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利用高阶径向导数带限模型进行重力向下延拓计算

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 442-452页

作者：邓凯亮黄谟涛吴太旗王伟平欧阳永忠陈欣熊雄刘敏王许海军研究院天津300061 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300 国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300 91001部队北京100830

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤... 详细信息

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤波处理后均表现为一类有限频谱带宽信号的特点,提出将地球外部重力异常泊松积分式的核函数表示为球谐级数展开式,并将其截断为与重力观测值频谱范围相一致的带限求和式,进而通过直接求导方法,推导得到一组与带限核函数相对应的重力异常高阶径向导数带限计算公式,同时对该组公式进行了实用性改化,并将其应用于重力异常向下延拓泰勒级数展开式计算。使用超高阶地球位模型EGM2008设计两个阶段的数值计算检验方案,分别对重力异常高阶径向偏导数带限模型及其泰勒级数展开向下延拓模型的计算精度进行了检核评估,表明新模型具有良好的可靠性和有效性,在解算稳定性和计算精度两个方面都优于其他同类模型。

关键词：重力向下延拓高阶径向导数带限模型封闭解析核函数球谐级数展开截断式泰勒级数展开

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三维实景技术在数字地铁建设中的应用

测绘通报 2024年第8期 141-144页

作者：许书影何伟童彤上海市测绘院上海200063 自然资源部超大城市自然资源时空大数据分析应用重点实验室上海200063

数字地铁建设中的重要基础是构建可视化、可量测的地铁车站二三维模型。传统的地铁车站现场测量方法存在外业工作量大、自动化程度低、测量效率低、获取信息少、成果不够全面等缺点。本文采用实景三维技术快速获取地铁车站空间信息,该... 详细信息

数字地铁建设中的重要基础是构建可视化、可量测的地铁车站二三维模型。传统的地铁车站现场测量方法存在外业工作量大、自动化程度低、测量效率低、获取信息少、成果不够全面等缺点。本文采用实景三维技术快速获取地铁车站空间信息,该方法具有非接触测量、高效率、高精度、自动化程度高、信息全面丰富、成果形式多样、拓展性强等优点,能为地铁日常的运营和管理提供权威、准确、直观的测绘数据,同时还能尽量减少对车站日常运营管理的影响,助力上海地铁数字化转型。

关键词：地铁车站测量三维实景技术高效率

1990-2020年北京生态涵养区景观生态风险时空演变及其对自然人为因素的响应研究

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中国环境科学 2024年

作者：高林赵中秋宋东阳裴小龙自然资源要素耦合过程与效应重点实验室自然资源部土地整治重点实验室中国地质大学(北京)土地科学技术学院中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心

北京生态涵养区作为首都的生态屏障和水源保护地，在城市空间布局和生态保护中起到重要作用，但目前针对北京生态涵养区景观生态风险演变及驱动因素的研究不足。本研究基于1990-2020年土地利用/覆被数据，建立了景观生态风险评价模型，... 详细信息

北京生态涵养区作为首都的生态屏障和水源保护地，在城市空间布局和生态保护中起到重要作用，但目前针对北京生态涵养区景观生态风险演变及驱动因素的研究不足。本研究基于1990-2020年土地利用/覆被数据，建立了景观生态风险评价模型，对30年间北京生态涵养区景观生态风险时空演变特征进行探究，并使用地理探测器模型，分析了自然、人为因素对景观生态风险的驱动作用。研究结果表明：研究区土地利用类型以林地与耕地为主，1990-2020年间，土地利用变化主要呈现林地、建设用地、水域增加，耕地、草地、未利用地减少的趋势。近30年间，景观生态风险持续下降，中、较高、高生态风险区分别下降8.45%、13.66%、8.13%，低、较低生态风险区分别增加2124.34 km2、1247.96 km，在空间尺度上呈现正相关性。单因子探测中，人为干扰度、NDVI、高程是驱动景观生态风险变化的主要因素，双因子交互探测结果全部呈现双因子增强和非线性增强，人为干扰度与其他因子相互作用是景观生态风险演变的主要原因。本研究揭示了30年间北京生态涵养区土地利用格局与景观生态风险变化，探究了景观生态风险演变的驱动因素，为北京生态涵养区保持生态稳定、促进绿色发展提供科学依据。

关键词：景观生态风险评价土地利用北京生态涵养区地理探测器

InSAR相位解缠最大流/最小割权值改进算法

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测绘学报 2024年第4期53卷 644-652页

作者：高延东贾义琨李世金陈宇李怀展郑南山张书毕中国矿业大学自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

InSAR已经在高精度DEM反演中得到了广泛应用,相位解缠技术是影响DEM获取精度的关键步骤之一,然而大梯度变化区域一直是影响解缠结果精度的核心问题。针对该问题,本文提出一种基于势函数改进权值的最大流/最小割相位解缠算法。首先,针对P... 详细信息

InSAR已经在高精度DEM反演中得到了广泛应用,相位解缠技术是影响DEM获取精度的关键步骤之一,然而大梯度变化区域一直是影响解缠结果精度的核心问题。针对该问题,本文提出一种基于势函数改进权值的最大流/最小割相位解缠算法。首先,针对PUMA模型权值设置不合理的问题进行研究,利用外部已有DEM获取相位梯度变化的先验信息,将窗口最大绝对相位梯度值代入相应的势函数公式中获取权值;然后,通过对势函数权值的设置进行阈值调节,解决由于势函数权值设置不合理导致PUMA势函数无法发挥作用引起的解缠错误问题,进而提高大梯度变化区域相位解缠精度;最后,通过仿真数据和真实TanDEM-X InSAR数据对本文算法进行验证,并与已有方法进行对比。结果表明,仿真数据中本文算法可以提高至少44.93%的解缠精度,真实数据中在大梯度变化区域,本文算法较已有算法可以获得更大范围的有效解缠结果。

关键词： InSAR 势函数最大流/最小割相位解缠

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极端天气下三峡库区土地利用对河流水质的多时空尺度影响

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1096-1109,I0011-I0015页

作者：张琼刘睿张静郑达燕张柳柳郑财贵重庆师范大学地理与旅游学院重庆401331 重庆师范大学GIS应用研究重庆市高校重点实验室重庆401331 重庆市规划和自然资源调查监测院重庆401120 自然资源部国土空间规划监测评估预警重点实验室重庆401120

为探究极端天气下流域内水质对土地利用的响应关系,本研究基于不同空间尺度(1000 m河段缓冲区、500 m河岸带缓冲区及子流域)的土地利用指数以及旱季(2019年11月)、雨季-洪水期(2020年7月)和雨季-干旱期(2022年8月)的水质数据,探究流域... 详细信息

为探究极端天气下流域内水质对土地利用的响应关系,本研究基于不同空间尺度(1000 m河段缓冲区、500 m河岸带缓冲区及子流域)的土地利用指数以及旱季(2019年11月)、雨季-洪水期(2020年7月)和雨季-干旱期(2022年8月)的水质数据,探究流域内土地利用对水质的多时空尺度影响,从而得到保护流域水质和规划流域内土地利用格局的最佳时空尺度和对水质影响最显著的预测因子。研究表明:(1)流域水质受极端天气影响,降雨会增强水体的稀释能力,高温会加快水中微生物反应速率,具体表现为雨季-洪水期的水质较好,雨季-干旱期次之,旱季较差。(2)土地利用对水质指标的影响存在时空尺度效应,土地利用在子流域和旱季尺度下对河流水质影响最显著。(3)不同土地利用指数对流域水质影响存在差异,耕地、林地、斑块密度、最大斑块指数和边缘密度是影响水质指标最显著的解释变量。其中林地与多数水质指标具有负相关关系,建设用地、耕地、斑块密度与较多水质指标存在正相关关系。本研究结果为合理规划土地利用格局以及保护河流水质提供科学依据,对三峡库区环境可持续发展及生态保护具有一定意义。

关键词：河流水质土地利用指数多时空尺度冗余分析三峡库区

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基于双碳目标的黄河流域资源型城市国土空间利用效率时空特征及影响因素

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中国土地科学 2024年第4期38卷 101-112页

作者：陈美景王庆日白中科史泽宇于潇张冰松中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 中国国土勘测规划院北京100035 自然资源部土地整治重点实验室北京100035 自然资源部矿区生态修复工程技术创新中心北京100083

研究目的:构建双碳目标下资源型城市国土空间利用效率评价体系,并以黄河流域为例分析资源型城市国土空间利用效率时空特征及影响因素。研究方法:超效率SBM模型,非参数核密度估计,Tobit模型。研究结果:(1)研究区国土空间利用综合效率表... 详细信息

研究目的:构建双碳目标下资源型城市国土空间利用效率评价体系,并以黄河流域为例分析资源型城市国土空间利用效率时空特征及影响因素。研究方法:超效率SBM模型,非参数核密度估计,Tobit模型。研究结果:(1)研究区国土空间利用综合效率表现出平缓增长趋势,不同空间类型表现为城镇空间>农业空间>生态空间,不同区域表现为下游地区>中游地区>上游地区,不同城市类型表现为成长型城市>衰退型城市>再生型城市>成熟型城市。(2)综合效率等级较高的城市多集中于中游和下游地区,中游地区城镇空间和生态空间利用效率较高,下游地区农业空间利用效率相对较高。(3)自然地理因素和经济社会因素共同影响资源型城市国土空间利用效率。研究结论:应科学统筹矿产资源开发与绿色低碳发展之间的关系,严格落实国土空间用途管制制度,因地制宜开展资源型城市国土空间治理,并充分考虑资源型城市发展阶段,系统谋划转型发展道路。

关键词：国土空间利用效率资源型城市转型双碳目标黄河流域

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智慧海洋数字孪生技术及其应用

科技导报 2024年第4期42卷 91-101页

作者：赵龙飞姜晓轶洪宇孙苗王漪康林冲曹磊国家海洋信息中心天津300171 自然资源部海洋信息技术创新中心天津300171 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034 深圳市海洋发展研究促进中心深圳518000

面向智慧海洋建设需求,提出海洋数字孪生技术体系及应用方向,分析了当前智慧海洋研究和发展现状,通过研究新一代信息技术与工业技术融合应用,阐述了数字孪生的概念内涵,并给出海洋科学认知、海洋开发利用、海洋装备全生命周期、海洋治... 详细信息

面向智慧海洋建设需求,提出海洋数字孪生技术体系及应用方向,分析了当前智慧海洋研究和发展现状,通过研究新一代信息技术与工业技术融合应用,阐述了数字孪生的概念内涵,并给出海洋科学认知、海洋开发利用、海洋装备全生命周期、海洋治理决策4个方面的数字孪生应用场景;针对智慧海洋建设与应用的共性需求,提出包含现实海洋、数字化海洋、交互映射、孪生海洋数据、孪生海洋知识、孪生智慧应用6个基本要素的海洋数字孪生六维模型架构理论;探讨了数字孪生赋能智慧海洋的关键技术问题及实现路径。

关键词：智慧海洋数字孪生海洋数字孪生六维模型海洋数字孪生

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贺兰山森林破碎化海拔梯度格局及其影响因素

测绘科学 2024年第1期49卷 190-203页

作者：王钰刘涵赵财胜桑玲玲鞠正山胡腾云李雪草应急管理部国家减灾中心北京100124 自然资源部南方石山地区矿山地质环境修复工程技术创新中心南宁530028 自然资源部国土整治中心北京100035 自然资源部土地工程技术创新中心北京100035 自然资源部土地整治重点实验室北京100035 自然资源部数字制图与国土信息应用重点实验室武汉430079 北京市城市规划设计研究院北京100045 中国农业大学土地科学与技术学院北京100083

针对森林破碎化格局影响着森林生态系统的总体格局、物质和能量流动,迫切需要监测评估的问题,受限于森林分布数据可用性,当前森林破碎化格局精细分析研究相对缺乏。本研究以贺兰山为研究对象,基于高清遥感影像提取精细森林分布数据,采... 详细信息

针对森林破碎化格局影响着森林生态系统的总体格局、物质和能量流动,迫切需要监测评估的问题,受限于森林分布数据可用性,当前森林破碎化格局精细分析研究相对缺乏。本研究以贺兰山为研究对象,基于高清遥感影像提取精细森林分布数据,采用景观指数量化了东西坡森林破碎化格局,并利用广义线性回归、逻辑回归方法探讨了其对海拔环境梯度的响应。结果表明:(1)贺兰山森林破碎度随海拔上升呈先减后增的格局,东坡森林破碎度高于西坡;(2)森林破碎化海拔分布格局与地形、气候梯度呈单峰关系;(3)自然和人为因素共同塑造了森林破碎化格局。其中,气候因子及其与地形、人类活动因子的共同作用起主导影响;(4)生长季气候条件调控了树木分布上下限。生长季长度222 d、夏季平均温度10.9℃分别是限制东西坡树木上限的临界气候阈值,夏季降水量177 mm、夏季降水量243 mm分别是限制东西坡下限的临界气候阈值。这些发现有助于揭示温带干旱与半干旱山区在自然和人为因素复杂影响下的森林破碎化格局特征,可为制定森林资源保护和可持续管理政策提供支持,也能为其他相关研究提供一定参考。

关键词：贺兰山森林破碎化景观格局海拔梯度树线

基于SDGSAT-1 TIS的机器学习算法岩性分类

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地质论评 2024年第S1期70卷 351-352页

作者：张昭刘磊长安大学地球科学与资源学院西安710054 自然资源部新能源矿产与资源信息工程技术创新中心西安710054 自然资源部黄河上游战略性矿产资源重点实验室兰州730046

造岩矿物在热红外(TIR)大气窗口(7~14μm)中显示出特定的光谱特征为利用TIR影像进行岩性分类提供了理论基础(代晶晶等,2020)。然而,传统TIR遥感岩性分类数据源有限,且常用的基于光谱相似性和光谱特征的方法很难对类似的岩石类型进行分类... 详细信息

造岩矿物在热红外(TIR)大气窗口(7~14μm)中显示出特定的光谱特征为利用TIR影像进行岩性分类提供了理论基础(代晶晶等,2020)。然而,传统TIR遥感岩性分类数据源有限,且常用的基于光谱相似性和光谱特征的方法很难对类似的岩石类型进行分类,光谱吸收位置特征很容易受到矿物复杂化学成分的影响。2021年发射的可持续发展科学卫星1号(SDGSAT-1)在TIR区域具有3个波段.

关键词：热红外影像机器学习算法(MLAs) 岩性分类