2010年的城市热岛范围扩大,区域内热岛比例显著上升,热岛斑块面积增多且热岛等级增强;2)相对于地表温度,近地表气温用于评价城市热岛空间分布更为合理;3)不同热岛监测指标作用不同,热岛强度、归一化热场强度可以在空间上直接表明热岛空间分布及强弱,热岛比例指数则在数值上反映了不同区域热岛现象的发生概率,热岛源汇指数结合地表热参数和土地覆盖类型,反映了土地利用变化对区域内热岛效应加剧或减缓的贡献程度。

    2017年05期 97-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 523K]
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  • 甘肃省季节性净初级生产力变化特征

    刘春雨;董晓峰;刘英英;丁鑫;

    针对不同尺度视角下NPP时空差异及其影响因素的研究还比较匮乏的问题,以甘肃省为靶区,通过改进CASA模型估算了NPP的空间格局,并通过偏相关系数探讨NPP与气候因子的关系。甘肃省4季的NPP空间差异显著,变化强烈,呈现东南高西北低。以甘肃省为视角,降水量是夏季的主要控制气候因子,而气温是其他季节的主导气候因子。以不同生态区为视角,仅在夏季,季降水量是草原生态区、农业生态区和荒漠生态区的主要控制因子,其他主要控制因子均为季均温。春季,草原生态区对季均温存在时滞与累积效应;夏季,森林与农业生态区对季降水量和季均温存在时滞与累积效应;秋季,森林与草原生态区对季降水量和农业生态区对季均温都存在时滞与累积效应。

    2017年05期 106-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 710K]
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  • 浅水型湖泊湿地景观季节变化分析

    金宝石;闫鸿远;张晓可;

    为阐明水位和植被生长状况的季节变化对湖泊湿地景观格局所产生的影响,以浅水通江湖泊安徽菜子湖为例,选取相邻年份不同月份的SPOT-5影像,基于RS/GIS解译得到湖泊湿地景观图,统计分析不同季节的湿地景观结构及其相互转化,并利用Fragstats景观格局分析软件从景观和类型2个层次探讨不同季节的湿地景观格局指数变化。结果表明,菜子湖湿地景观以水体为主,受到湖泊水位和植被生长状况影响,湿地景观结构发生明显的季节变化;湖泊湿地景观的季节变化是以不同类型之间的可逆转移实现的;随着湿地景观结构的改变,类型和景观2个层次的景观格局指数也发生季节性波动。该研究可为长时间序列浅水型湖泊湿地景观变化研究中的遥感影像选取提供科学依据。

    2017年05期 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 线性体核密度分析与岩浆岩体分解

    付杨康;张志;余沐瑶;杨玉龙;

    针对目前缺少将线性体提取技术与核密度分析二者通过计算机自动识别结合在一起的方法,提出了一种基于线性构造的核密度分析的划分岩浆岩体的方法。方法采用了形态学重构的思想对遥感影像进行了预处理,运用Canny算子对影像进行边缘提取,运用Hough变换提取二值图像中线性体信息,同时对提取的线性体进行走向-长度分析和核密度分析,最终得到岩浆岩体分解图。该方法在新疆维吾尔自治区岩浆岩体分解上取得较好的成果,实现了在岩浆岩体分解上的计算机自动识别提取。

    2017年05期 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
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  • Landsat-8数据地表温度反演单通道修正算法

    孙静;

    Jiménez-Mu1oz提出的陆地表面温度(land surface temperature,LST)反演单通道(single-channel,SC)算法因其需要的大气参数少而被广泛应用,但大气水汽含量较高时,SC算法精度会受到影响。该文针对不同的大气模式建立适应于Landsat-8数据且在大气水汽含量为0~4.5g/cm~3时也有较高精度的单通道修正(singlechannel correction,SCC)算法。在1976美国标准大气、热带大气、中纬度冬季和中纬度夏季4种大气模式条件下,SCC算法平均误差/平均绝对误差分别为0.04/0.55K、0.07/0.25K、0.02/0.51K、-0.08/0.24K。通过参数敏感性分析发现,LST反演误差与地表比辐射率、大气水汽含量呈线性相关。地表比辐射率每改变0.01,SCC算法反演得到的LST在不同大气模式下大约改变0.46K、0.49K、0.46K、0.47K。大气水汽含量每改变0.1g/cm~3,SCC算法反演得到的LST在不同大气模式下大约改变0.41K、0.10K、0.06K、0.06K、0.13K。

    2017年05期 128-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 485K]
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  • 高分一号与Landsat-8影像在荒漠绿洲过渡带应用对比

    刘可;杜灵通;候静;胡悦;朱玉果;

    针对国产高分一号卫星(GF-1)成像质量是否可以满足区域生态环境监测需求的问题,开展了宽幅多光谱相机(wide field view,WFV)在荒漠绿洲过渡带的成像质量评估研究。从辐射质量、纹理、地类识别精度和归一化植被指数等方面构建评估指标,定量分析了GF-1 WFV和Landsat-8OLI在荒漠绿洲过渡带的成像质量差异。结果表明:GF-1 WFV影像虽然具有较高的空间分辨率,但在辐射质量、地类识别效果、纹理信息及植被指数等方面与Landsat-8OLI相比有一定差距;GF-1 WFV影像的信噪比优势明显,对噪声的抑制效果较好;通过与纹理信息的波段组合,可以有效提高GF-1WFV影像的地物识别效果,缩小与Landsat-8OLI在分类精度上的差距;鉴于明显的光谱范围差异,二者归一化植被指数数据在协同应用的过程中宜分地物类型转换,在西北荒漠绿洲过渡带的国土资源调查、城市规划、农情监测等方面可发挥积极作用。

    2017年05期 137-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
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  • 陕西省耕地生产潜力估算

    许青云;杨贵军;顾伟伟;谢涛;刘锐;

    针对耕地资源分布不均、可利用地急剧缺乏等问题,研究了耕地生产潜力估算方法,有效地管理耕地资源,获取农情状况监测信息。以陕西省耕地区域为研究对象,利用10年(2003—2012年)的遥感、气象、土壤性状和基础地理数据,基于改进的"机制法"模型结合作物生长动态,实现了陕西省耕地生产潜力的估算。陕西省耕地生产潜力值的总体空间分布为北山<陕北黄土高原<关中及以南区域,10年间潜力值总量均大于6 000万吨,年际间变化幅度趋于水平。利用2011年统计的各市单位面积产量数据与估算的耕地生产潜力结果对比分析,其分析结果符合线性关系,R~2为0.695 5。研究结果表明,所提出的估算方法可以很好地应用于陕西省耕地生产潜力的估算,并为农情监测提供数据支撑。

    2017年05期 145-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K]
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  • 融合多特征的建设用地变化检测方法

    董丽萍;李新芝;王广亮;孙茜茜;

    针对人工变化信息提取效率低下而变化信息自动检测容易出现错提和漏提问题,以南京市浦口区为研究区,选用北京二号影像为数据源,基于光谱特征和纹理特征相结合的变化检测方法,选取优化土壤调节植被指数进行建设用地信息提取;提出综合特征指数对结果进行优化,通过纹理分析剔除伪变化信息,并获取规则的图斑边界。结果表明,该方法建设用地变化检测精度较高,通过人机交互对建设用地变化检测结果进行适当编辑完善基本可满足实际应用要求,具有较高的实用价值。

    2017年05期 156-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K]
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GIS技术

  • 土地利用小图斑综合方法及综合工具开发

    李晶;孙子云;周书俊;焦利鹏;

    针对ArcGIS现有制图综合工具功能简单、自动化程度有待提高等不足,提出了一套兼顾语义邻近度和空间邻近度的综合规则并开发了土地利用小图斑自动综合工具。通过分析待消除图斑与相邻图斑之间的空间邻近关系和语义邻近关系,建立数学函数模型计算其综合邻近度,依据综合邻近度规则确定消除图斑的归属。在此基础上,利用Python语言基于ArcGIS平台开发了小图斑自动综合软件。结果表明,兼顾空间和语义邻近度的土地利用小图斑综合方法,改进了土地利用小图斑综合成果质量;基于此种综合规则的土地利用小图斑综合工具减少了人工操作的步骤,提高了综合的自动化程度。

    2017年05期 161-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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