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    地球信息综合分析
  • 地球信息综合分析
    常占强, 宫辉力
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    地下矿产资源开采引起的地面沉降是世界上各矿产资源大国共同面临的一种严重环境问题,我国也不例外。随着世界范围内矿产资源消耗量的急剧增长,这种问题将日益突出。为了尽可能减轻由地下矿产开采引起的地面沉降,对地面基础设施的损害与自然环境的破坏,对地面沉降进行精确预计显得尤为重要。本文首先对国内外地下矿产开采引起的地面沉降主要预计方法的特点及适应性,进行了系统地分析与总结。在此基础上,作者依据各自的适应性,将地面沉降预计方法分为两大类:(1)对地面沉降空间分布规律的预计;(2)对地面沉降时间变化规律的预计。进而,提出了未来地面沉降预计中切实可行的研究方法与内容,主要包括:(1)对具体地质采矿条件下地面沉降规律的预计研究;(2)对地面沉降预计的时空统一问题的研究;(3)地面沉降预计与实地监测的一体化的研究。最后,作者分析了地下矿产开采引起的地面沉降预计前景。
  • 地球信息综合分析
    马建超, 林广发, 陈友飞, 陈俊明
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    地形湿度指数可定量模拟流域内土壤水分的干湿状况,是静态土壤含水量的最常用指标,具有明确的物理意义。但是,由于DEM本身的结构特点,其提取的地形湿度指数具有尺度依赖性。本文主要探讨因DEM水平分辨率不同而导致的DEM栅格单元异质性,对地形湿度指数提取的影响。以厦门市地貌类型比较复杂的西源溪流域为实验区,使用1 ∶1万等高线生成的2.5m和20m分辨率DEM数据,分别提取地形湿度指数并计算栅格单元地形异质性指数,分析DEM栅格单元异质性指数与地形湿度指数之间的关系。研究表明,基于高程标准差、地势起伏度、景观破碎度和多样性的栅格单元异质性指数与地形湿度指数偏差之间均存在显著的负相关性,这4个异质性指数对地形湿度指数差值的对数回归模拟效果良好且显著有效。这对低分辨率DEM提取地形湿度指数的误差纠正,以及描述区域土壤含水量等地形湿度指数的应用研究具有积极意义。
  • 地球信息综合分析
    高建峰, 潘剑君, 刘绍贵, 姜小三
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    农业表层土壤碳库容易受人为强烈干扰,而又可以在较短的时间尺度上进行调节,当今我国经济发达地区土地利用变化必然会对土壤固碳产生重要影响。本研究以江苏省吴江市水稻土为例,利用新一代中分辨率成像光谱仪(MODIS)和TM/ETM影像提取了1984年稻田面积,以及这部分稻田在2000-2005年的土地利用变化状况。研究中以最大似然法对TM/ETM、MODIS影像应用归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)和陆地水分指数(LSWI)掩膜的方法作了识别提取;同时,结合第二次全国土壤普查、2003年耕地地力调查点和吴江市农林局土肥指导站长期定位点的土壤有机碳数据估算了1984年和2000-2005年土壤碳库变化情况。结果表明:近20多年来尽管吴江市水稻土水耕熟化过程中有机碳总体呈增加的趋势,但由于大量稻田被非农用地所取代,导致土壤固碳能力大幅度下降,尤其从2001年开始从"碳汇"变成"碳源"。因此,在我国经济发达区应密切关注耕地转换成非农用地而导致的土壤有机碳的损失。
  • 地球信息综合分析
    张新, 刘海炜, 董文, 陈华斌, 池天河
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    交通是联系地理空间和社会经济活动的纽带。在我国主体功能区划评价中,交通优势度是其中一项重要指标。本文利用最新的基础地理数据及相关统计资料,以河北省147个县域为基本评价单元,进行了GIS空间分析。其构建了河北省交通优势度评价模型,运用层次分析法确定了交通网络密度、交通干线影响度、区位优势度三个因子的权重:0.267、0.404、0.329。同时,对全省的交通网络密度、交通干线影响度和区位优势度,以及各县级行政区的交通优势度状况进行了计算,综合评价结果显示,河北省交通优势度比较高的地区主要集中在石家庄市、秦皇岛市、唐山市、邯郸市及其附近县区,北部山区的交通优势度比较差。最后,将各县的人均GDP状况与交通优势度水平进行对比和定量分析,计算得出两者的相关系数为0.408,呈低度正相关。
  • 地球信息综合分析
    董文, 张新, 池天河
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    资源环境承载能力作为主体功能区划评判的主要依据之一,其反映了资源环境同人类经济、社会活动相互匹配与适应的关系,是主体功能区划研究和实践的重点。本文重点分析了现有资源环境承载力含义、相关指标以及指标测算方法等相关研究成果, 并在省级主体功能区划中资源环境承载力测算和评价实践的基础上,针对现有评价指标体系和计算方法主要从资源环境的自然属性出发,忽略了人类社会对自然的改造能力,无法全面表征资源环境实际承载能力的问题,提出以空气、水、土地、能源和生态5类要素作为约束区域发展的主要因子,分别从资源属性和环境属性两个方面,对每类要素进行单因子发展潜力评价,在现有测算自然总量的计算方法的基础上,通过增加人类科技的贡献分量作了改进。 结合省级主体功能区划评价实践,对其中资源环境承载力指标,以及指标的计算方法进行了讨论。
  • 地理信息系统设计与分析
  • 地理信息系统设计与分析
    张俊, 周成虎, 郭兆成, 杨攀新, 孙晓宇
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    本文利用格网技术(Fishnet),对龙门山地区"5.12"大地震震后的多期次遥感影像数据及基础地理信息数据进行评价、整合并实现了动态管理,在此基础上得到覆盖整个龙门山构造带的、能够反映不同地物信息的影像群。汶川地震造成了大量山体崩塌、滑坡、泥石流等地震场地灾害,这些灾害体表现为成群、成带分布的特征,并且单一的小灾害体分布面积较小,但总体规模较大,难以从影像上准确无误提取所有单一的灾害体等特点。鉴于上述原因,本文提出以灾害体分布密度,将地震场地灾害分成6个密度等级,并结合格网(Fishnet),通过不同时相、不同数据源的影像之间的对比分析,解决了高起伏度地区影像中阴影区的场地灾害的提取等问题,完成了汶川地震场地灾害监测分析及野外验证,最终得到汶川地震场地灾害分布面积为972.081km2。汶川地震场地灾害的分布平行和垂直于龙门山断裂带均表现出明显的分段和分带特征。平行于龙门山断裂带,地震场地灾害的分布表现出明显的分段特征:西南部灾害体呈连片集中分布,影响范围较宽;中部表现为细脖子化,影响范围较窄;到东北部灾害体表现为以小规模的灾害体散点状分布,但是影响的区域较广。垂直龙门山断裂带方向,地震场地灾害的分布表现为分带特征:汶川地震场地灾害约80%分布在中山带;后山带,地震场地灾害主要沿着汶川-茂汶断裂及部分河流两侧分布于汶川境内;而在前山带,地震场地灾害一部分在绵竹市和安县境内的北部呈现密集分布,另一部分在江油市辖区内多呈散点状分布。
  • 地理信息系统设计与分析
    刘春腊, 张义丰, 曹俊, 穆松林, 贾大猛, 兰婷婷
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    沟域经济是山区发展的新模式,对其空间结构进行研究,可以为山区经济的空间优化和人口、产业布局提供参考,具有理论价值和指导意义。门头沟区位处北京市的山区,其沟域经济发展具有典型性。对此,运用ArcGIS、SPSS软件,采用DEM数据的高程、长度和坡度要素,提取了门头沟区的代表性沟域。在解读门头沟区沟域经济空间结构内涵的基础上,运用空间数据分析方法,获得了沟域经济空间分异的基本特征。通过对沟域的空间概况进行分析,以村庄为单元,对沟域经济的发展现状进行了评价。研究发现,门头沟区沟域经济在空间上具有典型的分异特征,其18条代表性沟域呈现出"一个核心区,多个成长区;一条主轴,多个地方轴,若干节点"的空间结构。沟域经济的发展,在空间上整合了乡村地域空间、耦合了山区交通网络、集聚了乡村大量人口、带动了山区经济发展。这与其自身发展的复杂性、沟域经济发展的系统要素的复杂性及动力机制的综合性密切相关。
  • 地理信息系统设计与分析
    徐明德, 李艳春, 何娟, 钮键, 李泾妮
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    以县域为研究对象,从影响生态环境的自然因素、人类干扰因素两个方面出发,确定了包括目标层-准则层-指标层在内的系统化评价指标体系;打破传统的以行政区域为单元分析的模式,通过GIS网格技术和模糊综合评价多属性特征分析,提出了将地理信息系统技术(GIS)和AHP-模糊综合评价模型互相融合,以网格单元进行生态环境脆弱性综合评价的"分解-合成"新的技术方法,采用层次分析法赋予指标权重,建立了改进型的"模糊脆弱度评价模型"。并作了GIS脆弱性等级划分,科学地、定量地反映生态脆弱性的空间分布,有利于对区域生态脆弱性的宏观认识与问题的辨识,丰富了生态脆弱性分析的技术方法。以浑源县为研究对象,应用所建立的模型与采用的技术方法进行验证性分析,其结果与浑源县实际情况吻合较好,表明所建立的模型与技术方法是可行的。
  • 地理信息系统设计与分析
    程传周, 杨小唤, 徐瑞娜, 石瑞香, 王静, 李月娇
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    随着人口的不断增加和经济的快速发展,粮食安全问题日益突出,而农业生产潜力可以描述某一地区的粮食生产能力,因此,研究农业生产潜力非常重要,对合理开发农业资源,指导农业生产,具有十分重要的现实意义。本研究在GIS技术、COM组件技术、插件技术等支持下,采用C#开发语言、ArcEngine开发组件、SQL Server数据库软件、ArcSDE空间数据库引擎,在Visual Studio .NET平台下设计、实现了一个集数据库管理、气象插值、农业生产潜力计算、农业生产潜力分析、农业生产潜力模型扩展、图形输出、系统管理于一体的农业生产潜力计算与分析系统。同时构建了一个具有统一坐标系统、数据格式、空间尺度,可以动态更新的农业生产潜力数据库。并以山东省为研究区,计算了山东省的农业生产潜力,分析了计算模型的合理性。系统应用结果表明,该系统可以很好地应用于农业生产潜力计算与分析,以及为农业生产潜力计算提供数据基础,且为农业生产潜力分析提供软件支持。
  • 地理信息系统设计与分析
    王皓, 李国平
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    水汽尽管在大气中的含量很少, 但是其在大气中的变化却十分剧烈。其空间分布极不均匀,时间变化也极其迅速。它不仅是天气、气候变化的主要驱动力,也是灾害性天气形成和演变中的重要因子。鉴于水汽信息在数值模式、气候监测、人工影响天气、空中水资源开发等一系列业务领域中的重要性,建立局地或者区域的GPS监测系统已成为目前迫切需要解决的问题。GPS水汽监测系统由数据服务器、解算服务器及应用服务器3部分组成。首先,其通过数据服务器接收来自GPS卫星所发射的信号,生成相应解算软件所能识别的RENEX格式文件,以及获取自动气象站所测得的温、压、湿等相关气象数据,并将得到的数据保存并传送出去;然后,编写相关解算程序使得解算服务器能定时解算大气延迟量,进而反演出可降水量PWV;最后,利用应用服务器完成与气象应用相关产品的生成和服务任务,从而实现该系统的一体化功能。该系统能定制半小时 一次的解算任务,能较准确反映该时段该区域水汽快速变化的特性。建设该系统的最终目的是希望它能填补GPS反演水汽技术在四川乃至西南地区应用的空白,增强气象部门对中小尺度灾害性天气的预报监测能力,并促进许多与之相关的气象业务化工作的开展。
  • 地图与地学模型设计及模拟
  • 地图与地学模型设计及模拟
    邬群勇, 王钦敏
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    在对应用集成及其发展分析的基础上,将Web Services技术运用到空间信息应用集成,提出和建立了面向服务的空间信息应用集成框架,包括Web应用层、服务集成层、服务层和UDDI等4个组成部分。通过该框架,可以实现空间信息集成、服务集成和应用集成。论文解决了空间信息应用集成框架中的2个关键问题:(1)提出了分别从数据层次和业务层次对原有系统集成的解决方案,在数据层次上,提出了基于XML/GML的空间数据封装和基于Web服务接口的空间数据封装策略;在业务层次上,提出根据系统的功能模块和业务逻辑分别进行封装的策略;(2)提出了空间信息Web服务链接和服务组合的串联、并联和混联模式,通过三种模式服务链的设计,可以实现多个服务的链接和组合,从而完成空间信息以及应用集成。
  • 地图与地学模型设计及模拟
    孔云峰
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    清末与民国初期调绘了大范围的、内容较为详尽的1 ∶2.5万至1 ∶20万比例尺地图,是研究20世纪初中国历史的宝贵资料。为高效利用这些地图资源,评估地图精度提供了基础性的图件。针对民国初期河南陆地测量局调绘的1 ∶10万河南省地图,应用ArcGIS软件将民国地图与当代地图作对比,对其精度进行了系统分析和初步解释。分析表明:①全省范围内地图精度分布不均匀,经线方向平均向西偏移6.28'、纬线方向平均向南移2.23',标准差分别为3.76和2.51。②纬线方向绝对精度和相对精度总体上高于经线方向;同时,误差分布呈现空间自相关特征,经向误差Moran's I指数为0.85(Z=57),纬向指数为0.69(Z=46)。③平原地区地图相对精度高于山区。④地图误差分布呈现三种模式:位置偏移较小,偏移较大但偏移向量保持一致,以及偏移较大且方向不一致。民国地图误差与《清史稿》记载的经纬度误差具有较强的相关性,由此提出的一个初步推论:民国地图调查作业中采用了晚清时期的经纬度成果。但有些地区利用了较新的成果,也有部分地区参照或转绘了质量较差的旧地图。本研究为民国初期河南省地图的进一步利用提供了依据,也对同期地图的利用具有借鉴价值。
  • 地图与地学模型设计及模拟
    马立广, 曹彦荣, 李新通
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    本文以云南省丽江市拉市海高原湿地生态系统核心区为研究区域,利用区域生态系统功能监测指标和自然环境及人文活动因素指标,对拉市海高原湿地生态系统的健康状况进行空间综合评估分析。首先,根据当前生态系统的状况和高原湿地生态系统的特征,结合湿地保护区开展的系列生态系统功能监测项目及其指标,并充分考虑评估模型的系统性、科学性和实际操作的可行性,构建了拉市海高原湿地生态系统健康评价的指标和指标体系。然后,采用层次分析方法(AHP),融合自然综合指标、人文因素指标在内的生态系统健康综合评价模型,确定6级的生态系统健康评估标准;最后,根据空间评价模型和数据资源,对各个指标权重进行分析计算,得出拉市海高原湿地生态系统的健康状况的空间分布。研究结果表明,拉市海高原湿地的生态系统健康状况良好。按照划定的6级标准,其中,稳定区和较稳定区面积9 358.93hm2,占研究区域总面积的61%,脆弱区和较脆弱区面积为6 058.46hm2,占总面积的39%。整个研究区域内不存在很稳定区和极稳定区,这为高原湿地生态系统的综合管理及发展规划提供了依据。
  • 地图与地学模型设计及模拟
    陈冬平, 陈莹, 陈兴伟
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    目前,以水文模型提取流域水系已成为水文科学研究中的热点问题。但用DEM提取流域水系的方法不能解决流域水系唯一性的问题。故本文在没有流域纸质水系图或遥感数据的前提下,提出以DEM提取流域水系的河源最小误差法,即通过建立实际河源与提取水系河源两点之间的距离误差与网格数大小的相互关系,以两点之间误差最小为原则解决流域水系提取唯一性问题。以晋江流域为例,30m分辨率的数字高程模型(DEM)为基础数据,采用河源最小误差法提取了晋江流域水系。结果表明,最小河流长度为42m时,实际河源与提取水系河源的距离误差达到最小,相应的晋江流域的水系分维值为1.389,表明该法是提取流域水系较合理可行的算法。
  • 地图与地学模型设计及模拟
    韩宇, 郭飞, 葛成, 张凤
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    插件式太湖水污染扩散模拟系统,基于三维水体污染扩散模型,结合GIS技术和三维可视化技术,再现了水体污染物运移扩散的时空分布特征与动态演进过程。为了保证系统的可扩展性,需要一种松散的耦合机制。插件技术可以有效地降低系统功能模块间的耦合,把插件技术引入GIS的二次开发可以赋予系统动态可扩展性。本文首先,介绍插件式系统的一般结构,然后,依据水污染扩散模拟的实现流程,设计系统的宿主程序和各功能插件,并在此基础上,实现了插件式太湖水污染扩散模拟系统,对插件技术在GIS的二次开发中的应用做出了有益的尝试。通过插件这种松散的耦合机制,插件式太湖水污染扩散模拟系统,具有良好的动态可扩展性,可在不影响已部署系统的前提下,快速地纳入新的功能插件,扩展系统功能。
  • 遥感技术与应用
  • 遥感技术与应用
    赵宇鸾, 李秀彬, 辛良杰, 张英
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    以Landsat5 TM1、TM2、TM3、TM4 、TM5和TM7等图像数据,经预处理后进行植被指数提取和主成分分析,生成13个波段数据集;并用最优指数法(OIF)选取目视解译波段,运用最大似然法(MLC)和线性光谱分解法(LSU)对华北平原农区河北省文安县2007年5月的杨树林地面积信息作了应用分析。结果表明:(1)TM数据中可见光红光波段、近红外波段和中红外波段,以及冠层植被指数和前三个主成分量在杨树信息提取中具有优势;(2)根据波段间相关系数分组计算最优指数值(OIF),可减少计算量;(3)MLC提取杨树林地面积为11 259.84hm2,占研究区总面积的10.95%。经野外实地验证,生产者精度和用户精度分别为84.07%和93.14%,分类和空间制图效果较好;(4)利用亚像元的LSU分析技术,提取地表破碎地类面积,且提取杨树林地面积为13 701.71hm2,达到研究区面积的13.33%(较前者大幅增加)。这可为杨树林资源快速调查监测和林-粮土地合理利用提供参考。
  • 遥感技术与应用
    董廷旭, 王建华, 陈朝镇, 张新合
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    土地卫片执法检查是政府实施土地严格管理的重要手段。本文以绵阳市2009年度遥感土地执法检查为例,选用2008年和2009年两个时相的中巴资源卫星02B遥感图像作为信息源, 对3G与3S集成技术在土地利用执法检查中应用方法进行了研究。该方法利用RS获取土地利用变化信息,利用VRS-GPS技术采集变化图斑空间与属性特征信息,利用3G通信技术进行现场数据传输,利用GIS技术进行数据处理、空间分析和可视化管理输出。实践表明:3G与3S集成技术是一项基于3G网络的RS、GPS、GIS于一体的土地利用执法检查新技术,具有实时监测、精准定位、无线传输、快速分析处理和可视化输出等特点;该方法的应用不仅提高了土地利用执法监测精度和工作效率,而且降低了工作成本,实现了核查成果可视化网络管理,为违法用地处理科学决策提供服务。
  • 遥感技术与应用
    王宁, 张晰, 纪永刚, 鲁统臻, 于波
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    本文论述了海冰外缘线在我国海冰监测和预报中的重要作用,分析了常规的海冰外缘线提取方法存在的不足。同时,结合MODIS遥感影像和渤海悬浮泥沙分布的特点,讨论了凝聚层次聚类的MODIS影像分割算法[1]。该算法以影像光谱特性和形状特性作为判定规则,通过加入影像网格化、碎斑和噪声去除等分析,在优化冰水识别参数及分割结果提取海冰外缘线的基础上,将该算法提取的结果进行了分析。实验表明,该算法能够较好地去除碎斑和噪声。同时对MODIS遥感影像的分割,得到理想的结果。
  • 遥感技术与应用
    苗翠翠, 江南, 彭世揆, 吕恒, 李扬, 张瑜, 王妮, 李军
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    MODIS植被指数时间序列产品能够连续反映植被的覆盖情况,是农作物遥感测量的重要数据源。本文选取江苏省为研究区,利用2008年23个时相的MODIS NDVI数据,采用S-G滤波法进行时间序列的重构,提高NDVI时间序列信息的真实性。另结合农作物物候历、种植结构、地面调查样本等辅助资料,将水稻植被指数时间序列曲线参量化为水稻物候生长期的关键值——生长周期的起始时间、生长幅度、生长长度以及生长过程的NDVI最大值。最后,利用这些关键值确定分类规则,采取决策树分类器,建立区域水稻种植面积提取模型,总体提取精度为87.5%,其表明MODIS植被指数时序数据及本文研究方法在农作物信息提取中的有效性。
  • 遥感技术与应用
    刘小岚, 王文杰, 李甜甜, 赵兴征, 马红旺
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    本文以植被类型与土地利用类型为主要依据,建立四川龙溪-虹口自然保护区景观分类体系,对汶川地震前后的两期Landsat TM影像进行了解译,得到其地震前后的景观空间格局,并对研究区地震前后景观变化特征进行分析,得到:(1)震后研究区景观斑块总数增加了2.36倍,景观破碎化严重。阔叶林与针叶林组成的森林景观呈片段化,优势度下降;阔叶林、稀疏植被,以及草甸成为新的优势景观。(2)震后 Shannon多样性指数与周长-面积分维数分别上升11%和7%,说明研究区景观异质性与多样性增多,景观结构更复杂。优势度指数和聚集度指数下降30%,表示研究区内大的景观斑块减少,景观类型聚集度下降,连通性下降。(3)研究区生境破碎,生物多样性维持功能减弱;植被覆盖度降低,边缘生境增加,水源涵养功能减弱、水土流失风险加剧;景观结构受损,生态屏障功能减弱。其表明地震及其次生灾害作为自然干扰因子,改变了研究区景观的结构与格局,破坏了珍稀动植物的适宜生境,对研究区珍稀濒危物种与自然生态系统造成了严重威胁,将对区域生态环境与生物多样性造成重要影响。