梯度约束SFS的月面地形重构

目的 解决月面着陆器在下降过程中可能得不到足够的匹配点进行着陆区地形恢复的问题。方法 基于特征边缘线梯度比例约束的明暗恢复形状（shape from shading）算法。首先以Lommel-Seeliger模型模拟月表反射情况,建立辐照度方程;然后以地形特征边缘提取结果为基础,经过最小二乘拟合与表面光滑模型约束后,演化得到剩余影像点的梯度比例因子,实现对辐照度方程的正则化约束。结果 经过测试得到模拟影像的平均相对恢复精度可以达到-0.199,真实影像月面可以达到0.051和0.022。结论 本文算法能够有效地进行3维地形恢复,且恢复精度优于经典SFS算法中对实际地形恢复效果最好的Tsai算法。     

基于遥感的土地利用空间格局分布与地表温度的关系

近年由于经济的高速发展,土地利用与覆盖变化很大,促使城市的地表温度值正在逐步升高,城市热岛现象也更加突出。先利用监督分类的最大似然算法对武汉市的ETM影像进行分类,并计算各土地利用类型空间格局分布指数。然后用ETM热红外波段根据单窗算法反演武汉市的地表温度分布,并分别计算各土地利用类型的平均地表温度。最后利用灰色相关分析方法定量分析土地利用空间格局分布指数对地表温度的影响。结果表明武汉市土地利用类型的空间格局分布指数与地表温度有较好的相关性,其中地表温度与散布与并列指数(IJI)、同类斑块相邻百分数指数(PLADJ)和最大斑块所占景观面积比例指数(LPI)的灰色关联度较高,说明地表温度的分布不仅受到各类型斑块与其它斑块相邻情况的影响较大,还受到最大斑块所占的总土地面积比例的影响。     

基于GIS的沐川县土地利用/覆被及景观格局变化研究

本文在对沐川县土地利用/覆盖变化进行分析过程中,引入了景观格局分析方法,将遥感与地理信息系统技术有机地结合起来,综合运用计算机自动分类技术与专家知识对该区域的土地利用∕覆被变化(Land use and cover change,简称LUCC)、景观格局变化及其迁移特征进行了定量分析.研究表明:1999～2001年是沐川县LUCC及其景观格局变化最重要的时期,林业产业发展是导致其变化的直接因素,退耕还林和天然林保护工程是引导这一林业产业发展的直接驱动力,生物过程在景观动态变化中居次要地位.     

张掖市土地利用/覆盖变化模拟

土地利用/覆盖变化是全球变化的主要原因,也是与可持续发展密切相关的课题。土地利用/覆盖变化模拟是预测未来土地利用/覆盖变化的重要方法。将国际上先进的CLUE-S模型应用到位于黑河中上游的张掖市,模拟该地区的土地利用/覆盖变化。模拟时段为2001～2020年。模型中将土地利用类型分为:①耕地;②林地;③草地;④水域;⑤城镇用地;⑥未利用地。用回归分析的方法,选择了对该地区土地利用/覆盖变化有重要贡献的7种驱动因子,分别为:与城市的距离、与河流的距离、与道路的距离、人口密度、海拔、坡度、坡向。模拟结果显示:到2020年,林地、草地、水域和城镇用地面积增加,耕地,未利用地面减少。     

北京市土地利用变化对地表温度的影响分析

运用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对北京1995年至2005年的土地利用时空变化特征进行了分析,并分析了土地利用变化对区域内地表温度的影响。北京在1995年至2000年的土地利用变化较小,随后五年城镇面积大量扩张,占用了大量的耕地和林地。北京地表温度等级较高的区域在数量上呈逐年增加的趋势,同时在空间分布上呈现从分散向城市中心集中的趋势。构建了TVX空间研究土地利用变化对地表温度的影响,计算了不同土地利用类型转变为建设用地的变化向量长度,并选取未变化的土地利用类型的平均温度作为控制点,消除不确定性因素,分析得出变化向量的幅度依次是:有林地>水域>其他林地>灌木林地>草地>耕地,由此可以看出,林地和水域对缓解地表热环境作用较强,在城市规划中,要尽量保护林地和水域。     

基于特征线梯度约束SFS的月面地形重构方法

针对月面着陆器在下降过程中可能得不到足够的匹配点进行着陆区地形恢复的问题,提出了基于特征边缘线梯度比例约束的明暗恢复形状(shape from shading)算法。以Lommel-Seeliger反射模型模拟月球表面反射情况,建立辐照度方程。以地形特征边缘提取结果为基础,经过最小二乘拟合后,求解临近点的梯度比例因子,并通过表面光滑模型约束,演化得到剩余影像点的梯度比例因子,实现了对辐照度方程的量化约束,使得SFS问题正则化。采用模拟影像和真实月面影像对所提出的算法进行了测试分析,实验结果表明,所提出的算法能够有效的进行三维地形恢复,且恢复精度优于经典SFS算法中对实际地形恢复效果最好的Tsai算法。     

石羊河流域土地利用变化与景观格局分析

针对我国西部干旱半干旱区典型流域的土地利用与景观格局时空变化特征分析问题,以近35年来的5期Landsat卫星遥感影像为数据源,利用变化监测技术和景观生态学分析算法,对石羊河流域的土地利用和景观格局时空变化特征进行分析,结果表明:1)近35年来,由于人类的活动,石羊河流域居民地和耕地大幅增加,水体、草地、林地面积大幅减少,生态环境日益恶化。2)研究区不同地类之间出现不同程度的转移现象,主要是较大面积的未利用土地和草地转化成了耕地,部分草地转化成未利用土地。3)景观格局在各个研究时段也发生了明显的变化,整个景观的密度是先增后减,说明流域的开发已有所节制。     

利用地形参数提高土地覆被分类精度方法的改进

为提高MODIS卫星影像土地覆被产品的分类精度,以京津冀为研究区,在1∶25万土地覆被数据与MODIS土地覆被产品(MCD12Q1)分类一致区内,构建土地覆被类型面积占比与地形因子之间的多元回归模型,并据此改进MODIS土地覆被产品中分类精度较低区域的分类。用面积构成比例和空间一致性比率两个评价指标对改进结果进行评价。结果表明:林地、草地、耕地三种地类的回归模型适合用来改进MODIS土地覆被产品的分类,三种地类与参考数据的空间一致性比率比改进前分别提高了30.02%、40.87%和4.94%;对于与地形因子关系密切的林地和草地,两个评价指标均显示,基于分类一致区建模来改进目标产品的分类精度,比基于整个区域建模改进目标产品的分类精度的效果更加明显。其中,林地的空间一致性比率的提升幅度由8.55%升到30.02%,草地由27.44%升到40.87%。由此可见,地形地貌对土地覆被类型的形成具有重要影响,土地覆被类型面积占比与地形因子之间具有很强的相关关系,基于这种定量关系对土地覆被分类进行改进是完全可行的。     

梯度神经网络实时求解线性方程组之收敛性分析

探讨归纳了一类用于在线求解线性方程组的梯度神经网络, 并且证明了该类梯度网络具有全局指数收敛特性, 而非以往提出的渐进收敛特性. 此外, 相对于使用线性激励函数的情况, 当使用幂S形激励函数时网络具有更好的收敛效果. 计算机仿真结果进一步验证了上述分析的准确性和该网络求解线性方程组问题的有效性.     

基于DEM的土地利用空间格局分析——以大连市普兰店为例

为了了解普兰店市景观类型变化与地形分布的关系,本文利用2000和2010年Landsat5TM遥感影像,在ENVI5.3软件的支持下,获取普兰店土地利用类型,并基于DEM数据获取高程、坡度、坡向,将土地利用数据与三者相叠加分析,研究发现:(1)2000～2010年普兰店市土地利用类型变化具有主明显的坡向型特征,集中在半阴坡、阴坡、半阳坡上。(2)2000～2010年普兰店市土地利用类型变化量随着坡度增加而减少。(3)2000～2010年普兰店市土地利用类型变化量主要集中在0～200m高程级别上。该研究结果可为普兰店市土地利用规划部们提供帮助。     

绿洲景观格局动态及其梯度分析的遥感研究

以张掖绿洲为例,利用遥感与GIS技术提取了从1987年到2002年间张掖绿洲的景观格局动态变化信息,并使用FRAGSTAS移动窗技术获取了所选景观指数的梯度变化分布图。通过分析张掖绿洲内各景观类型的时空演变及景观指数的梯度差异,研究发现荒漠绿洲过渡带、人工防护林带、河流及灌溉渠系等廊道景观是景观指数梯度变化中的峰值或谷值所在,对绿洲生态安全格局起到了关键性的控制作用。利用廊道景观的空间特性和景观结构的梯度概念,本文对张掖绿洲景观生态安全状况进行了分析与评价,并验证了景观梯度理论与遥感技术相结合在绿洲植被景观格局动态及其生态安全分析中的适用性。     

基于遥感和GIS的古浪县土地利用及荒漠化动态研究

应用1987年和2000年两期遥感数据,通过解译分析了解到古浪全县土地利用变化趋势是腾格里沙漠南缘的大面积土质戈壁、固定沙地因为调水工程的实施而被开垦为水浇地,南部山区和中部川旱地区大面积的山旱地、川旱地退耕还草,导致全县的耕地面积减少了45 312.476 hm2。全县荒漠化类型有风蚀、水蚀和沙化3种类型,荒漠化土地总面积减少了8 910.84 hm2,荒漠化指数S从1987年的2.209降低到了2.162,生态建设区荒漠化指数减少了0.118。在其所辖的25个行政区内,15个乡镇荒漠化指数降低,2个降低幅度超过了0.5,1个降到了1以下;10个乡镇荒漠化指数有不同程度升高,1个行政区超过了3,荒漠化局部得到了逆转,同时在无行政管理的腾格里沙漠公地等行政区荒漠化程度又有所加重。     

基于高分辨率遥感影像的城市土地利用变化研究

城市土地利用主要是满足城市社会经济活动的空间占用需求,同一城市用地类型在某一空间的土地覆盖可能随着投入的变化而改变,因此完整的城市土地利用变化应包括：城市土地利用类型的变化、城市土地利用强度的变化和城市土地利用空间变化。本文运用遥感和地理信息系统技术,以高分辨率遥感影像为基础信息源,对1994年和2002年石家庄市两期城市土地利用变化进行研究。结果显示：（1）石家庄市城市各种用地比例合理,用地功能分区明显;（2）8年间城市土地利用面积变化速度很快,综合动态度达O．67％,其中以耕地减少最快,年减少率达到6．88％;（3）8年间综合城市土地利用强度动态度为1．23％,建筑面积变化速度比较快,其中商服用地和居住用地利用强度增加最大,分别达到1O．04％和3．31％。     

土地利用景观格局的地形分异及驱动机制研究——以张家界市永定区为例北大核心CSCD

研究土地利用景观格局的地形分异特征及其驱动机制,对于土地利用优化及景观动态管理具有重要意义。选择地形复杂、覆被类型多样、以旅游干扰为主的张家界市永定区为研究对象,将研究区多个年份的景观类型图与高程、坡度、坡向分级图逐个叠加并进行分类统计;从景观水平指数和类型水平指数中选取斑块密度(PD)、聚合度指数(AI)、蔓延度指数(CONTAG)等8个景观指数,计算指数年份变化,探讨其地形分异规律和驱动机制。结果表明:(1)研究区土地利用景观类型具有明显的海拔梯度特征,80%以上的土地面积集中于海拔300~800 m与坡度6°~35°的区域;(2)无论是景观水平指数还是类型水平指数,其地形分异特征明显,且高程与坡度的分异明显高于坡向分异;(3)地形梯度较大区域(高海拔陡坡区)的土地利用景观格局演变以自然生态演变导向为主,而地形梯度较小区域(低海拔缓坡区域)的演变受社会经济因子干扰较明显。     

基于遥感和GIS的西安市土地利用时空变化研究

利用2000和2007年两期TM遥感影像,通过最大似然法、地理信息系统空间分析方法以及数理统计方法,借助Erdas Imagine 9.0、ArcGIS 9.2和Matlab软件平台,计算出西安市土地利用类型的动态转移矩阵;构建了土地利用程度变化指数、土地利用变化类型的多度和重要度指数等区域土地利用变化的指数模型,定量分析西安市土地利用时空变化。揭示了西安市土地利用差异以及土地利用空间变化的主要类型、分布特征和区域方向,阐明了西安市土地利用变化的区域特点,为土地可持续利用提供有效的决策支持。     

规模化土地利用变化动态监测的辐射校正技术研究

在土地利用变化动态监测中,辐射校正是非常重要的一项预处理过程,它能够提高土地利用分类及土地利用变化检测的精度。本文通过一系列试验,对比分析了辐射校正中的地形效应校正算法,太阳高度角校正算法,基于传输模型的大气校正算法和相对辐射校正算法。最后得出了一套适用于规模化土地利用监测的辐射校正处理技术流程。     

长江口北槽三维地形虚拟表达及其变化分析

以长江口北槽为研究区域,利用1965年到2003年间12幅长江口数字化海图以及专业地形建模软件MultigenCreator,建立长江口北槽三维地形模型,实现基于虚拟现实建模语言VRML及浏览器插件Cortona的地形虚拟表达。在此基础上,对多年的长江口北槽深泓线进行对比分析,讨论北槽两岸沙岛的变迁过程。     

河谷型城市土地利用类型及格局的热环境效应遥感分析——以兰州市为例

以河谷型城市兰州为例,采用Landsat ETM+遥感影像为基本数据源,定量反演了地表温度（LST）和植被指数（NDVI）,利用GIS空间分析方法,分析了LST和NDVI 在不同土地利用类型之间的差异以及二者之间的定量关系,并引入多样性和聚集度指数,讨论了在不同土地利用的空间组合下,LST和NDVI 的空间差异及相互关系。结果显示:LST和NDVI具有明显的相关性,中心城区LST表现出热岛效应,而NDVI则为低谷效应;土地利用斑块和类型两种尺度水平上LST和NDVI均具有明显负相关的线性关系,城市内部不同土地类型所产生的热环境效应不同;土地利用多样性越丰富、聚集度越小的区域,其温度对地表植被覆盖的敏感性越弱。     

不同土地利用方式对黑土有机无机复合体的影响

采用超声波分散、颗粒大小分组法研究不同土地利用方式下黑土有机无机复合体组成及有机碳的分布特征。不同土地利用方式下黑土均以细砂级复合体为主,有机碳含量随粒径增加而减少,C/N比随粒径增加而增加。NP和NPM处理比NF处理土壤<20μm粒级复合体含量减少,>20μm复合体含量增加;草地与裸地相比<20μm粒级复合体含量减少,>20μm复合体含量增加。土地利用方式不同,土壤固碳的机制是不同的,草地生态系统的土壤固碳潜力高于农田土壤。施肥和有机质的输入使土壤各粒级复合体中的有机碳含量增加;使>20μm粒级复合体固持的SOC量比例增加,表明在土壤有机质含量增加的情况下,有机质有向大粒级复合体的积累增加。     

SOTER数据库支持下以地形为基础的土壤多样性分析--以山东省为例

在山东省1∶100万SOTER数据库的支持下,运用土壤多样性理论及其测度方法对山东省不同地形单元上发育的土壤类型的多样性及其分布模式进行了初步的分析和定量化的研究。结果表明:土壤多样性指数从大到小依次为平原、中坡度、中坡度丘陵、山麓平原、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地;土壤丰富度指数从高到低依次为平原、中坡度丘陵、中坡度、低洼地和山麓平原、中坡度峭壁带和高坡度山地;土壤均匀度指数从大到小依次为:中坡度、平原、山麓平原、中坡度丘陵、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地。不同类型地形单元上发育的土壤的面积均不同程度地符合对数正态分布。