厂城的自相似性与空间转译:基于空间视角的工业街区重塑

本文基于天津第一机床厂的城市设计,探讨了将工业厂区转化为城市空间的策略与实践。通过对厂城空间自相似性的研究,得到街区重塑中空间转译的技术路径,由此指导城市外部空间的重构。设计通过将空间创新性的分解与重组,赋予工业遗存空间新的城市功能,将厂区转化为充满活力的现代街区。同时,通过构建景观公园体系,增强空间的生态可持续性。该项目不仅为工业遗产的活化再生提供了创新途径,还为城市更新中的街区重塑树立了实践标杆。

Spatial-time continuous changes simulation of crop growth parameters with multi-source remote sensing data and crop growth model

本文将遥感信息与作物模型同化实现作物生长参数的时空域连续模拟,进而监测生长参数的时空域变化。首先将作物模型WOFOST(World food studies)与冠层辐射传输模型PROSAIL耦合构建WOPROSAIL模型,利用微粒群算法(PSO)通过最小化从CCD数据获取的土壤调节植被指数观测值SAVI(soil adjusted vegetation index)与耦合模型得到的模拟值SAVI’之间差值优化作物模型初始参数。通过MODIS数据反演实现参数的区域化,并将区域参数作为优化后作物模型输入参数驱动模型逐像元计算生长参数,实现生长参数的时空域连续模拟与监测,最终建立区域尺度遥感-作物模拟同化框架模型RS-WOPROSAIL。结果表明:同化模型解决了作物模型模拟空间域和遥感信息时间域的不连续问题。模型模拟的叶面积指数(LAI)、穗重(WSO)、地上总生物量(TAGP)等生长参数较好地体现了水稻生长状况时空域变化,研究区水稻模拟产量与实际产量的误差为27.4%。

基于分形理论的NDVI连续空间尺度转换模型研究

尺度效应是遥感领域的一个非常重要的科学问题。定量遥感尺度转换研究可用于解决如定量遥感反演产品真实性检验等诸多颇具挑战性的问题。传统升尺度转换研究方法无法得到连续空间尺度上反演量的变化特性;且面临不同传感器间几何、光谱等特性参数校正问题的干扰,尺度转换研究精度受到影响。为此,基于分形理论利用单一传感器影像解决这些问题。基于Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+)数据,以NDVI(利用其地表辐亮度计算模型)为研究对象,建立了一个可参考的反演量连续空间尺度转换模型研究流程。结果表明:(1)NDVI升尺度转换中存在尺度效应,且此效应可由尺度转换分形模型定量描述;(2)此分形模型适用于NDVI产品的真实性检验中。这表明分形作为一种有效的方法,可用于定量遥感尺度转换研究中。

吉林省自东向西城乡连续空间大气汞分布特征研究

为了解水平中尺度气象条件控制下连续空间区域内大气汞污染特征,使用车载塞曼效应汞分析仪(Zeeman RA915+),由吉林省东部汪清县不间断行车至西部镇赉县,同步测定了近1 000km沿线"城市—乡村"连续空间大气汞质量浓度分布情况.结果表明:研究区域内大气汞含量平均值为(5.99±3.19)ng/m3,最高值出现在城市区(长春市),最低值出现在乡村区(汪清县,敦化市和白城市辖区内).研究区域内大气汞含量空间分布特征表现为由中部地区向东西部地区呈逐渐递减趋势;规模较大的城镇区高于规模较小的城镇区,城镇区显著高于乡村区;东部地区与西部地区具有不同的大气汞浓度空间特征,上述特征与区域内大气汞含量受燃煤汞排放过程控制有关.研究区域城镇全域(含乡村)大气汞含量特征表现为长春地区(9.07±6.36)ng/m3,吉林地区(7.02±2.70)ng/m3,延边地区(5.08±2.06)ng/m3,松原与白城地区(4.70±0.98)ng/m3;城镇辖区内(不含乡村)大气汞含量长春市(16.41±8.65)ng/m3最高,镇赉县(3.47±0.60)ng/m3最低.

基于多属性的空间连续模糊聚类算法的血管分割

血管系统的3维显示对于图像导航神经外科和手术计划非常重要。提出了一种基于多属性的空间连续模糊聚类算法的血管分割算法来提取时飞磁共振血管造影(TOFMRA)图像中的血管,该聚类算法同时利用了图像的灰度信息和几何信息来提取血管,而目前已有算法仅采用灰度信息。在该算法中又提出了一个融合了灰度和几何形状的不相似性度量准则,由于几何形状的采用,使得该算法可以区分具有相似灰度但位于不同几何形状组织里的像素。为了验证该算法,分别对2维和3维图像进行了分割,实验结果表明,该算法能够获得更好的分割结果。

领域知识辅助下基于多尺度与主方向纹理的遥感影像土地利用分类

基于灰度共生矩阵(GLCM)的纹理特征在影像空间分析中具有重要作用,提出了一种在领域空间知识辅助下构建GLCM多尺度窗口与主方向权值的方法,从而提高纹理特征的有效性,并解决影像土地利用分类中存在的不确定性问题。为此,根据人类目视解译的特点,对GIS与RS数据进行集成计算:首先,在图像配准的基础上,利用经典的GIS空间数据挖掘算法,渐近式地提取领域形态知识;接着,采用关联分析法建立其与GLCM构造因子之间的响应机制,并设计了基于地类形状指数的多尺度窗口建立算法,以及基于地类主方向分布指数的方向权值测度算法。试验结果表明,领域形态知识与GLCM空间因子之间具有强相关关系,该方法提取出的纹理特征可以描述复杂地物的空间意义,算法复杂度低,性能优越,有效提高了影像土地利用分类的精度。

历史街区活化的景观策略——以德国慕尼黑“五个院子”和成都宽窄巷子为例

在城市的蓬勃发展中,承载着城市文化记忆的历史街区往往因基础设施陈旧、周边城市功能变迁、空间与现代生活需求匹配度低等原因而逐渐衰退。因此历史街区的活化成为旧城更新的重要课题。本文通过对德国慕尼黑"五个院子"和成都宽窄巷子两个成功案例研究,深入分析其公共空间更新的设计策略,总结出空间重构、肌理及空间尺度延续、新旧并置、历史符号提炼与历史场景再现等景观策略。

基于机器视觉的城市空间尺度要素特征提取系统设计

针对传统城市空间尺度要素特征提取系统没有分类处理遥感影像多尺度纹理特征,导致提取效果差、精度低等问题,设计一种基于机器视觉的城市空间尺度要素特征提取系统。基于机器视觉技术将数字图像处理与计算机理论相结合,采用灰度共生矩阵法提取遥感影像多尺度纹理特征,并利用决策树分类法对其展开分类后,获取城市遥感影像分类结果。通过直方图阈值分割方法提取水体特征,利用决策树分类法提取建筑物特征,通过纹理参数分割、数字形态学处理、特征矢量化等步骤提取植被特征,运用数学形态学和边缘检测提取道路、阴影以及裸地特征。实验结果表明,该系统空间尺度要素特征提取,准确率高达95.02%,精度高;并且速度快、效率高,说明该系统实用性较好。

连续小波变换奇异性的真假纸币识别研究

针对纸币造假技术不断提高的现状,提出了一种新的真伪纸币识别方法。通过采用连续小波变换的Lipschitz指数来表示纹理的粗糙程度,进而对真假纸币纹理特征进行定量描述,以此作为判断纸币真假的标准。仿真结果表明,该算法能够有效地识别真假纸币,且精度较高,在一定程度上提高了鉴别真假纸币的能力。

多尺度空间填充曲线空间连续性研究

将二维Hilbert编码和Z编码拓展到以尺度维作为第三维的三维填充曲线:多尺度Hilbert曲线和Z曲线。在多尺度数据条件下,这两种曲线能够提高空间填充曲线的空间连续性,适应多尺度的需求。依托四叉树模型,将多尺度的Hilbert曲线与按照相同思路设计的多尺度Z曲线进行两类对比试验,验证了多尺度Hilbert曲线相对于Z曲线在空间连续性方面的优势,提高的比例在15%~30%之间。

The spatial scaling effect of continuous canopy Leaves Area Index retrieved by remote sensing

Leave Area Index (LAI) is one of the most basic parameters to describe the geometric structure of plant canopies. It is also important input data for climatic model and interaction model between Earth surface and atmosphere, and some other things. The spatial scaling of retrieved LAI has been widely studied in recent years. Based on the new canopy reflectance model, the mechanism of the scaling effect of con- tinuous canopy Leaf Area Index is studied, and the scaling transform formula among different scales is found. Both the numerical simulation and the field validation show that the scale transform formula is reliable.

基于张量投票和深度图的弱纹理图像三维重构

基于图像的三维建模中图像的弱纹理区域因其颜色单一和局部反光现象,使得该区域内难以有效的检测和匹配特征点以及进行鲁棒的三维点云扩展,容易产生空洞现象和大量的噪声三维点,影响三维建模的精度和完整性。运用松弛变量约束对误匹配特征点滤波并优化相机矩阵,在稠密点云扩展阶段运用张量投票原理,滤波点云扩展中与周围三维点法向不一致的噪声点,运用多尺度离散-连续深度图法重构三维模型。实验结果表明:提出的方法与PMVS(patch based multi view stereo),MVE(multi view environment),Mesh Recon等重构方法相比,具有更好的建模精度和完整度。

陶粒、砂填充连续与非连续屏障隔振效果的全尺试验与数值研究

采用全尺试验方法,研究不同材料(陶粒、砂)填充不同类型屏障(连续型、非连续型)的隔振效果。同时,为弥补试验研究的不足,辅以数值研究。为此,在试验研究开展之前,在原场地上进行了面波多通道分析(multi channel analysis of surface waves,简称MASW)试验,以便获得场地的动力学特性,作为数值研究的基础。随后,开展试验工作以便获得场地固定点的传递函数与衰减分贝;并使用数值方法,编制程序计算加速度分量的空间分布场。综合以上两种方法后发现,隔振材料影响在低频处,两者差异不甚明显;在中频处,两者差异开始显现。陶粒的隔振表现接近空沟;在高频处,因土体的阻尼作用明显,材料影响难以表现。综上所述,陶粒的隔振效果远优于砂,整体表现接近空沟。屏障类型影响:当频率为30 Hz时,屏障的作用甚微,分量的空间分布形态以振源为圆心,呈环形分布;频率为50 Hz时,环形分布被屏障打破,其形态由环形变为椭圆形,而短边则指向波阵面方向,令一定强度的分量拒止于屏障的后区域;频率为80 Hz时,土体阻尼作用明显,以致两者差异不甚明显。综上,连续型屏障的隔振效果远优于非连续屏障。材料与屏障类型使用建议:若采用一般性的材料,考虑成本等因素,使用两者皆可;但采用高阻尼材料,考虑隔振效果等因素,则连续型屏障更优。

西安市碑林历史街区空间形态特征解析

西安市碑林历史街区作为西安市仅存的两个历史街区之一有着极高的历史文化价值。论文基于分析碑林历史街区形成的原因从空间布局、肌理特点、空间尺度和平面形态四个方面研究碑林历史街区空间形态特征,为西安城市历史街区更好的得到保护与发展提供依据。

河北坝上地区坡面尺度土壤机械组成的空间变异

土壤机械组成是土壤重要的性质之一,其空间变异研究主要在大尺度开展,小尺度的研究也具有重要意义,却较少受到关注。本研究采用吸管法测定河北坝上地区坡面尺度32个采样点6个深度的土壤机械组成,利用地统计与GIS相结合方法分析土壤机械组成的三维空间变异,探究坡面尺度土壤机械组成空间变异的主要影响因素。结果表明:坡面尺度土壤各粒级含量具有较强的空间自相关性。凸坡、坡上和坡中的砂粒含量较高,粉粒、黏粒则与之相反。随着深度的增加,土壤砂粒含量波动增加,粉粒含量波动下降,黏粒含量则比较稳定,且土壤机械组成空间变异性有增强趋势。研究坡共存在黏壤土等5种土壤质地类型。坡型和坡位是影响土壤机械组成空间分布的主要因素,该尺度存在与大尺度相当数量的土壤质地类型,表明小尺度土壤机械组成与土壤质地的空间变异信息不容忽视。

城市小尺度街区肌理与尺度研究--杭州市民生药业地块城市设计

城市街区的肌理与尺度反映着街区的空间品质,影响着人们对街区公共活动空间的使用和认同。在杭州市民生药业地块的旧城更新实践中,设计采用小尺度网格街区的空间形态,力求构建一个多样化的、富有亲切归属感的高品质城市街区,从而实现人性化城市生活与城市形象的回归。

基于多尺度空间特征融合的三维重建

为了提高基于多视图立体匹配网络(MVSNet)的深度学习算法在弱纹理场景下的精准性,提出了一种基于多尺度空间特征融合的三维重建方法。首先利用金字塔特征提取网络(PFNet)训练图像序列的特征表示,得到特征图不同尺度之间的联系,使网络可以更好地捕获图像上下文信息;然后利用UGRU循环卷积网络计算出三维成本量,通过门控循环单元网络(GRU)和U-Net架构的结合使用,能够有效聚合不同尺度信息,并且提升弱纹理区域下的重建精度。使用DTU数据集进行验证,实验结果证明,相比目前先进方法 R-MVSNet,该方法在精度方面有较大提升,尤其体现在弱纹理区域。

纹理频谱分析的高分辨率遥感影像最佳尺度选择

基于对纹理频谱的分析提出了一种高分辨率遥感影像最佳尺度的选择方法。首先,分析四种典型地物在傅里叶变换频域的频谱响应特性。然后,采用点扩散函数对原始影像进行尺度扩展,进而根据地物纹理的径向与角向曲线随尺度扩展的变化选择最佳尺度。最后,通过分析四种地物在6个尺度下的纹理特征可分性,说明本文方法能客观反映出地物的尺度效应,具备最佳尺度选择的可行性。利用支持向量机对QuickBird全色影像进行面向对象的分类,实验结果表明在最佳尺度下可取得较高精度。

定量遥感升尺度转换研究综述

尺度转换问题是定量遥感领域基础而重要的科学问题之一。重点针对升尺度转换研究现状,从现象描述、尺度效应产生原因分析、尺度转换方法归纳及尺度转换效果评价4个方面进行细致论述。认为目前的研究主要存在3个问题:①基于离散的多传感器影像进行的反演量尺度转换研究,受到不同传感器间成像参数归一化精度的影响;②反演量物理模型发展有限,基于这些模型的反演量连续空间尺度转换研究仍不成熟;③基于分形理论等数学方法的反演量连续空间尺度转换研究取得了一定的进展,但仍受限于尺度上推理论与技术的发展水平。对于定量遥感升尺度转换研究的发展趋势,做出如下展望:①随着成像参数归一化技术的进步,问题①将得到更有效的处理,这将有助于实际应用问题的解决;②连续空间尺度转换模型构建是升尺度转换研究发展的重要趋势。随着多学科知识的融入,定量遥感反演理论的发展及尺度上推理论与技术的进步,问题②与③亦将得到较好的解决,这将有益于揭示遥感反演量真正意义上的尺度转换规律。

根据分形理论与五指标评价体系构建NDVI连续空间尺度转换模型

针对目前基于统计或物理模型方法的升尺度转换研究中存在的不足,以归一化差分植被指数NDVI为研究对象,基于分形理论提出一种连续空间升尺度转换模型CSSM(Continuous Spatial Scaling Model)构建方法。所构建的模型尺度适用范围更广,且具有一定的物理意义。针对已有研究尚未解决的模型构建的最合理尺度层级确定问题,结合原有的统计学四指标评价体系(r、p、rlo、rup),融入了真实性检验应用效能评价指标(Max_of_abs(Error)),建立了一个基于五指标评价体系的模型构建最合理尺度层级确定方法。以北海市沙田半岛Landsat ETM+影像为实验影像,设定r≥0.8,p<0.05,rlo≥r≤rup及Max_of_abs(Error)≤0.05为评价体系的边界条件,从追求模型尺度适用范围更大的角度考虑,确定出该影像模型构建的最合理尺度层级Level=267,则该模型最高可对30 m×267即8 km分辨率遥感影像进行NDVI验证。通过动态调整此评价体系的边界条件,实现了最合理尺度层级取值的敏感性分析。这些工作使得基于分形理论的NDVI's CSSM构建研究更为系统。