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基于光谱技术的典型互花米草入侵湿地土壤属性预测研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 197-203页

作者：陈旭曹思珩杨仁敏陈秋宇李建国徐璐江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院地理信息科学系江苏徐州221116

为了高效监测互花米草入侵海岸带湿地生态系统的土壤属性变化,选取江苏省盐城湿地珍禽国家级自然保护区的一处典型互花米草入侵湿地作为研究区,利用随机分层采样方法选取15个样点,在3个深度(0~30、30~60、60~100 cm)共采集45个土壤样品... 详细信息

为了高效监测互花米草入侵海岸带湿地生态系统的土壤属性变化,选取江苏省盐城湿地珍禽国家级自然保护区的一处典型互花米草入侵湿地作为研究区,利用随机分层采样方法选取15个样点,在3个深度(0~30、30~60、60~100 cm)共采集45个土壤样品,测定了土壤可见光-近红外反射光谱和10种土壤理化属性,研究了偏最小二乘和随机森林两种方法的预测能力,分析了不同光谱变换形式对预测精度的影响,探讨了入侵年限和土壤深度作为辅助预测变量的潜力。结果表明:(1)可见光-近红外光谱技术可以较好地预测有机碳、无机碳、全氮、含水量、pH、容重、盐分和黏粒等属性;(2)偏最小二乘回归法比随机森林法更适合监测互花米草入侵湿地的关键土壤理化属性,利用偏最小二乘法对土壤属性建立的预测模型精度(R^(2))在0.341~0.979之间,随机森林方法对土壤属性建立的预测模型精度(R^(2))最高为0.722;(3)基于原始光谱可以获得土壤全氮的最优预测模型(R^(2)为0.769,RMSE为0.091 g·kg^(-1)),而其他土壤属性的最优模型多是基于微分变换或倒数变换建立的模型,微分变换和倒数变换可以有效地提高模型预测精度;(4)模型预测精度在加入入侵年限和土壤深度两个变量后总体上有所提高,其中有机碳、全氮、盐分、pH和容重等属性的预测精度对这两个变量更为敏感,土壤有机碳最优模型的精度(R^(2))从0.794提高到0.806,pH最优模型的精度(R^(2))从0.838提升至0.884,盐分最优模型的精度(R^(2))从0.978提升至0.997。综上所述,可见光-近红外光谱技术在互花米草入侵湿地关键土壤理化属性预测方面具有明显的优越性,通过适当的光谱变换、变量筛选、模型选择等方面可以实现互花米草入侵湿地土壤变化的快速监测。

关键词：互花米草入侵可见光-近红外光谱土壤监测偏最小二乘法随机森林光谱变换

面向城市雨洪模拟的地表汇流特性DEM增强表达

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地球信息科学学报 2025年第2期27卷 491-506页

作者：李海洋吕朋超江岭梁明黄敏敏杨灿灿张大鹏安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 滁州学院地理信息与旅游学院滁州239000 安徽省实景地理环境重点实验室滁州239000 安徽省遥感与地理信息工程研究中心滁州239000

【目的】数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)作为城市雨洪模拟中不可或缺的输入驱动,很大程度上决定了模拟精度。然而,现有研究大多数注重地表高程表达,忽略了地表汇流特性对积水扩散过程的影响。尤其在复杂城市地形环境中,传... 详细信息

【目的】数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)作为城市雨洪模拟中不可或缺的输入驱动,很大程度上决定了模拟精度。然而,现有研究大多数注重地表高程表达,忽略了地表汇流特性对积水扩散过程的影响。尤其在复杂城市地形环境中,传统DEM难以充分捕捉汇流特性,导致模拟精度受到制约。【方法】本文提出了一种基于城市地形对象汇流特性的DEM增强表达方法。该方法从形态特征和水文特征角度分析城市地形对象的汇流特性,系统解析城市地形对象间的汇流关系,根据汇流关系约束将汇流特性有效融入传统DEM,从而增强DEM对地表汇流特性的表达能力。【结果】本文选取南京市鼓楼区作为研究区,基于SWMM模型和有源扩散算法进行雨洪数值模拟,验证DEM增强表达效果,结果表明:(1) DEM增强表达后,研究区内10.78%栅格的流向发生变化,主要分布在地形对象及其边缘;增强DEM的标准差、变异系数等指标均明显优于原始DEM;(2)较基于原始DEM的模拟结果,基于增强DEM的雨洪模拟积水面积减少,平均积水深度增加,能够更准确地捕捉地形特征对径流路径和积水分布的影响,模拟结果更接近实际情况。【结论】本文提出的DEM增强方法能够有效表达城市地表的汇流特性,提高了积水扩散模拟结果的合理性,为城市雨洪的精细化模拟提供了技术支持。

关键词： DEM 增强表达城市地形城市地形对象形态特征水文特征汇流特性雨洪数值模拟

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从地理信息系统到地理智能体

地球信息科学学报 2025年第1期27卷 83-99页

作者：罗斌刘文豪吴进韩嘉福吴文周李洪省中国科学院地理科学与资源研究所地理信息科学与技术全国重点实验室北京100101 北京星球时空科技有限公司北京100083

【目的】地理系统是涵盖地球表层自然与人文现象及其相互关系的综合系统,而现有地理信息系统(GIS)虽能数字化处理这些地理要素,但其局限性在于缺乏物理与信息空间的双向交互,并且其模型通常依赖于预设规则和历史数据,难以应对快速变化... 详细信息

【目的】地理系统是涵盖地球表层自然与人文现象及其相互关系的综合系统,而现有地理信息系统(GIS)虽能数字化处理这些地理要素,但其局限性在于缺乏物理与信息空间的双向交互,并且其模型通常依赖于预设规则和历史数据,难以应对快速变化和三维结构复杂的地理情境。为此,本文提出了“地理智能体”,作为地理信息系统的进阶形式,融合了具身智能、自监督学习和多模态语言模型,旨在提升环境感知、空间理解和自主决策能力。【方法】本文设计的地理智能体架构包含多模态感知、智能中枢和行动操控模块,分别通过传感器网络获取全方位环境信息、利用知识图谱和生成模型进行复杂情境推理,并最终实现对物理环境的实时调控和多层次规划。此外,地理智能体将通过地球模拟器和试验场平台测试,以适应虚拟和真实环境的差异,从而在复杂、动态地理情境中具备更强的自主应对能力。【结果】本文以虚拟数字人“地球通”为例,初步展示地理智能体在空间智能化应用中的具体实现。【结论】“地球通”作为地理智能体的原型机,集成了时空知识图谱(GeoKG)和认知地图生成大模型(GeoGPT)等模块,能够辅助用户在应急管理、城市规划和生态监测等领域中快速获取智能化的空间决策支持,充分体现了地理信息系统从信息处理工具向自主空间智能体的发展演化。

关键词：智能地理系统地理智能体具身智能自监督学习多模态感知知识图谱大模型空间智能

基于加权核密度估计的铁路外部环境风险评估方法

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中国铁路 2025年第02期 166-172页

作者：张浩中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院

为解决铁路外部环境安全风险评估工作中精细度较低、针对性不强及靶向管控不足等问题，通过构建基于铁路外部环境隐患的加权核密度估计模型，提出适用于铁路外部环境空间的风险评估方法。选取试验区段进行验证，结果表明，基于加权核密... 详细信息

为解决铁路外部环境安全风险评估工作中精细度较低、针对性不强及靶向管控不足等问题，通过构建基于铁路外部环境隐患的加权核密度估计模型，提出适用于铁路外部环境空间的风险评估方法。选取试验区段进行验证，结果表明，基于加权核密度估计的铁路外部环境空间风险评估方法可以从空间维度精准地对铁路外部环境进行安全风险评估，通过网格化划分，实现了对铁路外部环境高、中、低风险区域的准确识别，提高了风险评估的针对性和精确度，可为铁路安全管理提供决策参考，进而提高铁路外部环境安全治理效率和管理水平。

关键词：铁路外部环境风险评估空间分析加权核密度估计隐患网格化

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森林年龄遥感估算和应用研究进展

遥感学报 2025年第1期29卷 70-82页

作者：马勤张旭袁敬毅龚梓彤商荣程凯陈茂龙谭启昀居为民南京师范大学地理科学学院南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心福建师范大学地理科学学院湿润亚热带生态—地理过程教育部重点实验室北京大学遥感与地理信息系统研究所马来西亚理科大学人文学院地理系地理信息组北京远度互联科技有限公司南京大学国际地球系统科学研究所

林龄是决定森林碳汇能力及其变化趋势的关键因子。定量刻画林龄的时空差异是预估森林生态系统碳源汇变化趋势的重要环节。传统林龄调查仅限于森林样地，随着遥感技术的发展，其估算范围扩展到区域及全球尺度。与林龄相关的研究在林学、... 详细信息

林龄是决定森林碳汇能力及其变化趋势的关键因子。定量刻画林龄的时空差异是预估森林生态系统碳源汇变化趋势的重要环节。传统林龄调查仅限于森林样地，随着遥感技术的发展，其估算范围扩展到区域及全球尺度。与林龄相关的研究在林学、生态学、地学等领域也日益受到广泛关注。本文综合论述了自2000年以来，林龄的估算方法及其应用前景的研究进展。基于遥感的林龄估算方法主要分为：光谱纹理信号反演、时间序列变化检测、树高生物量生长方程模拟3大类。光谱纹理信号反演方法简单，但饱和效应明显且精度有限；时序变化检测精度较高，但只适用于有连续遥感观测的中幼林。基于树高生物量生长方程的方法拓宽了林龄估算的限度，但估算精度对生长方程及输入参数非常敏感。因此，综合多源数据、结合多模型方法已成为林龄估算的主流策略，并成功用于中国、加拿大等国家的高分辨率林龄制图。大范围的林龄数据在森林碳循环模拟、生物多样性评估、林业经营与管理等方面有着广阔的应用前景。针对林龄遥感估算，当前亟需完善并更新森林样地数据集，充分挖掘多源、多时空遥感信息，并着力提升估算模型的可迁移性和普适性；以进一步提高林龄估算的精度和效率，从而为林龄相关的研究提供更加全面、可靠的数据和技术支持。

关键词：遥感森林年龄树高生物量碳循环变化检测生长方程森林管理生物多样性

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低空经济时代地理信息科技发展的机遇和挑战

地球信息科学学报 2025年第1期27卷 1-9页

作者：廖小罕黄耀欢刘霞中国科学院地理科学与资源研究所地理信息科学与技术全国重点实验室北京100101 中国地理信息产业协会无人机应用与管控工作委员会北京100053 中国民航局低空地理信息与航路重点实验室北京100101 北京清源四维科技有限公司北京100015 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

【意义】低空经济作为新质生产力代表,正逐渐成为推动经济增长的新引擎。低空经济以低空空域资源开发利用为基础,在给地理信息科技带来发展机遇的同时也对其提出了全新的挑战。【进展与分析】本文首先对低空经济下低空空域资源划分以及... 详细信息

【意义】低空经济作为新质生产力代表,正逐渐成为推动经济增长的新引擎。低空经济以低空空域资源开发利用为基础,在给地理信息科技带来发展机遇的同时也对其提出了全新的挑战。【进展与分析】本文首先对低空经济下低空空域资源划分以及典型无人机应用场景进行了介绍,进而分析了地理信息科技将在空域资源精细化利用与低空环境构建、空中交通新型基础设施规划建设运行、无人机安全高效运行与运营监管等低空经济关键环节具有广泛应用前景,指出地理信息产业也将面临新的技术融合与创新、市场需求增长、政策支持与产业引导、产业升级与转型等发展机遇。【展望】本文简要分析了地理信息科技支撑低空经济发展所面临的时空升维、地图和位置服务、高频次迅捷数据获取体系、全时全域能力和泛在智能化技术等挑战,这些也将成为地理信息科技未来可以发展和突破的方向。

关键词：低空经济地理信息科技地理信息产业发展机遇挑战

数智插件驱动的地图集编制与工艺优化：以《黑龙江省第三次国土调查成果图集》为例

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测绘地理信息 2025年第1期50卷 77-84页

作者：邓蜀江马旭杨继文周文黑龙江省第五测绘地理信息工程院

地图编制数智化逐渐成为行业发展趋势，为数字制图带来新思路和新工艺。《黑龙江省第三次国土调查成果图集》是一部运用多源时空数据全面反映全省第三次国土调查成果的专项地图集。编辑人员将数智化插件充分应用于图集设计与制图生产，... 详细信息

地图编制数智化逐渐成为行业发展趋势，为数字制图带来新思路和新工艺。《黑龙江省第三次国土调查成果图集》是一部运用多源时空数据全面反映全省第三次国土调查成果的专项地图集。编辑人员将数智化插件充分应用于图集设计与制图生产，结合成熟技术路线开展工艺流程创新。本文讨论了设计原则、基本内容构成、编制方法优化等方面，分析总结了技术亮点与关键节点，为同类专题地图集的编制在设计思路、技术方法和实现路径上提供参考。

关键词：数智地图图集设计专题制图国土调查 MAPublisher

省域特色国土空间规划的监测评估指标体系研究——以福建省为例

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居业 2025年第1期 219-221页

作者：余范明福建省地质遥感与地理信息服务中心福建福州350000

建立科学的省域特色国土空间规划监测评估指标体系,对于国土空间的合理规划和利用至关重要。本文分析了现行指标体系在地方空间规划评估监测中存在的不足,并结合福建省现状,构建了福建省省域特色国土空间规划监测评估指标体系,包括空间... 详细信息

建立科学的省域特色国土空间规划监测评估指标体系,对于国土空间的合理规划和利用至关重要。本文分析了现行指标体系在地方空间规划评估监测中存在的不足,并结合福建省现状,构建了福建省省域特色国土空间规划监测评估指标体系,包括空间多元化利用指标、生态健康评估指标、社会-经济-空间综合效益指标、特色农业发展指标、乡村振兴综合指标和弹性指标,旨在为完善地方国土空间规划指标体系提供借鉴和参考。

关键词：省域特色国土空间规划监测评估福建省

多源数据协同的城市建成区变迁及景观生态安全格局演变分析:以辽宁省为例

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生态学杂志 2025年第1期44卷 250-259页

作者：刘浦东黄丽刘建涛张冬王凌翔山东建筑大学测绘地理信息学院济南250101 齐鲁空天信息研究院济南250101 潍坊河海水文科技有限公司山东潍坊261100

掌握建成区变迁并构建省域尺度生态安全格局,是维持地区生态安全的重要手段。基于Google Earth Engine云平台获取的夜间灯光数据及土地利用数据、兴趣点数据,使用融合算法提取辽宁省各地级市建成区,并结合省域尺度生态安全格局、城市扩... 详细信息

掌握建成区变迁并构建省域尺度生态安全格局,是维持地区生态安全的重要手段。基于Google Earth Engine云平台获取的夜间灯光数据及土地利用数据、兴趣点数据,使用融合算法提取辽宁省各地级市建成区,并结合省域尺度生态安全格局、城市扩张方向等探索辽宁省景观生态安全格局的时空变化特征。结果表明:(1)融合提取法可弥补单一数据源在省域尺度建成区提取中的不足,建成区提取精度平均为88%,较单一夜光数据提取精度平均提高了33%;(2)基于形态学空间格局分析模型及最小累积阻力模型提取核心区域,筛选出28块生态源地,共识别58条生态廊道,并建立不同半径为缓冲区的生态安全距离,构建省域生态安全格局;(3)以建成区面积、人口及GDP为指标建立城市重心,以2012年为基准,城市总体重心向西南方向小角度偏移。将建成区长时序变迁与生态源地、生态廊道及生态缓冲区构建的生态安全格局作为城市生态规划,对提升省域尺度城市规划和生态协同具有重要意义。

关键词：城市化省级生态安全格局形态学空间格局分析最小累积阻力模型生态廊道