An integrated classification method for thematic mapper imagery of plain and highland terrains

The classification of thematic mapper imagery in areas with strong topographic variations has proven problematic in the past using a single classifier, due to the changing sun illumination geometry. This often results in the phenomena of identical object with dissimilar spectrum and different objects with similar spectrum. In this paper, an integrated classification method that combines a decision tree with slope data, tasseled cap transformation indices and maximum likelihood classifier is introduced, to find an optimal classification method for thematic mapper imagery of plain and highland terrains. A Landsat 7 ETM+ image acquired over Hangzhou Bay, in eastern China was used to test the method. The results indicate that the performance of the inte- grated classifier is acceptably good in comparison with that of the existing most widely used maximum likelihood classifier. The integrated classifier depends on hypsography (variation in topography) and the characteristics of ground truth objects (plant and soil). It can greatly reduce the influence of the homogeneous spectrum caused by topographic variation. This integrated classifier might potentially be one of the most accurate classifiers and valuable tool for land cover and land use mapping of plain and highland terrains.

基于驾驶员脑电信号的平原区四车道公路禁令和警告标志优化设置

为探究平原区4车道公路各类交通禁令和警告标志的设置效果,通过现场试验采集驾驶员脑电信号数据,对脑电信号电位、时频、地形图、功率及其衍生指标等进行了综合分析,研究驾驶员在观察不同类型交通禁令和警告标志时的脑电特征,实现了对交通标志设置效果的客观评价。结果表明:在试验路段,驾驶员观察交通禁令和警告标志时较静息状态的脑部额叶区电位变化和脑电功率变化均更加显著,脑区激活程度更高,该路段交通禁令和警告标志的设置总体上能够引起驾驶员的警觉;试验路段中十字交叉、限制质量、环形交叉、T形交叉、限速、解除限速6类交通禁令和警告标志在脑电β波相对功率和θ/β功率指标中均有显著性差异,其中限速和解除限速类交通标志β波相对功率较高,θ/β功率指标较低,该类交通标志设置效果较好,能够引起驾驶员较高的注意;限制质量、十字交叉、T形交叉类交通标志β波相对功率较低,θ/β功率指标较高,该类交通标志设置效果较差,不能引起驾驶员足够的注意,其原因可能与驾驶员驾驶习惯和道路环境等因素有关,在对该路段交通禁令和警告标志进行优化时,应重点考虑限制质量、十字交叉、T形交叉这几类标志。研究结果可为同类公路交通禁令和警告标志的优化设置提供参考和借鉴。

一种平原区园地遥感信息提取的新方法

针对平原区园地与居民点落叶林不易区分的特点,提出适合于中分辨遥感影像的平原区园地信息提取特征指标——平原区园地指数.利用影像的多时相特征,结合面向对象的分类方法构建平原区园地信息提取模式.安徽省砀山县园地提取实验表明,该方法简单易行,有效避免了"椒盐现像",提高了分类精度,对于准确地确定平原区园地面积及其分布情况具有重要的实际应用价值.

强人类活动干扰下的平原区数字水系构建

由于满足人类生产生活的需求,人类对河道的开发利用使得河道水系变得纵横交错,在平原区的很多河道高程不断的变化,甚至河流流向变成了与原来相反;因此采用常规方法在利用DEM提取数字水系时就会产生断开或者假水系的情况。针对以上情况,本文建立了采用强可视化算法等方法进行DEM的处理及河系提取,具体为:首先在流域实际水系的基础上,提炼出可反映实际水系主要特征和过程的概化水系,其次对断开或不合理处的DEM采用本文建立的强可视化算法进行分析,并采用缓冲区算法和双线性插值算法进行修改,最后对得到的DEM进行河系提取。运用以上方法,本文以天津市为例进行了应用,并与传统算法和高程增量迭加方法提取的DEM水系相比较,结果表明该方法更适合平原区数字水系的提取,并能得到与实际情况吻合的水系。

山地与平原地形对地震动影响的对比分析

山地和平原地形在破坏性地震中对震害和地震动有很大影响,不同地形对地震动有不同的地形效应。为研究山地和平原地形对地震动的影响规律,基于集集地震后续M L6.6余震的强震观测记录,对位于不同地形且与震中位于同一直线上的四个强震台记录处理计算,从波形特征、频谱分析、加速度反应谱计算、与规范谱比较等方面进行对比分析,完成长周期地震动反应谱分布的计算。研究表明,山地地形对地震动的高频成分有地形放大效应,沉积平原对地震动的低频长周期部分有放大作用,并且长周期反应谱的峰值区域始终位于沉积平原中部。平原上强震记录产生的长周期放大系数谱已超出规范谱,沉积平原上长周期建筑的抗震设防应引起重视。

一种特殊的地貌现象——碟形洼地群及其成因的探索

使用 192 6年出版的五万分之一顺直地形图作历史地貌分析 ,在河北平原西部白洋淀流域地区发现有数量众多、形态奇特的地貌——碟形洼地。用计算机数字地形模拟 (DTM)方法对该洼地的个体形态和总体分布特征进行研究 ,并与国内外其他地区已报道的陨石雨冲击坑对照 ,判断白洋淀流域的碟形洼地群可能是分布在第四纪松散沉积物上的陨石冲击坑的遗迹。推测冲击可能发生在全新世中—晚期 ,洼地群是一次规模巨大的陨石雨冲击所形成的。

松嫩高平原县域土地利用空间格局地形梯度特征分析——以巴彦县为例

以黑龙江省巴彦县为研究区,基于研究区DEM数据,运用土地利用类型的分布指数、土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,明确研究区土地利用空间格局的地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响。结果表明:(1)研究区土地利用空间格局在地形因子的作用下存在明显的梯度特征,旱地、水田、草地、水域、建设用地及其他用地主要分布在较低地形级别区,林地主要分布在较高地形级别区。(2)除林地以外,其他土地利用类型分布的优势地形位均位于较低地形级别区,林地分布的优势地形位位于较高地形级别区,各土地利用类型分布的优势区域不尽相同。(3)研究区土地利用结构的信息熵及均衡度变化趋势相同,优势度的变化趋势与信息熵、均衡度的变化趋势相反,土地利用空间格局与地形因子具有显著的相关性。

一种区分平原区城镇与农村用地新方法

区分城镇与农村用地是遥感专题信息提取的关键。针对遥感影像很难有效区分城镇与农村用地的问题,结合稳定夜间灯光影像和增强型植被指数影像,构建区分平原区城镇与农村用地新方法,对南京城镇与农村用地提取。利用人工解译结果对研究区提取结果进行精度评价,并对比不同城市进行精度验证。结果表明,该方法对南京居民地提取总体精度和Kappa系数分别为86.89%和0.64。其中,南京城镇用地提取总体精度和Kappa系数分别为91.38%和0.66,农村用地精度分别为90.31%和0.35。不同城市提取城镇与农村总体精度分别达到85.34%和80.27%,提取结果与人工解译结果空间格局基本吻合。该方法从居民地中区分城镇与农村,是一种有效的辨别城镇与农村用地遥感提取方法,为区域城镇与农村用地信息区分提供新思路。

平原区高速公路改建方案设计模式

由于交通量快速地增长,20世纪后10年建设的多条平原区四车道高速公路需要进行拓宽改扩建。结合工程实例,通过现有的道路调研分析,采用层次分析方法,论述了平原区高速公路拓宽改扩建工程各种方案的特点。通过设计方案的研究和论证,提出平原区高速公路改扩建方案层次模型。

唐山地区防御性村庄聚落特征演变与现代传承研究——以唐山市丰润区城北寨村为例

唐山地区村庄聚落的规划和民居合院形式与华北平原同纬度地区差异性较大,以该地区的历史条件与所处地理区位为切入点,通过文献阅读、实地考察、图解分析等方法,研究其村庄规划与合院形式的防御性特征。结果显示,村庄在由军营转化的过程中,受到当地屯兵历史、卫所制度、地理劣势以及防御工程缺失的四大因素影响下,在村庄规划层次形成了轴心内向、组团独立、路网便捷可达、外部边界规则封闭等防御性特征,合院在组合层面形成了新的视觉通廊防御系统与撤退防御系统。

地形特征提取中平地流线确定算法研究

讨论了地形特征提取的常用算法,重点对地表流水模拟算法中的平地流线确定问题进行了研究,提出了一种改进的平地流线确定算法,并进行了软件实现.

山区及平原区高速公路几何线形指标与事故率间关系对比研究

为准确分析高速公路线形指标与交通事故率间关系,首先选择两条具有代表性的山区及平原区高速公路作为研究对象,对两种高速公路的平面线形、纵断面线形及组合线形安全性进行了对比分析;之后利用曲线拟合回归方法,建立了山区及平原区高速公路交通事故率与单一线形指标间的关系模型,并分析了事故率与组合线形指标间的关系;通过山区及平原区高速公路的对比分析,发现两种高速公路几何线形指标与交通事故率间关系存在一定程度的不同,因此在相关研究中应充分重视由于地形条件的不同所造成的影响。

金属活动态测量在冲积平原覆盖区隐伏矿的试验研究——以安徽无为龙潭头硫铁矿为例

随着出露区矿产资源的日益枯竭,覆盖区已逐渐成为矿产勘查的重点。传统化探方法难以在覆盖区发挥作用,而金属活动态测量法可以提取与深部隐伏矿体有关的矿化信息。该方法在冲积平原覆盖区还缺乏相关研究。以安徽无为龙潭头隐伏硫铁矿为例,开展土壤全量和金属活动态测量的试验研究。结果显示:土壤全量测量在隐伏矿体上方无异常显示。金属活动态测量中,Cu和S元素的水溶态,Fe元素的铁锰氧化物态和吸附态均呈现出高异常值,异常衬度达到2及以上。其中S元素的水溶态异常最明显,含量峰值达14.8×10^-9,背景值为4.81×10^-9,异常衬度3.08。其次,Cu元素的有机态和S元素的铁锰氧化物态呈现较高异常,异常衬度1.5以上。金属活动态测量提取的异常均位于隐伏矿体上方,且与赋矿主断裂空间关系密切。本次试验研究表明,金属活动态测量可以有效提取与龙潭头隐伏矿床有关的地球化学异常,该方法在冲积平原覆盖区应当有着较好的应用前景,但仍需要更进一步地研究,以建立相应的方法技术流程与标准。

污染天气下成都东部山地—平原风环流结构的数值模拟

本文利用中尺度模式WRF(V3.9)对2016年12月7日成都东部(龙泉山)一次污染过程下的山地—平原风环流进行了模拟,旨在探讨冬季污染天气下山地—平原风环流的结构和演变特征。此外,通过减少气溶胶光学厚度(AOD,Aerosol Optical Depth)的敏感性试验探究气溶胶污染对山地—平原风环流的影响。结果表明:冬季污染大气条件下成都平原地区存在显著逆温。龙泉山南北长、东西窄且高度较低,由于东、西坡辐射能量的不均匀分布和背景风的强迫,上午、凌晨和夜间均出现越山下坡风环流,上午强度较强,凌晨和夜间强度较弱。午后开始出现平原风环流,最大影响范围为山体宽度的3~4倍,17:00(当地标准时,下同)左右结束。各阶段环流在南北方向上差异较大,越山下坡风环流在南段最强,中段最弱;中、南段山体较低窄,平原风环流易被湍流掩盖,北段平原风环流最为明显。AOD减小后辐射及地表热通量均有所增加,中、南段湍流更加旺盛,边界层显著抬升且降低时间滞后,山体与平原间感热通量差异增加,北段平原风环流增强、持续时间增长。

暴雨前后山地与平原的大气垂直结构特征对比分析

利用神农架机场站2016年6月23日11时—24日08时(北京时,下同)和咸宁站2016年7月3日04时—4日01时两次暴雨过程的地面小时降水数据及同址微波辐射计观测数据反演的地面至10 km高度共58层的水汽密度、液态水含量、相对湿度和温度廓线,以及站点水汽总量、液态水总量、云底高度等资料,得到两次暴雨过程中,位于山地的神农架与位于平原的咸宁的暴雨前后大气垂直结构差异。神农架水汽总量、液态水总量均低于咸宁,测站上空各高度的水汽密度、液态水含量、温度也低于咸宁对应高度的数值,混合层的相对湿度略大于咸宁。多要素综合分析认为:(1)神农架处于山地,外来水汽供应不够充分,降水的形成主要依靠本地水汽凝结产生;由于山地海拔较高,神农架大气层结温度相对较低,冰晶效应的温湿条件较咸宁好,冰晶效应使得神农架在水汽供应不够充足的情况下产生暴雨。(2)咸宁水汽供应充足,水汽凝结之后可以得到及时补充;咸宁尽管混合层的湿度条件不如神农架,冰晶的凝结增长相对较弱,但混合层的凇附过程和融化层的云雨滴碰并都在降水过程中起到重要作用。(3)降水开始前神农架的大气抬升作用比咸宁的强,地形对气流的阻挡抬升作用明显,而降水开始后咸宁的大气抬升作用更显著,表现出明显的对流性特征。

土壤砷空间分布特征及其与地理要素的关联分析

为研究平原-丘陵-山地复杂地形区的土壤砷含量分布特征及其与地理环境要素间的关系,文章采用地统计法与地理信息系统空间分析相结合对研究区土壤砷含量的空间变异规律进行了分析,构建了复杂地形区土壤砷含量与地理要素的关联模型。结果表明:随着地形从低到高,研究区土壤砷含量由低到高分布,空间上呈现从东南向西北逐渐递增趋势,东南部地区砷含量最低;土壤砷与土壤岩性特征、海拔呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别是0.213和0.251,与纬度呈显著负相关。因此,以海拔、岩性和纬度作为自变量,土壤砷为因变量,构建了土壤砷多元线性逐步回归模型,模型验证显示普通克里金插值所得的预测结果与实测值间较吻合,相关系数为0.67,决定系数为0.45,均方根误差为1.29。

平原区承压水上部弱透水层对NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)的阻滞能力分析研究——以北京市通州区为例

由于工农业经济快速发展引起的广大平原区浅部地下水不同程度污染已经成为比较普遍的问题。平原区深部的承压水因水质较好,往往成为当地供水的主要水源,因此其地下水保护至关重要。承压含水层上部的弱透水层在阻滞浅部污染物进入承压含水层的过程中起到极其关键的作用。本次研究,以华北平原典型区域通州区为例,以研究区水文地质单元为基础,结合钻孔资料获取的地层结构特征、岩性特征等,开展了潜水与承压水之间弱透水层对污染物阻滞能力的探索模拟研究,评价结果显示研究区弱透水层污染物阻滞能力西北部最差,自西北向东南呈现出先增强后减弱的态势。本次研究的思路和方法可为同类平原区弱透水层对污染物阻滞作用研究提供借鉴。

华北平原3次持续性大雾过程的特征及成因分析

应用常规气象观测资料、区域自动站资料、NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料和L波段加密探空资料,对近年华北平原3次持续10 d以上的大雾天气过程的高空及地面气象要素条件、大尺度环流背景、边界层特征、温湿场特征以及形成原因和维持机理进行了天气学诊断分析。结果表明:3次大雾过程都发生在纬向环流背景下,其平均高度场、湿度场、温度场和海平面气压场极其相似,其高空和地面气象要素如相对湿度、风速、温度露点差、逆温层厚度等的统计值也比较近似;高空纬向环流长时间维持导致的冷空气活动偏弱,加上太行山、燕山对冷空气的阻挡和消弱造成的华北平原长期静稳天气形势,是华北平原大雾长时间维持的根本原因;纬向环流背景下多个"干性短波槽"活动、大尺度下沉运动、太行山地形造成的地形辐合线及偏西气流越过太行山下沉增温导致的层结更加稳定也是华北平原大雾加强和维持的重要原因。

河南省平原区潜水含水层给水度分区研究

给水度是土壤释水性的一个重要指标,对浅层地下水资源评价等具有重要影响。给水度受地下水位波动等因素影响可能会出现一定变化,2002年开展的第二次河南省水资源调查评价(以下简称二次评价)中的给水度分区的相关成果已不能准确反映当前实际情况,为此有必要对河南省平原区潜水含水层给水度分区进一步复核修正。采用现场非稳定流抽水试验法、室内筒测法、动态法等对河南省潜水含水层不同岩性的当前给水度进行测定分析,结合近期关于研究区给水度相关研究的大量成果,对河南省平原区包气带不同岩性给水度进行分区。结果表明:现场非稳定流抽水试验测定的给水度存在离散现象,室内筒测法及动态法测定分析的给水度结果较为稳定;本研究测定的给水度结果较二次评价中的给水度结果大;综合确定粉质黏土区的给水度为0.030~0.045、粉土区的给水度为0.040~0.060、粉砂区的给水度为0.060~0.080、细砂区的给水度为0.080~0.100;绘制了研究区给水度分区图,给水度在0.022~0.084范围的区域面积占研究区总面积的87.5%;研究区以粉土、粉质黏土为主。该分区结果对相关研究具有一定参考价值。

平原地区区域性地质灾害气象预报措施

我国国土面积广阔,地势地貌复杂。随着人类生活对生态环境影响的不断扩大,地质灾害频发,直接威胁到经济发展与人民的生命财产安全。地质灾害与气象条件联系密切,强化地质灾害气象预报研究有助于推进防灾减灾工作的高效开展。以平原地区区域性地质灾害为着手点,分析地质灾害与气象条件之间的联系,探讨做好区域性地质灾害气象预报的措施。