地球信息科学学报

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地球信息综合分析

大都市圈的凝聚力与竞争力

陈述彭, 陆锋

2006, 8(2): 1-5.

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都市圈的形成是自然和社会因素长期共同作用的成果,是人类文明的进步。都市圈战略是中国未来区域发展的重要战略。随着全球经济竞争日益激烈,通过调整空间结构来扩展经济效益空间是大势所趋。目前,国内掀起了规划建设都市圈的热潮。然而,从世界都市圈发展的经验和教训来看,人口、经济发展集中于沿海超大城市的现象越来越突出,反映出地区经济发展的不平衡和对海岸带的依赖。都市圈的战略规划应当遵循社会经济发展的自然规律。都市圈的形成是较长时期的历史积淀结果。它们早在农业经济时代就是人口密集、水网发达地区的河港,近代工业经济发展时期,又成为面向大洋的海港,在信息时代,必须再向现代化的航空港和信息港的方向发展。多港融合,才能具备世界级自由港的功能。这是区域经济发展的终极目标。从地缘经济来看,大都市圈一般具备明显的地域经济优势,具有明显的金融中心龙头效应,占有GDP的绝对比重。随着城市通勤圈的不断扩张和大陆腹地的袭夺,大都市圈通过不断的城市扩张,打破了行政区划的时空分布模式,推动了区域经济重组,并促使其向跨国经济发展。都市圈的发展极不平衡,各具特点,总体上表现出发展的阶段性和空间分异的规律性。就目前比较成熟的三大都市圈,从地缘关系上看,京津冀都市圈具有人文优势,珠三角背靠国际大都市香港,具有亚洲优势,而长三角更具“蝴蝶效应”潜质,展现出吸引全球的世界魅力。都市圈内部各城市之间也存在着激烈的中心城市竞争。因城市化的天时(经济发展水平、发展机遇)、地利(区位优势)与人和(人为因素影响程度)的基础不同,都市圈凝聚力和竞争力的提高,需要在科学发展观指引下,因势利导,统筹规划,因地制宜,优势互补,去跨越各自发展中的门槛。都市圈普遍存在大都市的通病,而且应急反应能力十分脆弱。在都市圈规划和发展过程中,必须针对目前存在的各种生态环境问题,从都市圈整体可持续发展的角度,统筹规划,有针对性地研究制定解决方案和应急预案,防患未然。

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地球信息综合分析

中国“数字黄土地貌”分类体系探讨

柴慧霞, 程维明, 乔玉良

2006, 8(2): 6-13.

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黄土地貌属中国典型地貌之一,其分类体系是制图的基础。过去各种黄土地貌分类研究方案由于标准不统一,在实际应用中没有形成公认的地貌分类系统。本文将形态和成因有机地结合在一起,采用分层分级方法,借助于地理信息系统技术,分析并提出适用于遥感影像数据(LandsatTM和ETM)的1:100万黄土地貌分类体系,拟定出相应的编码体系,建立了典型地貌的遥感图谱。该研究为利用中高分辨率卫星遥感数据编制中国1:100万黄土地貌类型图奠定了坚实的基础,该分类方案可充分反映黄土地貌的特征,也能与全国数字地貌分类方案保持一致,同时该分层分级分类方案可满足地貌类型的扩充性。

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地球信息综合分析

适于大规模地形分析的计算格网应用

张立立, 朱江, 曾志明, 曹国锋

2006, 8(2): 14-16,29.

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摘总结前人在GIS领域应用格网的理论和实验基础上,使用GlobusToolkit3构建DEM计算地形因子的格网服务(CSED),适用于大洲规模的DEM地形分析,并能够通过Web发布计算结果。基于此格网系统,进行了ShuttleRadarTopographyMission(SRTM)数据在地形因子自动化提取方面的计算实验。这些计算由于依赖的计算环境的重大变化,所体现出来的效率性能等方面有了很大的变化。本文选取中国青藏地区的地形数据进行了详细试验,并对实验区数据和GTOPO30的计算结果进行了对比分析。

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地球信息综合分析

湿地景观结构遥感动态变化分析

张志锋, 王丽华, 石爱军, 李建军, 陶蕾, 董雷

2006, 8(2): 17-23.

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景观镶嵌结构是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。本文以北京市野鸭湖湿地自然保护区为区域背景,以RS、GIS和GPS为技术手段,监测获取了1996-2002年研究区域湿地土地利用／土地覆盖景观空间格局变化,探讨了土地利用/土地覆盖景观空间格局变化对湿地环境的影响。故此,对1998-2000年和2000-2002年湿地资源景观镶嵌结构的动态变化进行详细分析。结果表明:(1)利用遥感信息多尺度、多时相、多波段的特点,在GIS、GPS技术的支持下,能够快速及时准确地反映湿地景观类型的动态变化,为湿地资源监测、保护与利用提供科学依据。(2)借助景观生态学中的相关原理,通过景观空间格局计算模型解释不同类型湿地景观的分布、变化,剖析湿地景观演化机制,为湿地景观规划与评价服务。(3)分析认为,野鸭湖湿地景观格局发生了较大的变化,水域面积减少严重,耕地面积增长幅度不高,旅游用地和堤坝面积明显增加。(4)湖泊和沼泽草甸是控制和影响湿地景观格局的主体。野鸭湖整个湿地景观的破碎化程度降低,人类活动干扰湿地在不断减弱,湿地景观异质性在逐渐降低,斑块之间的连通性提高,生境斑块相互之间的隔离度大大减少,湿地景观趋向稳定。

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地球信息综合分析

国土资源空间数据一体化的集成与管理

姚敏, 钟耳顺, 方利

2006, 8(2): 24-29.

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从分析国土资源空间数据的特点出发,提出国土资源空间数据一体化的集成与管理。指出采用空间数据库技术是一体化管理的基础;同时,对多源空间数据一体化集成、多尺度空间数据的一体化管理、历史空间数据的管理等问题进行了分析,并给出了相应的实现方法。

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地球信息综合分析

空间综合人文学与社会科学研究进展

林珲, 张捷, 杨萍, 刘佳

2006, 8(2): 30-37.

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人类社会发展及人类文明现象的两个基本描述维度是空间和时间,由于技术限制和认识论方面的差异,以往许多人文学与社会科学研究对现象本身属性及其时间维度描述较为重视,而对于其空间维度的研究有所忽视,或者抱有排斥的态度。令人欣慰的是,我们看到近年来越来越多的学者又重新认识到空间参考系统在人文和社会研究中的重要作用,并将空间思维运用到自己的研究领域中去,例如:电子文化地图的研究,空间统计学在公众健康中的运用等。这些学者来自历史学、哲学、文学、经济学、社会学、人类学、考古学、地理学、政治学、统计学等不同领域,他们的研究不仅推动了本领域的发展,而且也促进了人们对空间思维的新的探索。地理信息科学同人文学和社会科学的综合发展引发了许多新的问题,它迫切需要我们建立一个新的框架,从理论和实践方面对这一新的发展开展全面的研究。本文在对目前空间综合人文学与社会科学研究进展分析的基础上,试图以现代地理信息科学方法和相应的空间技术为平台,以空间思维与综合人文社会研究为指导思想,探讨多学科人文社会研究的时空特征,侧重了解人类社会经济文化现象的空间属性、空间分布、空间相互作用及空间演化规律。本文提出对于空间综合人文学和社会学研究的初步思考,包括基本概念、研究对象、基本方法、研究切人点以及展望发展的方向,以期抛砖引玉,推动交流。

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地球信息综合分析

GIS与历史地理学

张晓东

2006, 8(2): 38-39.

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本文初步分析了传统历史地理学存在的缺陷,GIS的快速发展为历史地理学提供了机遇;阐述了GIS在历史地理学中应用取得的成效、存在的问题和发展趋势,并就GIS与历史地理学如何更好的结合提出了几点对策。

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地理信息系统研发与应用

土地利用规划信息系统的研发与应用

林婷, 刘仁义, 刘南

2006, 8(2): 40-45,2.

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工作流管理是一个新兴的研究领域,被誉为信息系统的后勤,它让合适的人或软件在恰当的时间执行正确的工作,使计算机上的业务处理流程自动化。根据土地利用规划信息系统(LPGIS)建设的需求,在WfMC工作流管理系统参考模型的基础上,在SQLServer和ArcObjects的支持下,本文克服一系列的技术难点,提出土地利用规划系统的总体架构并给出实例。

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地理信息系统研发与应用

山地垂直带谱信息系统应用分析与技术改进

武红智, 张百平, 许娟, 肖飞, 朱运海

2006, 8(2): 46-48.

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山地垂直带信息系统虽实现了山地垂直带谱的首次数字集成,但系统中还存在标识不清、垂直带颜色不易变动、大量带谱显示时可视程度较差等问题。本文以山地垂直带谱空间可视化为研究对象,探讨系统的技术改进,包括山地垂直带谱图形数据的立体标识、翻转页面、颜色可定制、数据轴可操作等功能的实现。山地垂直带信息系统空间可视化功能的进一步完善,不仅可以有效地管理山地垂直带谱数据,而且可方便直观地显示山地垂直带谱数据,有效地集成山地垂直带谱数据并且充分地发掘山地垂直带谱空间变化规律,也为建立界面友好的世界山地垂直带信息系统奠定了基础。

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地理信息系统研发与应用

基于本体的土地信息Web服务体系结构设计

陈建杰, 叶智宣, 柯正谊

2006, 8(2): 49-53.

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整合现有土地信息资源,实现土地信息的交换与共享是当前国土资源数据交换中心(clearinghouse)建设的关键任务。本文以土地登记为例,探讨了本体技术在服务注册和服务请求上的领域知识表示问题,并在OWIL-S本体描述语言基础上结合WSDL,实现了对Web服务的检索、匹配和学习,有效地解决了UDDI土地信息资源的语义描述。最后,给出了基于本体的土地信息服务总体设计框架以及服务请求实现过程。

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地理信息系统研发与应用

基于综合特征分析的多源空间数据相似检索

郑志刚, 彭望琭, 金传洋

2006, 8(2): 54-58.

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在遥感不同波段、不同分辨率、不同时相、不同尺度和不同平台等情况下,观测获得的多源空间数据集成的数据库中,提取感兴趣的局域目标图像是海量数据库管理的关键问题之一。本文提出一种统计法的纹理描述与频谱法的纹理描述相结合,纹理特征和空间关系相结合的方法进行多源空间数据相似检索。统计法纹理描述采用共生矩阵的描述符,而频谱法纹理描述采用树状小波分解(小波包)的纹理描述符。通过对多源遥感数据库的检索比较,表明此方法比单一纹理特征方法具有更高的应用价值。

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地理信息系统研发与应用

人口数据空间化表达与应用

叶宇, 刘高焕, 冯险峰

2006, 8(2): 59-65.

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人口数据空间化是“数字地球”的重要研究内容。本文在介绍人口空间分布研究的基础上,从人口分布影响因子、土地利用等空间数据的应用、构建间接的人口指标、人口数据空间化建模以及城市人口数据空间化五个方面,回顾了人口数据空间化研究的最新进展,并简要阐述了面插值的概念及其对人口数据空间化研究的意义。在总结前人相关研究的基础上,本文以福建省为研究区,在栅格数据模型的支持下,通过多源信息融合,从乡镇行政区划的尺度上对人口数据空间化模拟进行了尝试。

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地学模型与网络应用

VR-GIS技术在城市“数字防洪”中的应用

江岩, 张尚弘, 赵登峰

2006, 8(2): 66-70.

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虚拟现实地理信息系统(VR-GIS)是一门综合虚拟现实和地理信息系统特征的新型技术,以此为基础构建的城市数字防洪系统在防洪决策中发挥了积极的辅助作用。本文以哈尔滨城区段三维数字防洪系统的开发为背景,探讨了VR-GIS应用于城市数字防洪的关键技术及其实现方法,包括防洪三维虚拟场景的构建技术,仿真数据库的建立与联合查询,洪水动态模拟等方面的相关技术和实现方法,为数字防洪系统提供了基础研究平台。

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地学模型与网络应用

GIS与地下水数值模型集成中面向对象法的应用

唐卫, 陈锁忠, 朱莹, 孙亚琴

2006, 8(2): 71-76.

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GIS与专业领域模型的集成面临着许多挑战,其中之一是GIS要适合专业模型的要求。地下水模拟模型需要一个专业的GIS数据结构,同时GIS应用的快速发展,为地下水资源管理提供了辅助决策功能。本文使用面向对象的方法(Object Oriented approach),建立地下水模拟概念模型和适合于地下水可视化模拟的GIS数据结构,并研究GIS与地下水模拟模型紧密集成技术。采用面向对象的思想,将数据、模型和用户接口统一集成到同一个GIS系统中,为模型管理和分析创造了充分的灵活性。

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地学模型与网络应用

基于GIS的地下水流有限差数值模拟参数自动提取研究

陈锁忠, 闾国年, 朱莹, 杨春霞

2006, 8(2): 77-83.

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本文根据地下水流有限差模拟有关参数的空间分布特点,将其划分为点状、线状与面状空间分布参数三种类型。利用GIS的空间分析功能,研究基于GIS的点状、线状与面状空间分布参数自动提取的技术路线。通过点、线、面三者之间空间位置关系的拓扑分析,确定地下水开采井、水位动态监测井、线状与面状水系、模拟区域边界、面状参数分布区与模型空间离散格网之间的空间位置关系。经过矢量数据与栅格数据互相转换,实现地下水流有限差数值模拟有关参数的自动提取。结合地下水流有限差分数值模拟有关参数数据文件的结构,将基于GIS提取的栅格结构数据文件自动转换成模型所需结构的数据文件,达到模型参数数据文件的自动组织与提高地下水流数值模拟的效率目的。

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地学模型与网络应用

空间数据计算模式分析与应用

明冬萍, 骆剑承, 周成虎, 沈占锋, 李均力, 盛昊

2006, 8(2): 84-90.

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随着传感器和其他数据采集技术的不断进步以及对地观测网络的建设和启动,空间数据的高性能处理和分析成为摆在地学工作者面前的瓶颈。本文以此为出发点,按照不同地学领域(陆地、大气、海洋)的空间数据载体的形态的不同,将空间数据划分为反映固态基质信息的陆地空间数据,反映液态基质信息的陆地水文空间数据,反映液态基质信息的海洋流体空间数据和反映气态基质信息的大气流体空间数据四类,并对每类数据的最小单元问题进行了初步的分析。本文详细阐述了地学空间计算的涵义,并根据计算行为模式及计算的侧重点的不同,将地学计算过程分为深度计算过程与主动计算过程(即“数据→特征→知识”的一般计算过程),并就此进行了阐释。以基于特征的遥感信息提取和目标识别工作为例,对上述理论进行了说明和验证。最后对空间数据计算模式相关问题进行了总结,并对以后的研究做了展望。

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地学模型与网络应用

基于快照方式的面向对象模型探讨

李国斌, 武法东, 赵俊美

2006, 8(2): 91-94.

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TGIS(Spatial-TemporalGIS)是GIS的重要分支,是实现动态数字地球的关键技术。静态3DGIS的技术已基本成熟,而其加上时间维的4DTGIS的关键技术是时空数据库的建立及其操作,它们与时空数据模型有关,主要处理超海量数据的存取和查询。本文结合快照模型的简单易行性和面向对象模型的方便灵活性,同时避开快照模型的不一致性和冗余性,以及面向对象的复杂性,探讨基于快照方式的面向对象模型,是一种实用的TGIS数据模型。它在对时间属性的处理方面采用独到的方法,首先建立一个基数据,然后通过快照方式产生缓冲数据,经过比较形成一个以对象变化为主的带有时间戳的新数据层。这样,在数据存储方面,节省了很多空间;在查询分析方面,以对象变化分层的数据算法更容易实现。此理论方法有效解决了TGIS的“瓶颈”问题,并通过自动元胞机理论(CA)予以证明。

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遥感分析与应用

用LAI监测植被信息分析飞蝗生境

吴彤, 倪绍祥, 李云梅, 周欣欣

2006, 8(2): 95-100.

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东亚飞蝗自20世纪80年代以来在我国再度猖獗危害。本文选择国家一类蝗区河北省黄骅市为实验区,用植被冠层孔隙度反演了该地区不同植被的LAI。从光学模型建立机理及数量分析的角度,分析和对比了四种由植被冠层孔隙度反演LAI的算法。结果表明,在四种估算方法中LAI-2000算法最适用于研究区植被LAI的估算。为了验证分析结果,用实测的植被盖度与四种算法反演的LAI进行了拟合。发现LAI与植被盖度之间呈明显的正相关关系,且LAI-2000算法最能反映研究区的植被特征。在此基础上,建立了LAI与飞蝗发生面积的关系模型,发现两者之间呈负线性相关,即随着LAI的减小,飞蝗的发生面积呈线性增大。研究结果为实时、快速、大面积监测蝗虫种群动态奠定了基础,并为合理、经济地防治蝗灾提供了科学依据。

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遥感分析与应用

海量影像数据的发布集群系统与应用

朱江, 张立立, 曾志明, 钟耳顺

2006, 8(2): 101-105.

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海量影像数据的在线发布和共享是传统网络地理信息系统难以解决的难题,集群技术具有高度可伸缩、高可用、易管理和高性价比的特性,是解决海量影像数据发布难题的有效手段。本文在分析动态反馈负载平衡器模型的基础上,提出基于集群技术的在线影像发布服务及其体系结构,设计了区域分治法等四种不同复杂度的负载平衡算法,适于不同物理系统,最后给出影像发布系统的应用实例。

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遥感分析与应用

MODIS数据的云顶高度反演

林琳, 黄思训, 杜华栋

2006, 8(2): 106-109.

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云的辐射特性和它的高度影响到辐射的收支可以导致地球的变暖或变冷,在地球大气能量收支平衡中．云具有特别显著的调节作用,是影响气候变化的一个重要因子。云顶性质包括云顶气压、云顶温度和有效云量或有效比辐射率。很多方法被用来从多光谱资料中估计云参数,而CO₂薄片算法(截断法)则是使用被动遥感资料反演云顶性质的重要方法之一。利用15μmCO₂吸收带的几个吸收不同的MODIS红外波段,对于大气不同高度层次的不同敏感度,通过从地球大气系统的几个CO₂波段同时测量向上红外辐射,以及大气的温度和透射率廓线的基础上,可以推断出云顶气压。这项技术应用于HIRS资料上已经有20年的历史,而EOS系列地球环境卫星的升空,使EOS上搭载的MODIS探测器成为第一个拥有CO₂薄片波段的高空间分辨率探测器。本文依据CO₂薄片算法(截断法)的理论模型结合实例讨论算法的特点及不足,同时分析其误差以利改进。

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遥感分析与应用

光学遥感大气订正方法与软件应用分析

何立明, 王桥, 李小文, 阎广建, 王文杰, 魏斌

2006, 8(2): 110-115,136.

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本文首先介绍了常见的若干大气订正方法,对于海色遥感,高光谱遥感,机载图像、多角度图像,考虑其特殊性,并介绍了其大气订正的新进展;接着分析了几个当前发行的大气订正软件或者模块;最后,我们提出了大气订正中存在的问题和发展方向。

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遥感分析与应用

青海湖区土地荒漠化遥感地学分析

简季, 李洪建, 戴晓爱

2006, 8(2): 116-119,143.

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青海湖是我国最大的内陆咸水湖,是世界著名的湿地,但随着周围地区荒沙漠化环境的恶化,其土地荒漠化也不断加剧。本文对青海湖地区土地荒漠化的自然特征和社会经济特征进行了分析,明确了荒漠化的环境背景。在此基础上,结合青海湖地区荒漠化土地普查与监察工作的范围和内容,采用ASTER卫星影像图对湖区周围地区进行解译,并利用解译数据对荒漠化土地进行等级划分,分析土地荒漠化的空间分布格局,对荒漠化作出综合评价。

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地学图谱

时空推理模型的烟草长势图谱分析与监测

罗静, 崔伟宏, 牛振国

2006, 8(2): 120-124.

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光谱曲线的差异是由多种因素所致的,不同地物光谱反射曲线是地物对电磁波反射或发射差异的集中体现。由此可根据不同地物对入射电磁波反射形成的不同光谱曲线来区分不同的地物类型。据此,我们将地物光谱的时空特性变化作为研究的重点,运用地学图谱理论,结合超图时空概念模型,对地学现象时空特征及其规律的概念性表达,并使用面向对象技术结合影响烟草长势的时空因子,构建了一个实用的时空推理模型,并应用于烟草的长势监测。

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地学图谱

地理空间分析与制图的数据整合策略和方法

龙毅, 汤国安, 周侗

2006, 8(2): 125-130.

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地理信息系统(GIS)的地学分析与计算机地图制图(CAC)是地理空间数据应用不可分割的两个方面。但GIS与CAC在地理空间数据的需求上存在冲突,导致两者间数据无法充分共享,直接造成数据的重复采集和浪费。本文从数据、软件系统和地图符号库的综合实施方案出发,初步探讨了地理空间数据整合的策略与方法。研究结果表明,基于辅助线的传统整合方法极大地增加了地理数据建库与更新的难度,而将人工智能技术、专家系统与主制图型或者主分析型数据方案结合起来,才有助于实现GIS与CAC在数据及系统功能上的真正融合。

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地学图谱

图像数据融合的地貌类型识别分类与制图

张永民, 周成虎, 张旸

2006, 8(2): 131-136.

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计算机遥感地貌制图是利用航空像片或者卫星影像进行识别制图;另是利用DEM数据融合计算提取。对此,本文介绍了一种对区域基本地貌形态类型进行计算机自动分类的方法。它通过识别标志在影像上对地貌分布区进行数字化,把TM影像中的地貌信息和从DEM中提取出来的地貌信息结合,以划分出详细的地貌类型:如河北省沽源县的台地、河谷平原、开阔平原、丘陵、低山和中山6大类。最后,通过一定的算法进行分类成图。

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地学图谱

基于NDBI指数法的城镇用地影像识别分析与制图

陈志强, 陈健飞

2006, 8(2): 137-140.

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高级空间热辐射热反射探测仪(ASTER)遥感影像与一般遥感影像相比,能为对地观测提供更高质量的信息源。本文以福州市的ASTER影像为数据源,用归一化建筑指数(NDBI)提取城镇用地专题信息,并与非监督和监督自动分类提取的结果作比较,结果表明:运用NDBI指数法提取ASTER影像的城镇用地专题信息,不仅能获取较高精度,而且能在一定程度上区分新老建筑。

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