面向对象的多层次规则分类地物遥感信息提取方法试验分析研究

监测土地覆盖变化是目前高分辨率遥感的重要应用领域,城市覆盖地物变更速度快、地物类型复杂,使用传统方法提取监测难度较大。针对此问题,选择云南省大理白族自治州上官镇为研究区,以GF-2 PMS遥感影像为数据源;采用面向对象的方法对研究区进行最优分割尺度分割,选取最优特征组合用于构建模糊分类规则,分层次进行地物提取,最终获得研究区地物类型分布图。运用混淆矩阵方法进行精度评价,面向对象的多层次规则分类法提取分类效果良好,分类总体精度达79.95%,Kappa系数为0.74。与基于像元的分类方法和单一尺度下面向对象的提取分类法相比,面向对象的多层次规则分类法精度明显提高,说明本方法运用于复杂地物提取分类具有较好可行性。

大型溶洞旅游开发中三维建模测绘技术及应用

溶洞旅游是旅游行业的一个重要组成部分,其具有稀缺性与不可复制性的特点。溶洞旅游开发过程中需要注意开发与保护的统一,传统测绘手段只能为设计单位提供2D数字绘图,不能详细反映溶洞内部细节情况,因此设计单位在设计时可能出现在某些空间上把握不准确,造成空间浪费甚至溶洞内部资源损坏的情况。借助地面三维激光扫描系统,通过前期控制测量,将扫描仪安置在控制点上对溶洞内部进行高精度扫描。以云南某溶洞旅游景区开发项目为例,阐述三维激光扫描技术在地下溶洞旅游开发中的具体应用,包括前期现场准备及作业方法、点云数据处理、复杂表面3D建模、精度评定、作业效率分析及经验总结等,以期为溶洞旅游开发提供一定参考。

多种测绘技术对同一土方量算方法研究及精度分析

土方量算在新兴技术的发展下数据获取与量算方式多种多样,土方量算精度参差不一。文章阐述了通过传统测绘、无人机倾斜摄影测量与无人机载激光雷达扫描对同一土方进行数据采集,不同测绘方式数据采集方法。采用南方Cass、Cass3D、Context Capture、DP-Modeler和CoProcess多种数据处理软件进行土方量算,分析不同数据不同计算方法土方量算精度。分析结果表明:利用无人机倾斜摄影测量技术与无人机机载激光雷达扫描技术有效简化了外业数据采集流程,数据处理土方量算以2.5 m边界采样间距DTM法土方量算精度准确;植被剔除倾斜三维模型与地面点分类后点云模型直接量算法能快速高效地获取土方量并满足土方量算规范。

昆明市中心城区服务业空间格局研究

为了探究昆明市中心城区服务业的空间分布特点,从高德地图开放平台中获取昆明市中心城区的兴趣点(point of interest,POI)数据,通过删除重复兴趣点、删除缺失的属性点对数据进行清理;以服务业兴趣点的密度为研究对象,采用核密度分析法确定了不同服务业的聚集中心,利用平均最邻近指数确定了研究区域内14类兴趣点在空间中均存在“聚集”的空间分布特征;采用KANN-DBSCAN聚类算法对研究区域内的服务业兴趣点进行聚类,并使用街道面积归一化得到每一类兴趣点在街道上的密度。结果表明:研究区内的服务业空间分布形成“一核多中心”的空间分布特征,城市服务设施呈“Y”型放射状发展;呈贡新区的教育职能突出,吸引了服务业设施的聚集;老城市中心服务职能复杂多样,其特征主要体现在商业设施及其周边配套形成的核心聚集和专业市场形成的多个中心的聚集;不同服务设施间的聚集程度存在较大差异。最后,结合分析结果为昆明市中心城区的服务设施的发展提出3点建议,可对昆明市中心城区服务业的发展提供一定参考。

基于GIS的城市房产价值空间分布研究

以长沙市六大主城区作为研究区域,基于研究区2 657个住宅价格数据,通过最近邻分析、空间自相关分析及克里金插值等方法,对长沙市住宅及价格的空间分布进行了分析,同时探究了两类因素对长沙市住宅价格的影响。结果表明:(1)长沙市住宅及住宅价格的空间分布均表现有显著的聚集特征,且住宅价格的分布呈由高到低、由市中心向四周扩散的特征,其中望城区由于距离市中心较远所以住宅价格相对于其他5大城区要低很多,而开福区、岳麓区、天心区的房价略高于长沙市区住宅平均价格;(2)通过分析住宅价格的影响因素得出小学对房价有着一定的影响,在一定距离范围内,越靠近小学的地区住宅的价格一般会偏高。

基于点云空间扩展的盾构隧道整体去噪方法

盾构隧道点云数据的去噪工作是后续隧道结构分析的前提。本文结合点云空间扩展理论与盾构隧道呈圆柱形的特点,提出了一种盾构隧道的整体去噪方法。首先将盾构隧道空间扩展后得到新的拓扑结构,使盾构隧道的去噪工作能够使用现有成熟的地面滤波算法。经过直通滤波、坡度滤波后的隧道点云保留完整的衬砌结构,隧道的附属设施被滤除。使用直线段与曲线段隧道进行试验,试验结果表明,该方法能够实现隧道的整体去噪,去噪效果显著。

基于三维模型的岩溶洞穴环境承载力测算及影响因子探讨——以云南宜良九乡三脚洞为例

针对现有岩溶洞穴环境承载力主题研究不足的现状,以云南宜良九乡三脚洞为例,通过TLS获取溶洞点云数据,建立精细三维模型。根据旅游溶洞规划设计要求,利用研究区安全水位线高度对初始模型进行切割和面片提取,去除安全水位线下部模型,得到旅游洞穴空间模型,准确计算游客游览空间。在此基础上,综合考虑CO_(2)浓度、热量、灯光、河流等多种洞穴环境影响因子,对传统生态环境容量法进行改进,建立基于三维模型的岩溶洞穴环境承载力数学模型,测算尚未开发洞穴的最大环境承载力,从而更好地指导岩溶洞穴开发设计。通过与传统测算方法从理论及结果进行对比分析发现,洞穴旅游环境承载力的最大限制因子是热量。根据测算结果,瞬时承载力最大相差19146人,全天承载力最大相差123189人,本文方法更加科学合理,更加符合实际情况。

BOPPPS教学模式结合雨课堂在测绘技术及专业介绍课程中的实践

传统"以教学为中心"的教学模式已难以满足当前"互联网+教育"时代背景下学生的学习需求。文章以测绘技术及专业介绍课程为例,探索一种"BOPPPS"结合雨课堂的教学模式。首先分析测绘技术及专业介绍课程的教学现状及其存在的问题;然后介绍和分析"BOPPPS"教学模式和雨课堂的特点;最后将"BOPPPS"教学模式和雨课堂相结合,并用于对测绘技术及专业介绍课程设计进行重构。通过实践表明,采用该模式,可提升课堂教学效果,有助于学生对知识的有效掌握。

“互联网+”和工程认证背景下测绘工程专业课程体系建设

在“互联网+测绘”和工程教育认证的背景下,为适应新时代信息化测绘发展的浪潮,急需对测绘工程专业课程体系进行调整和优化。本文以昆明理工大学测绘工程专业为例,首先介绍测绘工程专业的办学历史和办学情况;然后围绕课程设置、实践环节等方面来探索在新背景和新时代下测绘工程专业课程体系如何建设;最后讨论测绘工程专业课程体系调整和优化过程中存在的问题。

多学科交叉背景下的测绘工程专业人才培养

文章首先阐述了测绘工程专业人才培养的现状,然后探讨了多学科交叉背景下的测绘工程专业人才培养策略,包括专业课程体系建设、采用先进教学理念结合互联网技术的教学方法、充分利用现有实验设备及校企合建的实训基地、培养学生的实践能力及创新能力。

高分1号数据用于云南文山三七种植信息提取

[目的] 云南文山三七Panax notoginseng作为经济价值较高的中草药,其产量多少与价格波动之间存在着较紧密的联系,实时准确地掌握三七种植面积,对于当地政府相关管理部门科学指导三七种植规模和确定价格等宏观调控具有重要意义。 [方法] 以文山州4个三七主产县为研究区域,基于国产16 m分辨率的高分1号(GF-1)开源影像,根据三七的生长环境特点对专家决策树模型进行改进,并通过决策树分类法提取三七的荫棚图斑。在对三七荫棚识别可靠度和面积提取精度评价中,采用了谷歌影像代替实地调绘和以目视解译结果作为图斑面积基准的方法。 [结果] 决策树分类成果和目视解译提取的图斑判定正确率分别为87%和99%;专家决策树分类提取的成果整体面积精度为80%。 [结论] 与传统基于高分辨率商业影像采用目视解译的人工勾绘图斑方法相比,基于GF-1影像的三七面积提取所采用的方法能够在保证一定精度的条件下,以较快速度开展文山三七种植资源的调查,为当地特色农产品种植的科学监管与价值估算提供基础数据与有效技术支持。

基于GF-5的滇池蓝藻水华空间分布特征研究

滇池水体富营养化严重导致蓝藻水华爆发,因此文章基于GF-5高光谱数据,运用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)识别滇池的蓝藻水华发生状况,并通过对NDVI值域进行分类,进一步对比分析草海、外海蓝藻水华的空间分布特征及差异。结论如下:①NDVI值域的一般数量统计分析表明,草海和外海NDVI均值分别是-0.350和-0.708,说明草海蓝藻水华覆盖情况较外海更严重;②NDVI值域的分级分类统计表明,草海以轻度蓝藻水华区域为主,占草海总面积的73.36%,重度蓝藻水华区域占比为1.12%;外海以无蓝藻水华区域为主,占外海总面积的95.42%,中度和重度蓝藻水华区域占比分别为0.52%和0.11%;总体上,滇池蓝藻水华空间分布呈“北重南轻”的格局,草海蓝藻水华覆盖密度为80.45%,草海较外海更易于蓝藻水华生长,水质更差。此研究方法可有效实时地监测识别高原湖泊蓝藻水华发生的空间分布状况,丰富了基于高光谱遥感进行湖泊水域水质监测的方法,为促进滇池水资源的治理和开发利用提供科学依据。

基于MATLAB的多种插值算法在地表时序监测中的应用研究

为了克服InSAR技术获取数据时,由于部分月份缺失影像,而导致对研究区进行长时间序列形变分析时,所获取的形变序列为非等时距,不利于系统地反映其形变趋势的问题。本文基于MATLAB软件进行插值算法编写,对缺失时间跨度同的两种地表形变监测数据,分别进行多种插值算法实验。实验结果显示:对于缺失月份较少的数据,三次样条插值拟合效果最好;对缺失较多月份或分布不均匀的数据,立方插值拟合效果最好;线性插值和邻近点插值的拟合效果较差,不适用于对缺失的数据进行插值。该结果对由于缺失部分数据而影响其形变时序分析的情况提供了方法指导,具有较强的实用意义。

禄丰恐龙谷三种典型沉积岩的高光谱响应特征分析及识别模型方法研究

高光谱遥感技术能够更细致地检测出岩矿的光谱特征,为高光谱岩矿识别提供了强有力手段。基于特定吸收特征波段的高光谱岩矿识别模型依赖很高的先验知识且难以满足区分不同类型岩石的要求,因此探索建立准确、高效的高光谱岩石自动识别模型具有重要意义。在禄丰恐龙谷地区采集三类典型的沉积岩(泥岩、砂岩和灰岩各21个)作为目标样本,采用ASD FieldSpec3地物光谱仪获取沉积岩样本在350~2500 nm范围内的高光谱数据,对原始光谱进行一阶微分、连续统去除变换并分析其光谱特征,采用连续投影(SPA)、竞争性自适应重加权采样(CARS)和迭代保留信息变量法(IRIV)三种特征变量选择算法选取原始光谱及其变换光谱中的特征波长,基于全波段和特征波长数据分别建立支持向量机(SVM)和随机森林(RF)识别模型。结果表明:三种特征变量选择算法对高光谱数据都具有较好的降维效果,从原始光谱及两种变换光谱选取出的特征波长数量在7~59个之间。综合光谱变换处理与特征变量选择算法进行模型测试对比试验,发现组合连续统去除-SPA-SVM模型方法在识别三类目标沉积岩上的表现最好,其识别精度为0.9524,此时选取出用于输入模型的特征波长数量为10个,只占全波段的0.5%,大大降低了模型的运算量,其中2个特征波长位于550 nm附近的Fe^(2+)和Fe^(3+)吸收带,2个位于900 nm附近Fe^(3+)吸收带,5个位于1900和2200 nm附近的水分子、羟基吸收带,其分布可以较好地反映沉积岩化学成分差异导致的光谱吸收特征规律。实验结果表明采用光谱变换与特征变量选择算法进行高光谱沉积岩自动识别是可行的,能为高光谱岩矿识别方法提供参考。

禄丰恐龙谷UAV LiDAR点云构建背斜数字地貌模型研究

UAV LiDAR具有高效、准确地采集复杂地形点云数据的优势,已成为构建精准数字地貌模型的重要手段。然而,针对背斜地貌的UAV LiDAR点云构建数字地貌模型的插值误差研究缺乏,严重制约了其在地貌学研究中的应用。本文基于禄丰恐龙谷环状构造中背斜地貌的UAV LiDAR点云数据,优选了IDW、NN、RBF、TIN、OK插值算法的关键参数,采用交叉验证和模型差异衡量不同点云密度和地表粗糙度下的插值精度,全局Moran指数、地貌参数分析误差的空间分布特征,基于最优的模型分析褶皱构造的形态特征。结果表明:1)IDW最优参数为权指数2和搜索点数16,RBF为规则样条函数和搜索点数24,OK为球面函数、无方向和搜索点数8;2)IDW最容易受点云密度的影响,TIN抑制插值误差随点云密度变化的效果最好,OK构建的模型最优;3)局部插值误差在空间上是可变的,地表粗糙度大的区域误差增加得快;4)该褶皱分为穹窿构造和短轴褶皱两类,翼间角为108~131°,背斜Ⅱ沿西南-东北向地下延伸。研究结果可为UAV LiDAR用于禄丰恐龙谷环状构造数字地貌建模及地表特征测量模拟分析提供参考。

监测预警型建设用地爬坡分级方法及应用

研究目的:提出一种建设用地爬坡程度分级方法,为认识和管控坡地建设活动提供参考。研究方法:结合两个临界坡度与两个关键点坡度,构建建设用地爬坡程度指数(CCDI)并划分绿、黄、橙、红4个等级,以中国南方519个山区县城为例开展实证应用分析。研究结果:(1)基本统计特征表明CCDI等级能够稳健表达和较好区分建设用地爬坡严重程度;(2)2000—2020年CCDI等级数量持续以绿色为主,但黄、橙、红等级的数量不断增多,主要表现为依次逐级上升;(3)CCDI等级上升主要出现于以贵州为中心的西部“9”字形态区和以福建为中心的东部“1”字形态区;(4)预测2020—2025年CCDI等级变动仍将在原有空间格局下延续上升趋势。研究结论:CCDI可满足统一衡量建设用地爬坡程度并划分风险等级的需求,建议对橙色等级重视预警提醒,对红色等级加强压力疏解和风险管控。

基于三维地震数据的断层空间展布特征提取

随着近年来社会和工业的发展进程不断加快,人们对石油资源的需求日趋扩大,断层快速解译已经迫在眉睫。基于三维速度结构数据利用研究人员先验知识和拓扑关系编写算法实现对断层空间展布特征的提取,能够减少人工解译时间,提取断层信息,实现对其空间展布特征的表达。以华北克拉通中部山西北部地区恒山北麓断裂带为研究区开展相关研究,结果表明,基于二维断层属性信息,结合P波速度结构,利用开源平台Paraview进行三维地质建模及三维断层可视化,并对断层三维速度结构进行分析,实现对断层空间展布特征的表达,为断层识别及构建地质三维模型提供一种新思路。

基于MODIS的普洱市春旱时空演变分析

受季风气候的影响,21世纪以来普洱市春季干旱频发,为了探究春季农业干旱的周期性,论文以普洱市为研究区,利用MODIS增强型植被指数EVI和合成的地表温度LST数据计算温度植被干旱指数TVDI模型,对2001—2022年1—4月普洱市春旱进行时空演变分析。结果表明:时间上,2001—2022年TVDI总均值为0.59,近22年的TVDI呈下降趋势,其干旱类型以中旱为主,年内3月、4月是全市最严重时期,2月次之,1月最弱;空间上,2001—2022年1—4月普洱市春旱南北部旱情呈增强趋势,东西部呈减轻趋势,除小部分地区(景东中部及东部、镇沅东部、景谷东部)旱情不稳定外,整体上旱情较为稳定,其干旱重心转移幅度较小,主要分布在景谷与思茅区,整体往南西方向偏移。

基于SBAS-InSAR与Offset-Tracking的色东普流域灾前形变探究

利用SAR偏移量追踪(offset-tracking)技术获取冰川形变作为SBAS-InSAR的补充,采用2种技术计算2018-01~10色东普流域灾前形变,联合分析灾前形变特征及影响因素。结果表明,色东普流域冰川与沟道在2018-10-17冰崩灾害发生前已出现形变;冰川主要形变区形变趋势表现为加速-平缓-加速,7~9月形变量达到-7.69 m;沟道内堆积物长期呈下滑趋势,7月后与冰川均加速形变;气温升高是冰崩碎屑流灾害发生的主导因素。联合SBAS-InSAR与offset-tracking技术能够满足不同形变量级的监测需求,可用于冰崩灾害的早期识别与形变反演,为青藏高原地区冰崩灾害防治提供参考。

基于InSAR的乌东德水电站库区边坡形变监测及分析

水电站建成投产后,水库水位变化频繁,改变了库岸边坡原有的稳定性,易诱发边坡失稳破坏,从而对水电站的安全运行及周边居民区产生一定安全隐患。为了更好地掌握乌东德水电站蓄水过程中库区边坡的形变情况,通过SBAS-InSAR技术对该区域2020年5月至2022年8月间的升降轨哨兵数据进行解算,获取了研究区的地表形变特征;结合库水位变化情况、SAR数据反演出的边坡土壤含水量后向散射系数,对识别出的5处不稳定区域的形变机理进行分析。结果表明:运用升降轨InSAR可准确识别出库岸边坡的形变情况,研究区最大年平均沉降速率为-92 mm/a;库岸边坡的形变趋势与库水位及土壤含水量后向散射系数变化有着明显的相关性,水库蓄水是致使边坡体加速沉降的主要因素。