基于Web services的WebGISVisA体系结构研究与实现*

针对目前网络地理信息系统体系结构难以实现Internet环境下的异构空间信息的互操作问题,深入分析其主要原因,在对现有网络地理信息系统的三层体系结构进行深入分析的基础上,提出一种基于Web services的网络地理信息系统体系结构(Web-based geographical information services visualization architecture,WebGISVisA).WebGISVisA体系结构通过Web services对各个地理信息系统组件进行包装,实现各个组件的跨平台操作,从技术上使得客户端和服务端达到了负载平衡,完成了WebGIS三维的虚拟现实,实现了在Internet下空间数据互操作和跨平台的功能,最大限度地达到数据共享.     

基于GeoSOS-FLUS模型的乌鲁木齐主城区扩张情景模拟分析

乌鲁木齐市作为新疆首府、“一带一路”中的中亚区域经济中心,其土地资源的合理利用、城市形态的健康发展则显得尤为重要。本研究首先基于乌鲁木齐主城区1990～2018年遥感影像解译出的土地利用分类对其土地利用时空演变情况加以分析,1990～2018年乌鲁木齐主城区急剧扩张,2010年以来交通网络铺设完善,主城区快速扩张,周遭耕地、林地、草地等萎缩95.12 km²、6.49 km²、52.37 km²,重心呈现出向东与向北扩张趋势,主城区农用与绿化面积萎缩,无法兼顾经济与生态效益协调可持续发展。接着,遴选自然与社会经济等影响主城区扩张的驱动因素,结合乌鲁木齐主城区扩张历史特点设计第一产业优先、第二三产业优先、生态优先情景,利用Geo SOS-FLUS模型对不同情景下的主城区扩张情景进行模拟预测,研究发现第二三产业优先情景下建设用地明显增加1 142.94 km²;生态优先情景下生态效益高的林地、草地、水域面积显著增加281.59、651.38、7.29 km²;第一产业优先情景下,建...     

阿姆河流域耕地变化及水土匹配特征分析

基于中亚阿姆河流域4个分区1990—2015年间土地利用变化和水资源等数据,运用耕地变化速率、洛伦兹曲线和基尼系数法以及水土资源匹配系数对阿姆河流域耕地变化和水土匹配状况进行了综合分析。结果表明:1990—2015年阿姆河流域耕地以146.74 km²/a的速度在扩张,且各时期、各分区扩张的速度不同;在不考虑咸海来水不断减少、生态持续恶化的前提下,绿洲区匹配状况属比较公平和相对合理状况;阿姆河流域水土资源空间分布存在明显的错位现象;全流域生态用水被农业用水严重挤占,阿姆河流域灌溉面积、灌溉用水量成为影响咸海水量及面积变化的重要因素,是一种不可持续的用水方式。     

干旱/半干旱区MODIS地表温度反演与验证研究

劈窗算法是目前热红外遥感反演地表温度最常用的方法,根据Coll提出的劈窗算法建立基于MODIS适用干旱/半干旱区地表温度反演算法,并用同期的LP DAAC发布的MODIS地表温度产品和相应的53个气象站点的实际观测数据进行验证。通过分析,模型的反演精度与MODIS地表温度产品的反演精度相当,与气象观测数据相一致,反演精度较好,能够较精确地反演干旱/半干旱地区地表温度的时空变化特征。     

干旱内陆河灌区地下水位调控措施及其效应

土壤次生盐渍化和土地荒漠化与灌区地下水位埋深密切相关。将灌区地下水调控在合理的埋深范围内,可更有效地防治土壤次生盐渍化,从而改善自然植被或作物赖以生存的土壤环境,更有利于自然植被或作物的生长发育,进而提高植被的繁茂程度或作物的产量。根据干旱内陆河流域水资源开发利用及农业生产管理的特点,总结并探讨了灌区地下水位调控的措施。以新疆阿瓦提灌区为例,依据生产实践设置了维持现状、加大灌区节水改造、改变洗盐压碱模式和优选井灌井排等4个情景方案,以现状数据为基础设置相应的参数,应用区域水盐平衡模型对灌区的水平衡、耗水平衡、地下水平衡、供需水平衡和盐平衡等5个平衡进行模拟和预测,得到各方案各子灌区水盐平衡结果,分析了不同地下水位调控措施对地下水的影响。分析表明：不进行冬春灌而采用滴水适播或干播湿出,可使土壤冻融期地下水位下降到临界深度以下,将有效地抑制浅层土壤的返盐和积盐;井灌井排是灌区地下水调控最有效的措施,既开发利用地下水资源,又可控制地下水位、防治或改良盐碱地等。地下水位调控措施的选择需因地制宜,综合考虑灌区土壤盐碱化程度、地下水位埋深现状、灌溉排水条件等合理选择。     

基于X3D／XML的组件式3维WebGIS平台：Geo-SD SHIP体系结构研究

鉴于数据提供者与数据需求者之间的矛盾是促使WebGIS产生、发展的直接动力，为此围绕着在Web环境下如何以3维空间可视化方式来实现地理空间数据共享与互操作的问题，以X3D／XML数据流作为不同结构的地理空间数据之间联系的桥梁，建立了一种新的组件式WebGIS体系结构——Geo-SD SHIP（Geo-Spatial Data Sharing and Handling Integrated Platform）。为了更好地阐述基于X3D／XML的组件式3维WebGIS平台的有效性、可行性，首先对Geo-SD SHIP体系结构组成及其特点进行了深入的阐述，并给出了Geo-SD SHIP体系结构框架图；接着，详细介绍了基于X3D／XML的Geo-SD SHIP体系结构中各组件实现的关键技术，如Web-3D虚拟地理场景的创建、用VC＋＋．Net和ArcObjects来构建X3D／XML数据转换组件和GIS空间分析组件，以及用VC＋＋．Net结合OpenGL图形函数库来实现X3D／XML数据解析组件等；最后，举例说明了Geo-SD SHIP体系结构的数据转换服务请求／响应过程、数据需求服务请求／响应过程，并通过在国家自然基金项目和中国科学院知识创新工程重要方向性项目中的成功应用，证明了Geo-SD SHIP体系结构的有效性和可行性。     

Mixed KPCA结合纹理特征的SVM盐碱土信息提取

核函数是核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）的核心,目前使用的核函数都是单一核函数。尝试通过将光谱角径向基核函数（Spectral Angle Radial Basis Function,SA-RBF）与RBF组合形成混合核函数。在研究中,利用基于该混合核函数的KPCA进行特征提取,将其光谱特征波段和纹理特征相结合用于盐碱土的SVM分类,将分类结果与其他SVM分类进行比较,结果表明：该方法优于其他SVM方法,能有效提取玛纳斯河流域绿洲区的盐碱土专题信息,分类精度是89.000%,kappa系数是0.876。     

基于Web的新疆资源生态环境数据库应用系统的设计与实现

论文在总结近年来Web数据库应用系统开发过程中所使用的核心技术基础上,结合对国内外不同领域的应用案例的分析,提出了新疆资源生态环境数据库应用系统的设计思想和实现技术。主要针对系统结构、数据库结构,以及系统的程序实现技术展开讨论,并给出了系统结构框图和数据库结构框图。系统整合了脚本语言(JavaScript、VBScript)与ASP、ASP.Net、ADO.Net数据库访问等Web数据库应用系统先进技术,实现了对新疆资源生态环境数据库的数据查询、数据维护和网络化浏览功能,对于在其它专业领域进行数据库应用系统的开发工作具有一定的借鉴作用。     

基于SEBS模型干旱区蒸散发量研究

以中亚五国和新疆为研究区域,选取近30 a的遥感数据,结合地面观测资料,基于SEBS模型,反演逐日实际蒸散发量。结果表明:2005年生长季,中亚地区蒸散发量为9 741.03×10⁸ m³,新疆地区蒸散发量为2 168.68×10⁸ m³;其蒸散发在1980、1990和2005年5~9月年际变化量分别为8 960.64×10⁸、9 134.37×10⁸、9 085×10⁸ m³。通过研究区降水量和新疆地区水平衡分析,模型反演的蒸散发量值较为合理,定量提出了区域水循环中参与蒸发过程的水量变化,揭示了干旱区区域蒸散发过程的变化规律。
     

在水分胁迫下棉花冠层叶片全氮含量的高光谱遥感估算模型研究

研究利用美国产ASD地物光谱仪,获取新疆北部地区棉花冠层关键生育时期的高光谱数据,采用红边积分面积变量估测棉花冠层叶片的全氮含量,对反射光谱进行一阶微分,应用一阶微分光谱数据,衍生出基于光谱位置变量的分析方法,以红边积分面积(SDr)为自变量,冠层全氮(TN)含量为因变量,做相关分析与处理,构建新陆早6号红边积分面积与冠层叶片TN含量的相关数学模型。研究在不同水处理条件下,对棉花冠层单叶叶绿素含量和单叶全氮含量做相关分析,结果表明:叶绿素含量与TN含量呈显著的正相关(R=0.8723,n=39),叶绿素含量能有效的估计棉花单叶TN含量;红边积分面积变量与冠层TN含量呈显著的相关性,相关系数是0.7394(n=40),利用构建的相关模型可以较为精确地估测棉花两个品种新陆早6号与8号冠层叶片的全氮含量,RMSE分别为0.3859和0.4272。研究认为红边积分面积变量具有预测棉花冠层全氮含量的应用潜力,研究得出利用3边面积变量构造的数学模型对反演作物冠层TN含量有较高应用价值。研究认为,红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。研究结果证明:①随着棉花的生长发育,叶片的生理生化参数发生变化,冠层的生理生化参数随之发生变化;②.棉花叶片叶绿素含量与叶片的全氮含量相关性显著(R=0.8723,n=38),通过建立数学模型,可以估测叶片中全氮的含量;③由一阶微分光谱衍生出基于光谱“红边”位置变量的分析方法,使我们认识到“红边”的变幅、形状和面积包含了各个波段的信息,这些波段综合产生的变量所构造的模型,为棉花氮素营养参数的估计提供了预测能力;④如果棉花叶绿素含量高,说明水分充足、氮代谢旺盛,植株处于生长旺盛时期,红边向蓝光方向发生了位移。利用红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。