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利用时序数据构建冬小麦识别矢量分析模型

遥感信息 2016年第5期31卷 53-59页

作者：杨闫君占玉林田庆久顾行发余涛南京大学国际地球系统科学研究所南京210023 中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 南京大学江苏省地理信息技术重点实验室南京210023

鉴于作物类型识别中存在光谱特征相似的困扰,"异物同谱"问题难以有效解决,而时序归一化植被指数(Normalized Different Vegetation Index,NDVI)曲线数据能够反映作物不同时期的动态变化趋势,该文将NDVI时间序列投影到N维空间构成多维特... 详细信息

鉴于作物类型识别中存在光谱特征相似的困扰,"异物同谱"问题难以有效解决,而时序归一化植被指数(Normalized Different Vegetation Index,NDVI)曲线数据能够反映作物不同时期的动态变化趋势,该文将NDVI时间序列投影到N维空间构成多维特征矢量,结合冬小麦特有的物候特征,充分利用矢量的方向和大小参量,构建冬小麦识别的矢量分析模型,模型的识别能力较强,可以充分发挥NDVI时间序列的优势。以唐山市为研究区,基于高分一号WFV(Wide Field of View)数据的高分辨率优势,构建覆盖冬小麦生长期的NDVI时间序列,采用矢量分析模型进行冬小麦识别,同时与最大似然法、马氏距离法、支持向量机法、神经网络法、最小距离法等分类方法进行对比。结果显示,后5种分类方法的Kappa系数介于0.701 8和0.790 3之间,而矢量分析模型达到了0.895 2,精度有了较大提高。该研究为冬小麦识别提取提供了新的思路,也对推动遥感农情信息调研具有一定学术和应用价值。同时,基于研究区训练样本提出了模型阈值参数自动确定的方法,为今后冬小麦自动提取奠定了基础。

关键词：冬小麦 NDVI 时间序列矢量分析模型自动识别

基于遥感和典范对应分析方法优化生态地理分区——以中国区域为例

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中国科学：地球科学 2016年第9期46卷 1188-1196页

作者：金佳鑫王颖江洪孔艳卢学鹤张秀英江苏省地理信息技术重点实验室南京210046 南京大学国际地球系统科学研究所南京210046 无锡市城市规划信息中心无锡214072

选取适当生态地理边界对遥感影像进行分割,降低分区单元内土地覆盖复杂程度,可有效提高遥感土地覆盖分类精度.本研究将气象、高程、土壤等环境数据与季节性植被遥感信息相结合,利用典范对应分析（CCA）和k均值聚类等进行生态地理分区的... 详细信息

选取适当生态地理边界对遥感影像进行分割,降低分区单元内土地覆盖复杂程度,可有效提高遥感土地覆盖分类精度.本研究将气象、高程、土壤等环境数据与季节性植被遥感信息相结合,利用典范对应分析（CCA）和k均值聚类等进行生态地理分区的划分,旨在提出适用于区域遥感地表分类的生态地理分区方案.以我国为例的研究结果表明,季节性植被遥感信息与CCA相结合,能够有效筛选出区域生物地理格局主导环境因子,可将这些主导因子作为生态地理分区的区划指标.本研究中,温度要素是我国生物地理格局的主导驱动力,水分要素次之.以MODIS MCDl2C1（2005年）和GlobCover（2004～2006年）全球土地覆盖分类产品来评价生态地理分区内土地覆盖复杂程度,结果表明,本研究的生态地理分区在土地覆盖类型均数、主要土地覆盖类型面积比例以及主、次要土地覆盖类型面积比例之和等方面,均优于已有研究结果,且主、次要土地覆盖类型的植物物种和性状特征差异比较明显,表明利用表征植被季节特征的环境主导因子进行生态地理区划,可以有效降低生态地理分区内地表覆盖复杂程度,更利于地表覆盖遥感分类.

关键词：生态地理分区遥感典范对应分析 k均值聚类土地覆盖

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不确定性视角下的中国省际人口迁移机制分析

地理学报 2021年第12期76卷 2964-2977页

作者：蒲英霞武振伟葛莹孔繁花南京大学地理与海洋科学学院南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 河海大学地球科学与工程学院南京211100

人口迁移过程具有内在的不确定性。贝叶斯模型平均方法(BMA)为不确定性问题提供了行之有效的解决方案。然而,当前该方法多用于线性回归模型在变量选择时出现的模型不确定性问题,很少用于空间建模。本文以2010—2015年中国省际人口迁移... 详细信息

人口迁移过程具有内在的不确定性。贝叶斯模型平均方法(BMA)为不确定性问题提供了行之有效的解决方案。然而,当前该方法多用于线性回归模型在变量选择时出现的模型不确定性问题,很少用于空间建模。本文以2010—2015年中国省际人口迁移流为例,将BMA方法应用于空间OD模型,在考虑网络空间结构的基础上选取迁出地和迁入地各7个解释变量及距离因素,利用马尔可夫链—蒙特卡罗模型综合方法(MC^(3))进行模型抽样,以后验模型概率为权重计算相应变量的迁出地、迁入地和网络效应等,定量分析不确定性背景下省际人口迁移影响因素和空间机制。结果表明:(1)BMA模型估计结果更为稳健可靠。与单一模型相比,BMA中变量效应估计的90%可信区间明显缩小,不确定性程度显著降低,结果更为精确;(2)区域经济社会发展对省际迁移至关重要。经模型空间抽样后,迁出地人口规模和GDP、迁入地教育水平和迁移存量等的变量后验包含概率大于90%;(3)网络效应在省际迁移过程中不可忽视。所有变量的网络效应占总体效应的40%以上,其中工资、城镇化率、教育和迁移存量等的网络效应(绝对值)大于各自的迁出地和迁入地效应;(4)若不考虑迁移建模中的不确定性,绝大多数区域经济社会变量对省际迁移的影响会被高估。

关键词：人口迁移空间OD模型贝叶斯模型平均后验模型概率变量后验包含概率网络效应中国

时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算的影响研究

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地理与地理信息科学 2018年第3期34卷 26-31页

作者：邹照旭黄帆赖佳梦刘紫涵占文凤南京大学江苏省地理信息技术重点实验室/南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023

时间升尺度方法多用于减轻或消除卫星观测数据的缺失对城市热环境遥感研究的不利影响,然而不同时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算是否存在差异,且该差异在多时间尺度上如何变化尚不明确。针对上述问题,该文对SMW平均法、ATCS和ATCE... 详细信息

时间升尺度方法多用于减轻或消除卫星观测数据的缺失对城市热环境遥感研究的不利影响,然而不同时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算是否存在差异,且该差异在多时间尺度上如何变化尚不明确。针对上述问题,该文对SMW平均法、ATCS和ATCE模型法3种时间升尺度方法进行了系统比较,总结了3种方法对城市地表热岛强度计算的影响及规律。结果发现:模型法(ATCS和ATCE)与SMW平均法的时间合成数据存在较大差异;晴空像元比例对基于3种方法生成的热岛强度影响显著,但随比例增加,热岛强度值愈加接近;多时间合成尺度下,SMW平均法和模型法计算的年内热岛强度最大值出现在不同的季节;随时间合成尺度的增大,SMW平均法的热岛强度变化较大,而模型法的热岛强度变化较稳定。总体表明:当卫星观测数据较多时,SMW平均法能够有效监测城市热环境;若卫星观测数据较少,应优先选择ATCE模型法。

关键词：时间升尺度城市地表热岛强度地表温度 MODIS 长三角地区

二维矢量线符号在三维地形表面的贴合渲染方法

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地球信息科学学报 2015年第12期17卷 1483-1489页

作者：谈心佘江峰南京大学地理信息科学系南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023

二维矢量符号是二维地图的重要组成部分。如何将二维矢量符号准确地贴合渲染在三维地形模型表面是地理信息科学的研究热点之一。针对线状矢量要素(简单线和周期线)中现有方法存在的周期线周期分布不均、渲染精度低、性能受地形模型复杂... 详细信息

二维矢量符号是二维地图的重要组成部分。如何将二维矢量符号准确地贴合渲染在三维地形模型表面是地理信息科学的研究热点之一。针对线状矢量要素(简单线和周期线)中现有方法存在的周期线周期分布不均、渲染精度低、性能受地形模型复杂度影响大、矢量要素与地表贴合不紧密等问题,本文提出了一种基于屏幕像素进行投影反算的渲染方法,以及基于地表延伸长度的周期判断方法。该方法通过预处理计算线要素贴合在地表的真实长度,并将线要素按其实际宽度进行面域化处理;实时计算每个屏幕像素在二维矢量平面内的覆盖范围,通过该范围与矢量面域的位置关系筛选位于其内部的像素;进一步通过线的实际长度进行周期判断以确定像素色彩值。整个过程通过CPU-GPU并行异构计算模型实现,提高了场景交互性能。实验表明,本方法具有周期分布均匀、渲染精度高、贴合结果真实准确和性能不受地形模型影响等优点。

关键词： GIS 三维地图学矢量要素计算机图形学并行计算

利用机载LiDAR数据重建大型复杂立交桥三维模型

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地球信息科学学报 2016年第9期18卷 1249-1258页

作者：伍阳程亮陈焱明李满春南京大学地理信息科学系南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023

立交桥三维模型在交通导航、景观设计等方面具有重要价值。机载Li DAR平台能够快速、准确地获取地物三维点云,有助于立交桥的提取与重建。本文提出了一种基于机载Li DAR数据的大型立交桥三维模型重建方法。该方法首先从原始数据中提取... 详细信息

立交桥三维模型在交通导航、景观设计等方面具有重要价值。机载Li DAR平台能够快速、准确地获取地物三维点云,有助于立交桥的提取与重建。本文提出了一种基于机载Li DAR数据的大型立交桥三维模型重建方法。该方法首先从原始数据中提取立交桥点云,然后构建三维网格并根据连通性对立交桥点云进行分割,将连通桥面进一步分割为无分叉或交汇结构且宽度保持一致的"结构单元",接着利用道路中心线的连续性对立交桥遮挡部分进行修复,并结合桥面中心线和宽度信息对桥面进行重建,最终获得完整的立交桥三维模型。为了验证方法的有效性,本文选取了2个立交桥数据进行实验。结果表明,重建模型的正确率和完整率达均到90%以上,质量较好。本文方法能够取得较好的大型立交桥三维重建效果。

关键词： LiDAR 立交桥三维重建结构单元

基于文献计量分析的穿透雨空间异质性及其时间稳定性研究进展

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中国农业大学学报 2024年第10期29卷 315-328页

作者：王倩袁川张亚峰胡彦婷唐强郭立蔡忠银王一刘琴岳晓萍高英浩方伟伟胡健浙江农林大学林业与生物技术学院杭州311300 西南大学地理科学学院/重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站重庆400715 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 中南林业科技大学生命与环境科学学院长沙410004 四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室成都610065 云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650500 国际竹藤中心/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102 南京信息工程大学地理科学学院南京210044 河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心河南开封475001 西南民族大学四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站成都610041

穿透雨空间异质性及其时间稳定性是影响植被生态系统水养分资源有效性的重要生态水文过程,目前缺乏对该领域进展的系统总结。本研究以“throughfall”、“spatial heterogeneity”、“temporal stability”等为主题词,检索2000—2022年W... 详细信息

穿透雨空间异质性及其时间稳定性是影响植被生态系统水养分资源有效性的重要生态水文过程,目前缺乏对该领域进展的系统总结。本研究以“throughfall”、“spatial heterogeneity”、“temporal stability”等为主题词,检索2000—2022年Web of Science数据库,共筛选获得517篇文献,采用CiteSpace和R软件Bibliometrix包,从论文数量、研究热点、前沿趋势,和发文国家、机构和学者及其合作关系展开计量分析。结果表明:1)全球穿透雨空间异质性及其时间稳定性论文数量年均增长5.0%:发文国家集中在美、中、德等少数国家(占论文总数的51.3%);发文机构主要是中国科学院(6.8%);关键学者为Levia DF(3.7%);刊登期刊主要是Journal of Hydrology(12.8%)等;研究区主要集中在湿润区(66.7%)和暖温带(49.7%)。2)2000—2009年研究主要关注样地尺度穿透雨对土壤水养分的补给;2010—2013年关注地表水文和冠层沉积物运移过程;2014—2022年着重结合冠层截留、土壤蒸发和土壤水分动态的“冠层-地表-土壤”完整水文路径系统分析,强调对时间稳定性的精准刻画。3)我国该领域发文数量全球第2(83篇,16.1%),2011年后年均增长率高达49.7%,然而2000—2022年年篇均引用仅16.9次,在发文量前20位国家中排第16位。综上,自2000年以来穿透雨时空特征研究取得重要进展,我国在该领域成果增长尤为迅速,但研究影响力亟待提升。在未来研究中需结合地球关键带水文过程深入分析穿透雨在“大气-植被-土壤连续体”中水养分耦合和污染物迁移中的重要作用,以期深刻了解森林生态水文过程、格局和影响机制。

关键词：穿透雨时空格局 CiteSpace Bibliometrix 可视化分析

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综合聚类和上下文特征的高光谱影像分类

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第7期42卷 890-896页

作者：鲍蕊薛朝辉张像源苏红军杜培军天津市地质调查研究院天津300191 南京大学卫星测绘技术与应用国家测绘地理信息局重点实验室江苏南京210023 南京大学江苏省地理信息技术重点实验室江苏南京210023 河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098

常规高光谱影像逐像素分类往往没有考虑空间相关性,分类结果未体现地物的空间关联和分布特征。为了在分类中充分利用空间特征,利用聚类信息并结合隐马尔可夫随机场模型讨论了高光谱遥感影像光谱-空间分类方法。首先,在不同特征提取方法... 详细信息

常规高光谱影像逐像素分类往往没有考虑空间相关性,分类结果未体现地物的空间关联和分布特征。为了在分类中充分利用空间特征,利用聚类信息并结合隐马尔可夫随机场模型讨论了高光谱遥感影像光谱-空间分类方法。首先,在不同特征提取方法(最小噪声分离、独立成分分析和主成分分析)下,使用不同聚类方法(k-均值、迭代自组织分析算法和模糊c-均值算法)借助隐马尔可夫随机场获取优化的分割图;然后,采用4连通区域标记法对分割区域标记生成图像对象,并根据支持向量机的逐像素分类结果采用多数投票法对图像对象进行分类;最后,借助凹槽窗口邻域滤波技术改进分类结果,削弱"椒盐"现象。该方法综合了监督分类和非监督分类的优势,通过聚类引入地物空间相关性信息,通过隐马尔可夫随机场引入上下文特征,较好地弥补了单纯基于光谱信息分类的不足。

关键词：聚类隐马尔可夫随机场支持向量机高光谱影像光谱-空间分类多数投票

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京津唐地区PM2.5遥感估算与区域传输

遥感信息 2017年第4期32卷 11-23页

作者：张世乔江洪王祎鑫王成立徐建辉南京大学国际地球系统科学研究所江苏省地理信息技术重点实验室国家海洋局第二海洋研究所滁州学院

近年来PM2.5污染事件频发,PM2.5对人类健康造成了重大威胁。各领域学者针对PM2.5的研究很多,但对其来源尚存在很多争论。该文利用MODIS卫星遥感数据反演了京津唐气溶胶光学厚度（aerosol optical depth,AOD）,进而估算了京津唐地区2013... 详细信息

近年来PM2.5污染事件频发,PM2.5对人类健康造成了重大威胁。各领域学者针对PM2.5的研究很多,但对其来源尚存在很多争论。该文利用MODIS卫星遥感数据反演了京津唐气溶胶光学厚度（aerosol optical depth,AOD）,进而估算了京津唐地区2013年1km分辨率AOD分布和PM2.5时空分布,并利用研究区内AERONET观测数据对反演AOD进行验证。中国环境监测总站在京津唐地区24个PM2.5实测站点监测数据对AOD-PM2.5模型进行了训练和检验。结果表明,气溶胶遥感估算模型和AOD-PM2.5模型精度均较高,2个气溶胶监测站点对气溶胶遥感估算模型的验证R2分别达到了0.558和0.598,AOD-PM2.5模型4个季节的估算结果与实测值的相关系数R2值分别为0.36、0.64、0.56、0.62,除春季外,其他季节模型拟合精度较高。研究结果表明,利用经过高度校正和湿度校正后的气溶胶干消光系数与温度、风速等气象因子建立PM2.5与AOD之间的线性回归模型,能够获得高分辨率和精度的PM2.5质量浓度空间分布。结合HYSPLIT4气流轨迹分析能够进一步分析PM2.5的空间传输特征和路径,为进一步分析区域大气污染以及污染来源提供了一种有效手段。

关键词： PM2.5 气溶胶气流轨迹源解析区域传输