提升国家重点实验室国际影响力初探

国际交流与合作已成为提高我国国家重点实验室基础研究水平、培养高素质人才的重要方式和支撑。该文结合测绘遥感信息工程国家重点实验室国际合作与交流状况与经验,分析了国家重点实验室国际合作与交流的现状,提出新时期国际合作与交流的思考和建议。

双一流国家重点实验室国际影响力建设探讨

国家重点实验室是进行高水平科学研究的平台、聚集优秀科学家的平台、优秀人才培养的平台以及高层次学术交流的平台,是创建世界一流学科的重要支撑。本文结合测绘遥感信息工程国家重点实验室在国际合作与交流方面的一系列举措,浅析国家重点实验室通过提升国际影响力来支撑高校建设一流大学与一流学科,为测绘一级学科做出贡献。

数据驱动的多源遥感信息融合研究进展

多源遥感信息融合技术是突破单一传感器的观测局限,实现多平台多模态观测信息互补利用,生成大场景高“时-空-谱”无缝的观测数据的重要手段。随着人工智能理论与技术的日益完善,数据驱动的多源遥感信息融合获得了研究者的广泛青睐,然而,数据驱动算法与生俱来的低物理可解释性,弱泛化能力都阻碍了其在多源遥感信息融合领域的长远发展。因此,本文分别对同质遥感数据融合,异质遥感数据融合,以及点-面融合的有关研究成果进行了系统的梳理和归纳,分析了各融合问题的发展趋势。最后,对算法研究进展进行了总结,剖析了数据驱动的融合算法所面临的挑战,指出了未来多源遥感信息融合领域的研究方向。

国家地理信息公共服务平台“天地图”的关键技术与工程实践

网络地理信息服务是信息化时代地理信息公共服务的重要手段。国家测绘地理信息局2011年1月正式发布国家地理信息公共服务平台"天地图",有效推进了全国地理信息资源共享与广泛应用。本文介绍了"天地图"的建设背景、关键技术解决方案、应用成绩,并讨论了下一步工作重点。

基于Web的海洋遥感信息管理与发布系统的设计

海洋遥感信息作为数字海洋最基本的数据源和重要内容 ,日益广泛的社会化应用对遥感信息资源的共享提出了更迫切的要求 .而基于Web的遥感信息管理与发布为实现在海洋环流基础数据库中的卫星遥感数据的快速传递、分发及卫星遥感数据的共享找到了最佳的途径 .本文首先介绍了海洋遥感信息管理与发布系统的体系结构 ,着重论述了基于Web的海洋遥感信息发布 。

武汉地区地基GPS遥感水汽与气象因子的相关性分析

地基GPS可以适时准确地反演大气可降水含量,而常规气象观测站点一般具有长时期的历史观测数据。若将这两种数据融合,可以加强数值天气预报的准确性,因此需要探讨二者之间的相关性。通过处理2006年、2007年全球卫星导航服务组织(IGS)提供的武汉站地基GPS观测数据,计算武汉地区上空日平均水汽含量。利用一元和多元回归分析GPS遥感水汽与地面气象观测因子之间的关系,发现武汉地区GPS遥感水汽含量同包括气温、气压等在内的多种气象因子都有一定程度的相关性,其中与气温的相关性最大,且武汉地区上空的大气水汽含量的季节性变化大,在夏季其日平均变化十分明显。

基于细节信息约束的遥感影像条带噪声去除模型

遥感影像在获取过程中会经常受到条带噪声的污染,降低遥感影像的视觉效果,对影像解译和反演等处理产生不利影响。当前一些主流的基于变分的条带噪声去除方法,虽然可以去除条带噪声,但是往往也会导致影像细节信息的严重丢失。基于上述问题,本文提出了一种基于细节信息约束的遥感影像条带噪声去除模型(DISUTV)。在DISUTV模型中,将所提出的基于双边滤波器与正交子空间投影的细节信息分离算子与单向全变分正则化项、群组稀疏正则化项及单向全变分正则约束项进行了有效结合,并采用交替方向乘子法对其进行求解,用于从条带噪声影像中获取不含有细节信息的高精度条带噪声。利用模拟数据与真实数据对本文方法的条带噪声去除能力、细节信息保持能力及稳健性进行了验证并与现有前沿方法进行了比较。试验结果表明,本文方法在去除条带噪声的同时能更好地保留影像的细节信息,并且呈现出了较好的定性与定量结果。

植被净初级生产力的遥感模型在武汉地区的应用

卫星遥感成为观测和估算地面植被净初级生产力的一种极其有利的工具,其原因不仅仅在于它将人们从繁重的地面实验中解放出来,同时也因为它能够实现对大范围区域的植被净初级生产力进行实时监测。为了更加充分有效地利用卫星数据获取植被信息,我们在模式分解方法的基础上,建立了一种新的植被指数(VIPD)。根据地面实验建立的相应光合成曲线估算模型,估算武汉地区地域性植被净初级生产力(NPP),研究该地区植被生长年间变化状况。并通过和不同方法估算结果及地面调查结果进行比较,检验模型对该地区的适用情况,为该地区植被NPP长期监测研究提供可靠依据。

基于Landsat年际序列影像的武汉市不透水面遥感监测

城市化进程的加速发展导致不透水面大规模扩张,逐渐影响了城市生态环境,并制约了城市的可持续发展。基于Landsat年际序列影像数据,利用支持向量机方法进行不透水面提取。选取武汉市作为实验区,以连续10 a的Landsat卫星遥感影像为数据源,监测了武汉市不透水面的变化趋势,并与最大似然法进行比较,验证了支持向量机分类方法的准确性。

基于云平台的遥感信息公共服务研究

云平台作为云计算服务的基础架构,在计算机网络的基础上提供各种计算资源的统一管理和动态分配。文章提出的基于云平台的遥感信息公共服务,就是借助云平台先进的基础架构和管理方式,构建快速有效的遥感信息公共服务,推进遥感信息的应用和遥感信息事业的进步。文章在引进云平台技术的基础上,分析遥感信息公共服务平台的架构和关键技术,并对服务平台的应用前景和进一步研究进行展望。

职住地建成环境对轨道交通通勤行为的非线性影响机制研究——以武汉市为例

改革开放以来中国大城市快速蔓延导致了职住分离及交通拥堵等问题,倡导轨道交通等绿色交通方式出行成为大城市缓解通勤压力的重要手段。当前研究主要以居住地作为地理背景考察建成环境对轨道交通通勤的作用,但较少探索就业地建成环境的影响。本研究以武汉市为例,通过189个轨道站点的刷卡数据识别轨道交通通勤人员并构建通勤出行链,通过梯度提升决策树(GBDT)解析职住地涉及建成环境和轨道站点的30个特征因素对通勤客流量和通勤时间的非线性影响机制。研究发现:①居住地通勤客流量表现为较集中的点状分布,就业地通勤客流量则呈现显著的“中心-外围”结构,职住地两端通勤时间的空间格局均呈中间低、外围高的分布特征;②职住地周边建成环境因素对轨道交通通勤客流量和通勤时间普遍存在非线性影响及阈值效应,整体而言居住地建成环境的相对影响程度高于就业地,但就业地“公司企业数”是影响通勤客流最重要的要素,就业地“与城市中心距离”则是影响通勤时间的首要因素;③职住地周边同一建成环境因素,对于通勤客流量和通勤时间的影响可能截然相反,这与城市轨道交通网络建设和社会实际发展状况相关。研究结果可以更好地理解职住地建成环境与轨道交通通勤行为的关联,有助于促进城市轨道交通和城市职住空间的协调发展。

模糊城市系统遥感信息指标的提取方法

利用遥感的手段来研究城市现象是一种快速有效的方法,一般来说使用这种方法首先需要从遥感图像中提取一些定量描述城市的统计指标。本文根据EJ.Heikkila对模糊城市系统理论的描述,首先分析了提取描述该模糊城市系统的指标困难之所在,然后提出一种基于数学形态学的逐步侵蚀算法,来解决模糊城市系统中遥感图像在像素级精度中“城市用地”概念难于理解和计算的问题,并在VC6. 0 ++下编程实现了这种算法,提取出了描述模糊城市的三个遥感信息指标。

基于遥感信息的新安江水文模型参数推求方法——以老灌河流域为例

我国水文气象站少且空间分布不均衡,水文模型参数难以获取极大限制了其在防洪预警中的应用。针对新安江水文模型在无水文资料地区应用的局限性,本文提出了一种基于遥感信息的新安江模型参数推求方法,实现了可率定的模型参数的推求:利用土壤特性与土地覆被遥感信息推求流域张力水蓄水容量;基于流域土地覆被遥感信息提取不透水面积比;利用流域土壤特性及叶面积指数遥感影像间接推算流域自由水蓄水容量。利用本文方法推求了老灌河流域新安江水文模型参数并进行了日径流模拟,实验结果表明,流域水文模拟中利用遥感信息推求出的模型参数的准确性可以达到80%以上。

基于Sentinel-2时序数据与随机森林的农作物分类研究——以武汉市为例

本研究以湖北省武汉市为研究区域,以PIE-Engine平台上的Sentinel-2遥感影像作为基础数据源,基于3个公开数据集制作样本数据集,构建光谱特征、遥感指数特征和NDVI时序特征集合,选取随机森林分类器,进行2018—2021这4年间武汉市耕地、非耕地二分类和单季稻、双季稻、其他农作物、非耕地四分类的训练与验证。最终统计、对比并分析二分类和四分类的结果,表明:二分类的精度优于四分类,总体精度均高于80%;四分类准确度明显优于二分类,结论均以四分类结果为基础;武汉市的单季稻种植较少,双季稻种植较为广泛;单季稻和双季稻的种植面积均呈现在2019年明显上升,而在2020年明显下降,在2021年又明显上升的变化趋势。

FY-3D MERSI-Ⅱ影像空间信息增强与湖泊监测应用验证

国产风云三号D星中分辨率成像仪(FY-3D MERSI-Ⅱ)为生态环境监测提供了高频次、多波段、大范围的数据。MERSI-Ⅱ主要提供轨道刈幅的L1级观测产品,而地表反射率及生态参量等下游产品有限。本文开发了顾及传感器成像特性的MERSI-Ⅱ影像空间信息增强方法,充分利用了扫描成像中产生的冗余观测信息,去除Bowtie效应,在保证定量特性的前提下,实现了色调和空间的一致性,将L1级数字信号(DN)转换为几何信息完备、空间质量高的地表反射率数据。湖泊监测产品的精度和可靠性与影像空间分辨率、定位精度及成像质量等密切相关,因此以青藏高原96个湖泊监测应用为例,验证了影像空间信息增强方法的有效性。以Landsat 8陆地成像仪(OLI)水体提取结果作为真值,经本文增强处理的影像在中大型湖泊(≥550 km^(2))面积提取上的平均误差低于3.5%,中小型湖泊(<550 km^(2))提取误差均低于6.5%。综合所有样例湖泊,空间信息增强后的影像在湖泊范围监测应用中平均精度相较于常规影像提升了3.62%。

耦合公众车载影像与GNSS轨迹的精细道路信息众包提取方法

精细度高、现势性好的道路地图对于自动驾驶、智能交通等领域至关重要。但现有的道路测绘方法存在数据采集成本高、更新周期长等问题,无法满足智能交通对地图高时空精度的需求。公众车辆上广泛搭载的车载CCD相机与GNSS等传感器,提供了低成本、覆盖广的众包时空数据,可有效弥补传统测绘方法的不足。本文提出了一种耦合公众车载影像与GNSS轨迹的精细道路信息众包提取方法,以解决现有高精度地图成本高、更新慢、现势性低的问题。首先,本文基于跨层细化网络检测车载影像中的车道线信息;然后,基于灭点进行车载相机标定,并提出一种基于马尔可夫链的车道坐标动态计算方法,通过耦合影像与轨迹数据,解算车道线绝对位置;最后,构建一种融合众包GNSS轨迹与影像信息的高精细度道路生成模块,生成精细度高、鲜活性好、具有车道级信息的道路地图。试验以上海市虹口区的真实众包数据集为例,生成的精细道路地图在1 m范围内达到了87.43%的精度,表明本文方法有望成为一种低成本、高鲜度、覆盖广的众包测绘方法,为精细道路信息的获取提供了周期短、成本低的有效解决方案。

测绘遥感能为智能驾驶做什么?

从自动驾驶汽车到智能汽车,再到智能网联汽车,智能驾驶汽车技术及产业的快速发展,测绘与遥感技术起到了重要的支撑作用。本文首先介绍了国内外智能驾驶汽车的进展及其与常规汽车的区别,基于科学技术发展3次重要浪潮的视角,对比分析和归纳了自动驾驶与测绘遥感的发展历程及其核心技术驱动力。然后从顶层规划与政策环境、环境感知与计算决策车辆关键技术、高精地图与导航定位基础支撑关键技术、车路协同信息交互关键技术4个方面,对智能驾驶汽车的关键技术进行了介绍。以星基导航增强、高精度位置和姿态测量、多源融合感知等多项导航定位先进技术成果为实例,论证了测绘导航赋能单车智能驾驶;通过介绍移动测量与众包高精地图制作技术,阐述了测绘遥感对智能驾驶的关键支撑作用;以天基信息实时服务系统(PNTRC)建设为例,描述了测绘遥感未来将服务智能网联汽车“人-车-路-云”的发展趋势。最后总结分析了智能驾驶发展尚需解决的问题以及测绘遥感近期需要应对的挑战。

武汉市城市网格化管理与服务系统建设与应用

阐述空间信息多级网格在城市网格化管理中应用的基本思路,介绍武汉市城市网格化管理与服务系统的总体框架、系统开发、数据建库和运行维护等情况,分析武汉市城市网格化管理与服务系统的建设特点。

新一代智能测绘遥感科学试验卫星珞珈三号01星

光学测绘遥感卫星的性能不断提升,种类日益丰富,已经成为获取全球精准测绘遥感信息的重要支撑。当前光学测绘遥感卫星已具备亚米级的空间分辨能力,但测绘遥感信息服务存在严重的滞后问题,亟须发展智能测绘遥感卫星,向实时智能服务转型升级。本文首先基于光学测绘遥感卫星3种成像体制及其实现方式和应用特点,分析智能测绘遥感卫星的适用体制,进一步面向实时化、智能化和大众化的应用需求,提出通导遥(通信、导航、遥感)一体化智能遥感卫星的设计构想,重点分析智能遥感卫星的服务方式及一体化功能组成;然后,阐述新一代智能测绘遥感科学试验卫星珞珈三号01星的性能与特点;最后,对智能测绘遥感卫星的发展和使命进行总结与展望。珞珈三号01星集遥感与通信功能于一体,探索了从数据获取到应用终端的测绘遥感信息高效智能服务模式,为遥感数据基于天地互联网的在轨处理与实时传输提供了真实的服务验证平台,对我国空间信息网络的建设具有重大意义。

武汉地区1988～2002年植被覆盖度变化动态分析

植被是生态系统最重要的组成部分，而植被覆盖度是衡量地表植被状况的一个最重要的指标，是生态系统健康评价的前提和必要的基础。利用1988、1991、1996和2002年4个时相的TM和ETM＋遥感影像为数据源，以归一化植被指数（NDVI）像元二分法为植被覆盖度估算模型，计算了武汉地区不同时期的植被覆盖度，生成了该地区不同时序的植被覆盖度图，以此分析武汉地区植被覆盖度的时空变化。结果表明，武汉地区在1988～2002。年这14年，植被覆盖度变化明显，整个地区的平均植被覆盖度从58．41％下降到50．45％，下降值为7．96％，特别是江夏区和主城区变化幅度最为显著，下降值分别为9．98％和7．14％。植被覆盖度下降最快时间段是1996～2002年，恢复阶段是1991～1996年。从空间上来看，全地区都处于下降阶段，特别是郊区江夏区和市区，通过分析发现，这大部分原因都是城市发展的结果，导致了生态环境的恶性发展，值得各方面的注意。