京津冀地区民用机场交通可达性空间特征分析

为了定量研究京津冀地区民用机场交通可达性的空间特征,基于京津冀地区公路网数据、铁路网数据和城市地铁网数据,在总结前人研究的基础上,运用Arc GIS的空间分析模块,进行成本距离分析,生成京津冀地区民用机场可达性空间分布图并进行深入分析。结果表明,京津冀机场可达性呈现南高北低、东高西低、中间地区强于边缘地区的态势,其中东部机场可达性最好,北部机场可达性最差,机场时间可达性集中在1.5h-6h时段,约占整个区域的51.1%,京津冀地区机场可达性整体较差;按照本研究定义的有效服务面积,该地区机场有效服务面积分为三个梯队,第一梯队为正定机场、首都国际机场和滨海国际机场;第二梯队为邯郸机场、三女河机场;第三梯队为宁远机场和山海关机场。从该地区机场可达性时段来看,在0-1.5h范围内,首都国际机场的服务面积最大,约占该范围面积25.23%;在1.5-3h和3-4.5h范围内,正定机场的服务面积最大,约占23.5%和21.9%。从研究结果来看,京津冀地区民用机场发展不平衡,需要改善京津冀地区的机场布局,在北部和西部增加机场,扩展有效服务面积;其次着力改善机场所在区域的交通网络建设,扩大现有机场的有效服务区域;最后,明确京津冀区域现有和新建民用机场的功能定位,大力发展区域枢纽机场,提高航空服务资源使用效率。

基于决策树分类的云南省迪庆地区景观类型研究

决策树分类是基于空间数据挖掘和知识发现的监督分类方法。本研究利用遥感TM数据和DEM数据,构建分类决策树,并通过ENVI软件实现决策树分类,得到迪庆地区的景观类型分布图。同时利用传统的监督分类的方法进行分类,得到该地区景观类型分布图。利用野外实地采样的数据对两种分类方法进行精度评价,结果表明,两种分类方法的总体分类精度分别为85.5%和67.4%,决策树分类方法的总体分类精度比传统监督分类提高了近20%。在此基础上,研究云南省迪庆地区的景观类型分布状况,可得到以下结论:迪庆地区的景观类型主要有河谷灌丛面积约占5.5%,针叶林面积约占36.16%,亚高山灌丛草甸面积约占3.4%,高山冰雪面积约占3.7%,裸地面积约占25.4%,水体面积约占4.4%。除裸地和水体外,其他景观基本都沿着山体按海拔高度和坡向分布,其中面积最大的为针叶林景观。这与该地区高山峡谷地貌吻合。

基于周期表的时空关联规则挖掘方法与实验

地理现象的周期性往往掩盖了许多地学规律,这也是地学数据挖掘的一个主要内容。本文以周期表设计了一种时空层次关联规则挖掘方法———PRules-Miner。模型利用周期表的表现形式对时空数据进行组织,并通过两步挖掘过程发现具有"遥相关"地理事物间的变化模式。模型算法分为3个步骤:(1)过滤周期表内无序数据:逐行地提取多周期内时空状态的频繁项,生成新的时空频繁状态表;(2)基于向下闭合引理,对时空频繁状态表中的对象进行时空拓扑匹配,得到时空关联规则候选集;(3)对于候选数据集进行时空拓扑验证,得到时空关联规则集。为证明模型算法的可靠性,应用PO.DAAC提供的20年AVHRR Product 016海表面温度遥感反演数据集和国家气象科学院提供的南京地区降水逐日数据资料,研究大洋暖池与南京降水间的时空关联规则。实践表明,这种挖掘方法具有以下特点:(1)算法基于面向对象思想,对地理对象状态进行独立描述。因此,所得时空关联规则与时空粒度无关,并能够挖掘出时空粒度不一致的地物间的关联关系。(2)算法使用笛卡尔积得到在时空拓扑阈值内匹配的时空候选集,并可以发现时域、空域均不邻接的事物间的时空关联规则,即时延不确定的地理现象的相互关联。

矢量数据属性信息无损栅格化的实现方法——以全国1∶25万土地覆被数据为例

矢量和栅格是GIS应用中两种基本的地学数据格式。与矢量数据相比,栅格数据利于空间建模和空间分析,且是空间尺度分析应用中常用的数据格式。一般来讲,较大尺度的矢量数据,涉及到保密性和知识产权的问题,若将这类矢量数据栅格化后,所得栅格数据由于其空间坐标精度相对降低而更易于实现数据共享。随着地学信息收集技术的不断发展,栅格数据正逐渐成为地学应用主要的数据格式。然而,传统的栅格化是一个伴随有属性信息损失的过程,主要原因在于一个栅格单元区域内存在混合类型。针对现阶段栅格化过程中的这个问题,本文以2005年全国1∶25万土地覆被矢量数据为例,提出了一种在ArcGIS软件环境下,依据"在一个单元格网中,一种土地覆被类型表达为一个GRID图层"的原则,结合POLYGRID命令及其{LOOKUP_TABLE}INFO文件进行土地覆被矢量数据无属性信息损失栅格化的方法。该方法可为相关研究人员在今后处理和分析地理空间数据的工作提供新的思路,以及为空间尺度的应用研究提供有价值的参考。

基于HJ-1CCD数据的西双版纳地区橡胶林分布特征

文中以我国HJ-1卫星为主要遥感数据源,结合野外采样数据,采用决策树的监督分类方法,获取云南省西双版纳地区2011年的橡胶林分布状况,并在此基础上,以覆盖该区域的数字高程模型(DEM)和气象数据为基础,利用地理信息系统(GIS)空间分析方法,着重量化分析西双版纳地区橡胶林分布的气候特征和地形特征,得出西双版纳地区橡胶林的气候边界,界定橡胶林分布的海拔、坡度以及坡向范围.文中得到以下结论:利用环境一号卫星遥感数据能够获得精确的分类信息,表明环境一号卫星遥感影像能够作为获取植被环境信息的可靠数据源,实现重点植被生态问题的动态监测;橡胶林分布的高程上限是2100m,80%的橡胶林分布在高程范围为600-1300m的范围内,90%的橡胶林分布在坡度为0?到24?的范围内,橡胶林分布对坡向不敏感;橡胶林适宜分布在平均气温大于18?C,平均最高气温大于25?C,平均最低气温大于14?C的区域,这些区域的橡胶林分布比率较大.研究还定量分析了西双版纳橡胶林空间分布的地形和气候幅度,为橡胶林种植业的健康发展提供科学支撑.

澜沧江流域植被覆盖变化特征及其与气候因子的关系

通过比较MODIS植被指数产品NDVI和EVI的差异,选择利用2000年-2009年的NDVI产品来分析澜沧江流域植被覆盖变化特征。分析了澜沧江流域NDVI的时间和空间变化规律,同时,研究了该流域NDVI与主要气候因子(气温、降水、相对湿度、日照时间)之间的相关关系。结果显示:从2000年到2009年的10年间,澜沧江流域的植被覆盖状况整体较好,年均NDVI都大于0.45,年际变化呈波动增加趋势,生态环境有改善的趋势。但流域平均NDVI季节性变化明显,呈典型的单峰分布,NDVI最低值在3月,5月份开始迅速上升,最高值在8月。NDVI在0.35至0.6之间波动。澜沧江流域月均NDVI与气温、降水量、相对湿度和日照时数关系密切,相关系数分别为0.619,0.691,0.801和-0.601,气温的升高有利于流域生态环境的改善。在空间上,流域平均NDVI表现出明显的纬度地带性特征,最高值出现在流域最南部,最低值出现在最北部。10年来NDVI值变小的区域集中在上游和下游,NDVI值变大的区域主要集中在中游。

大香格里拉地区植被空间分布的环境特征

以植被种类丰富的大香格里拉地区为研究区,利用气象站点数据、数字高程数据(DEM)以及该地区植被分布图,通过最大熵模型(Maxent)和ArcGIS软件的空间分析功能,研究该地区典型植被空间分布的环境特征,分析了大香格里拉地区植被分布的气候特征和地形特征,量化了植被空间分布的气候范围,并根据二者的关系特征,得到了植被与气候因子关系模型。同时,界定了不同植被分布的海拔、坡度、坡向范围。发现大香格里拉地区影响不同植被空间分布的气候因子不同,影响草甸分布的是多年平均最低气温和多年7月平均气温,影响针叶林分布的是多年平均最低气温和多年平均日照时数,影响灌丛分布的较分散。同时不同植被的海拔分布界限和坡度不同,坡向对植被分布的影响不明显。研究结果可为该地区植被保护和管理,以及植被的气候变化响应提供基础参考。

土壤有机质含量估测及其影响因素的光谱分析

土壤颗粒大小差异使土壤反射光谱产生相应变化,影响土壤有机质含量等属性的光谱预测精度。本研究准备了颗粒粒径分别为2、0.25和0.15mm的土样,测定土壤有机质(Soil Organic Matter,SOM)含量,并于室内模拟条件下测定其反射光谱。通过分析不同粒径土样的原始(Raw)、多次散射校正(Multiple scattering correction,Msc)、一阶微分(First derivative,Fd)、连续统去除(Continuum removal,Cr)光谱与SOM含量之间的关系,筛选出与SOM含量相关性最强的Fd光谱单波段(2 250nm,r=0.82,P<0.01),并建立线性回归模型;利用全波段光谱反射率,以偏最小二乘回归(Partial least square regression,PLSR)方法,确立2mm土样Msc处理光谱的PLSR模型为最优模型(RPD=3.56、R2=0.90、RMSEP=1.96g/kg)。土壤颗粒粒径对土壤光谱反射率变化有明显影响,但二者之间并非简单的线性关系,可能存在一个转折点;单变量(单波段光谱反射率)线性回归模型的预测能力,明显低于全波段反射光谱(Msc处理)-PLSR模型;土样样本容量对SOM含量预测精度有显著影响。因此,根据样本容量大小,选择合适的土壤颗粒粒径与光谱预处理方法组合可以提高预测精度。

基于网格服务的遥感图像并行融合

图像融合是一项计算密集型的操作,对计算机系统的性能要求很高,硬件的发展远赶不上计算需求的增长,传统的遥感图像处理方式已经不能很好地适应新的资源共享模式,故软件方面的改进是必然的选择。网络技术的发展,使网络带宽有了很大的提高,大量的遥感图像通过网络发布成可在线获取的共享资源,利用网络和这些资源能大幅提升融合处理的速度。网格是网络的进一步延伸,是一个变化性较大的动态系统,资源的动态变化是网格的重要特征,数据的更新、节点的加入或离开、节点负载的变化、网络性能的变化等都会影响网格服务的性能,只有及时地掌握这些动态,并根据情况实时进行调整,才能保证较高的执行效率。基于网格服务的遥感图像并行融合的设计,在网格环境下,通过对资源和服务状态属性的分析,生成最优化的方案进行并行处理,可提供高效的遥感图像融合处理服务。