非均匀格网下的耕地集中连片等级划分方法

耕地细碎化导致农业生产成本高、效率低,为了提高耕地利用效率,需实现耕地集中式管理。针对均匀网格在对耕地面积进行表达时数据量冗余和格网尺度选择问题,本文提出了根据斑块平均面积和面积表达误差确定格网最适宜起始和终止尺度的方法,构建基于四叉树的非均匀格网,建立了耕地集中连片分析规则、评价指标体系和技术流程,实现非均匀格网下的耕地集中连片等级划分。以江苏省徐州市为试验区开展耕地集中连片分析。结果表明:①与均匀网格相比,非均匀格网减少了43.8%数据冗余,实现了耕地面积最小误差表达,适用性更强。②徐州耕地连片区域占耕地总面积88.6%,其中50%耕地集中连片等级处于中等偏上水平。③连片区域中有21.4%耕地集中连片等级处于中等以下水平,应将其作为提高区域整体连片等级优先优化的耕地。

格网化网络RTK地域性精度解算

为提高格网化网络实时动态(real-time kinematic,RTK)差分服务性能、消除地形对定位精度的影响,以格网化网络RTK差分技术为基础,推导了存在地形高差的格网RTK定位误差模型,选用平原、过渡区、山区三个区域进行不同密度划分的格网RTK定位实验,分析确定不同地形的格网划分密度标准.结果表明:格网密度越大,格网RTK定位精度越高.而在相同格网密度下,受地形高差影响,平原、过渡区、山区定位精度逐级降低.在平原、过渡区以及山区分别选用9′×9′、6′×6′、3′×3′格网时能够达到1 cm定位精度,可为设定格网划分准则提供相应的依据.

基于空间信息格网的南京市洪水风险评估

分别采用MIKE模型和ArcGIS平台搭建洪水风险自然属性和社会属性空间信息格网并进行格网叠加,构建洪水风险评价指标体系,利用层次分析法和熵权法确定主客观权重,进而计算得出洪水风险综合指数并对南京市秦淮区3个相邻街道进行洪水风险评估。结果表明:不同降雨强度下,洪水风险综合指数西北部较高、东南部较低、易受损敏感区相对较高;随着降雨强度增大,洪水风险综合指数较高的区域范围不断扩大;研究区主要积淹点均处于洪水风险综合指数较高区域;基于空间信息格网的洪水风险评估可为精细化、动态化的洪水灾害风险评估与洪水管理提供参考。

DTM三角形格网数学形态学变换的生成方法

三角形格网是描述数字地面模型地形状态的重要工具,为生成高精度的三角形格网,提出一种基于数学形态学变换的DTM三角形格网生成方法。运用自动扫描线填充定位格网点,推算扫描行开始行号与终止行号,挖掘扫描行和三角形边界的交点,输出规则格网点三角形定位信息;将区域离散点密度、邻近离散点距离均值和边界三角形最大长度作为约束条件,划分数学形态学变换中的结构要素,利用腐蚀、膨胀运算处理图像信号数据,获得信号波形和结构要素对相似水平,提取DTM模型图像的外轮廓线;随机设置插入点,分割全部离散点数据形成大小适中的格网,连接插入点和三角形顶点生成格网。仿真结果表明,所提方法能准确获取格网细节特征,输出高质量三角形格网模型。

基于格网模型的高程异常插值系统研究

研究基于格网模型的高程异常插值系统使用的格网模型结构、格网插值使用的算法、插值系统的界面和功能,并以我国香港地区的似大地水准面插值为例,说明文件插值高程转换的过程。

地理空间数据等积全球格网多模式三维扩展方法

全球离散格网系统是新型地理空间数据组织框架,等面积格网由于在采样和空间分析方面的独特优势而备受关注,但相关研究囿于地球表面,缺乏扩展至三维广域空间的一般方法。本文首先提出将等积球面格网系统扩展为球体格网系统的多种剖分模式,并实现其统一数学描述和详细数学证明;然后引入体积和紧致度指标定量评价不同剖分模式的体元性质,并与球体退化八叉树格网(SDOG)、大圆弧八叉树格网(SGOG)作对比;最后初步探索了本文方法的应用案例,讨论了不同应用需求下选择剖分模式的原则。对比试验结果表明,退化剖分的体元各项指标均优于规则剖分,等体积和退化剖分的体积性质优于SDOG,紧致度性质优于SGOG。本文多剖分模式三维扩展方法不仅符合国际标准等体积的要求,而且兼顾常规剖分设计选项,为不同应用需求提供了参考依据。

GeoHash、Google S2和Uber H33种全球地理格网编码方法对比分析

地理格网编码是高效管理、分析和查询海量地理空间位置数据并提供信息服务中非常重要且基础的工作。GeoHash、Google S2和Uber H3是目前商业应用上3种较常用的地理格网编码方法,该文从地理编码的基本概念及其演变过程出发,介绍当前地理编码所涉及的地理格网剖分和编码运算方法,然后从算法概况、编码方式、编码层级及其对应空间范围等方面对3种方法进行阐释,最后从正多面体选择、剖分单元、填充曲线、编码层级、邻域查询与邻域距离类型和算法应用优缺点等方面进行对比分析,以深入挖掘3种方法的应用价值和前景,可为基于地理位置大数据的研究与应用提供借鉴。

地形格网大小对小流域洪水模拟影响研究

以河北省邢台市柳林流域为研究区域,通过HEC-GeoHMS模块处理30 m、90 m、1 km格网DEM数据,构建相应的HEC-HMS模型,对柳林流域选取的19场洪水进行模拟,对比分析不同地形格网大小对洪水模拟的影响,以探索基于不同格网大小地形构建的水文模型在柳林流域洪水模拟的适用性。结果表明:30 m、90 m、1 km格网模型洪峰流量合格率分别为68.4%、42.1%、26.3%;径流量合格率分别为78.9%、68.4%、68.4%;率定期和验证期纳什效率系数均值为0.59、0.57、0.46。因此,30m格网模型更适合用来进行柳林流域洪水模拟。

锚杆-混凝土预制格网结构的护岸稳定性数值分析

粉细砂土壤由于其特殊的物理性质和易侵蚀的特点,使得粉细砂岸坡的护岸结构至关重要。以湘江部分粉细砂河岸为研究对象,考虑其降雨频率高,河流流速大,河岸易受冲刷的特性,利用有限差分软件FLAC3D,结合所选河段粉细砂岸坡的地形及土体性能参数,提出锚杆-混凝土预制格网护岸结构,建立三维岸坡防护数学模型,探讨该护岸结构对岸坡稳定性的影响。结果表明,锚杆拉力以及预制格网自重作用下,应力场呈带状分布,锚杆-混凝土预制格网护岸结构极大程度限制了土体水平方向的位移,减弱了岸坡塑性区以及最大剪切应变增量带的发展,岸坡稳定性安全系数显著提高,锚杆长度和入土角度对提高粉细砂岸坡的整体稳定性有显著影响,锚杆长8 m,入土角度为30°的锚固方案可供实际工程参考。

基于GIS格网模型的广州市土地生态安全格局演化

以公里格网为评价单元,构建基于PSR-NES(压力-状态-响应和经济-环境-社会)模型的土地生态安全测度指标体系,运用突变级数法动态识别2010—2020年广州市土地生态安全格局。结果表明:广州土地生态安全水平空间异质性较为明显,整体呈现“中间低,四周高”的分布格局;2010—2020年,广州市土地生态安全水平先下降后提高,其中,北部生态涵养区土地生态安全水平呈下降趋势,南部生态调节区土地生态安全状况逐渐好转,中部建成区土地生态安全状况不容乐观。未来城镇扩张应尽量避免侵占土地生态安全水平较高的区域,可通过分区治理,科学布局生产、生活、生态空间,优化产业结构,加强生态用地保护力度等措施持续改善土地生态安全状况。

丘陵地区格网尺寸对滑坡易发性预测的影响研究——以浙江省永嘉县为例

本文以浙江省永嘉县为研究区,分析丘陵地区滑坡灾害影响因子与格网尺寸的相关性,并利用信息量模型法实现滑坡灾害易发性分区。结果表明,格网选取对坡度和降雨量因子的预测结果影响较大,对工程岩组、坡向和交通线因子的预测结果影响较小;在兼顾计算效率和精度的情况下,低山丘陵地区滑坡易发性预测格网边长宜为200 m;不同地域滑坡预测的主要影响因子不尽相同,各地应根据实际情况合理确定格网尺寸。格网尺寸对滑坡易发性预测至关重要,今后工作将继续开展地势高陡区域滑坡研究,以期提高滑坡易发性的预测精度。

基于最优格网的天水市景观脆弱性时空变化特征

科学评估高原与平原交错区域的景观脆弱性对区域生态调控具有重要意义。利用甘肃省天水市数期土地利用/覆盖(LUCC)数据,构建基于景观指数的脆弱性评估模型,探究最优格网下区域景观脆弱性的时空分布格局、地域差异性及景观脆弱性变化情况。结果表明,天水市景观脆弱性分析最佳格网4km×4km;1990—2020年,天水市景观类型变化较为明显,主要景观类型以耕、林、草为主,建设用地面积增速最快,耕地面积转出较多,其他面积相互转换。景观脆弱性呈整体下降趋势,等级以较高、中等脆弱为主。脆弱等级面积转移以相邻等级为主,跨级转移较少,转移面积也较小。空间上呈显著的正相关性,局部空间自相关模式变化不大,空间分布稳定性较强。基于不同等级下的脆弱性特征,对天水市未来环境所存在的隐患及恢复生态环境的管理提出了对策建议。

基于人口格网的南昌市公园可达性研究

在城市公共基础设施中,公园绿地占据着重要的位置。通过对公园空间布局的可达性研究,有助于确保城市居民更为便捷、更具公平性地享受公园所提供的服务和功能。根据修正后的南昌市人口格网和百度地图AOI数据,采用高斯两步移动搜索法对步行、骑行和公交3种出行方式下的公园可达性进行评估,结合经济学领域的基尼系数和洛伦兹曲线,对各种出行方式的公平性指数进行分析。根据公园可达性分布情况,进一步运用t-SNE降维技术,并采用高斯混合聚类方法对公园可达性和人口需求进行了组合分区。结果表明:1)在南昌市全域范围内,不同出行方式下的公园可达性存在显著差异,其中骑行可达性最高,步行可达性最低,而公交可达性受地域与时间因素影响呈现较大不确定性;2)南昌市划分为4个组合区域:低需求-低可达性区、高需求-高可达性区、高需求-低可达性区与低需求-高可达性区。此研究不仅揭示了南昌市公园可达性的空间差异,还提供了关于城市公园布局优化的见解,有助于指导未来的城市规划和公园建设工作。

应用空间格网化法估算森林碳储量

为了探究空间格网化方法在森林碳储量估算中的应用,以塞罕坝机械林场的二类调查数据为基础,利用空间格网化方法提取林班中与碳储量估算相关的林龄、株数、郁闭度、蓄积量参数,通过BO-RF算法完成建模与估算,应用反距离加权插值方法完成空间插值统计,最终实现塞罕坝林场森林碳储量的整体性估算。结果表明:在不同格网尺度中,以3×3、5×5格网尺度的主要优势树种碳储量估算模型的精度表现较佳,华北落叶松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii(Mayr) Pilger)、白桦(Betula platyphylla Sukaczev)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongholica Litv.)、蒙古栎(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)和云杉(Picea asperata Mast.)的决定系数(R2)均高于0.864,偏差、相对偏差、均方根误差、相对均方根误差也都表现较优;5×5格网尺度的主要优势树种的BO-RF的碳储量估算模型分别对主要优势树种的林龄、株数、郁闭度与格网中心碳储量参数的拟合效果明显,决定系数(R2)分别为0.910、0.887、0.956、0.864、0.913;与利用二类调查数据直接估算林班碳储量相比,空间格网化估算碳储量的精度达到99%。

利用多层次网眼特征和VAE-PNN模型识别城市道路格网模式

作为道路网中普遍存在的显式模式之一,格网模式蕴含了丰富的城市空间格局信息,识别道路格网模式是实现自动化、智能化地图综合的关键前提。针对现有格网模式识别方法较少考虑多层次网眼特征,存在训练样本多样性不足等问题,本文提出一种基于多层次网眼特征和VAE-PNN模型的城市道路格网模式识别方法。首先,对原始路网数据进行化简;然后,设计了内部正交函数、格网形态描述和邻域相关关系的多层次网眼特征,进而利用变分自编码器(VAE)增强训练样本多样性;最后,借助概率神经网络(PNN)模型实现道路格网模式分类识别。试验结果表明,综合考虑多层次网眼特征能够准确识别不同类型、不同形态的道路格网模式,通过VAE样本增强有效提升分类模型性能和格网模式识别精度。

2020年京津冀1 km格网沟渠密度数据集

沟渠作为农田生态系统中重要的生态廊道,不仅具有汇水、持水和水流通道的作用,而且具备生物多样性保育和多种湿地生态价值,发挥着水质净化和维持生物多样性的作用,沟渠密度是表现一定区域沟渠结构的重要指标,可直接反映沟渠的配置情况和农田的排灌能力。本数据集以2020年全国国土变更调查数据为数据源,利用软件提取沟渠骨架线,使用公里格网生产工具,通过格网空间计算,得到2020年京津冀1 km格网沟渠密度数据集。本数据集可用于乡村规划编制、农田灌排便利度、耕地质量评价、耕地资产评估等方面研究。

2020年京津冀1 km格网农村道路密度数据集

农村道路承担了农村农业生产和部分社会经济活动双重任务。合理配置农村道路对农业生产机械化、促进农村经济,改善农村生产生活条件意义重大。本文利用京津冀地区2020年度变更调查农村道路矢量数据,提取农村道路中心线,使用公里格网生产软件,通过格网空间计算,得到2020年京津冀1 km格网农村道路路网密度数据集。在农村道路矢量抽取、农村道路骨架线提取和公里格网农村道路密度计算等数据处理的各个阶段采取了完善的质量控制和质量检查措施,保证数据的正确性、完整性和一致性。本数据集可用于乡村规划编制、规划实施评估、耕作便利度、农田通达性计算等方面研究。

2020年中国1 km格网土地利用程度数据集

土地利用程度综合指数从土地利用方面定量地反映人类活动对生态环境的开发利用程度,是衡量区域土地利用深度和广度的重要指标。2020年中国1 km格网土地利用综合程度数据集是基于2020年度全国国土变更调查数据制作的30米栅格数据,基于土地利用程度综合指数模型对全国土地利用程度进行定量评价和分析,将土地利用分为4级:未利用地、林草水用地、农业用地和城镇聚落用地,综合计算区域土地利用受到的人为干预程度;同时为了保证数据正确性和准确性,采用统一规范的数据处理方法、样本采集规则和质量控制体系,对数据成果进行质量控制。本数据集可用于国土空间规划、区域开发与发展评价、主体功能区评价、人地关系耦合分析等研究。

道路网格网模式识别的关键指标设计

道路网是地图上的一类重要要素,道路网模式识别是道路网综合的基础,识别地图上形态各异的道路网模式,或提取特定模式的道路网是道路网综合研究的难点问题。现有的大量研究成果,多注重定性研究道路网的模式,从定量角度研究的较少。本研究从格网模式道路网的形态特征出发,提取决定道路网格网模式的3个关键指标,运用数据统计分析的方法,测定了格网模式道路网的3个定量指标的范围值,为道路网格网模式识别和综合奠定了基础。

2 m格网数字表面模型数学精度问题研究

从2 m规则格网数字表面模型的数学精度方面,分析了房屋边缘格网误差产生的原因,对检测点落入格网的高程误差分布进行了统计,提出了在数字表面模型房屋区域检验中加入平面精度,为今后的数字表面模型(DSM)质检提供借鉴。