基于BP神经网络的黄土侵蚀沟自动提取方法

黄土侵蚀沟信息是研究沟壑地貌土壤侵蚀的重要依据,而目前遥感影像提取方法中存在沟沿陡边的遮挡问题,由此,本文研究了一种基于反向传播神经网络的自动提取方法。首先,利用数字高程模型,基于黄土侵蚀沟的特征分析,选取横向坡度、坡度变率、坡向变率、地形起伏度、地表切割深度、高程变异系数和地表粗糙度作为地形特征因子,通过沟谷网络的计算,制作黄土侵蚀地貌的训练样本数据集;然后,基于反向传播神经网络模型的训练实验,选择Trainbr作为神经网络模型的学习算法;最后,应用侵蚀沟地貌的神经网络模型对测试数据集进行提取实验,并与随机森林和支持向量机方法进行比较。结果表明,本文方法的准确率好于其他方法,漏分情况相对较少,可以满足黄土冲沟信息的高效与准确提取需求。

基于邻近的移动地图自适应可视化方法

提出了基于邻近的移动地图自适应可视化方法,其基本原理是将邻近关系作为地图比例尺调节和地图更新的依据,并通过实验系统证明了该方法的可行性与有效性。

基于Delaunay三角网的邻近区域测度及其应用

空间邻近已广泛应用于地理信息科学的相关领域。在位置服务、移动地图制图等领域,一方面需要动态计算观察点周围的邻近空间区域,另一方面需要测度出该邻近区域的空间分布特征及近似形状。该文基于Delaunay三角网给出邻近区域的相关定义,并给出邻近区域的圆形率测度模型,应用其实现了基于道路网邻近空间分布的自适应变比例尺地图表达。

基于遥感的黄河郑州段河流形态变化分析

黄河郑州段在中下游黄河中具有代表性,研究郑州段黄河河流形态的变化可以为中下游河床的治理以及小浪底水库调水排沙效果评价提供科学依据。基于Landsat 8卫星影像提取桃花峪至花园口段多时相的水体信息,研究2013—2017年河流水面面积及长度变化、河流摆动以及河流重叠度变化,并对该河段的河流形态变化原因进行了分析。结果表明:在研究年限内,该河段的水面面积在年内变化范围较大,但在年际间维持动态稳定;河流长度变化很小,基本保持不变;主流摆幅逐渐缩小,游荡性逐年减弱,河型趋于稳定,表明小浪底水库的调控作用日趋显著。

时空数据地图表达的基本问题与研究进展

海量时空大数据推动着地图制图的发展,同时也对时空大数据的地图表达提出了前所未有的挑战。本文通过分析时空数据的特性及其对地图表达的新需求,将时空数据地图表达面临的突出问题概括为基础理论数学化、地图设计定量化、地图表达自适化、质量预测模型化和制图应用泛在化。然后将这些问题归纳成3组,即地图制图基础理论、地图设计与可视化方法、泛在地图服务,并对相关研究进展进行综述与分析,并给出一些展望。

基于Voronoi邻近的移动地图自适应裁剪模型

当前移动地图采用距离关系裁剪模型生成,无法根据地理对象的分布变化自动调整裁剪窗口的大小,导致突出的信息失衡问题,直接影响移动地图的易读性。针对这一问题,提出一种基于Voronoi邻近的移动地图自适应裁剪模型,即通过移动用户的Voronoi邻近关系自适应调整裁剪窗口的大小,以实现移动地图的信息自适应均衡。实验证明,该模型可以有效地改善移动地图的信息均衡性。

平面离散点集拓扑邻近稳定区域计算模型

利用Voronoi图及其对偶Delaunay三角网研究平面离散点集拓扑邻近稳定区域的计算方法,给出拓扑邻近稳定区域的概念,证明点的拓扑邻近稳定区域必须满足的两个条件,给出点的拓扑邻近稳定区域定量计算模型,并通过试验证明其正确性。

基于灰色关联的河南省农业综合生产力的影响因素分析

根据2002～2008年河南统计年鉴数据,从生产资金、生产条件、劳动力投入和财政支持等4个方面选取了11个对河南省农业综合生产力有影响的变量,经过对变量和农业综合生产力的灰色关联度计算和分析,确定了不同变量对农业综合生产力的影响程度。结果表明,农业资金已经成为影响河南省农业综合生产力最重要的因素,生产条件,劳动力投入和财政支持对于河南省农业综合生产力的影响程度依次减小。提出了促进河南省农业综合生产力持续发展的对策建议:加强农业金融体系建设,确保农业生产支出;科学安排农业资源配置,改善农业生产条件;开展农业技能的培训,提升农业劳动力素质;增加农业生产财政支出,优化财政支出结构。

基于二叉树的多分辨率地形数据压缩存储

目的克服用规则格网DEM数据表达多分辨率地形时,数据存储的不连续性和数据冗余。方法以二叉树结构表示多分辨率地形模型,分别用二进制位串和一维数组来存储二叉树结构和格网顶点高程值。结果实现了多分辨率DEM数据的连续存储,并减少了数据存储量。结论研究方法是压缩存储多分辨率地形的一个非常有效的方法。

小浪底水库运用前后黄河下游河道时空变化分析

黄河小浪底水利工程投入运用后对黄河下游河道的影响程度如何是黄河治理者非常关心的问题。基于多期Landsat TM/ETM等卫星影像数据,解译提取了1985、1990、1995、2000、2005、2010、2015年等小浪底水库运用前后7个年份的黄河下游河道水域数据,通过空间叠置分析、列表对比,揭示黄河下游河道的时空变化特征。结果显示,小浪底水库运用前,黄河下游河道宽,水域变化大,1985—2000年的15年间面积变化546.979 km2;小浪底水库运用后,黄河下游河道变窄,水域变化小,2000—2015年的15年间面积变化46.759 km2。说明小浪底水库投入使用后,有效控制了黄河下游的流量和流沙,对稳定黄河下游河道起到了作用。

基于SEBAL模型和Landsat-8遥感数据的农田蒸散发估算

【目的】及时准确地获取农田蒸散发量,为科学管理农田灌溉、精准估算作物产量和预报土壤水分动态、合理开发水资源等提供有效依据。【方法】以广利灌区为研究对象,基于SEBAL模型利用Landsat-8数据对研究区域农田蒸散发进行估算,通过地表参数计算净辐射通量、土壤热通量和感热通量,利用余项法求得潜热通量及瞬时蒸散发。假定24 h内蒸散比不变,由瞬时蒸散发扩展到日蒸散发量,最终求得研究区的日平均蒸散发量,将模型计算结果与彭曼公式进行了对比,同时结合灌区提供数据对计算结果进行了验证。【结果】彭曼公式计算2014年5月6日和2015年9月14日蒸散量与实测结果相差分别为5.2%和9.4%,SEBAL模型估算得到2014年5月6日和2015年9月14日的日蒸散量与灌区提供日蒸散量相差4.5%、6.0%,且冬小麦及夏玉米蒸散发在空间上存在一定的差异性,主要集中在灌区中部区域及西南区域。【结论】SEBAL模型计算结果具有较高的精度,而且方法相对快捷高效。

基于高清摄像机的高速公路路面散落物自动检测方法研究

高速公路路面散落物对行车构成严重安全隐患,因此提出一种利用双目高清摄像机数据检测高速公路路面散落物的方法。首先,通过高速公路两侧的双目高清摄像机同步获取两帧图像,利用设置在高速公路两侧和中央分隔带的标志点三维坐标,实时标定立体图像的内外参数;然后,自动识别一定间隔的同名核线与道路车道线的交点,计算这些格网点的三维坐标,生成不规则四边形数字高程模型;最后,通过双目图像的密集匹配提取路面范围内的三维点云数据,并将点云数据与数字高程模型数据进行比较,提取高出路面异常高程点,实现高速公路路面散落物的自动发现。实验表明,该方法在检测距离为600 m情况下、能够对高出路面10 cm的散落物实现自动检测。

基于无人机低空摄影测量技术进行矿山大比例尺地形测绘的可行性研究

基于无人机航空摄影测量技术,结合矿山的复杂地形特点,阐述了利用无人机低空摄影测量系统进行矿山大比例尺地形测绘的生产流程,依据现场实测数据分析了测量的精度以及影响成果质量的因素。结果表明,应用无人机低空摄影测量系统进行矿山大比例尺地形测绘方法可行,在满足精度要求的前提下可以显著提高矿山大比例尺地形测绘的工作效率,为矿山地质环境动态监测提供强有力的技术保证。

基于地表覆盖转移矩阵的公路工程进度监测方法

利用无人机摄影测量技术监测公路工程进度成本低,灵活高效。然而,现有的监测方法主要用于识别地面变化和提取变化范围,无法直观、定量地分析工程在不同阶段的进度,不能满足对工程进度准确监测的要求。结合公路建设的特点,本文提出了一种基于地表覆盖转移矩阵的公路工程进度监测方法,利用无人机低空摄影获取影像数据,提取并分类监测工程范围内的地表覆盖信息,基于空间转移矩阵定量分析地表覆盖变化和转移情况。主要过程包括数据预处理、工程地表覆盖提取与分类、工程进度分析。该方法应用于S312省道工程进度监测中,取得了良好效果。

基于微波和可见光遥感的冬小麦土壤墒情反演

土壤墒情是水文学、气象学及农业科学研究领域中的一个重要指标参数,对气候、农业、旱情监测都具有极为重要的意义。以河南省广利灌区冬小麦为研究对象,以水云模型为基础,利用Landsat-8和Sentinel-1 A数据计算双层衰减因子、植被和土壤的后向散射系数。采用RBF神经网络拟合土壤的后向散射系数与土壤含水量的关系,通过实测监测点对反演的结果进行精度验证,结果表明:相关系数的平方为0.754 5,均方根误差为0.022,结果良好,可为灌区冬小麦土壤墒情的评估提供参考。

面向无人机影像的改进FNEA分割方法

针对无人机影像光谱信息量不足导致的影像分割精度较低和同类地块过度分割问题,本文设计了一种面向无人机影像的改进FNEA分割方法。首先,利用特征提取方法,构建原始RGB影像的不同纹理和植被指数特征影像;然后,基于改进分离阈值法选择最佳植被指数和纹理特征;最后,将最佳特征与原始RGB数据融合,采用FNEA算法进行影像分割。将改进FNEA方法与多种分割方法对比,结果表明改进FNEA方法的分割精度更高,同一地块内过度分割可得到较好控制,适合无人机影像的分割。

空间邻近的表达及其应用

空间邻近是极其重要的一类空间关系,甚至被认为是建立空间信息系统的基础。通过梳理人类空间知识中有关邻近的概念,结合相关研究成果分别给出了最邻近、k最邻近、范围邻近以及环绕邻近对应的形式化表达。最后研究了Voronoi邻近在变比例尺移动地图表达中的应用,通过Voronoi邻近的计算,合理确定变比例尺地图的焦点区域范围以及合理比例尺,不仅改善了变比例尺移动地图的易读性,而且提高了变比例尺地图的表达效率。

基于Voronoi图的点状目标邻近空间分布测度方法

邻近空间分布测度研究观测点邻近空间中目标的分布规律,是地理分析、环境评价、选址优化等的重要依据。提出了基于Voronoi图的邻近空间分布测度方法。该方法通过观测点的k阶Voronoi邻近关系,动态确定影响观测点的空间目标范围,通过k阶邻近分布指数定量评价观测点邻近空间目标的分布情况,实现了任一观测点邻近空间分布的测度,并将k阶邻近分布指数应用于整体空间目标离散度的测度。最后通过城市楼盘开发与景观保护评价实例说明了该方法的应用前景。

Voronoi图的首最邻近递归收敛特性及其应用

讨论了Voronoi图的首最邻近递归收敛特性,即从任一伪最邻近对象开始,递归查找其首最邻近对象,最后必然收敛于最邻近对象。利用该特性,初步实现了移动目标直接邻近对象的连续查询。

变比例尺地图制图方法述评

本文详述了基于过渡曲面二次投影制作变比例尺纸质地图的方法及特点,以及通过分带连续变比例尺函数制作变比例尺电子地图的方法及特点,并针对导航设备及便携式移动信息设备,介绍了圆形与方形变比例尺地图模型、基于ROI和焦点区域的道路网变比例尺模型和基于邻近关系的自适应变比例尺地图模型。