地球信息科学学报

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地质编图与GIS制图专栏

博览群图提升地质制图的科学技术水平

李廷栋, 丁伟翠, 郑宁, 刘勇, 王军

2011, 13(6): 711-719,726. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00711

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地质图件是地质工作成果的主要载体之一,是地质工作服务于经济社会发展的主要工具,又是体现一个国家地质研究程度、地质科学技术水平和社会文明程度的主要标志之一,历来受到各国政府和国际地学组织的高度重视.随着社会经济的发展和科学技术的进步,以及地质工作服务领域的扩大,近年来地质制图工作,包括制图数量、种类和技术方法,都获得了突飞猛进的发展,并呈现出一些明显的特点,主要表现为:由专业性地质图件向更多实用性地质图件发展;由单一地质类图件向多学科系列图件发展;由国家级图件向洲际、全球乃至宇宙图件发展;由地表地质图件向反映深部地质图件发展;并在图面结构、表现形式、制图工艺上进行了诸多改革和创新.我们需要博览群图,分析研究国际地质编图发展趋势,不断提高我国地质编图、制图的科学技术水平.

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地质编图与GIS制图专栏

中国区域地质志空间数据库结构设计

范本贤, 张庆合, 剧远景, 韩坤英, 姜兰, 王振洋, 庞健峰, 王丽亚, 丁伟翠

2011, 13(6): 720-726. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00720

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在MapGIS平台上,采用关系数据库模型以及统一的系统库,设计了中国区域地质志中各类专业图数据库图层命名的原则,各类要素编码的方法,各类属性表的内容、结构,开发了数据库管理系统和一系列辅助软件,在提高建设数据库的效率和保证数据库质量精确的同时,实现了数据库系统用户访问、数据共享、数据查询等多种功能.中国区域地质志系列图空间数据库为实现"地质一个库"打下了基础,为地质图数据库建设提供了宝贵的经验.

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地质编图与GIS制图专栏

数字地图的研究进展和应用新方向

齐清文, 姜莉莉, 张岸

2011, 13(6): 727-734. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00727

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数字地图是现代地图学发展的重要标志.目前,国内外已出现以数字地图为核心的地图数据库、印刷地图、电子地图、移动式地图、网络地图等多种现代地图的开发和应用模式.本文分析和阐述数字地图理论、方法和技术方面的新进展,以及新的应用方向.首先,作者阐述了在数字地图新理论方面的研究进展,并在此基础上提出了数字地图体系结构框架;其次,阐述了数字地图的数据管理、制图综合、可视化和专题地图编制技术等方面的新进展;同时建立了数字地图产品系列的新框架;最后,介绍数字地图分析和应用新方向.总之,本文涵盖了数字地图研究领域内各个方向上的研究进展.

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地质编图与GIS制图专栏

我国地质制图的SRTM DEM数据应用研究

丁伟翠, 范本贤, 李廷栋, 丁孝忠, 耿树方, 杨强, 王振洋

2011, 13(6): 735-741. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00735

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为了满足目前地质图件在立体制图方面的需求,采用SRTM DEM为数据源,通过SRTM DEM地质制图应用与要素分析制图等处理,进行了等高线与坡度、坡向的快速提取,并以湖南省与安徽省的地质图为例,做了MapGIS平台下的地质图可视化分析.证明将SRTM DEM作为地质图的一个图层要素加以显示,增强图件的立体感的可行性,同时通过DEM与现有的地理数据、地质数据的相互结合分析,进一步说明使用DEM可以提高地质图件要素的精度.

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地质编图与GIS制图专栏

"同一个地质"计划的地质图空间数据网络共享研究——以中国1:100万MapGIS格式的地质图数据为例

韩坤英, 庞健峰, 逯永光, 丁孝忠, 范本贤, 剧远景, 王震洋

2011, 13(6): 742-749. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00742

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"同一个地质"(OneGeology)计划是一项旨在建立全球大约1:100万比例尺的地质图数据库,使地质图数据可以在互联网上共享的国际合作计划."OneGeology"计划是一个基于WebGIS技术的分布式系统,每个提供数据的组织者在自己的Web服务器上管理数据,"OneGeology"门户网站和每台Web服务器进行联接并可以显示这些信息.本文以构建中国1:100万地质图网络地图服务(WMS)为例,研究了MapGIS格式的数据实现WMS网络地图服务的方法、流程.对此,本文选择了开源软件MapServer WebGIS平台和Apache Web服务器实现WMS服务.MapServer可以发布Shape文件,因此需要将MapGIS文件转换为ArcGIS的Shape文件.由于系统库不能跨平台使用,必须在ArcGIS平台下建立中国1:100地质图系统库,系统库包括Point(点)、Line(线)、Polygon(面)三种符号类型,并根据属性信息重新对空间图形数据进行符号化.MapServer通过Mapfile配置文件定制网络服务,该配置文件是地质图数据发布的核心内容,文件内容包括地图服务的数据源、数据输出格式、符号化方式、元数据信息等,采用文本方式存储.最后,通过在"OneGeology"门户网站注册,提供网络地质图服务.

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地质编图与GIS制图专栏

中国海域1:100万地质地球物理MapGIS制图

温珍河, 张训华, 杨金玉, 尹延鸿, 邱燕, 王乃东, 张明

2011, 13(6): 750-757. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00750

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中国海域1:100万地质地球物理系列图包括布格重力异常图、空间重力异常图、磁力异常图、表层沉积物分布图和区域构造图5种图件.利用数字化编图技术对新旧资料进行同化处理和标准化处理,在编图的过程中,采取多种技术手段确保编图质量,并进行了GIS数据库的构建工作.地理底图和各专题图件均在MapGIS基础平台上以点、线、面三种图元类型表示,根据实际材料和图面内容进行分层设计、分层构建、统一成图的技术路线,为日后资料使用和图件修编奠定了良好基础.以MapGIS为平台,可以很好地完成地质地球物理系列编图任务.

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地质编图与GIS制图专栏

区域地质图空间数据建库质量控制的MapGIS分析

马瑜宏, 王纪存, 谢颂诗

2011, 13(6): 758-762. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00758

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空间数据库质量的优劣直接影响到GIS应用分析结果的准确性与可靠性.因此,质量控制是区域地质图数据库建设的内在要求,而由于所有的空间基础信息在产生时都存在误差,所以,空间数据库的质量控制必须严格贯彻在数据库建设流程的每一个环节.本文以1:5万山东省区域地质图空间数据库的建设流程为例,通过对基于MAPGIS建设区域地质图空间数据库过程中的图件预处理、矢量化、误差校正、拓扑重建、属性输入和投影变换等过程中可能产生的质量问题进行总结、分析,探讨应采取的解决办法和预防措施,以实现数据库建设整体质量控制,最大限度地减少空间数据误差,提高作图效率与空间数据的精度和准确度,更好地为社会公益性应用提供服务.

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地质编图与GIS制图专栏

国家西部测图工程产品模式设计与实践——以1:50000影像地形图为例

苏山舞, 于荣花, 殷红梅, 李维庆, 陈代蓉

2011, 13(6): 763-769. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00763

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为实现国家西部1:50 000地形图空白区测图工程:丰富产品种类,拓展服务领域的设计宗旨,根据ISO 9000对产品的概念,提出了西部测图工程整体产品模式,并对其进行细化,建立了国家西部测图工程地形图产品模式.本文以西部测图工程1:50 000影像地形图的设计与实现为实例,详细介绍了1:50 000影像地形图测绘新产品的设计要点,包括影像地形图的要素选取原则、选取内容、要素表达设计原则、设计要点等内容.另西部测图工程提出了适合我国西部人工地物稀少地区的1:50 000影像地形图制图技术,研制了"国家西部1:50 000地形图空白区测图工程 1:50 000影像地形图技术规定",并制作了相应的产品样本.该技术已指导覆盖西部测图工程测区全域1:50 000影像地形图的生产,对丰富国家基本比例尺地形图品种具有重要意义.

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地质编图与GIS制图专栏

亚洲地下水资源与环境地质系列图及GIS系统结构

董华, 程彦培, 倪增石, 张发旺, 黄志兴, 田廷山, 赵继昌, 高昀, 刘坤, 张健康

2011, 13(6): 770-774. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00770

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"亚洲地下水资源及环境地质系列图件"(1:800万)属于洲际尺度图件,包括亚洲水文地质图、亚洲地下水资源图、亚洲地热图和亚洲地下水环境背景图等.针对全球变化,能源危机、资源短缺、环境恶化地质灾害频发的状况,特别是水资源安全保障与地质环境优劣更是直接影响亚洲地区可持续发展,编制上述图件,意义十分重大.亚洲地下水资源及环境地质系列图件,是在亚洲地下水资源及环境地质综合研究基础上,全面分析了国际国内近年来地下水资源与环境地质方面的编图模式,用编制系列图的系统理念,研究制订适合亚洲特点的编图内容及编图方法.应用GIS信息平台,构建亚洲地下水资源与环境GIS系统结构下的数据库,以反映亚洲地下水资源及环境地质时空特征分布规律,为亚洲各国和跨国的自然资源开发利用,水资源规划和地质环境保护防灾减灾,提供科学依据.

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地质编图与GIS制图专栏

中国海陆地质地球物理系列图的投影设计

杨金玉, 张训华, 温珍河, 韩波, 王忠蕾

2011, 13(6): 775-780. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00775

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1:500万中国海陆地质-地球物理系列图编图范围广,包括中国陆地及所辖海域以及周边陆地和海域,共涉及8种地质、地球物理专业图.本文介绍了建立本次编图的数学基础即地图投影的过程,讨论了确定系列图投影方式及参数的原则和方法,选择墨卡托和兰伯特等角割圆锥两种常用的保角投影方式做试验,比较了在这两种投影之下系列图范围内编图重点区域,即中国的海陆疆界的位置姿态,长度和面积变形情况,最后选择了兰伯特正轴等角割圆锥投影,以105°E为中央经线,15°N,40°N为标准纬线.在综合考虑各专业编图数据要求和分幅最小化原则后,确定了矩形图幅四至坐标.采用这种图幅设计方案,中国大陆姿态端正,地质要素的形态和方向畸变小,重点编图区域长度和面积变形可控制在10%以内.

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地球信息综合分析

城市形态信息图谱的理论框架与案例分析

郭瑛琦, 齐清文, 姜莉莉, 张岸, 任建顺, 王晓山

2011, 13(6): 781-787. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00781

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本文主要对城市形态信息图谱的理论框架构建进行研究,并通过具体案例实践进行理论框架解析.首先,从城市形态的本体特征、层次结构、驱动机制三方面探讨城市形态的本体论,归纳总结城市形态本体;其次,从认识论角度对城市形态进行剖析,得出对于城市形态,应遵从系统论的认识;再次,在方法论的层面,通过对城市形态诸多方法进行探讨与比较,得出地学信息图谱方法是城市形态研究领域新的思维变革,地学信息图谱以其特有的"形数理"一体化的思维方式为城市形态的研究提供了的借鉴;然后,以中国222个城市为样本库,建立中国城市形态信息图谱,剖析应用城市形态信息图谱方法论进行城市形态研究的一般思维过程与技术流程,同时,构建中国城市形态信息图谱规划指导库,为城市规划提供指导;最后,总结城市形态信息图谱方法论的优势与不足.本研究尝试了将地学信息图谱方法引入城市规划领域,并通过案例证实了其实用性.

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地球信息综合分析

基于房产空间数据的楼宇空间疏散路径建模研究

温永宁, 张红平, 闾国年, 张宏, 陶虹

2011, 13(6): 788-796. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00788

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紧急情况下人员快速、安全疏散是室内空间智能化导航和路径规划服务的研究热点.本文采用房产空间管理数据为数据源,以"路径"和"节点"为关键要素,设计了楼宇空间路径模型,用以表达楼宇内部的空间关系及拓扑结构.基于此模型进一步研究了用于紧急疏散的楼宇路径构建算法,论述了构建"单楼层"和"多楼层"路径过程中走廊(过道)路径提取、房间结点融合、楼宇三维路径模型构建等关键技术.最后设计了原型系统,集成寻径算法,验证了楼宇空间疏散路径建模的实用性.

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地球信息综合分析

人工堤坝影响下的黄河三角洲海岸带生态特征分析

傅新, 刘高焕, 黄翀, 刘庆生

2011, 13(6): 797-803. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00797

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在滨海地区,堤坝干扰对自然植被景观及土壤属性的梯度变化规律有重要的影响.本文采用统计分析和梯度分析的方法,在RS信息提取和GIS空间分析技术的支持下,从植被群落的变化入手,从样地尺度上研究堤坝对黄河三角洲海岸带土壤环境的影响并揭示堤坝干扰下,土壤属性的梯度变化规律.研究表明:(1)堤坝影响海岸带地区自然植被的盖度,并且堤坝干扰在一定程度上加速了黄河三角洲海岸带地区自然植被群落的正向演替.(2)有堤区的全氮、速效钾和全盐在距海远近梯度上的变化趋势受堤坝干扰的影响较大,并且堤坝所在区域的位置和建堤时间都将对土壤属性的影响程度造成差异.(3)堤坝干扰下全氮呈线性递增,速效钾和全盐均呈线性递减,且北部的变化率高于南部.随着堤坝建成时间的增长,三者的梯度变化趋势趋于缓慢,变化率降低,堤坝建成约25年后,全氮的线性递增率为0.003,其变化趋势几乎达到稳定.这进一步解释了有堤区在距海远近梯度上自然植被景观异质的原因,也对黄河三角洲大开发背景下,湿地景观的恢复和保护具有一定的指导意义.

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地球信息综合分析

基于网格的精准农业数据库及示范应用——以黑龙江农场双山基地为例

姜莉莉, 齐清文, 张岸

2011, 13(6): 804-810. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00804

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精准农业是指按照田间每一操作单元的具体条件,精细准确地调整各项土壤和作物管理措施,最大限度地优化使用各项农业投入(如化肥、农药、水、种子和其他方面的投入量),以获取最高产量和最大经济效益,同时减少化学物质使用,保护农业生态环境,保护土地等自然资源.本文从精准农业对数据的要求入手,提出以格网为单元的精准农业数据库的设计思想.采用地理空间定位网格的形式组织和应用农业信息,对于支持地理数据的共建共享,方便多源、多尺度农业空间信息的整合与应用分析,实现网格内的土壤本底和作物种植研究,从而实现农业的精准操作有着十分重要的意义.本文通过研究田间(不同网格内)各种因素(气候、土壤、种子、农机、化肥、农药、能源等)的变化,找出它们之间的相关性,以达到选定最佳种植方案,进行自适应喷水、施肥、施药,保持作物良好的生长条件,并获取最高产量和最大经济效益,同时保护农业生态环境及土地等农业自然资源的目的.

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地球信息综合分析

陇东黄土区地质灾害气象预警方法与应用——以泾川县为例

丁伟翠, 杨强, 王爱军, 高幼龙, 杨秀元, 李强

2011, 13(6): 811-818. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00811

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在地质灾害详细调查的基础上,基于GIS平台以地质灾害点密度为依据生成初步地质灾害易发性区划图.从诱发地质灾害的内部因素出发将地层岩性、地形坡度、地貌类型、植被覆盖率、多年降雨量分级后,叠加到初步易发性区划图中,生成了地质灾害气象预警区划基图.以降雨作为诱发地质灾害的主导外在因素,重新对泾川县进行了地质灾害气象预警区划,在重点预警区及次重点预警区采用临界日综合有效过程降雨量模型判据法,开展地质灾害气象预警预报研究.通过实际发布预警信息的检验结果来看,从总体上取得了较好的预报效果,该方法符合该区的实际情况,简捷、实用、有效,为进一步研究陇东黄土区地质灾害气象预警提供科学依据.

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遥感技术与应用

京津风沙源区生态环境时空变化的遥感监测分析

刘洛, 徐新良, 段建南, 刘晓芳

2011, 13(6): 819-824. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00819

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本文利用由遥感影像解译获得的土地利用数据和MODIS NDVI产品,采用空间转移矩阵、最大值合成法、均值法和一元线性回归模拟等方法, 分析了2000年以来京津风沙源区生态环境变化的时空特征.结果表明:(1)2000- 2005年京津风沙源区耕地开垦、林草地减少的趋势有所减缓,但区域气候变化趋于干旱,水域面积明显减少,草地退化和未利用土地增加的现象依然存在.(2)该区人类活动对生态环境的干扰程度有所减缓,但居住用地和城乡工矿用地的快速增长给生态环境带来了很大压力.(3)2000-2005年京津风沙源区生态环境总体有所好转,春季最大NDVI值呈现明显上升的趋势.本区生态环境的好转表明京津风沙源治理工程的实施已经初显成效.

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遥感技术与应用

基于ASTER图像和地形因子的岩性单元分类——以新疆木垒地区为例

姜莎莎, 李培军

2011, 13(6): 825-832. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00825

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利用遥感图像进行岩性分类,是遥感地质应用的重要方面之一.本文运用ASTER DEM提取地形因子,并与原始的光谱图像相结合用于遥感图像的岩性单元分类.文章分析了不同尺度的地形因子对岩性单元分类的作用,并进一步分析和比较各种地形因子对岩性单元分类的作用.结果表明,在岩性单元分类过程中加入不同的地形因子可不同程度地提高岩性单元分类精度,加入DEM信息,可得到更高的分类精度.将地形信息和光谱信息综合,是一种有效的岩性单元分类方法,尤其是对植被覆盖区域.

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遥感技术与应用

基于HJ-1B/IRS的重庆市热岛效应监测应用

罗小波, 陈丹, 刘明皓, 刘强

2011, 13(6): 833-839. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00833

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本文利用MODIS数据反演大气透射率,利用HJ-1B/CCD进行分类,并反演地表比辐射率.在此基础上,借鉴单窗算法,利用HJ-1B/IRS数据反演得到地表温度,并利用MODIS温度产品对反演结果进行了初步验证.最后利用热场变异指数进一步分析重庆的热岛空间分布特征,并对NDVI与NDBI对热岛效应的影响进行了分析.其结论如下:(1)重庆城市热岛大致基于中梁山、铜锣山走势,呈东北、西南走向分布;(2)主城区"热岛效应"的中心并不在建筑物密集的市中心区域——解放碑,而是集中在大渡口的工业园区、江北机场这些能耗大、人口密集区域,热岛强度7.7℃,热岛效应较为明显;(3)接近长江、嘉陵江水域的密集建筑用地区域,典型区域如渝中区,其热岛效应并不明显;(4)NDVI与地表温度呈负相关关系,NDBI与地表温度呈现较为明显的正相关关系,NDVI与NDBI对地表温度都有重要影响,而NDBI,即建筑用地比例与建筑密度的影响更大.

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遥感技术与应用

地表温度的多源遥感数据反演算法对比分析

郑文武, 曾永年

2011, 13(6): 840-847. https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00840

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多源遥感数据的综合应用是提高地表温度反演精度的有效途径.MODIS数据和Landsat TM数据在我国同一地区获取的时间相差不大,可以获取近似同步的MODIS数据和TM数据.本文将基于MODIS数据反演的大气参数应用于TM影像的地表温度反演,分别对单窗口算法和普适性单通道算法进行了实验研究,应用气象站实测的地表温度数据对反演结果进行了检验,并对比分析了不同土地覆盖条件下两种算法的精度差异.结果表明:两种算法反演精度均较高,单窗口算法反演精度为0.76K,普适性单通道算法反演精度为1.23K;在不同的土地覆盖条件下,两种算法表现出明显的差异性,水体区反演结果差异最小,均值差异仅为0.02K,植被区差异最大,均值差异为0.62K.

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