遥感影像高可信智能不变检测技术框架与方法实践

针对传统变化检测技术面临的样本类别不平衡、算法适用性差和知识应用不足问题,本研究从逆向角度出发,提出了遥感影像高可信智能地类不变检测技术框架。该框架通过智能化算法准确提取各类任务均不感兴趣的稳定不变区域,从而在实际应用中压缩作业面积,提高生产效率。在数据预处理基础上,根据不变检测特点构建样本库,提出先验信息引导的全局-局部不变检测方法消除整体性和局部性“伪变化”,形成格网化不变掩膜,并从精度和效率角度提出压盖准度和压盖幅度两个对象级指标进行评价。在全国多个地区的实践表明,该框架能够在保证精度的同时大幅减少人工目视判读工作量,显著提升提取效率,为实际应用场景下的遥感变化信息提取提供了全新范式。

遥感生态指数(RSEI)模型及应用综述

在“双碳”背景下,开展遥感生态评价与监测分析对于及时掌握生态状况、制定科学合理的生态保护政策具有重要作用。早期遥感生态评价指标单一、过程复杂。遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)实现了生态评价效率的提高,得到广泛应用。为深入理解RSEI,文章阐述了该指数的产生背景,介绍了RSEI的计算方法及研究现状,归纳了指数存在的问题及区域适应性调整措施,并对RSEI主要应用方向,即区域生态评价和区域生态变化监测进一步分析,最后指出,未来RSEI虽有广阔发展空间,却仍需围绕影像时空尺度、存储和批处理能力、模型自适应、智能化等方面进行研究。

基于双靶向黑色素纳米粒的肿瘤深穿透光声成像

通过1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺反应将透明质酸(hyaluronic acid,HA)和4-羧丁基三苯基溴化膦((4-carboxybutyl)triphenylphosphonium bromide,TPP)分子连接到聚乙二醇-氨基(PEG-NH_(2))修饰过的黑色素纳米颗粒(melanin nanoparticles,MNP)表面,设计合成了一种具有双靶向能力的黑色素纳米颗粒(MNP-TPP-HA),赋予了黑色素的双靶向能力。体外三维(3D)多细胞肿瘤球荧光成像和活体肿瘤光声成像实验表明MNP-TPP-HA具有优异的肿瘤靶向穿透能力。

社区生活圈评估应用实践、挑战及展望

社区生活圈作为践行“人民城市人民建,人民城市为人民”这一重要理念的典型城市发展区域,正成为当前相关学科领域急需探讨的课题。文章遵循“理念引领—进展梳理—案例分析—问题总结—框架提出”的思路,梳理社区生活圈的概念及研究现状;以36个重点城市社区生活圈评估应用实践为导向,探讨社区生活圈评估的应用模式;从评估指标、评估数据、评估模型、评估标准等4个方面指出当前社区生活圈评估面临的挑战,并提出社区生活圈评估框架,即应以社区“设施—政府—居民”为互动主体,协调解决社区时空资源供给能力与居民日常需求之间的矛盾,推动多目标、多层次、多要素的系统性评估研究,以期为社区生活圈规划和城市更新提供参考依据。

长株潭城市群生态环境质量时空演变及影响因素分析

准确把握新型城市群生态环境质量的演变趋势,识别其影响因素,对科学引导城市化并实现可持续发展具有重大意义。在目前新型城市群生态环境质量时空演变特征评价研究中,缺乏多因素对生态环境质量的交互影响的相关研究,针对此问题,该文基于Google Earth Engine(GEE)平台,以长时序Landsat TM/OLI遥感影像为基础数据源,采用遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI),结合Sen斜率估计和Mann-Kendall检验方法,探究1990—2020年长株潭城市群生态环境质量的时空变化特征,并运用地理探测器定量测度不同因素对长株潭城市群生态环境空间异质性的影响。研究表明,长株潭城市群生态环境质量总体较好,空间分布总体上遵循“边缘地区较好,核心区较差”的格局。长株潭城市群生态环境质量等级为“优”和“良”的面积平均占比超过60%。可持续发展理念转变了长株潭城市群城市无序扩张的发展模式,使得RSEI呈现先下降后上升的趋势,并在2000年出现拐点。1990—2020年长株潭城市群中心城区生态环境质量退化严重,非中心城区生态环境质量变化以提升为主。自然地理条件是显著影响长株潭城市群早期生态环境质量的主要因素,但随着社会经济发展,夜间灯光等社会经济因素对生态环境质量影响逐渐增强,并逐步发挥主导性作用;各因子在交互作用下对生态环境质量的影响显著增强,2010年前人文因素和自然因素间的交互作用对生态环境影响较强,而2015年后人文因素间的交互作用对生态环境质量影响较强。该研究结果可为推进长株潭城市群一体化高质量发展提供科学依据,同时也为其他同类型城市群发展提供参考。

京津冀城市群1990—2015年城区时空扩展监测与分析

城区作为城镇化表征的重要指标,在城镇化时空扩展分析中有着重要的意义。然而,目前城区边界存在相关概念混杂导致对其认识缺乏统一、划定标准和数据来源缺乏一致性、遥感监测所用影像分辨率较低、以建设用地(不透水面)替代城区等问题。针对上述问题,参考住房和城乡建设部的建成区概念和城区地域分布范围,充分挖掘高分辨率遥感影像展现的城市景观和形态等空间可视化特征,从城市实际建设完成情况出发,本文提出了基于高分辨率影像和地理信息资料辅助的城区半自动化提取方法。获取了京津冀城市群153个县级以上城市的1990、2002、2015年的遥感影像、多元地理信息参考资料,开展了该区域的城区边界提取,并从时空扩展过程、城区空间形态及结构变化、城区扩展协调性、城区扩展占用土地类型4个方面对京津冀城市群1/4世纪的城镇化过程进行了统计分析。提出的技术方法和监测分析结果对于城镇化发展监测和城市规划实施评估具有重要的参考价值。

基于众源数据的北京市主城区功能用地划分研究

城市功能用地划分研究对优化城市空间格局、完善中心城区功能具有重要意义。已有的依赖于遥感数据或行人轨迹数据的划分方法时效性低,数据获取难度大、价格昂贵,分类方法复杂且精度低。该文基于开放且免费的众源地理数据,从"城市功能用地类型由其范围内的主导土地利用功能确定"这一原则出发,根据地块内不同类型兴趣点数据所占面积不同设定权重因子,构建了一种街区尺度功能用地划分方法。以北京市主城区为研究区,将功能用地划分为居住用地、商业服务业设施用地、公共管理与公共服务用地、风景名胜用地、工业用地和交通设施用地6个一级类。同时,对商业服务业设施用地和公共管理与公共服务用地进行了二级类划分研究。最后,运用比对分析法和误差矩阵法对功能用地划分结果进行精度评价。结果表明,北京市主城区功能用地总体分类精度为77%,Kappa系数为0.72,去除分类精度较低的工业用地后分类精度可达81.8%。北京市主城区整体上呈现出东城、西城区以风景名胜用地为主,海淀区以公共管理与公共服务用地为主,朝阳区以商业服务业用地为主,工业用地多分布在主城区边缘地带的功能用地格局。总体上,各区域功能明确,功能用地布局较为合理。该方法简单可行,不仅提高了城市功能用地识别精度,而且能够识别较多难以区分的功能用地类型,且便于动态更新。

SPOT5影像严格几何纠正方法研究

根据SPOT卫星的成像原理和特点,讨论了对SPOT5卫星影像按共线方程法进行有控制点的几何纠正的方法,经对关中、陕北和陕南三种地形的影像纠正结果进行对比检验,证明了该方法精度达到了较高水平。

基于Clementine和ULCN2005的月球测图研究

为使用嫦娥一号三线阵光学影像进行月球测图,本文研究月球测图的特殊性问题及其解决方案,提出基于Cle-mentine卫星影像数据和ULCN2005月球控制网进行月球测图的方法,应用商业数字摄影测量软件和自主研发的辅助软件系统进行了月球测图实验。该实验选择了月球近南极的一块区域(W109.7°～W163.4°,S69.3°～S84.2°,面积约1.5×105km2),采用10个轨道的60景Clementine的UVVIS影像、408个ULCN2005控制点(其中56个作为检查点)和1337个连接点,建立该区的DTM和地形图,水平中误差和垂直中误差分别为98.639m(0.19pixel)和1003.751m(1.93pixel)。论证基于嫦娥数据生成月球DTM和地形图的可行性。

基于聚类分析法的我国产业结构优化升级的路径选择

产业结构的优化升级对一国的经济发展具有重要的意义。本文通过SPSS软件对我国产业进行聚类分析,利用统计结果得出了近十年我国的产业发展的一些现状,并以此总结出我国产业结构优化升级的路径选择。

基于遥感监测的北京市城市空间扩展格局与形态特征分析

基于1990年、2002年、2013年的遥感影像、基础地理信息数据,开展北京城区边界信息提取,从城市扩展过程、空间形态、扩展类型、空间结构演变4个方面对北京市城区空间演进过程进行分析。结果表明:1990—2013年北京市辖区城区面积扩展了559.20 km^2,2013年的城区面积是1990年的2.29倍,城区面积扩展明显;北京市城市空间扩展具有显著的阶段性,1990—2002年、2002—2013年两个时段的城市扩展面积及速率均呈显著增加趋势,前期以中心城区外围的"片状"扩展为主,后期以内部填充的集约式扩展为主。

融合点、对象、关键点等3种基元的点云滤波方法

基元是影响点云滤波精度和效率的关键因素之一。本文提出了一种基于多基元的三角网渐进加密(MPTPD)滤波方法。它包括点云分割、对象关键点提取、基于关键点的对象类别判别3个主要阶段,且3个阶段的基元分别为点、对象、关键点。使用了4景机载激光雷达和摄影测量点云数据对MPTPD、三角网渐进加密(TPD)、基于对象的三角网渐进加密(OTPD)3种滤波方法进行了性能测试。试验表明,MPTPD方法具有整体上最优的性能:在精度方面,MPTPD与OTPD两种方法的精度相当,MPTPD方法的一类误差I、总误差T比TPD的相应误差分别低约22.07%和8.44%;在效率方面,多数情况下TPD、MPTPD、OTPD方法的效率依次降低,且MPTPD的平均耗时是OTPD平均耗时的57.93%。

外商直接投资对我国产业结构升级影响的总体效应分析

进入中等收入阶段后,资本积累是否可以由量的提高转为质的提升,即投资是否从推动总量增长转为推动产业结构升级,关乎我国是否可以顺利跨越中等收入陷阱。本文主要考察了外商投资在推动我国资本积累质的提升方面的作用。研究结果显示,改革开放三十多年以来,外商投资尽管对于宏观经济增长方面发挥了积极的推动作用,但是在促进产业结构升级方面的作用始终较为有限。未来中国要在经济结构调整过程取得实质性进展,除了继续挖掘外商资本的技术溢出潜力,将更多依赖国内投资结构的优化和投资效率的提升,政府为此需制定相关的投资政策予以引导。

融合直角点和直角边特征的高分辨率遥感影像居民点提取方法

提出了一种融合直角点和直角边两种特征的高分辨率遥感影像居民点提取方法:首先,分别检测高分辨率遥感影像的角点和直线段,通过两种特征交叉验证确定直角点和直角边,并对二者进行栅格化;然后,基于局部直角点和直角边点的密度和距离特征生成居民点指数图像;最后,通过指数图像二值化、栅格转矢量、剔除小图斑等操作确定居民点多边形。使用3景影像进行了试验。试验结果表明,本文方法提高了居民点提取精度,其正确率、完整率、质量等3个指标的平均值比已有方法的相关值分别高6.76%、10.12%、12.14%。

基于TM影像波段运算的沙漠变化检测分析

利用Landsat TM影像,对鄯善库木塔格沙漠地区分别进行1995、2000、2005、2010年四个时相的时间序列变化检测。针对该地区在遥感影像不同波段上吸收反射差异明显的特征,运用沙漠指数、归一化沙漠指数、修正的土壤调节沙漠指数来提取该沙漠地区,通过实验对比得出最优指数,最后对实验结果进行精度统计,验证了该方法的可行性、正确性。

基于等值线图的乐山大佛三维可视化

在传统的近景摄影测量获得佛像二维等值线图的基础上 ,通过扫描数字化二维等值线图 ,利用GIS软件GeoStar实现乐山大佛的三维建模 (DSM )、虚拟现实和三维仿真 ,最终实现了三维漫游。

月球遥感影像高精度定位研究

高精度影像立体定位是月球地形测绘的基础。对嫦娥1号光学传感器方位元素误差和方位元素相关性对影像定位影响进行了仿真,并建立了适合稀少、低精度控制点条件下月球光学影像区域网平差模型。该模型通过在月心直角坐标系(SOCS)进行影像空中三角测量来消除月球曲率引起的误差和测图范围限制,通过轨道形状的拟合与插值来减小摄影时刻轨道位置的偶然误差,在飞行坐标系中建立轨道修正模型来减少定向参数的数目,对轨道和姿态增加约束条件来提高月面控制点数目稀少及精度低条件下外方位解算的精度与可靠性。文中以克莱门汀10条轨道60景约195000km2月球南极区面阵影像和ULCN2005控制网为数据源,进行了不同方案的平差试验。通过对仿真和试验结果分析,得出月球遥感影像定位部分有益的结论。

一种新的基于内容遥感图像检索的图像分块策略

对常用的图像分块方法进行了说明,提出了平均块覆盖率、冗余数据比率等概念,以及平均块覆盖率和冗余数据比率是衡量CBRSIR系统分块方法优劣的重要标准这一论断。在此基础上,针对Quin-树存在的主要问题,提出了一种新的分块策略———Quin+-树,并将Quin+-树和Quad-树、Quin-树和Nona-树进行了分析和比较。实验证明,Quin+-树是最实用可行的CBRSIR图像分块方法。

应用GeoStar建立数字佛像三维模型的研究

通过使用GeoStar系列软件进行数字三维佛像建模 ,进一步实现佛像的动态漫游 ,从而得出了一种基于等值线图建立数字表面模型并进行空间漫游的可行技术 ;通过研究卧佛的历史资料 ,对数字佛像模型进行修补 。

月球探测50年

首先分析月球探测的驱动力,接着分四个阶段回顾近50年的月球探测活动,包括每个阶段的主要特征、代表性的探月计划和所取得的重要成果。最后介绍各个航天大国即将开展的月球探测项目,并描述我国的月球探测计划。