基于TEQC的HBCORS GNSS数据质量评估方法与影响因素分析

研究了基于TEQC软件的数据质量评估方法,并分析了其影响因素。基于实验区域91个基准站31 d连续观测数据,采用该方法探究了数据有效率、多路径效应等对GNSS数据质量的影响;分析了设备性能和周围观测环境等质量影响因素。结果表明,部分基准站观测数据质量呈下降趋势,可为GNSS基准站选址、观测环境的评估、维护和相关标准制定提供重要依据。

耕地“非农化”遥感解译样本分类体系及应用

了解耕地“非农化”的时空格局及其演变过程,是合理制定土地利用政策的重要依据;卫星遥感具有大范围的时空监测能力,基于遥感影像进行耕地监测,极为高效。针对耕地“非农化”类型复杂多样、“非农化”遥感监测分类体系缺乏的问题,该研究提出了耕地“非农化”遥感解译样本分类体系,进而构建耕地“非农化”遥感解译样本库。针对样本采集效率低、质量差的问题,该研究提出了一种基于地理国情监测成果的快速样本采集方法,用于快速获取高精度、高可靠性的“非农化”遥感解译样本。为验证方法的可行性和有效性,选取湖北省范围作为研究区域,利用该研究所提出的耕地“非农化”样本体系和样本采集方法,采集了覆盖平原、丘陵、山地、高山等地形的9类样本,并形成了深度学习模型训练的样本库;选择EfficientNet深度学习网络提取湖北省耕地“非农业”空间分布。结果表明:1)基于地理国情监测成果的样本采集方法可以极大地利用地理国情监测数据空间、属性精度高的特点,快速、精确定位变化样本。2)依据分类体系采集的样本用于模型优化后,样本数量超过5000时,模型精度有明显提高。在验证区域,采用目视解译和外业核查点的方式进行精度验证,其正检率分别为67.0%和76.5%,召回率分别为77.9%和76.5%。3)利用样本体系训练构建的网络模型相较于全要素样本训练模型,精度有显著提高,5个核查区正检率均提高20个百分点以上。因此,该研究提出的方法可以提高耕地“非农化”遥感监测的效率和精度,可适用于区域尺度的耕地遥感季度监测。

基于地理国情数据的城市扩张和生态格局分析——以武汉市为例

城市扩张是城镇化的主要特征,研究城市扩张规律对城市空间规划、高质量发展提供决策依据。本文以武汉市为研究区,以2015—2018年地理国情监测成果为主要数据源,通过数据整理与提取、计算城市扩张特征指数、提取城市格局变化、计算生态景观指数等处理,对研究区城市扩张和生态格局变化特征进行分析。研究结果表明:2015—2018年间,武汉市从快速扩张阶段逐渐减缓,紧凑度逐渐下降;中心城市扩张主要以种植土地破坏为代价;远城区快速扩张主要以林草面积减少为代价;在生态指数上,各生态景观类型破碎度均有下降,但水域面积保持良好。

无人机航测技术对影像空三精度的影响

针对无人机航测中已有的技术进行试验,对比各种方案下的影像空三精度。试验表明了在困难地区采用稀少控制点的布点方案,能满足精度要求,能够有效地减少野外作业工作量。本文的意义在于利用提出的方案解决困难地区的无人机航飞因地形地貌、天气等因素造成的干扰问题,克服无人机航飞的像幅小、重叠度不规则、姿态不稳定等导致的空三作业困难。

新冠疫情社会生产恢复影响因素地理探测研究

随着COVID-19在全球的蔓延,社会经济受到了不同程度的影响。利用移动通信的信令数据计算了2020年3—4月COVID-19影响下湖北省17个城市的人口流动情况,并估算了社会生产逐步恢复后不同阶段的恢复程度。选取社会因素、地理因素和COVID-19因素等14个影响因素,运用地理探测器分析了湖北省社会经济复苏的驱动因素。通过分析各因素对复工率的影响程度发现,地理因素中的铁路、公路密度(q值达到0.7)以及前期COVID-19确诊人数的影响程度较大,而疫情稳定后城市封锁的时间影响变大。目前,世界各地的疫情形势仍在局部爆发,研究结果可为疫情封锁控制和社会生产的恢复提供参考。

推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型及定向算法研究

提出推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型的概念,在推导推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型基础上,对RPC模型用于表示推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型的可行性进行分析,并用SPOT5HRG影像以进行验证。实验表明,RPC模型能够很好地用于表示推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的高程起伏引起的变形规律,基于该模型的影像定向精度不低于推扫式光学卫星影像辐射校正产品的严密成像几何模型。

基于DMSP/OLS夜光遥感影像的城市扩张政策驱动因素分析

城市扩张的速度和方向已成为社会关注的焦点,利用夜光遥感进行城市扩张驱动力成因分析是近年来的研究热点。本文采用DMSP卫星所获取的年平均中国区域夜光影像数据,首先对1992—2012年共21年的时序夜光影像进行相对辐射定标;其次通过经验阈值法进行城市建成区面积提取,并通过Landsat影像进行精度验证;最后引入计量经济模型,以地级市主政官员政治周期为解释变量,对全国1992—2012年地级市扩张的政策驱动力因素进行了归因分析。通过本文的分析可知,地级市主政官员政治周期的更替对城市扩张方向存在显著影响。

基于深度学习的遥感影像地表水时空监测与分析

基于深度学习的遥感影像水体提取方法存在对训练样本数量和质量依赖强和对不同类型水体的适应性问题,因此构建了引入注意力机制的U-Net优化模型的水体提取方法。通过样本训练优化模型对湖北省2001—2020年5期遥感影像进行水体提取,经精度验证和对比测试,总体精度为98.09%,生产者精度为93.89%,用户精度为95.48%,Kappa系数为93.17%,均高于NDWI、U-Net、SVM方法。利用水体时空监测结果,分析降水、气温、人口、城镇化率等数据,研究湖北省地表水面积时序变化的驱动因素,结果表明湖北省地表水面积变化与年均降水量显著正相关,人口因素对水田等小水体面积变化产生影响,区域气温、城镇化率与地表水面积变化相关性不明显。

基于集群环境下的地理国情普查DOM生产

利用多源航摄影像数据制作DOM是地理国情普查工作的重要技术手段。以湖北省地理国情普查项目为例,介绍在集群环境下,对海量数据的数字摄影测量处理。研究利用集群对海量数据的计算效率,分析任务调度和远程监控在海量数据生产中的意义,同时比较单线程处理、多线程处理和集群环境的效率。结果证明,基于集群环境下的DOM生产在地理国情普查中能有效提高生产效率,保障数据的现势性和更新效率。

多源北斗位置服务动态监控系统的实现与应用

北斗卫星导航系统发展迅速,已广泛应用于国土测绘、农业、电力、环境、应急等诸多场景,亟需融合技术对跨网、多源接收机等设备进行统一监管。以湖北省北斗地基增强系统为例,在深入分析多源北斗位置服务系统现状与服务机制的基础上,探索了基于WebGIS的多源跨网协同监控平台。该平台可实现地面基准站和各类解算平台的数据流状态动态可视化监管、差分数据的实时解析,并可通过格网划分策略快速定位监控系统健康状态,有效解决了多源北斗位置服务系统的跨网协同管理问题,已应用于省级北斗位置服务中。

基于遥感影像的水资源提取精度评价方法研究

立足于当前生态文明建设的迫切需求,以促进遥感技术在水体提取及其时空变化研究中的应用为目的,经过评价指标的选取、配置,标准参考数据的优化选择,以及评价流程的设计,研究制定了一套基于遥感影像水资源提取的精度评价方法。在此基础上,以基于深度学习的遥感水体提取算法的提取结果为实验数据,选取了湖北省部分水体作为样本,进行了遥感影像水资源提取精度评价方法实验。实验结论符合提取算法的特性,验证了提出的精度评价方法的可行性。

基于省级区域地基增强系统的北斗三号系统卫星数据评估分析

导航卫星观测数据质量是影响地面增强系统定位精度的直接因素,北斗地基增强系统经过北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)适配性改造后能够获取的卫星观测值数量相较北斗二号卫星导航系统(BDS-2)适配改造提升了30%~50%,对这些观测数据的质量评估和分析尤为重要.本文利用数据完整率、多路径误差等基准站观测值质量评估方法,使用零基线测试和精密单点定位(PPP)测试两种方法,提出一种综合区域地基增强系统的BDS-3数据分析方法.对研究区域进行实证试验,结果表明:BDS-3卫星在亚太地区的数据质量已经与GPS相当;由于BDS-3卫星空间分布结构更优,地面测站可以获得的高仰角(高度角>50°)可用观测值较单GPS提升了200%以上.

基于CORS对流层延迟改正模型在山区地灾监测的分析应用

地灾监测是当下重点的卫星导航与位置服务应用场景,通常使用单基站或基准站网为监测点提供数据服务。由于地灾监测点普遍位于山区,当不便建设单基站,而区域基准站网与监测点又可能存在较大的高程差时,直接使用基准站网提供服务会产生对流层延迟建模的精度不一致,导致监测点高程数据不准确的问题。针对该问题,利用一种改进的线性插值方法,通过修正对流层延迟误差,经研究区域实验,结果表明在该实验区域内,高程方向的精度可提升到93.6%,可显著提升湖北省连续运行参考站系统提供地灾监测服务时各监测点高程方向的定位精度,为山区地灾监测场景提供稳定可靠的差分数据服务。

省级GNSS基准站普查方法探索与实践

近年来,受城市周边建设发展导致的基准站环境变化搬迁、设备使用年限增长和恶劣天气影响,各省GNSS基准站信息发生很大变化。随着我国北斗卫星导航系统(BDS)的发展,需要全面了解基准站信息状况,及时更新维护现代测绘基准体系。以HBCORS为例,探索了GNSS基准站普查的目的、内容和方法,提出了普查的技术流程、关键问题和解决方法,并在湖北省GNSS基准站普查工作中进行了实践。结果表明,该方法可在其他地区推广,具有实践意义。

浅谈地理国情监测服务于自然资源主体业务

地理国情监测在全国范围内广泛开展,其监测手段科学可靠、成果数据内容丰富,是自然地表和人文要素的真实表达。以湖北省地理国情监测为例,探讨了地理国情监测成果在自然资源主体业务中的应用,为自然资源资产所有者职责和国土空间用途管制职责提供服务。

湖北省信息化测绘体系建设探讨

探讨了信息化测绘体系的概念、基本特征和主要构成,结合湖北省测绘地理信息局信息化建设的实际情况,对湖北省信息化测绘体系建设概况进行总结,并提出深入推进信息化测绘体系建设的几点措施。

资源环境承载力监测中的测绘地理信息支撑

2016年国家发展和改革委员会下发了《资源环境承载力监测预警技术方法(试行)》,测绘地理信息在社会经济环境方面又有了新的应用领域。作为测绘大省,分析湖北省已有测绘地理信息资源,整合测绘地理信息技术手段,能够为湖北省资源环境承载力监测提供重要支撑。

基于地理实体的数据库建设探讨

新型基础测绘体系建设是我国全面提升基础测绘保障服务能力和水平的重要发展战略,而地理实体分级的非尺度基础时空数据库建设是其中的一项重要内容。厘清了地理实体与地理要素之间的关系,设计了地理实体编码和通用属性,梳理了地理实体建库的技术路线,为基于地理实体的新型基础测绘生产奠定了基础。

基于深度学习的耕地“非农化”遥感监测初探

针对耕地“非农化”行为的快速发现与定位需求,通过综合分析深度学习算法在卫星遥感地物检测和变化发现中的应用案例,提出了一种基于深度学习的耕地“非农化”快速遥感监测技术路线。选取实验区,采用基于DeepLabV3+语义分割的深度学习遥感影像地物变化检测方法对典型耕地“非农化”行为进行了变化图斑监测自动提取与后处理,并验证了技术路线的可行性,提高了耕地“非农化”疑问图斑提取的效率。

小样本下大冶湖非光学活性水质参数反演与时空变化分析

遥感技术为内陆湖泊水质监测提供了极大的便利,但是由于非光学活性水质参数在复杂的内陆水体生物光学环境中,很难直接找到其光学特性,导致这类参数的实测水质数据与遥感反射率之间难以用简单的回归模型拟合,尤其是在实测水质样本量较小时,传统机器学习容易出现欠拟合的现象,反演精度难以保证。针对非光学活性水质参数在反演中数据量较小、拟合困难等问题,提出了一种基于点积注意力模型的水质反演方法,通过58个水质实测数据和Sentinel-2遥感数据构建了点积注意力模型,实现大冶湖遥感水质反演。在同样的样本和影像数据下,对比了基于统计回归模型和多层感知机模型的遥感水质反演。实验表明,点积注意力模型的非光学活性水质参数浓度反演的准确性较高,总磷、总氮、高锰酸盐指数的决定系数R2分别能达到0.83,0.89,0.80。最后,将提出的模型运用到大冶湖非光学活性水质参数反演中,对该湖泊2018~2021年总磷、总氮、高锰酸盐指数3种非光学活性水质参数进行反演,统计并分析了近4年大冶湖水质参数浓度的时空变化特征,对大冶湖的营养状态进行了综合评价,为大冶湖水环境治理提供重要数据支撑。