GIS用户中台的设计与实现

为了解决每一个与地理信息相关的应用系统,均需建立一套用户管理、部门管理、地图服务管理、权限认证机制的问题,本文借鉴“大中台、小前台”的理念,基于微服务架构设计,开发了一个可自由伸缩的地理信息系统(GIS)用户中台。该中台采用服务生产者、消费者的模式构建,基于SpringBoot2.0框架整合Dubbo,实现地理信息应用系统的统一权限管理和应用授权。用户中台具有用户信息统一管理系统、角色权限统一管理系统、统一认证系统、统一授权系统、日志管理系统和监控分析系统等功能。

基于边缘控制的矢量数据空间校正方法研究

针对目前各类地理信息数据来源不同导致多元时空数据不能准确匹配的问题,本文基于ArcGIS软件,对照正射影像图进行矢量数据空间校正,通过获取矢量数据边缘关键节点进行边缘控制,采用比例关系保持不变的空间仿射变换方式进行校正,对区域矢量校正后仍存在无法与影像图匹配的某些斑块,设置有限校正区域,采用橡皮板拉伸方式进行校正。试验结果表明,基于边缘控制的2种校正方法结合,能够实现矢量与正射影像图准确匹配,同时保证校正后区域与周边矢量数据准确接边。

特大型跨海桥梁工程似大地水准面精化实践与分析

特大型跨海桥梁工程似大地水准面精化应用实践极少。为解决风浪大、长距离等复杂海况下海上施工的高精度定位和放样等难题,本文对某特大型跨海桥梁工程进行高精度似大地水准面精化,基于地形、重力数据等基础数据和先进的理论模型,采用应用广泛的第二类Helmert聚集法计算得到似大地水准面模型。经实践验证,该似大地水准面模型精度达±0.008 m,应用实测平均精度为±0.0118 m,成果满足设计精度要求;同时,通过将格网模型植入该桥梁建设所建立的工程用连续运行基准站(CORS)系统内,方便大桥日常建设中采用网络实时动态定位(RTK)实现高精度的施工放样,提高工作效率,为大桥顺利建设提供重要的基础技术支持和保障。

特征优选的GF-1影像植被遥感精细分类研究

植被精细化分类对掌握不同植被在维护生态环境安全中的作用具有重要意义。本文选择国产高分一号(GF-1)卫星影像,构建该影像下的基于光谱、纹理、植被指数的多特征空间,并选择ReliefF算法与CFS算法进行特征筛选,最后结合随机森林算法与libsvm模型,研究特征选择对分类精度的影响,并获取植被精细化分类的最佳多特征分类算法模型。结果表明,特征选择能在一定程度上提高分类精度;CFS算法相较于ReliefF算法能更好地简化特征子集的维度,并获取能提高分类精度的更优子集;基于CFS-libsvm的植被精细化分类方法具有较高的分类精度。

基于竖井联系测量和钻孔投点集成模式的方案设计及其在长大隧道精准贯通中的应用

针对长大区间隧道因始发条件有限、贯通精度低带来的问题,本文设计了一种可行性较强、风险较低的实施方案,即将在隧道约2/3处钻孔投点与竖井联系测量进行集成作业,采用长距离无定向附合导线的形式,对控制盾构机掘进的地下导线的坐标和方位进行修正,以实现该隧道的精准贯通。结果表明,本方案可达到预期目的,与传统模式相比,具有较强的优势,可有效避免测量事故的发生。

第28届联合国气候变化大会:利用地理空间信息应对气候变化

2023年11月30日至12月12日,第28届联合国气候变化大会(COP-28)在迪拜举行。本次大会确立了“成功举办第28届缔约方会议的框架,以促进实施气候行动,并推动全球向低排放和气候适应型世界转型”。在本届联合国气候变化大会上,各国政府一致认为,为了落实《2030年可持续发展议程》及各国可持续发展目标,全球都需要加大应对气候变化的力度。本届联合国气候变化大会确立了应对气候变化的基本原则。一是更多资金支持;二是能源的高效利用;三是减少温室气体的排放,加快脱碳进程;四是预防极端天气和遏制生物多样性减少;五是利用有效碳汇保护雨林、海岸线和自然生态系统。地理空间信息在应对气候变化方面具有重要作用。

基于点云数据的切坡建房风险评价——以武汉市低山丘陵区为例

针对武汉市低山丘陵区的切坡建房风险区,本文采用机载激光雷达(LiDAR)生成坡面山体点云数据,大面积排查区域内的房屋建筑,降低人为参与程度,提高切坡建房判断精度,同时运用区域生长法、坡度计算等方法,结合武汉市地质灾害隐患排查标准,建立武汉市切坡建房风险等级评价体系,并采用点云剖面计算、实地勘察的方式进行准确度验证。结果表明,依据本文算法提取的风险区成果与点云剖面计算、实地勘测的风险等级一致,所得结果与削坡高度、边坡距离、自然坡长的误差分别在-0.2~1 m、-1.3~2.7 m、-1~2 mm之间;坡度误差在-1°~7°之间;容积率误差在-0.07~0.53之间;与实地勘测的拟合度在0.9以上。因此,基于点云数据建立的切坡建房风险等级评价体系可从不同角度对地貌特征进行分析,大大节约人力和物力,为武汉市地质灾害及隐患调查数据的获取提供参考。

省级国土三调与用地用海分类数据快速转换技术方法探索

为实现大范围的省级国土三调分类数据与用地用海分类数据间的转换,本文采用深度学习技术和人工目视解译方法,根据国土三调分类与国土空间规划用地用海分类对接情况表,对国土三调分类二级类与用地用海分类二级类进行差异对比。首先,分析地类映射关系,研究“一对一”“一对多”地类映射关系的规律与特征,制作“一对一”转换工具,对“一对一”地类进行批量转换;其次,结合遥感影像、地名地址数据、地理国情监测数据、互联网POI等参考数据,采用深度学习技术方法,开展“一对多”地类自动转换方法研究;最后,研究一套半自动的国土三调地类与用地用海地类的转换技术流程,对基于深度学习的自动转换精度进行分析和评价,验证所提方法的可靠性和准确率。研究成果可实现广东全省国土三调地类向用地用海二级类的批量转换,大大提升转换效率,取得良好的效果,所提出的方法流程具有较强的科学性和可操作性。

专题地理国情监测数据统计软件设计与实现

为满足地理国情监测报告发布及政策制定对专题地理国情监测数据重点要素信息的统计需求,本文依托某专题地理国情监测项目,汇总、分析地表覆盖等典型专题要素的分布现状、增量、转化比等数据统计内容,并设计多期数据对比统计算法流程,基于ArcEngine开发专题地理国情监测数据统计软件。试验表明,该软件能够快速、准确地统计专题要素信息,显著提升专题地理国情监测数据统计的效率。

基于InSAR技术的神木、府谷煤矿开采沉降监测及开采过程反演

为有效监测因长期地下开采导致的陕西省北部地区发生的持续性地面沉降现象,本文依托实际项目,利用SBAS-InSAR技术对覆盖神木、府谷2020年1月8日—2020年11月27日的Sentinel-1数据进行处理,获取观测时间段内由于地下开采而导致的地面沉降的范围和深度,利用D-InSAR技术对该地区某一开采工作面进行反演。同时,将SBAS-InSAR监测结果与水准数据进行对比验证,差值在1.8~8.1 mm之间,满足监测精度要求,证明了SBAS-InSAR技术在监测矿区地表沉降方面的可靠性;将D-InSAR反演结果与矿方提供的资料进行对比发现二者具有一致性,证明了D-InSAR技术在反演煤矿开采进程方面的可行性。

基于GEE与Landsat8数据的杭州市地表温度反演及时空变化分析研究

地表温度(LST)是地表物理过程的重要参数,与热环境密切相关,对城市气候、生态系统和城市规划等方面有重要影响。为此,本文基于谷歌地球引擎(GEE)平台获取了杭州市2015年、2018年、2021年同一时间(5月28日)Landsat8数据集,应用单窗算法进行地表温度反演及时空变化分析,并研究归一化植被指数(NDVI)与地表温度之间的相关关系。结果表明,应用单窗算法反演的杭州市地表温度具有较高的精度。从时间变化来看,2015—2021年杭州市地表最高温度呈现上升趋势,地表最低温度在降低。从空间变化来看,2015—2021年,杭州市地表温度高的区域主要分布在建设用地,地表温度较低的区域主要分布在水体及植被高覆盖区。杭州市这3个时期同一天的地表温度反演结果与NDVI存在线性负相关;2015年、2018年、2021年杭州市地表温度与NDVI的相关系数分别为-0.13、-0.05、-0.28。研究结果可为杭州市热环境的分析与应对提供相应依据。

省级区域CORS标准化运行维护技术研究

本文基于湖北省北斗地基增强系统运行维护实际经验和故障情况统计分析,从坐标框架维护、基准站维护和观测数据维护三方面展开讨论。首先,采取频率为每年一次的全网坐标更新,保持坐标框架的稳定;其次,针对基准站的维护,设定每个基准站的全年巡检频率为2~3次,并对电力故障及网络故障等常见故障进行预防和处理;最后,在数据维护方面,每年进行数据质量分析,确保数据利用率及多路径效应等技术指标满足要求。结果表明,本维护策略的实施,能够确保湖北省北斗地基增强系统全年可利用率保持在95%以上,全年正常运行率达到98%以上。这些经验和方法为湖北省北斗地基增强系统的稳定运行提供有力保障,也可为其它省级区域基准站网的运行维护提供参考。

点云影像图在历史保护建筑外立面测绘中的应用

针对传统方法在测绘不规则复杂历史保护建筑外立面方面存在数据采集不全面、精度低、自动化程度和效率不高等问题,本文利用三维激光扫描技术进行历史保护建筑外立面点云数据的精细采集,并提出一种基于点云灰度影像和深度影像的历史保护建筑外立面快速绘图方法。以上海市某一优秀历史建筑的外立面测绘为例,详细阐述三维激光扫描点云数据处理过程中的关键技术,并验证本文方法的可行性,为历史建筑的数字化存档和规划保护提供基础数据与技术参考。

基于“高程-边界”耦合算法的街巷肌理测绘研究

针对街巷肌理结构复杂,测绘难度大,精度难以控制的问题,本文基于无人机航测技术,运用“高程-边界”耦合算法实现街巷要素的快速、高精度测绘,并选取街巷肌理复杂、测绘难度较大的某城市更新项目进行实例研究。结果表明,“高程-边界”耦合算法在保障街巷肌理测绘成果精度和提高测绘效率方面均具有良好的应用效果。

利用无人机航测技术计算拦沙坝库容曲线

为了获取准确的拦沙坝库容曲线,本文提出一种计算拦沙坝库容曲线的方法。首先,利用无人机(UAV)对拦沙坝区域进行低空飞行获取高分辨率航摄影像,通过像控、空中三角测量及立体模型密集匹配等技术,获取研究区域的高精度数字高程模型(DEM);其次,在规则格网DEM的基础上,分析拦沙坝库容的计算原理及DEM高程精度对库容曲线精度的影响;再次,利用软件根据上述原理进行库容曲线的计算及绘制,得到拦沙坝的库容曲线;最后,总结该方法实施的两个必要前提。

无人机航测技术在采空区裂隙及矿口识别中的应用

本文以实现采空区裂隙及矿口快速识别为目的,利用无人机航测、红外传感设备进行基础数据采集,通过Agisoft Photoscan正射影像自动建模、Matlab卷积神经网络模型、Python深度学习等方法,实现采空区裂隙及矿口识别。一方面可有效应对采空区地质环境复杂、测绘安全风险大的困难;另一方面可解决人工测绘效率低、遥感测绘精度低的问题。本文利用无人机灵活高效、数字化程度高的优势,结合数学模型开展自动化识别与测绘,有效地提高了测绘效率,降低了测绘难度。

遥感监测批次成果图斑质检工具集的设计与实现

为有效把控遥感监测图斑成果质量,本文设计研发了一套用于遥感监测批次成果图斑质检的工具集。该工具集基于ArcGIS平台,利用Python语言编写,功能覆盖属性检查、图形检查、数学基础检查和成果与基础资料一致性检查等内容。经过项目验证,该工具集可对监测批次成果图斑质量进行快速检查,有效避免了属性误填、漏填,解决了批次成果之间图形拓扑问题。

一种基于无人机LiDAR点云的电力线快速提取方法

为了改变传统人力巡检长距离电力线效率低下的问题,提高生产效率,满足电网智能化管理需求,本文基于机载激光雷达(LiDAR)点云数据,采用凝聚层次聚类算法,利用C语言编程,实现了对电力线点云的快速和精确提取,并通过实例进行验证。结果表明,凝聚层次聚类算法对电力线点云提取的准确率达99.99%,避雷线最小拟合残差为0.11 m,电力线最小拟合残差为0.19 m,最大拟合残差为0.21 m,平均拟合残差为0.20 m。该算法的自动化实现过程,可提高电力线的巡检效率,获取较好的测试效果。

高山阴影区域数字表面模型匹配方法研究

针对全球测图项目中高山阴影区域数字表面模型(DSM)匹配结果不理想的问题,本文测试CIPS和INPHO两款软件关键参数值的多种组合方案,以找出适用于高山阴影区DSM匹配的软件和参数组合方案,并对覆盖俄罗斯大高加索山脉约5000 km^(2)的区域开展生产试验,对结果进行定量和定性评价。试验结果表明,CIPS软件使用7×7滤波窗口和Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)数据辅助匹配的组合方式,能有效减少高山阴影区域匹配结果的噪声、地形丢失等现象,合理表达高山阴影区地貌形态,优化DSM匹配流程,有效提高DSM的高程精度。

基础地理实体转换生产及应用

针对采用基础地理信息要素数据进行基础地理实体转换生产中存在数据源格式多样、转换工作量大、语义化困难、地理实体三维信息缺失的问题,实现基础地理信息要素数据快速实体化转换及应用,本文设计了一套转换生产流程,应用ETL技术进行数据转换,应用知识图谱和地理信息系统(GIS)空间运算进行实体关系语义化,应用多源高程数据采集基础地理实体三维信息,最终实现快速转换生产基础地理实体数据的应用场景。本方案经生产验证,生产流程和技术可行,满足生产精度要求,且实体化速度快,可应用于多种应用场景。