基于数据同化理论的InSAR技术黄河上游滑坡监测预报

黄河上游地区滑坡地质灾害分布广泛,活动频繁,危害严重.传统的滑坡识别和监测方法均存在局限性.InSAR技术由于其精度高、可获取毫米级形变等特点被广泛应用于滑坡监测中.但InSAR技术对影像相干性的要求较高,导致其数据的离散程度较大,无法获取到连续的形变数据,对实际应用中利用监测的结果进行预报的能力造成了较大的影响.而利用数据同化理论的建模方法,可以对多尺度、多来源、多类型的数据进行协同处理以消除误差.本文通过SBAS-InSAR技术获取地表的毫米级形变,经由卡尔曼滤波算法对观测结果进行了数据同化.单点实验的结果表明,卡尔曼滤波之后的模拟结果较同化之前有了明显的提高,验证了数据同化算法在提高数值模拟的精度上的可行性.通过数据同化理论来产生连续的预报数据,为InSAR技术监测和预报滑坡形变提供了一个新的思路.

基于InSAR技术的夏藏滩滑坡区地表变形监测与分析

黄河上游两岸巨型滑坡发育,对以龙羊峡水电工程为代表的黄河上游梯级电站以及当地居民生产生活和生命财产安全等带来一定影响和潜在危害。为研究黄河上游巨型滑坡分布区地表形变特征,以位于青海尖扎境内的黄河上游右岸夏藏滩滑坡分布区为研究区,利用升轨、降轨Sentinel-1A影像数据,采用InSAR技术对滑坡体地表形变信息进行提取和分析,并通过实地调查对基于InSAR技术监测结果进行现场验证。结果表明:采用升轨、降轨Sentinel-1A影像数据所获得的区内滑坡体地表最大形变速率分别为24mm/a和21mm/a,最大累计变形量分别为133mm和128mm;2017—2022年监测周期内,随着监测时间增加,位于夏藏滩滑坡前缘的次级滑坡特征点A和B累计位移量呈逐渐增加的变化趋势;基于PS-InSAR和SBAS-InSAR两种方法所得到的滑坡体地表累计变形量具有一致性特征,该结果表明InSAR技术适用于黄河上游拉干峡—寺沟峡流域巨型滑坡体地表变形的监测。该研究结果不仅为开展黄河上游巨型滑坡地表变形监测提供有效方法,而且为该流域有效防治古滑坡复活提供数据支撑和实际指导。

基于XGBoost模型的湟水流域耕地土壤养分遥感反演

湟水流域是河湟谷地重要的组成部分,协同环境因素预测土壤养分空间分布对农业土壤养分管理尤为重要。土壤养分反演研究中对于参数对模型结果的影响和模型适用性的研究较少。选取研究区地形因子、土壤pH及光谱反射率共28个因子,结合贝叶斯优化算法构建人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)和极端梯度提升(XGBoost)3种机器学习模型预测耕地土壤养分空间分布,计算决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)评价3种模型的精度。结果表明:(1)基于贝叶斯优化超参数的XGBoost模型对全氮(TN)含量预测精度优于其他模型(R2=0.893,RMSE=0.359,RPD=2.470),预测土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量时,XGBoost模型验证集R2分别为0.801、0.509、0.442。(2)对比3种模型的寻优次数和误差发现,BOA-XGBoost模型参数优化次数少、效率高,具有更好的鲁棒性。对于不同的养分,ANN和SVM模型预测精度存在差异,SVM模型预测SOM含量时精度更高(RPD=1.580),而ANN模型预测TN时精度最佳(RPD=2.460)。基于贝叶斯算法进行超参数优化构建的XGBoost模型预测精度高,可以达到良好的预测效果,可为湟水流域精准农业施肥提供参考。

基于GIS的广播电视场强覆盖计算方法研究

就地理信息系统(GIS)在广播电视政务中的应用进行论述,通过分析GIS的优势与特点,阐述了基于GIS技术的广播电视场强覆盖计算方法,具有一定的现实意义。

面向电子政务的广播电视场强覆盖计算方法研究

本文就地理信息系统(GIS)在广播电视政务中的应用进行论述,通过分析GIS的优势与特点,阐述了基于GIS技术的广播电视场强覆盖计算方法,具有一定的现实意义。

基于Skyline的三维场景发布技术分析

在总结现今国内外三维可视化软件的基础上,介绍利用Skyline软件提高三维数据的传输效率的关键技术,并针对三维网络发布问题进行WebGIS系统试验,且对该软件的三维数据发布方法进行分析,得出了一些有益的结论。

基于CA-Markov模型的青海湖流域土地利用变化模拟

[目的]利用遥感影像在定量描述土地覆盖和环境变化方面具有的优越性,以青海湖流域为研究区,研究土地利用时空变化,以便对该地区的环境治理和生态恢复提供理论依据和技术支持。[方法]选取2001、2006、2011年3期TM遥感影像数据,利用支持向量机分类器分别对遥感影像进行分类得到每期的土地覆盖图,建立CA-Markov预测模型,经模型验证后,应用该模型对2016年青海湖流域土地利用结构进行预测。[结果]预测结果与实际解译结果接近。[结论]利用CA-MARKOV预测模型预测土地覆盖变化是可行的,能够有效揭示土地覆盖变化趋势,对决策规划、分析该地区土地荒漠化、生态环境变化规律及其成因具有重要意义。

基于Skyline的三维场景网络发布技术分析

为了探讨Skyline软件平台三维数据传输效率的关键技术,对青海大学校园三维场景进行了WebGIS系统实验,并对该软件三维数据发布方法进行了分析,得出以流方式发布的数据比直接以图层方式加载的速度要快,是一种值得推荐的方法。

基于GIS的青海省湟源县耕地地力评价研究

为了探索在高原区的耕地地力评价方法,在GIS的支持下,通过土壤图和土地利用现状图叠加的方法来划分评价单元,采用特尔斐法选立地条件、气候、土壤理化性质、土壤管理等4个方面的10个因子建立评价指标,运用层次分析法和模糊数学方法对耕地地力进行综合评价,并就其影响评价结果准确性的因素进行了分析。结果表明:在高原条件下,由于土壤单元比较零散,相邻地块的高程变化有可能很大,评价单元的插值方法非常关键,分土类用反距离加权法插值精度最高,是在山地条件下的单元图土壤养分赋值值得推广的一种方法。将初次评价结果进行检验,进而对评价因子做出修正,然后再次评价是提高评价准确性的有效手段。

基于Mapgis和Arcgis的坐标系统转换

在顾及Mapgis和Arcgis坐标转换方面优缺点的基础上,利用Mapgis软件,运用七参数布尔莎模型,实现了将西安80坐标系的Arcgis格式SHAPE文件向北京54坐标系的转换,提高了数据转换的精度,避免了因数据格式不兼容所带来的问题。

《遥感原理与应用》教学平台的建设与实践

为了显著提升测绘工程专业的教学质量,在介绍信息化测绘、地理国情监测背景下测绘人才培养现状的基础上,着重对测绘工程专业《遥感原理与应用》的课程设置、教学资源库的建设,创新教学方法与手段进行了探索研究,在实践中证明基于测绘教学资源库驱动的实践教学方法能起到较好的教学效果。

基于Mapwingis的V图生成

本文阐述了Voronoi图的重要作用、生成算法以及开源GIS组件Mapwingis的产生背景及其行业应用,提出利用开源Mapwingis组件,不但可以方便Voronoi图的绘制,而且图形的文件可以以常见的Shapefile的格式保存、读写,是GIS从底层开发值得推广的一种思路。

地质资源与地质工程实践教学平台建设的探索与实践

介绍了地质资源与地质工程实践教学平台建设的意义和必要性,探讨以实验教师队伍建设为基础,以实验教学体系建设为核心,以促进本科实践教学、提高硕士研究生科研水平为目标的实践教学建设思路和实践手段。通过实践教学平台建设的探索和实践,加强实验教学的规范化管理,构建适合校情、特色突出的层级管理模式,不断建设和完善实践教学管理体系,提高实践教学质量。

基于Landsat 5影像的青海省大通县土壤表层全氮空间格局反演

为了提高土壤全氮含量的反演精度,为大通县土壤全氮研究及土壤肥力调控提供理论数据,文中以大通县Landsat 5遥感影像和采样地数据为基础,通过建立偏最小二乘回归及BP神经网络模型,建立土壤全氮含量与光谱反射率的反演模型,并对采样点的地表真实反射率值与其土壤全氮含量进行分析。结果表明:BP神经网络模型的回归决定系数R2为0.792,均方根误差RMSE为0.246,预测精度优于偏最小二乘回归模型。Landsat 5影像和采样地数据相结合可以实现大范围快速反演土壤全氮含量,提高反演精度,为土壤质量评价、粮食估产等提供数据支撑。本研究可为大通县的土地质量建设提供数据支撑和理论参考。

非测绘专业《测量学》课程教学改革研究

分析非测绘专业测量学教学内容和方法中存在的问题,提出改革教学体系内容,通过开放实验室、设置自选自修实验项目、建立实践教学基地和构建课程综合考核体系提高教学效果,通过综合应用案例式、多层次和启发式等教学方法调动学习的主动性,提高学生的创新能力。

修正扩维无迹卡尔曼滤波算法研究

在脉冲星导航中,角位置误差是主要的误差源之一。因此本文基于X射线脉冲星导航,提出了一种修正扩维无迹卡尔曼滤波(MASUKF)算法进行角位置误差的改进。MASUKF算法在原扩维无迹卡尔曼滤波(ASUKF)算法的基础上加入了Roamer延迟的高阶项,并将其作为误差项,将修改后的误差项代入状态方程与量测方程中,即可进行仿真分析。在仿真中,首先将ASUKF算法与UKF算法进行对比仿真模拟试验,结果显示ASUKF算法能显著地提高约45 m的定位精度,在X、Y、Z 3方向的速度误差估计精度约提高了20%;然后比较ASUKF与MASUKF算法,结果显示MASUKF算法较ASUKF算法的速度误差与位置误差的估计精度均提高2%以上。

湟水流域土壤有机质和速效磷空间布局分析

为分析青海省湟水流域土壤有机质(soil organic matter,SOM)和速效磷(available phosphorus,AP)含量空间分布特征及其影响因子,运用地统计学方法分析其空间分布特征,选取高程、坡向、坡度、土壤类型、土壤pH、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、气温、降水量和土地利用方式共9种影响因子,借助地理探测器研究各因子对SOM和AP的影响。研究表明SOM平均值为28.26 g/kg,AP平均值为54.30 mg/kg;SOM和AP的变异系数为39.54%和58.47%,属于中等变异程度。空间插值结果显示SOM含量在空间上呈现西北高,东南低的趋势,SOM由北向南逐渐降低;AP含量呈现中部高于两端的趋势。因子探测及Pearson相关性分析结果表明:造成SOM空间变异的三大因子顺序为:高程>气温>土壤类型;对AP含量解释程度顺序是:土壤pH>高程>土壤类型。SOM含量与高程和土壤pH两种因子呈现正相关关系,AP则相反,呈现负相关,SOM和AP空间分布都与高程有关;气温均对两种土壤养分有影响;高程因子是决定湟水流域SOM含量的主导因子,而影响AP空间分布的主导因子是土壤pH。影响因子相互作用时,呈现双线性增强或者双因子增强。两因子交互作用对SOM和AP解释力均高于单因子,说明导致SOM和AP空间分布差异的因子具有复杂性。研究得到湟水流域空间尺度上SOM和AP含量分布,并结合湟水流域9种影响因子对其含量进行分析,为湟水流域的数字农业管理和精准施肥以及耕地土壤改良和质量的提升提供了有利基础。