地球信息科学学报

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陈述彭院士的光辉业绩与学术思想永存——纪念陈述彭院士逝世一周年

廖克

2009, 11(6): 691-694.

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2009年11月25日是我国著名科学家陈述彭院士逝世一周年的纪念日。一年来,陈述彭院士在各种场景的身影,同我亲切交谈时的面容,特别是在医院的最后几次见面交谈时的难忘情景,时常出现在我的脑海,悲痛、回忆与思念经常交织一起。我自1961年7月从苏联莫斯科大学地理系地图学专业毕业回国,被分配到科学院地理研究所地图研究室工作,时任地图研究室主任的陈述彭先生对我非常信任和器重,当即委任我担任专门地图学科组副组长,并负责国家自然地图集的统一协调与土壤图组的编辑,1962年还安排我在全国地图学术会议上作大会学术报告。

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地球信息科学的创建与应用发展——纪念陈述彭院士逝世一周年暨90岁诞辰

傅肃性

2009, 11(6): 695-697.

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地球信息科学是面向21世纪形成的新兴学科。它是融合地球信息,遥感信息科学,全数字制图系统,地理信息系统、全球定位系统、虚拟现实多维可视化技术和信息网络等多学科的系统论、信息论和控制论于一体的科学体系。它以信息流为主要研究对象,探索地球信息机理,地球信息认知方法和地球信息时空图谱等,新学科生长点的科学研究。陈述彭先生从地球科学与环境科学和信息科学的高度,运用系统工程学原理,勤奋治学,长期潜心研究,将地理信息制图,遥感信息技术与地理信息系统等融汇贯通,拓展了地球信息科学研究的新途径。

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遥感应用需从技术层面提升到科学层面——纪念陈述彭主任逝世一周年

刘德长

2009, 11(6): 698-699.

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2009年11月25日是中国遥感应用协会专家委员会主任陈述彭院士逝世一周年,我们十分深切地怀念他。中国科学院院士、第三世界科学院院士、国际欧亚科学院院士陈述彭先生,是我国著名的地理学家、卓越的地图学家、国内外知名的地理信息系统专家、遥感专家,是我国遥感事业的奠基人。他开拓了我国综合遥感应用的广阔领域。1992年8月,中国遥感应用协会在山西五台山成立。它是全国遥感信息技术应用的行业性兼学术性的社会组织。其宗旨是团结全国遥感信息技术队伍,促进全国遥感信息技术的应用与发展。鉴此,中国遥感应用协会专家委员会于1996年3月在北京成立。

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师恩情深绻念默思——陈述彭院士逝世一周年纪念

陈昱

2009, 11(6): 700-702.

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我国著名的地理学家、地球信息科学一代宗师、遥感应用、地理信息系统、现代地图学的开创者、当代地学界的翘楚!敬爱的陈述彭院士离开我们已经整整一个年头了!他那勇于探索,不断创新的学术思想;他那追求真理、严谨治学的科学态度;他那不畏困难、敢担风险的开拓精神;他那诲人不倦、培植新生的高尚情操,为我们这一代树立了光辉的典范!他的科学思维和辉煌历程,标志着新中国60年地球信息科学的发展史,为我国创建地学强国作出系统的贡献!半个世纪的师徒情谊,时刻缭绕在我的脑海里,我是在1956年师从述彭师的,当时我被分配在中国科学院地理研究所(在南京),开始安排我担任所业务秘书,我觉得年轻人到科学院还是多学点专业为好。

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永恒的铭忆——纪念父亲陈述彭逝世一周年和90周年诞辰

陈子南

2009, 11(6): 703-706.

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父亲离开我们将近一周年了,但是,我总觉得父亲依然还生活在我们身边。他慈祥的笑容,谆谆教诲、永远铭记在我的脑海中。我愿永恒记住1920年2月28日父亲的诞辰日,不愿想起2008年11月25日父亲的去世日,但事实告诉我们,这两个日子都必须记住,更要牢记的是这两个时辰之间,父亲留给我们难忘的一切。看着父亲的照片,他和蔼的身影一幕幕地展现在我的眼前,回想起与父亲一起工作,一起生活的时刻,几次提笔却又放下,眼泪不停地往下掉,湿透了桌上层层的稿纸,……。自我的母亲去世后,为了照顾父亲,我搬回了中关村家中,与父亲同住在一起,和谐的工作、生活。父亲的一生,给我们留下难以忘怀,永远值得铭记的精神财富。

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中国陆地1∶100万数字地貌分类体系研究

周成虎, 程维明, 钱金凯, 李炳元, 张百平

2009, 11(6): 707-724.

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地貌分类体系是地貌图研制的关键之一,本文在总结国内外地貌及分类研究的基础上,借鉴20世纪80年代的中国1∶100万地貌图制图规范,基于遥感影像、数字高程模型和计算机自动制图等技术条件,归纳总结了数字地貌分类过程中应遵循的几大原则,分析了它们之间的相互关系,讨论了数字地貌分类的各种指标:包括形态、成因、物质组成和年龄等,提出了中国陆地1∶100万数字地貌三等六级七层的数值分类方法,扩展了以多边形图斑反映形态成因类型,以点、线、面图斑共同反映形态结构类型的数字地貌数据组织方式,并详细划分了各成因类型的不同层次、不同级别的地貌类型。中国1∶100万数字地貌分类体系的研究,为遥感等多源数据的陆地地貌解析和制图提供了规范,也为《中华人民共和国地貌图集》的编制奠定了基础,同时为全国大、中比例尺地貌图的分类和编制研究提供了借鉴。

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中国陆地地貌基本形态类型定量提取与分析

程维明, 周成虎, 柴慧霞, 赵尚民, 李炳元

2009, 11(6): 725-736.

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中国陆地地貌基本形态类型由海拔和地势起伏度两个指标组合划分而成,其中海拔分4级,地势起伏度分7级,组合后的基本形态类型共25类。按照数字地貌分类体系,海拔和起伏度拥有全国普适性的分级指标,基于DEM数据可获得两指标的分级类型。试验表明,基于SRTM-DEM(水平分辨率90m,相当于1:25万比例尺)数据可得出全国普适性的采用单元为4km²,利用1:10万、1:400万等比例尺数据进行DEM试验,得出我国存在0.4、4、12、18、21km²五种不同规模的采样单元,并分别对应着不同的比例尺。因我国地貌复杂多样,仅利用DEM数据所获得的海拔和地势起伏度分级数据不能完全反映不同地域的地貌特征,故利用遥感等多源数据,综合多种信息获得的地貌类型,可很好地反映出我国的海拔4级分级特征和地势起伏度7级空间分布,进而获得全国陆地的25种基本形态类型的面积及空间分布格局。

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简化数字地形分析软件(SimDTA)及其应用——以嫩江流域鹤山农场区的坡位模糊分类为例

秦承志, 卢岩君, 包黎莉, 朱阿兴, 邱维理, 程维明

2009, 11(6): 737-743.

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为了在精细尺度下定量刻画地形特征,给地理建模提供更准确的定量地形参数,克服当今应用领域中常用商业软件的局限性,本研究讨论了面向栅格DEM的"简化数字地形分析软件"(SimDTA 1.0版本)。SimDTA实现了诸多计算局域和区域地形属性、定量描述地形部位信息的现有算法,以及新建算法。例如,针对一个实际的应用问题——坡位模糊分类,采用以坡位典型位置作为原型的新思路,在SimDTA中,实现了一个新的坡位模糊分类方法,能够克服现有其他方法忽略空间位置信息等问题。这一坡位模糊分类方法和SimDTA中实现的其他功能相结合,形成了一套完整的坡位模糊分类流程。本文通过在东北嫩江流域一个小区的实际应用和讨论来体现SimDTA的有效性和实用性。

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贫困地区耕地的地形和土壤肥力特征分析与质量评价

刘玲, 王英杰

2009, 11(6): 744-752.

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本文利用全国1∶100万土地利用数据和1∶400万土壤肥力综合质量数据,从耕地的地形特征和土壤肥力两个角度,对贫困地区和非贫困地区的耕地自然质量进行比较研究。研究表明:贫困地区平原型、丘陵型耕地比重较低、山地型和陡坡型耕地比重较高;贫困地区耕地土壤肥力的平均水平和非贫困地区差别不大,但土壤肥力好和较好的耕地所占比重较小。本文还建立了包括地形特征和土壤肥力综合质量两个因素的耕地自然质量评价指数,从县域尺度对全国耕地自然质量进行定量评价,并发现贫困地区耕地自然质量评价指数在低值区集中的特征更为显著。

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青藏高原北缘公格尔山地区地形梯度的剖析

赵尚民, 程维明, 周成虎, 陈曦

2009, 11(6): 753-758.

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本文以青藏高原北缘西昆仑山脉的公格尔山地区为试验区域,基于SRTM-DEM数据,采用线状地形剖面和带状地形剖面的研究方法,对试验区从公格尔山顶到塔里木盆地的地形梯度进行了研究,并探讨了地形梯度与隆升过程之间的关系。研究结果表明:(1)线状地形剖面清晰直观,操作简单;带状剖面法能较好地反映区域的地形起伏状况。若将两种方法联合起来共同进行区域地形研究,则会获得更好效果。(2)从塔里木盆地到公格尔山顶,地形抬升共分3个梯度:分别是从海拔高度2 000m左右上升到约4 500m,从约4 500m上升到将近6 000m,从将近6000m上升到约7500m。地形抬升的不同梯度可能对应着公格尔山晚新生代地貌形成过程的不同隆升过程;而每个抬升梯度的拐点,则对应着不同隆升过程形成海拔高度的分界点。

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贵州独山喀斯特地区构造线性体对谷地/洼地分布格局的影响分析

姚永慧

2009, 11(6): 759-764.

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构造条件是控制喀斯特景观发育的基本条件,但对这些控制作用的研究一般都停留在定性描述阶段。为了定量分析构造条件对景观的控制作用,本文利用空间统计分析方法,研究了喀斯特地区构造线性体对谷地和洼地等景观格局的控制作用,研究结果表明,喀斯特地区的谷地或洼地的规模与谷地内构造线性体的长度、数量呈显著的线性正相关关系,即构造线性体的长度越长、相互交叉越多的地方,谷地或洼地的规模也越大。本文的研究也表明构造线性体的研究,不仅可以用来进行区域地质构造格局和成矿预测,且可用以解释和分析地表景观格局的分异。

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基于遥感多特征组合的冰川及其相关地表类型信息提取

龚剑明, 杨晓梅, 张涛, 何亚文, 李秦

2009, 11(6): 765-772.

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冰川作为青藏高原的一种典型的地表覆盖类型,在高寒地区广泛分布,往往因为地形复杂,无法实地测绘。本文利用高分辨率遥感影像和高精度的DEM,在分析各种冰川类别的光谱、形状、空间关系、地形和气候等环境分布特征的基础上,综合和发展了现有的特征描述算法,建立了描述各种冰川类别特征的组合提取模型,运用面向对象的自动提取方法,对西部测图区青藏高原试验区进行了冰雪影像自动识别试验。试验结果表明,该方法是可行的,它对难以实地测量的冰雪信息引进了遥感自动提取方法,为研究冰川消融和气候变化拓展了研究思路。

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基于DEM的火山口地貌识别方法探讨

周增坡, 程维明, 周成虎, 张洪岩

2009, 11(6): 773-777.

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本文以吉林省靖宇县西南部的龙湾火山群为例,进行了火山口地貌图像识别方法探讨。在提取过程中,根据研究区内火山口均位于熔岩台地上的特点:首先,将研究区划分为平原和山地等地貌类型;然后,将生成的坡度数据与DEM高程数据相乘,实现对DEM数据按照地形高低起伏的加权,以突显火山口在高程数据上的表现。根据火山口"中间低,四周高"的形态特点及在DEM上的表现,建立了火山口识别模板,对火山口进行识别。最后,参照研究区内的遥感影像,对提取的结果进行验证和修改。

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中国1∶100万数字地貌图符号与注记系统库的设计和应用

钱金凯, 宋阳, 程维明

2009, 11(6): 778-785.

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中国1:100万地貌图符号系统库和注记系统库的设计,是在对中国区域地貌的形态与成因类型特征全面综合分析研究的基础上,针对中国1:100万地貌图的基本专题内容、图例系统、幅面负荷等的要求,从定量制图符号的基本问题出发,根据不同地貌形态和成因类型,设计各种点状、线状、面状符号和注记,建立了地貌符号库。同时,构建了满足1:100万地貌图制图和出版要求的地貌注记库。它们均应用于《中华人民共和国地貌图集(1:100万)》中,达到了预期设计效果,该地貌符号和注记库的设计和内容对其他相关专题图集的编制具有很好的借鉴意义。

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中国1∶100万地貌图色彩系统的设计与建库

钱金凯, 宋阳, 程维明

2009, 11(6): 786-794.

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中国1:100万地貌图的色彩设计是在对中国地貌特征分析研究的基础上,通过中国地貌图物理色彩模型,根据颜色三个基本特征:即色相、亮度和饱和度的不同变化与组合,结合人们对色彩感受的物理与心理特征,对中国1:100万地貌图2 000多个类型的不同色彩进行定量分析,采用现代数字地图印刷技术的C、M、Y、K四色值来构建色彩与地貌类型之间的联系,建立完整的地貌类型色彩库。以此编制的中国1:100万地貌图不仅很好地反映了中国地貌的总体特征,也反映出不同地貌类型之间的差异,该色彩系统可为编制相关专题图提供借鉴。

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计算机环境下地貌晕渲图制作的探讨

赵尚民, 程维明, 周成虎, 陈曦

2009, 11(6): 795-801.

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本文以1∶100万标准分幅的成都幅(H-48)为例,采用SRTM-DEM数据,利用ERDAS软件、MicroDEM软件和Global Mapper软件,进行地貌晕渲图原图的制作,并利用Photoshop软件,对它们生成的地貌晕渲图原图进行了颜色调整、效果优化和与地图底图叠加生成最终的地貌晕渲图。研究表明:(1)利用3种软件进行地貌晕渲图原图的制作各有优缺点,但就最终成果图的整体质量和效果来看,Global Mapper软件制作的地貌晕渲图要优于MicroDEM软件制作的地貌晕渲图,而以ERDAS软件制作的地貌晕渲图的质量和效果最差;(2)Photoshop软件作为强大的图形图像处理软件,可以在地貌晕渲图的效果调整和质量优化上起到重要作用;(3)由于数字环境下地貌晕渲图可以表达更多的信息量和色彩效果,它对于制图人员色彩的运用、表达效果的判断和调整能力等提出了更高的要求和挑战。

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基于Global Mapper的地貌晕渲制图——以西安幅(Ⅰ-49)为例

林松, 程维明, 乔玉良

2009, 11(6): 802-808.

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地貌晕渲图自动制图是以计算机软、硬件为基础,对DEM数据实现的一种三维立体可视化表达。本文从地貌晕渲的基本理论出发,以我国1:100万标准分幅的西安幅(1-49)为例,采用Global Mapper软件实现了计算机地貌晕渲自动制作的全过程,主要内容包括:计算机地貌晕渲关键技术的实现,地貌晕渲效果与参数设置之间的关系,Global Mapper软件中各种参数设置的合理性分析,使用分层设色的办法对晕渲图进行色彩的设计,并利用PHOTOSHOP软件对结果进行整饰等。该方法可实现地貌晕渲图的自动制图。

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新疆生态保育与重建区划图的设计与编制

柴慧霞, 程维明, 周成虎, 陈曦, 田长彦

2009, 11(6): 809-818.

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为满足"新疆生态建设和可持续发展战略研究"项目的需要,设计并编制了新疆生态保育与重建区划图。该区划图是根据新疆"三山夹两盆"的总体地势特征、"三圈九带"的生态景观特征,以及"山地-绿洲-过渡带-荒漠系统-生态范式"可持续农业范式的认识,参考新疆地貌区划、植被区划、新疆生态功能区划、新疆维吾尔自治区综合自然区划等资料,确定新疆生态保育与重建分区。该区划图充分反映了新疆大的山盆结构下三圈九带的景观生态特征,体现了新疆水平圈层结构和垂直带结构的总体特征。

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基于案例推理的统计地图表示方法智能选取中的应用

李洪省, 王英杰, 余卓渊, 韩嘉福, 罗斌

2009, 11(6): 819-825.

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地图符号的选择在空间信息可视化中至关重要。本文基于案例推理的研究范式和专题制图过程,提出了一种智能化专题制图的CBR框架,它依赖的知识主要是系统所存储的专题地图设计过程中解决问题的具体记录。本文从案例库内容设计、案例表达和数据库模式、案例相似性计算和案例检索等方面重点研究了CBR在统计地图表示方法智能选取中的应用,并以《中国人口地图集》为蓝本,以myCBR为工具,展现了CBR在专题地图设计知识获取、表达和推理中的应用潜力。

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基于Web的人口普查地图标绘系统的设计与实现

罗斌, 李洪省, 王英杰, 余卓渊

2009, 11(6): 826-832.

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本文根据人口普查地图制图的需求,从系统架构、功能设计等方面介绍了基于Web的人口普查地图制图系统的设计方案,讨论并解决了人口普查地理区域划分、人口普查地图在线绘制、人口普查地址编码等关键技术问题。该系统主要功能包括标绘底图制作、地图(点、线、面)标绘和符号化、标绘成果审核、地图打印、权限控制等,能够完全满足人口普查地图绘制中的区域划分及建筑物等地形地物和要素名称的标绘。如在第六次全国人口普查中得到应用,将能够首次实现全国"一幅图"的精细到调查小区级别的数字化人口基础地理数据框架,进而大大推进中国人口普查工作和数据分析的现代化进程,为充分发挥人口普查数据的作用和价值提升打下基础。

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基于Lorenz曲线的人口密度地图分级方法

韩嘉福, 李洪省, 张忠

2009, 11(6): 833-838.

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与传统上地图分级的研究重点关注分级统计精度和图面效果不同,本文提出了一种用于表达和传输人口密度空间分布知识的自动化地图分级方法。该方法基于人口密度分布Lorenz曲线,根据知识传递的需要确定制图分级数,通过Lorenz曲线化简的方法确定分级间隔,以更好地表达人口空间分布的规律性知识,增强地图信息的传输效果。试验表明,分为两级时该方法能够自动地得出"胡焕庸线"的基本轮廓,分为多级时能够很好地体现人口空间分布的基本规律和特例知识。

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新型网络地图符号概念模型及其描述体系

苏艳军, 王英杰, 罗斌, 余卓渊

2009, 11(6): 839-844.

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近些年来,网络地图发展非常迅速,越来越多的空间信息都落户在网络终端上。网络地图已经成为地理信息传输与发布的有效途径和人们获取空间信息的重要工具。但是,作为地理信息表达最直接最重要的手段——地图符号在网络上的应用仍存在着理论不完善、共享性差、难于扩充和缺乏矢量符号等问题,一些纸质地图和桌面地图系统制图中符号设计与表达的理论与方法,不能直接移植到网络地图符号系统。本文在充分研究已有的地图符号理论的基础上,针对上述存在问题开展了相关研究,提出了一种新型的网络地图符号概念模型,并建立了网络地图符号的描述体系,结合中国科学院地理科学与资源研究所的在线统计地图制作与发布系统和Web人口普查地图标绘系统对本套体系进行了验证。

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地理过程的案例表达与组织——以南海区海洋涡旋为例

杨新忠, 杜云艳, 苏奋振, 季民, 王丽敬

2009, 11(6): 845-853.

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案例模型是基于案例推理方法(CBR)的推理基础,而时空数据模型是地理信息系统时空表达的概念基础。基于案例的推理方法应用于地理领域,案例表达则不能仅采取传统的表示方法,需要结合地理问题的特点;但时态地理信息系统(T-GIS)的时空数据模型又不能直接采用,需要考虑地理案例表达和推理的需求。通过对地理案例应用的分析和时空过程特点的总结,提出分级描述框架的地理案例时空过程概念表达模型,并构建其物理表达模型。本文以中国南海海洋涡旋为例进行了验证,表明此模型可应用于具有完整生命周期且变化是连续渐进地理现象的研究。

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矿山环境侵蚀与堆积变化的3D-GIS分析——以大连市周边矿区为例

刘雪萍, 王玲玲, 华秀菁, 陈宇, 方晨

2009, 11(6): 854-859.

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本文利用3D-GIS的方法,结合遥感卫星数据,建立矿区时间序列的DEM模型,通过可视化技术,地形模型构建、矿山地貌特征分析、剖面分析、量化计算、侵蚀类型分析,研究了矿山环境的特点和主要问题。并以大连市区及周边区域作为研究区域,对1970年到2005年的侵蚀与堆积进行了计算,以及侵蚀的分类。结果表明, 不同的侵蚀类型对矿山环境带来不同影响,因此,对矿山的整治应采取针对性的措施,才能达到防治保护的效果。试验认为,利用3D-GIS的可视化分析是进行矿山环境调查,制定矿山环境恢复治理措施的有效方法。

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卫星遥感影像对海洋监测能力的评估分析——以渤海海区为例

郑小莉, 杨晓梅, 刘兴权

2009, 11(6): 860-866.

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比较了不同卫星遥感影像的海洋监测优劣,分析了MOD IS数据海洋监测能力评估的可行性,并阐述评估了技术方法和流程。以渤海为例,依据MOD35源数据,通过数据预处理、典型区选取,统计分析影像覆盖率及云覆盖面积百分率,表明了对渤海常规、季节性,以及应急等诸种海区要素监测的不同效果,弥补了以往类似工作的迟后性。

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