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  • 2009年, 11卷, 第5期
    刊出日期:2009-10-25
      

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    肖桐, 刘纪远, 邵全琴
    2009, 11(5): 557-565.
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    三江源保护区是我国最大的自然保护区,对我国的生态安全起着重要的保障作用。作为生态系统功能重要指标之一的净初级生产力的大小及其速率,一直是人们关心的问题。本文利用GLOPEM模型模拟得到的青海三江源地区1988-2008年的NPP数据,计算了三江源自然保护区内外1988-2008、1988-2004,以及2004-2008年3个时间段的NPP年际变化速率,比较了三江源保护区内外的NPP年际变化。同时对三江源各个下属保护区的NPP增长潜力进行了排序,结果认为,三江源地区自生态系统工程实施以来,NPP有了明显的回升,回升速率约为0.47 gC/m2·a,其内部大多数子保护区的NPP也有了明显恢复,NPP回升的保护区占到总保护区数量的72%。
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    孙晓宇, 苏奋振, 吕婷婷, 高义
    2009, 11(5): 566-571.
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    本文利用我国自主研发的海洋地理信息系统软件MaXplorer,以黑潮为例,阐述了基于过程的海洋形态特征提取方法,利用VC++,对MODIS水星SST时间序列数据进行海表温度锋抽取,并分析了2003年东海黑潮表层温度锋位置的季节性变迁。结果表明,东海黑潮表层温度锋位置的季节性变化不大,只是在台湾东北部海域和北纬30°附近海域季节性变化比较活跃,由于夏季东海表层水温比较均匀,基本保持在28℃以上,温度锋位置难以确定。其他3个季节温度锋的位置由于受海底地形的影响,基本保持在200m等深线附近的陆坡区,而在台湾岛东北部有一个明显的先是气旋,后是反气旋的弯曲,冬季的温度锋位置相对稍偏东,秋季的温度锋路线比较曲折。
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    陈传法, 岳天祥
    2009, 11(5): 572-576.
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    DEM是对地球表面的模拟和模型化表达,DEM不可避免的含有误差,且DEM误差具有空间可变性和相关性。常用的DEM误差估算模型为中误差(RMSE),但RMSE为全局变量,无法反映误差的空间性。为了克服RMSE的缺陷,本文采用条件随机模拟实现了DEM误差曲面模拟。通过董志塬水土流失等级划分表明,DEM误差在平坦区域严重影响坡度精度,且坡度最大误差变程大于高程最大误差变程,DEM误差被放大使用概率模型和模糊度模型分析表明,大部分网格点水土流失等级划分均受到DEM误差影响条件随机模型的使用可以让DEM用户更加准确的分析和评价DEM误差对最终决策的影响。
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    徐劲林, 查轩
    2009, 11(5): 577-584.
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    随着国家对生态环境的重视和水土保持科学的发展,有关土壤侵蚀危险性评价的研究越来越重要。本文对土壤侵蚀危险度评价的一般方法进行了改进。首先,分析了安溪县各强度等级的土壤侵蚀在高程、坡度、土地利用类型和土壤类型的面积分布情况,计算了不同高程带、不同坡度、不同土地利用类型和土壤类型的土壤侵蚀综合指数然后,以各影响因子的土壤侵蚀综合指数为权重,计算了不同侵蚀影响因子在安溪县各子流域的土壤侵蚀危险度,既避免了权重确定的主观性,又保证了土壤侵蚀危险度的计算适合当地的实际情况,从而明确了各子流域土壤侵蚀发生的可能程度最后,依据土壤侵蚀危险度和土壤侵蚀强度的分布规律,对整个研究区进行了水土保持分区,提出了治理方向。
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    杨凤海, 孙彦坤, 于太义, 侯淑涛, 沈能展
    2009, 11(5): 585-596.
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    以ArcGIS Analyst为支撑,80个气象站点观测的1997-2006年的旬平均气温为插值变量,利用高程、坡向等影响气温空间分异的局地因素作为协同变量,采用协同克里格(CoKriging)方法,考虑旬平均气温的自相关性以及旬平均气温与高程、坡向空间上的关联性,通过数据的检查、误差拟合、精度评价和模型比较,对黑龙江省旬平均气温进行空间插值,求得全省1km×1km的各旬平均气温表面数据。36旬气温插值结果的均误差、均方根误差、平均标准差、标准化均误差和均方根标准差的平均数分别为0.0024℃、0.774℃、0.682℃、0.0006和1.124。由旬平均气温插值结果叠加计算出月、年平均气温表面数据。利用插值计算结果和气象站点观测的数据,分析旬、月和年平均气温的时空分异特征,得出空间上东南部地区分异较小,其他地区分异较大时间上11-13、12-14、19-21等旬期平均气温有平稳下降趋势,15-17、26-28和27-29等旬期平均气温有平稳升高趋势。7月气温有稍许下降趋势,9月和11月的平均气温稍有上升趋势,5-9月平均气温升高约1℃。年平均气温以2.9℃为均值在2.5~3.3℃之间波动,略有升高但无明显上升趋势。春季之交一些旬期平均气温变化率降低趋稳,夏秋之交一些旬期平均气温变化率升高,实际物候有向后延迟的迹象。研究结果为气温变化监测、农业区划、土地生产潜力计算和千亿斤粮食背景下作物估产等相关研究奠定基础。
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    杨煜, 李云梅, 王桥, 乐成峰, 孙德勇, 黄昌春
    2009, 11(5): 597-603.
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    半经验模型反演叶绿素a浓度是目前遥感反演水体叶绿素a浓度的主要方法。但是,大量研究结果表明,太湖水体浑浊,富营养化严重,各种半经验模型的反演精度和模型适用性有较大差异。因此,研究一种既满足一定精度要求,又具有时间普适性的叶绿素a浓度反演算法,对提高模型适用性,促进遥感的反演应用具有重要意义。本研究通过2005年6-10月地面实测数据,建立太湖叶绿素a浓度一阶微分反演模型、波段比值反演模型和三波段反演模型,对比各模型反演效果,认为波段比值模型与三波段模型具有较好的反演效果。运用2006年11月和2007年11月实测数据对这三种模型加以检验,结果表明,三波段模型反演高富营养化的太湖水体,不仅精度高,平均误差仅为实测浓度差的8.3%,而且适用性较强,不同年份数据的检验结果证明平均误差均低于实测浓度差的20%。因此,三波段模型是这三种反演模型中效果最好的一类模型。
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    马柳青, 宋关福, 郭会, 周芹
    2009, 11(5): 604-609.
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    海量地形影像数据的快速浏览是GIS、虚拟现实、数字地球等领域应用的关键技术与难点之一。计算机硬件技术的发展特别是GPU技术的发展,使得当前LOD技术朝着硬件友好的方向发展海量影像数据的不断出现,使得LOD技术越来越多地考虑纹理数据的显示效果。本文结合LOD和计算机硬件技术的发展现状,以高效展示影像数据为主要目的,采用数据分块、异步加载的数据组织和调度策略,通过纹理的分辨率来控制LOD的细化层次,采用添加skirt的方法来填充边界裂缝,实现了任意网格大小的海量地形影像数据的快速漫游。
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    朱建刚, 余新晓, 李晶, 张振明
    2009, 11(5): 610-616.
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    水系分形维数的计算与分析,有助于深入理解其与地貌发育、流域径流和侵蚀产沙等过程之间的关系。从分形维数的计算原理,提出了一种在MATLAB环境下,能够同时计算水系计盒维数和信息维数的方法,改进了现有通过图像分析计算分形维数的不足。采用已知分形维数的规则分形集进行验证,结果表明:该方法单独对图像载体上的目标图形(关注区域)进行处理,不受其与整幅图像的比例的限制能够自动确定最佳的对目标图形进行网格分割覆盖的递减等分条件,计算精度高利用元胞数组实现了网格的自动分割,程序紧凑,可读性增强。最后以泾河、北洛河水系为例,说明了该方法的应用过程。本研究为水系分形维数的科学计算提供了新的思路。
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    陆锋, 段滢滢, 臧志刚
    2009, 11(5): 617-622.
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    目前,国内城市出行信息服务平台和网络地图平台主要提供静态信息服务,城市交通动态特征难以得到真实反映,对以时间和费用为主要准则的公众出行缺乏实用价值。本文提出了历史数据推理和微观交通仿真相结合,进行短时交通预测以服务公众出行的一种新方法设计了实时交通信息处理与发布服务器、GIS应用服务器与数据库管理系统三者协同工作的体系结构实现了顾及短时预测交通状况的公众出行路径规划过程,并作了验证。因此,为公众动态出行信息服务和动态网络电子地图的实现,提供了一个可行的解决方案。
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    吕宁, 刘荣高, 刘纪远
    2009, 11(5): 623-630.
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    地表太阳辐射是陆气能量交换过程中重要的物理参数和生态参数,利用卫星数据反演地表太阳辐射对于全面认识地表太阳辐射空间差异性和年际变化特征具有重要的意义。本文利用GMS-5静止气象卫星数据反演了中国区域1998-2002年地表太阳辐射值,在此基础上分析了我国地表太阳辐射的时空分布特征。结果表明:(1)青藏高原的地表太阳辐射最大,川黔地区最小,都位于北纬22~35°这一带除川黔地区外,地表太阳辐射从东向西增强,西部随纬度升高而减小,东部以长江流域最小,向南北增加,西南最大,北部次之,至东北地区随纬度升高而减小(2)各月地表太阳辐射量分布复杂,最小值都出现在12月,但最大值出现时间受雨季影响很大,珠江、长江一带主要在雨季过后的7月,华北、东北和青藏高原主要出现在雨季前的6月及5月,西南地区则在季风雨季前的4-5月(3)5年来东部沿海地区地表太阳辐射增加了13.71%(+4.37W/m2·a),西藏高原地区地表太阳辐射减少了9.31%(-3.47W/m2·a),全国地表太阳辐射平均减少了0.84%(-0.27W/m2·a)。
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    任娜, 刘学军, 朱长青
    2009, 11(5): 631-637.
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    近景摄影测量是实现地面目标高精度三维建模的主要方法之一。实际摄影测量过程中,普通数字摄像机在拍摄与镜头距离不同的多个目标时,无法同时聚焦到所有目标而使近景影像各处都清晰。本文以不同聚焦点近景影像的融合为研究内容,以图像一层小波分解的高频系数能量为影像清晰度衡量指标。通过计算小波影像能量,将整幅影像划分为清晰区域、模糊区域及二者的交界区域。对于清晰区域和模糊区域,将清晰区域的像元值直接应用于融合影像,而对于二者的交界区域,将curvelet变换所得初始融合影像的像元值应用于对应位置处的融合影像,从而得到融合影像。最后,用两组实例数据对融合方法进行了验证,并采用信息熵、均方根误差和峰值信噪比三种客观评价准则,对所得融合影像进行定量分析。
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    刘学军, 王彦芳, 晋蓓, 杨洁
    2009, 11(5): 638-644.
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    栅格数据是空间信息的主要表示形式之一,空间信息栅格化实质上就是根据一系列采样点,按照一定栅格大小(分辨率)对所描述对象进行重建,核心问题是格网分辨率大小的确定。然而,目前,流行的地理信息系统软件在栅格数据分辨率的确定上,具有一定任意性和盲目性。本文针对连续空间对象和不连续空间对象栅格化的需求,从数据本身特征出发,以奈奎斯特采样定理和最小可视元理论为依据,以计算机处理能力为约束条件,研究了连续空间对象、不连续空间对象栅格化过程中的栅格分辨率确定方法,并给出了常用的矢栅转换、地形数据、遥感影像数据、散点数据等栅格化过程中的适宜分辨率计算公式。在此基础上,开发了ArcGIS环境下的栅格分辨率计算器插件。实验结果表明,根据数据本身特性所确定分辨率要优于GIS系统所提供的分辨率。
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    李爱勤, 李德仁, 龚健雅, 邓轶
    2009, 11(5): 645-651.
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    概念框架是制图综合研究中的一个非常重要的内容,但少有关注。GIS中空间数据的多比例尺表达和处理的概念与制图综合既有联系,又有区别。本文旨在研究满足GIS应用目的空间数据多比例尺变换问题,基于大量文献对空间比例尺、人工制图综合、数字制图综合、地理数据库、地图数据库以及概念框架的相互关系进行了研究和探讨,设计出一种GIS环境下的空间数据多比例尺表达与处理的概念框架,并通过实例进行了验证。
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    杨林, 盛业华, 王靖
    2009, 11(5): 652-656.
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    本文分析了我国中小型物流企业存在的问题和信息化建设的特点,重点论述了GIS体系架构的物流信息管理系统的总体框架(包括物流管理信息子系统、物流监控子系统、物流网站、数据交换平台等4个部分)和总体功能,特别是对大数据量访问的瓶颈问题进行了探讨。对系统实现过程中的实时车辆调度和物流配送中心选址等关键技术和算法,以及基于UML建模语言的系统可视化业务进行了分析和设计。通过南京某中型物流企业管理信息系统的研发,辅助物流企业业务流程的改造,优化物流链,实现了中小型物流企业的信息化成本最低,提高企业工作效率和管理水平。
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    徐枫, 邓敏, 赵彬彬, 陈建军
    2009, 11(5): 657-663.
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    为了更好地发挥地理空间数据的作用,扩展地理空间数据的应用范围,在实际应用中常常需要对多种来源的、表达同一区域的空间数据进行集成,或利用新近(或现势性高)获取的空间数据对旧的(现势性低)空间数据进行更新。在实现多种空间数据集成或更新过程中,一个关键技术就是对不同的空间数据集进行匹配,以寻找匹配目标对,进而探测不同空间数据集的差异或变化。目前,已提出了许多种匹配方法,这些方法在很大程度上都具有一定的优势或不足。鉴于此,本文系统地回顾已有的空间目标匹配方法,并进行详细地分析与比较,以利该方法的未来发展更为实用。
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    骆剑承, 周成虎, 沈占锋, 杨晓梅, 乔程, 陈秋晓, 明冬萍
    2009, 11(5): 664-669.
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    遥感应用的本质是投入专业知识从对地观测影像中提炼专题信息,并以之服务于各类分析与决策的过程。其中,信息计算是整个遥感应用服务技术链的基底。本文在传承地学信息图谱理论的基础上,提出了遥感"图-谱"信息耦合的空间认知理论,构建了"像元—基元—目标—格局"为一体的遥感信息图谱计算的理论方法体系,将其分为"像元级"和"对象级"两个层次,并阐述了高性能计算环境支持下,遥感信息图谱计算平台的设计开发思路及目前研发进展,总结了遥感信息图谱计算的发展趋势和重点研究问题。
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    吴秋敏, 吕恒
    2009, 11(5): 670-676.
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    本文利用4个时相(1985年、1995、2000年和2005年)的遥感数据,提取了江苏省三大区域(苏南、苏中、苏北)的土地利用变化转换矩阵表,分析了江苏省的土地利用区域差异,并进行人口、城市化、农业结构调整因子、政策对土地利用差异的驱动机制分析。通过土地利用变化转换矩阵表统计得到:耕地的流出面积、城镇用地面积和农村用地面积的扩大面积从南到北呈梯度递减,且随着时间的推移,区域性差异越来越显著。在驱动力分析中发现:苏南地区大量耕地存在浪费利用与超前非农化的问题在社会经济没有进入高度发达的时期之前,经济社会越是发达,人口的增长越落后于耕地的减少在城市化过程中,城市越发达,城镇人口密度的增长对耕地向城镇用地的流入的影响越小"苏南模式"是致使土地利用区域差异的重要因素。
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    夏叡, 李云梅, 王桥, 王彦飞, 金鑫, 徐恩惠
    2009, 11(5): 677-683.
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    以无锡市2001和2008年的Landsat TM/ETM+影像为数据源,采用DBI-SAVI指数相结合的方法,提取无锡市城镇信息,得到2001-2008年间无锡市城市扩张图。同时利用热红外波段反演城市地表温度,分别得到2001年和2008年无锡市城市地表温度分布图。最后,结合城市热场变异指数和无锡市2001-2008年社会经济和人文数据,分析城市扩张与热岛响应。结果表明:2001-2008年无锡城市化呈现出不断增加的态势,同时城市空间扩张呈现出不均匀性,主要表现为集中发展和条带状发展两个特点,扩张方向主要集中在常州-无锡-苏州城市中心线沿线和环太湖方向,其中,以东南部扩张最为迅速。在城市扩张的同时,无锡市地表温度逐渐上升,城市热岛面积不断扩大,由条带状分布变为哑铃状分布,城市扩张与热岛分布在空间上呈现出一致性,因此,城市热岛是城市扩张的直接反映。
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    杨宝龙, 方元, 冯徽徽, 陈红顺
    2009, 11(5): 684-690.
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    以不同时段的Landsat TM/ETM卫星遥感图像为数据源,利用G IS技对东莞市城镇用地的时空特征:扩张面积、扩张速度、扩张强度指数和土地利用转移矩阵进行了分析另外,结合社会经济统计数据对东莞市城镇用地扩张驱动力作了分析。研究结果表明:近15年来,东莞市城镇用地面积扩张了近7倍,尤其是1988-1995年,扩张趋势最为明显在不同象限和时段上扩张强度和规模差异较大,且空间分异明显,扩张以东北和西南方向为主。东莞市城镇用地扩张主要侵占的是耕地和开发用地,1995年后侵占主体由耕地转变为开发用地,表明扩张方式发生了改变。经济发展是东莞市城镇用地扩张的决定因素,同时,相关政策指引着经济发展的方向,贯穿于东莞市城镇用地扩张的全过程。