物联网技术支持下的城市热环境时空变化分析

热环境是城市生态系统最为关键的大气环境要素之一,开展城市热环境研究的前提是在时空维度上获取足量的热环境参数。利用先进的物联网技术构建了在线式热环境监测设备,收集2022年10月16日至24日广州大学校园气温、风速、太阳辐射和地面温度四种热环境参数,分析小尺度下城市热环境的时空变化特征。研究结果表明:1)不同测点之间的风速特征具有一定的相关性,极个别测点的风速特征与其它测点相关性仅在0.5左右,显示其小气候的独特性;2)不同测点风速和热岛强度变化时空差异明显,即使距离靠近的测点,受邻近建筑和植被特征的影响热环境特征会有所差异,各测点的日间风速大,热岛强度较为明显,夜间风速较小,热岛强度较弱;3)地面温度与气温的相关性达0.8左右,这种相关性在夜间表现更为密切,并且这种关系受风速的影响不大。研究结果反映了城市热环境参数在小尺度上的高度异质性,并揭示了物联网技术在城市热环境监测领域的可行性、便捷性和高效性。

植被净初级生产力模型研究综述

植被净初级生产力(NPP)是地表碳循环的重要组成部分,准确评估NPP对正确理解生态系统能量转化,评价生态系统健康情况具有重要意义。当前,已有研究分别从光能利用率、生态系统过程模拟、遥感数据驱动的角度对NPP评估开展了综述,但针对模型具体计算方法的研究综述仍值得进一步完善。文章依照气候生产力模型、生理生态过程模型和光能利用模型的划分思路,系统梳理了典型的NPP评估模型;重点关注各模型的结构与驱动参数,探讨分析了各模型的特点及适用性;针对模型发展存在的关键问题作出展望,探讨了未来研究的发展趋势,即需要融合多学科视角,发挥好对新型地观测技术的优势,进一步深化尺度转换的相关研究。

湖北省生态系统服务价值动态变化及其影响因素演变

把握生态系统服务价值(ESV)动态变化特征,厘清其主导因素的演变趋势,对于区域生态建设意义重大。基于2005、2010、2015和2019年的遥感解译数据,结合当量因子法和空间统计工具,分析了湖北省ESV的动态变化特征,利用随机森林模型识别ESV的主导因素,并运用时空地理加权回归(GTWR)模型对其主导因素的驱动作用进行探究。结果显示,(1)2005—2019年湖北省ESV整体减少124.31×10^(8)元,但是下降率由2005—2010年的1.14%缩减至2015—2019年的0.57%。历年ESV呈现“四周高中间低”的分布特征,研究期间有83.4%区域的ESV处于上下轻微波动的状态,空间分布较为稳定。(2)随机森林排序结果显示,社会经济因素对ESV的重要程度更高,自然因素次之。重要性排名前六位的分别是人类活动(60.16%)、净初级生产力(50.66%)、年降雨量(46.85%)、地区生产总值密度(34.00%)、人口密度(29.53%)和建设用地占比(29.36%),地形因素及年均温度排名相对较低。ESV主导因素重要性变化结果表明,研究时段内,除人类活动和降水等因素的重要性呈现下降趋势外,其他因素的重要性均有不同程度的上升。(3)不同区域ESV主导因素的作用强度和波动方向各不相同。其中,人类活动对ESV的驱动作用最强,呈现全局负相关,在鄂西最为明显;净初级生产力的正向影响区域主要集中在恩施州东部、宜昌市西部以及十堰市西部;年降雨量的负向影响在江汉平原逐渐稳定;人口密度和GDP密度在三峡和丹江口库区的波动方向于2010年后呈相背离趋势;建设用地占比的波动方向呈现明显的西正东负。研究结果可为湖北省制定针对性的生态保护政策提供参考,同时为生态与经济协调可持续发展提供理论依据。

近30年广州市土地覆被变化时空特征分析

以1979、1990、2002和2006年4个时相的遥感数据为主要数据源，利用遥感图像处理软件ENV14．4对影像进行预处理，在ArcGIS9．2软件的支持下提取城市土地利用斑块，比照广州市土地利用现状图，结合实地调查，建立土地利用数据库，揭示广州市土地覆被变化时空特征，旨在为改善城市生态环境，提高土地利用效率提供科学依据。研究结果表明：广州市近30年土地覆被类型以林地、农田、建筑用地为主，农田和裸地逐年减少，人地矛盾突出；20世纪90年代后期以来，林地、水域面积小有增加，生态环境保护的政策效应初步显现。土地覆被类型的变化速率呈现先快后慢趋势。1979～2002年是土地类型变化剧烈，变速较快的时期，平均变化率为36．55％。2002—2006年期间，随着民众环保意识的普遍提升，加之各项政府政策的逐步落实，可开发土地面积的逐步减少，土地变化速率趋于平缓。

基于TM数据的广州市番禺区土地覆被格局分析

以覆盖番禺区1990年、1995年、2000年、2005年4个时相Landsat-TM影像为主要数据源,借助GIS手段和景观生态学方法生成土地覆被图。在数量化研究LUCC的基础上,借助景观格局指数反映番禺区4个时相土地覆被的变化机制,对土地覆被景观格局生态效应研究提供依据。研究表明：番禺区的土地利用结构在1990~1995年间处于开发调整时期,2000年后土地利用结构调整趋于成熟,土地覆被变化伴随着城市化的进程趋于平缓。研究时期内,番禺区的景观破碎度增加,土地利用结构的复杂程度也在增加,人为因素导致的土地覆被类型变化的影响逐渐替代自然作用下土地覆被类型情况。

基于异构跨平台技术的GIS软件原型设计与开发

通过基于JFC Swing+MapObjects Java Edition的异构跨平台GIS软件原型系统的设计与开发,研究与平台无关的GIS软件的架构方式及实现方法。主要介绍JFC Swing和MapObjects Java Edition的主要功能和开发步骤,并对基于Java平台的组件技术开发的应用型地理信息系统具体功能的实现作出分析。基于异构跨平台技术的GIS软件原型,是在运用JFC Swing和MapObjects Java Edition组件技术的基础上,根据功能需要不断运用各种数据结构和算法开发而成。实践表明,它不但能够实现其他GIS软件的所有功能,而且其优势在于"一次编译,多处运行",大大节省了开发费用。

遥感与GIS支持下的城市绿地信息提取方法研究——以深圳市为例

城市绿地作为城市结构中的自然生产力主体,在城市系统中起着重要作用。传统的城市绿地调查多采用人工普查并结合统计学方法进行城市绿地调查,需要投入大量的人力和资金,但得到的数据精度和现时性都较差,而采用高分辨率遥感卫星数据与地理信息系统相结合的方法,可以达到对城市绿地遥感数据的快速特征提取和准确的空间统计分析。文章采用基于遥感和GIS相结合的方法,并以深圳市为例,进行了城市绿地特征提取方法的研究和应用分析。

嵌入式GIS数据采集与导航系统设计技术与功能

嵌入式GIS软件是一个主要技术发展的新方向。目前,在国内外得到广泛的应用,本文以北京超图地理信息技术有限公司的eSuperMap GIS+Embedded Visual C++技术进行了嵌入式GIS数据采集与导航系统的设计开发。文章首先对嵌入式GIS数据采集与导航系统的实现作了分析,指出移动计算、嵌入式技术及移动接入与访问技术是系统实现的关键技术。在系统设计中,重点分析了EVC及eSuperMap GIS技术体系,并对矢量数据分层组织方法、空间数据显示比例控制、数据模型及SIT影像压缩技术做了具体的分析。在此基础上,结合应用系统开发,对EVC主要开发接口进行了分析描述。另结合eSuperMap GIS+Embedded Visual C++技术进行了原型系统的设计开发,实现了地图显示和浏览功能、地图数据管理与地图量算、属性管理与查询功能、对象编辑与移动目标计算、最佳路径分析与轨迹回放及GPS数据接收及移动数据终端处理等功能。在GIS数据采集与导航系统开发中,移动计算、嵌入式技术及移动接入与访问技术是系统实现的关键技术。在系统设计中,矢量数据分层组织方法、空间数据显示比例控制、数据模型及SIT影像压缩技术是系统实现的技术关键。通过Mi-crosoft eMbedded C++结合SuperMap嵌入式GIS开发工具,对解决上述关键技术提供了有效解决方法。通过本案例开发实践,我们认为研发一套实用、方便、有针对性的工具软件十分重要。该软件系统对车载导航、军事应用、公安消防等方面的应用具有重要的实践意义和理论参考价值。

基于GIS技术的城市3维景观动态仿真技术研究

虚拟城市是3维城市地理信息系统研究的前沿领域,为此首先对如何建立城市3维景观进行了初步的探讨研究,同时概述了城市3维仿真的发展概况和基本原理;然后分析了建立城市3维景观的两种方法路线;接着重点介绍了3维场景的建模、动态仿真和实时驱动的实现方法,并提出了城市3维景观动态仿真技术的作用、意义和发展前景;最后总结了城市3维仿真与GIS结合应用的可能性和发展方向,并制作出了城市3维景观动态仿真的应用实例。

矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术研究

以城市三维地质勘察管理信息系统为例,分析了地形三维数据模型的可视化表达与建模方法;基于组件GIS技术,通过将二维和三维空间信息统一在一个平台和数据模型下,建立了矿山三维地质勘察可视化管理系统。该管理系统可实现对数据的可视化管理及实时更新,可打印输出和三维显示地质图,并具有多种查询功能。对矿山地质体的空间数据管理和可视化表达,从理论、模型及技术实现上作了探讨。

一种基于组件技术的GIS与办公自动化系统无缝集成模式研究

介绍GIS与办公自动化 (OA)发展的现状及趋势 ,提出了GIS与OA系统在集成上存在的实际问题。结合GIS发展的最新动态 ,提出了一种基于组件技术的方法 ,以实现GIS与OA的无缝集成设计 ,最后结合组件技术的发展提出了新的GIS与OA无缝集成的模型。

基于ComGIS旅游专家信息系统的研制——以北京市昌平区为例

本文主要阐述了旅游作为一个产业迅速发展的同时 ,在信息化过程中存在发展水平较低 ,空间信息技术应用较少的问题 ,同时提出将 GIS技术和专家系统应用于旅游信息系统建设 ,并以北京市昌平区为例 ,进行实证研究。同时对 GIS技术与专家系统在旅游信息化建设的理论方法 。

基于Web GIS的数字社区空间管理与应用——以北京市回龙观小区为例

随着我国城市化水平的不断提高 ,在城市中出现了大量的住宅社区 ,并引入了社区智能管理系统 ,但在数字社区建设过程中 ,通过地理信息技术进行社区的空间管理、信息查询和定位分析的研究案例还不多见 ,本文主要通过地理信息技术和空间数据库技术 ,利用 Web GIS方法 ,以北京市回龙观居住小区为研究实例 ,将空间信息融入社区管理系统中 ,实现对社区空间信息的有效管理 ,并探讨其在技术上的可行性及实现的途径和主要方法。

基于GIS的北京市商业空间活动分析

地理信息系统发展至今已有40余年,技术的进步、用户的需求以及理论与方法的成熟,促使地理信息技术应用不断向深度和广度发展,但其应用领域还主要局限于城市规划、土地利用、设施管理等与空间信息直接相关的领域,而作为国民经济最活跃部门的商业流通领域GIS应用所见不多。文章以北京市作为实证分析对象,基于地理信息系统方法建立了矢量格网矩阵模型,并在此基础上构建了商业网点密度分析、商圈影响范围分析、商业空间查询分析等空间分析方法,并以北京市商业空间数据为基础进行了实际验证。

凉水地区不同林型土壤动物群落研究

从生态地理学观点出发 ,运用生物多样性理论和土壤动物群落结构理论 ,对凉水地区的 6个植物群落的土壤动物群落水平和垂直结构进行了研究 。

城市应急管理GIS模型与算法应用——以广州大学城为例

随着城市建设的快速发展,各类危及国家和人民群众生命财产安全的突发性事故灾害时有发生。因此,为应对城市各种重大突发事件,城市必须建立一种应急机制或综合的应急管理信息系统。管道分析是GIS技术在城市应急管理模型中的具体应用,利用城市应急管理系统对地下网管进行综合管理,可以将管线信息有序的存入计算机管理系统,实现数据的更新和资源共享。本文以广州大学城管道数据为数据研究基础,结合国内外管网数据模型,在先前开发完成的广州大学城可视化平台基础上加入横断面分析、垂距分析和爆管分析三个分析模块,对管网模型进行了算法改进并编程进行了技术实现,这三个功能模块可以直观地让管理员清晰地了解地下管线的走向和它们之间的空间关系,方便管理各种事务,防止和控制突发事件的发生,尽可能地减少灾害的影响范围。这三个功能可以应用于管道设计、铺设、维修等工作,对社会的经济发展和建设起着保障的作用。

基于GIS的广州城市商业空间分析模型研究

随着计算机和互联网的普及,GIS也得到了发展。据估算,超过80%的商业经济数据具有空间特性或者与空间位置有关,合理有效地开发和利用这些空间数据,不仅可以优化资源配置,降低商业运行成本,同时还可用于规划、监测、改善区域商业和经济环境。通过GIS空间分析方法,借助于城市空间数据,实现了基于GIS模型的城市商业空间Buffer分析、最佳路径分析、资源配置分析,同时分析了城市商业空间影响的主要驱动力机制及形成因素。

广州大学城共享资源可视化平台的设计与实现

以广州大学城为例,通过对大学城空间信息资源的需求分析,建立大学城基础地理信息数据库,基于ComGIS和WebGIS技术实现对空间数据的系统集成和网上发布,实现对相关空间信息节点的查询及空间定位分析;并以地理空间数据和属性为建模基础,实现基于GIS相关模型的表达.这对于提高广州大学城的空间信息化水平将起到很大的促进作用,具有一定的创新性和实践意义.

城市景观遥感影像融合质量对小波基选取的响应

应用IHS和小波变换结合的融合算法时,小波基的选取是影响融合图像质量的关键,而且包含不同地物信息的影像融合质量对小波基的响应特征有待深入探讨。该文以SPOT全色和多光谱影像为数据源,选取大量高、低密度建筑城市景观影像样本,用信息量、平均梯度和偏差指数3个指标定量评价融合质量,分析不同小波簇下两类融合图像之间的质量差异。研究表明:融合质量与影像所含地物特征密切相关;相对于其它小波簇,rbioNr.Nd表现出较强的变异性;两类融合图像在各小波簇上的波动性差异明显,并呈分段特征;根据质量需求和具体景观特征影像,可以在分解层数固定的情况下选取最佳小波基,以获取高质量融合图像。

粤西地区专业镇形成机制及空间演化模式研究

专业镇作为区域性的特色经济形态,在广东省已经发展形成一定规模,并成为粤西地区重要的经济支柱.借助GIS空间分析方法和运用陆大道的"点—轴渐进式扩散理论"及弗里德曼"区域演化理论",运用空间要素的集聚和扩散分析方法,对粤西地区专业镇空间演化过程进行梳理,将其发展过程分为萌芽初期、发展早期、扩散中期和板块发展4个阶段,研究其形成机制及其空间演化模式.研究结果表明,粤西地区专业镇发展在空间上主要借助优越的地理区位条件和交通条件得到大力发展,专业镇的产生从萌芽初期呈现的"一字形"或"十字形"分布,逐渐形成口字形或交叉形的演化模式,并在发展过程中,最终形成板块发展的模式,呈现向外扩张和向中心集中两种趋势.