基于改进Delaunay算法的树冠三维重构单木因子提取

针对树冠结构复杂和点云数据量大的特点,为了提高测算单木因子中树冠表面积和体积的精度和效率,通过改进Delaunay三角网的算法机制,提出一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,形成一种高精度高效率的树冠表面积和体积因子提取方法。利用地面三维激光扫描系统获取树冠点云数据,分别通过传统人工方法、点云量测法、数字高程模型算法与提出的改进SD Delaunay算法,计算实验区域研究对象的树冠表面积与体积,并进行对比分析,结果表明提出的算法完全满足计算精度,同时该计算方法的耗时只有传统人工法的41%,数字高程模型法的62%,大大提高了运算效率。

基于遥感影像的神经网络立地质量评价研究

传统立地质量评价体系主要使用地面调查数据,而多光谱遥感影像为大范围研究森林生产力和立地状况提供了便捷的途径。为了改进传统的立地质量评价体系,以内蒙古旺业甸林场为研究对象,基于研究区域的遥感影像结合地表小班调查数据,采用BP人工神经网络模型,以落叶松为例,建立了遥感因子结合立地因子与地位指数关系的神经网络模型,进行立地质量评价研究。建立了BP人工神经网络地位指数预测模型,模型的预测精度达到90.97%,与使用传统小班调查数据建立的神经网络模型的预测结果进行比较,精度提高了5.44%。结果表明多光谱遥感影像十分适用于森林立地质量评价,充分证实了本研究方法的有效性和优越性。

改进的三角网构网算法用于LiDAR树冠体积提取（英文）

在分析现存点云处理方法的特性后,通过改进三角网构网算法的算法机制,提出了一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,实现树冠体积的准确提取.通过可视化方法对比了多种算法的点云构网效果,以实验区选定的30棵树为研究对象,利用T-LiDAR获取树冠点云数据,通过人工方法、传统算法和本文的改进算法计算树冠体积,对这些结果进行了对比分析.分析发现:四种方法之间均显示出较好的相关性(R2>=0.831),其中所提出的改进Delaunay方法拥有理想的精度,较好稳定性和最少的耗费时间.实验结果表明,提出的算法在点云(尤其是T-LiDAR数据)树冠的体积提取中具有很大的优势.结合T-LiDAR数据还可以实现树冠表面积和生物量等树冠因子的高精度快速提取.

地理国情信息支撑下的空间开发适宜性评价

作为主体功能区划的重要基础性工作,空间开发适宜性评价在协调解决城镇化进程中产生的空间开发失控和区域无序竞争等问题方面具有重要意义。本文利用地理国情成果数据、大比例尺基础测绘成果数据和行业专题资料及统计资料,结合GIS分析技术和层次分析方法,在构建适宜榆林市实际的空间开发适宜性评价体系的基础上,详细分析了榆林市空间开发的适宜性。结果表明,榆林市最适宜开发和较适宜开发的区域主要分布在榆林市的西北部地区,占榆林市总面积的18.4%;最不适宜开发和不适宜开发的地区主要分布在榆林市东南部地区,分别占榆林市总面积的39.86%和41.75%。究其原因,可能由于榆林市东南部多为山区、地势复杂,属于地质灾害频发地区,同时该地区人口数量大,导致人均可利用水资源较为匮乏,开发难度较大。

人工神经网络结合多光谱遥感数据用于立地质量评价

多光谱遥感数据蕴含着大量的地表立地信息,而传统立地质量评价体系主要使用了人工地面调查数据。为了建立一套有效的立地质量评价体系,以内蒙古赤峰市旺业甸林场为研究对象,基于研究区域的多光谱遥感数据结合地面小班调查数据,采用一种改进的反向传播人工神经网络(back Propagation artificial neural network,BPANN)模型,以落叶松为例,建立了遥感光谱因子结合立地因子与地位指数关系的神经网络模型,对研究区域的小班进行立地质量评价研究。通过训练数据集的敏感度分析剔除弱相关或不相关的因子,简化了神经网络的规模,提高了网络的训练效率,得到了最优的地位指数预测模型,模型的预测精度达到95.36%,与使用传统小班调查数据建立的神经网络模型的预测结果进行了比较,精度提高了9.83%,说明使用多光谱遥感数据+小班调查数据确定的落叶松地位指数预测模型具有最高的预测精度。多光谱遥感数据十分适用于森林立地质量评价,改进BP神经网络具有理想的预测精度,充分证实了该方法的有效性和优越性。

甘肃省大樱桃种植区域划分研究

大樱桃因果期早,营养价值高,经济效益好,成为近年来我国发展最快的果树品种之一。由于大樱桃对气候环境较为敏感,引种栽培又缺乏与气候适宜性相关的研究,以致大樱桃区域性盲目引种栽培现象严重,存在种植不成功、且分散独立、栽植面积小、产量低、品质差、上市集中、市场竞争力差、经济效益低等现象。为了研究大樱桃引种栽培的气候适宜性,文章选择甘肃省东南部大樱桃引种栽培地区作为研究范围,以天水市秦城区气候条件为参照,对比大樱桃欧洲原产地气候条件,选取年平均气温、年降雨量、年日照时数、>10℃的有效积温及无霜期5项典型气候因子,用聚类分析和相似系数法进行定量和定性分析法,将甘肃省大樱桃引种栽培区依次划分为优势区、适宜区、较适宜区、可宜区及不宜区5类,并对各栽植区大樱桃发展策略进行了阐述,提出了主要气候因素间相似系数0.95的引种栽培分界线的建议,为大樱桃的科学引种栽培及规模化发展提供指导。

QuickBird影像融合算法的评价研究

目前多种成熟的融合算法已经应用在各种遥感软件中,但是融合方法的选择往往会因融合对象的不同而有所差异。为了评价出各个融合算法在QuickBird影像融合上的优缺点,本文在像素级的融合层次上运用多尺度分析的方法进行了融合实验。实验中,根据不同的算法原理引入了七种常用的融合算法,并以空间细节信息、光谱质量以及亮度信息作为统计参数,对实验数据进行了比较研究,分析出了几种融合方法的差异。研究表明,一些传统的融合方法如PCA变换和IHS变换已不适用于QuickBird这种高分辨率影像的融合,而基于小波的PCA变换、小波变换以及HPF变换在实验中有较好的表现。本次实验也为其它高分辨率卫星遥感影像的融合工作提供了参考。

基于信息熵的森林立地离散空间场相关性研究

为了获取立地空间信息间隐含的相关性,对其进行定量计算和表达,研究选取森林资源小班调查数据中7项典型的离散数据,结合小班空间位置属性构成森林立地离散空间场,采用信息熵的理论方法,通过计算局部空间内离散场的信息量以及局部空间与整体的协调性,定量分析并提取多项离散型因子与立地森林健康等级间的相关指数。结果表明,在7项因子中不同的立地类型和小班内的优势树种与森林健康相关程度最高,森林起源则与森林健康等级表现出相互独立的关系。研究克服了以往使用统计学原理以及灰色系统理论均无法计算立地离散空间场相关性的缺陷,实现了对立地因子中的离散型属性间关系的定量计算和表达。

基于数字高程模型的树木三维体积测量

为了实现对树木高精度无损的三维体积测量,该文以三维激光扫描系统采集树木点云数据为依据,并运用数字化测绘成图软件对树木的点云数据建立数字高程模型,通过立体三角网的建立,利用成图软件的土方计算功能计算出树木的体积,并详细介绍了系统的计算原理。本文以试验区选定的20棵树为研究对象,采用该系统对20棵不同高度和体积的油松进行了10次重复试验,并将测量结果与人工测量结果进行了对比分析,试验结果表明与人工测量结果相一致,(标准误差δx=3.54,绝对误差限△=7.002,相对误差限E/%=3.15%,精度可达96.852%,)能够运用于树木体积的测量。

基于MODIS数据的森林火险时空分异规律研究

森林火灾严重危害生态环境,引起了全球的高度重视。将从MODIS(MODerate-resolution imagingspectroradiometer)中提取的活动火点与历史火烧痕迹进行比较研究,发现MOD14A1(火掩膜数据产品a dai-ly Level 3 1-km fire hot spot product)中提取的8+9波段适合消防监测,与现场勘察数据相比较吻合度高达0.83。使用MOD14A1中8+9波段结合相关数据对这个区域的长达11年(2000—2010年)的森林火灾发生的时间和空间分析,结果表明:火灾发生频率最多的是春季,秋季次之,夏天概率最低,除非干旱。通过对研究区域黑龙江省分析,针叶林和温带针阔混交林过火面积所占比例分别为53.68%,44%,草原区过火面积较小为2.32%。大兴安岭是主要的燃烧区域,面积达到64.74%,小兴安岭约为23.49%,而其他区域面积不超过5%。且火灾发生的较大部分森林有个平缓的斜坡(≤5°),大部分处于中海拔(200m≤H≤500m)。因此,通过卫星遥感对森林火区区域的时间序列分析,阐明火灾活动规律和气候、地形、植被类型的相互关系,有助于预测火灾区域危险性等级。

高光谱遥感技术在生物多样性保护中的应用研究进展

当今世界物种的减少和栖息地的丧失日益严重,生物多样性保护已经成为最热门的话题之一。遥感这种通过非接触式收集信息的科学,及相应的估算生物多样性、建立物种多样性的关系模型和进行生物多样性指数制图等功能,已在生物多样性保护领域中得到了广泛应用。从遥感传感器和遥感技术两个方面论述了高光谱遥感技术在生物多样性保护中的应用进展,重点列举了光谱遥感在生物多样性保护中的成功应用实例。对生物多样性保护的发展具有一定的参考价值。

多光谱遥感技术结合遗传算法对永定河土壤归一化水体指数的研究

永定河流域的土壤类型及含水量与植被覆盖指数是影响该流域水量的重要因素,利用传统取样法对该流域土壤类型及含水量进行调查,耗费人力的同时还会因仪器误差等客观因素造成实验精度下降。选择永定河流域(北京地区)为研究区,利用全站仪进行野外调查测定34块样地并取样,结合1978—2009年6期的TM影像数据对土壤信息进行提取,研究该地区的土壤含水量与各类多光谱遥感因子间的相关关系,利用遗传算法对土壤归一化水体指数(NDWI)的主要影响因子进行筛选,因NDWI是基于绿波段与近红外波段的归一化比值指数,一般用来提取影像中的水体信息,效果较好。为了更准确的筛选与土壤含水量相关的因子,利用遗传算法全局择优的特点,通过控制迭代次数加速收敛来筛选关键因子。进而利用多元回归的方法建立NDWI反演模型,分析出模型的内符合精度为0.987,并利用边缘树种进行外符合精度检验,得出:土壤中速效氮、磷、钾的含量与经度相关性不明显,却与纬度和土层成正相关关系,当模型计算的迭代次数Maxgen达到最优时,内符合精度为87.6%。通过遥感影像与野外调查相结合的方法得到的土壤NDWI与植被盖度、地形、气候等相关因子的模型而计算得出的NDWI值与单纯利用传统土壤取样法得到的值进行对比分析,得出平均相对误差E为-0.021%,外符合精度P达到87.54%。该模型的建立可为日后对永定河流域土壤水分及有机质的分析与研究提供较好的实践及理论依据。

超站仪极坐标法的运用及其探讨

在顾及基坑工程的复杂性及施工过程中许多不可预见因素,以及极坐标法测量误差和控制点点位误差的综合影响的基础上,提出利用超站仪进行水平位移观测的超站仪极坐标观测法。根据不同的误差来源,综合主观和客观两个方面选择三类比较研究的方法,将超站仪极坐标法与传统极坐标法进行系统、全面的对比分析,论证超站仪极坐标法的优越性。本研究将超站仪极坐标法应用于平面位移监测,该方法可提高平面位移监测的精度,加快平面位移监测的效率,同时使得平面位移监测更加可靠。

基于多光谱数据的永定河流域植被生物量反演

用传统研究植被生物量实测的方法不仅耗时费力,而且由于影响因子不易确定会导致预估精度不高。选择永定河流域河北——北京段为研究区域,以该地区2009年7月20日的TM影像数据为数据源,结合当地分辨率为30米的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据和其他相关辅助解译资料,并借助全站仪等高精度测量仪器进行外业调查,归纳出永定河地区遥感因子与植被生物量可能存在的函数关系,通过多元线性回归分析遥感影像因子并建立反演模型,最后将反演模型进行精度分析。通过将实测值和预测值分析对比,得出反演模型总体相对误差为-0.025%,平均相对误差为-0.016%,总体预估精度高达84.56%。模型的建立可对大范围流域生态环境因子进行及时、快速、准确地调查,为永定河生态环境问题诊断提供实验数据。

面向航测遥感的信息化测绘生产体系的构建

目前,测绘生产部门正面临由数字化生产向信息化生产升级转变的关键时期,但仍然缺乏系统的信息化测绘生产体系构建模式以供参考。本文针对航测遥感生产,从单位发展总体规划的角度出发,通过对当前生产的现状分析、关键特征总结、存在问题梳理,从生产技术体系、生产管理体系、生产装备体系3个方面研究了面向航测遥感的信息化测绘生产体系构建的建设内容、关键技术、建设目标等,设计了信息化测绘生产体系的构建模式,提出了信息化测绘生产体系构建所需的系列方案指南、基础性标准规范、生产技术规程、核心技术装备等,为面向航测遥感的信息化测绘生产体系建设提供参考。

基于经典质量法的栓皮栎幼苗精准灌溉制度的制定

采用经典质量法分析了5个水分梯度(90%、70%、60%、50%和40%)下北京地区栓皮栎盆栽幼苗的水分需求规律,通过统计分析法筛选出最佳水分梯度为60%,以此梯度下苗木的需水量为标准制定灌溉制度,并利用GIS技术建立灌溉模块,将气象、需水量等数据输入计算机系统对苗木的田间推广进行具体布设,并对其水分需求进行实时监测和控制,以此达到苗木的精准培育和节水目的。

遥感光谱技术在农作物估产中的应用研究进展

农作物产量是一个国家或地区的重要经济信息,关系着国家和区域粮食安全,对农业规划布局、政策调整及可持续发展等方面具有重要意义。农作物遥感估产主要包括作物识别和产量评估2项主要环节,文章通过总结农作物遥感识别与产量估算的研究现状,以其依据的特征不同、针对的目标不同对现有的作物识别分为2类进行总结;根据数据源与评估模型原理的区别将现有作物遥感估产方法总结为4类,对其方法、原理和应用要点进行总结,讨论分析了各类方法的优势和仍需完善的问题,并对今后的发展趋势进行了展望。

室内移动测量系统在新型基础测绘中的应用

室内移动测量系统在北京市新型基础测绘体系空间实体建设中发挥着重要作用。本文提出了室内移动测量系统在新型基础测绘体系空间实体建设中的技术框架,该框架包括室内外数据采集、处理流程与方法、多源点云数据拼接与融合及一体化点云和全景影像数据在全要素三维建模中的应用。并以NavVis M6室内移动测量系统为试验设备,选取怀柔区金隅水泥厂地区作为开展北京市新型基础测绘的试点区域。结果表明,本文室内移动测量系统作业流程可满足新型基础测绘体系空间实体建设的需求。

伊春市朗乡自然保护区原始红松林的结构特征分析

阔叶红松林是分布在北温带的多物种、多层次、多价值、多效益的一种森林类型,具有物种丰富、结构复杂、生物量高、自我维持能力强的特点,是被普遍认同的高价值、高产量的森林资源。在伊春市朗乡林业局东折棱河林场的原始红松林中选取8个30 m×30 m的标准地进行调查,分析其林分结构组成,树种空间分布格局和更新情况等。结果认为,东折棱河林场原始红松林的主要伴生阔叶树种为蒙古栎、色木槭等,成林红松多为随机分布,原始红松林下的红松更新情况较差。

地理国情评价体系构建及应用初探

目前地理国情监测技术体系已基本建成,但作为各类资源规划、利用、保护前提的地理国情评价体系建设尚处于起步阶段。基于地理国情监测信息,兼顾多项专题的现行分类标准和相关评价指标,从构建原则确定,指标体系建立,评价模型建立,指标模型验证等不同环节探讨地理国情评价体系的构建方法,并构建初步的地理国情评价体系框架。同时结合自然资源资产审计要求,探讨利用地理国情评价体系编制地理国情负债表进行审计的应用模式,以期对我国自然资源资产审计评价体系的构建提供参考。