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2010年, 第27卷, 第1期 
刊出日期:2010-01-01
  

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    空间信息技术应用专辑
  • 谭德宝, 叶 松, 黄艳芳, 夏 煜
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 1-3.
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    基于数学模型的洪水演进计算输出结果通常表达为数值表示的水位流速场,为了探寻洪水演进的规律,借助可视化的手段将数据进行了基于图像图形的直观表达;同时以虚拟现实平台软件Vega Prime为基础,分析了实现流场动态可视化的技术框架、实现方法,并通过实例对该方法进行了验证。结果表明,该方法能较好地实现流场的可视化表现,可用于超大流量天然河道洪水演进模拟。
  • 李 喆, 谭德宝, 程学军, 汪朝晖, 宋 丽
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 4-8.
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    从空间数据库模型的角度出发,深入分析长江流域生态环境数据的主要种类及其特点,引入GeoDatabase模型的基本概念,尝试使用GeoDatabase模型来组织和管理这些数据,并分别给出长江流域生态环境信息库中特征数据集、栅格数据集和TIN数据集的组织方式,讨论空间数据与属性数据的连接方法,最后进行了模型评价。
  • 芦云峰, 谭德宝, 杨中华
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 9-12.
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    传统的水库库容计算方法难以快速、准确地计算出大型水库库容值,满足不了水库运行调度的需求。为此,利用空间信息技术,在采集和构建高精度的水库地形数字高程模型(DEM)的基础上,结合GIS组件二次开发技术,对水库库容的精确计算提出了一种新方法。运用该方法编写通用的库容计算软件平台对三峡水库静库容和动库容进行了计算,计算结果较为准确,表明该方法准确有效,可以在其它具有地形DEM数据的大型水库推广运用。
  • 张 煜, 窦延娟, 张晓东
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 13-16.
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    主要介绍了机载激光雷达从前期数据采集到制作DEM、正射影像的整个数据处理流程,包括数据采集前的准备工作、POS数据处理、原始影像处理、系统误差检校、LAS点云处理、DEM提取、正射影像制作,并且分析了各处理过程中要注意的问题。
  • 汪朝辉, 陈蓓青, 程学军, 梁东业
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 17-21.
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    利用输出系统模型,结合RS和GIS技术,对长阳县非点源污染负荷进行空间分布模拟和总负荷的估算。结果表明:①长阳县非点源污染负荷TN(总氮),TP(总磷)从2000年到2006年呈逐步上升趋势,这种变化趋势与土地开发利用关系密切:在空间分布上,TN,TP由东向西纵深发展,污染负荷空间分布更加广泛;非点源污染负荷总量增加显著,2000年到2006年TN负荷增加幅度达到55.56%,TP负荷增加幅度为42.51%。②不同土地利用类型对非点源污染负荷总量的贡献率存在差异,对TN贡献率较大的土地利用类型是耕地、林地、草地;对TP贡献率较大的依次是林地、耕地、草地和建设用地。③不同土地利用类型对非点源污染负荷的贡献率也在发生变化,从2000年到2006年,耕地对TN的贡献率的变化最突出,上升了19%,草地贡献率下降了11%;草地对TP的贡献率变化最大,下降了18%,其次是建设用地,贡献率上升了5%左右。
  • 张治中, 叶 松
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 22-25.
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    在大范围地形及工程三维应用系统开发过程中,建模工作一直是较为耗时耗力的工作,该工作一般可分为地形建模和人工建筑物建模。结合具体项目,总结归纳了海量数据的分块预处理方法,采用CTS软件制作大范围地形模型、3D Max和Multigen Creator建模软件制作工程模型、一般模型建模的方法和经验,在一定程度上,减少了建模的时间和工作量。
  • 张晓东, 窦延娟, 刘 平, 张 煜
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 26-28.
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    介绍了机载激光雷达技术及传统电力选线的方法,阐述了机载激光雷达技术在电力选线工程中的具体应用优势,主要体现在线路及立杆点的优化设计、需要砍伐树木的面积估算、房屋拆迁数量估算、树木及房屋高度测量、实时断面量测等方面。介绍了机载激光雷达技术在安徽省电力线路设计项目中的应用,相关的数据处理,以及基于ArcGIS用VB语言开发的真三维电力选线测图系统。野外测量表明,应用该系统选线能够满足电力选线的精度要求。最后客观总结了该技术的优缺点,同时指出该技术在未来具有的应用前景。
  • 陈蓓青, 谭德宝, 宋 丽
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 29-32.
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    在介绍组件式GIS技术、ArcGIS Engine及GIS空间分析技术的基础上,结合突发性水污染事件应急管理体系的业务要求,探讨了在本底空间数据库的支持下,构建基于GIS技术的突发性水污染应急响应系统的主要内容及方法。为GIS技术更好地应用于水资源管理,最大程度地减少水污染造成的危害,提供先进可靠的技术支持。该研究的成果已在长江三峡库区万州段获得了实际应用。
  • 梁东业, 谭德宝, 宋 丽
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 33-36.
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    针对传统水政监察执法手段的不足及存在的弊端,以三峡库区万州段为例,以2002年和2006年航空影像为主要数据源,运用遥感变化检测技术,检测出研究区的新增建筑和水面线等变化信息;同时运用地理信息系统、全球定位系统等技术手段,提供空间信息查询和定位导航,为水行政监察执法提供依据,开创了空间信息技术一个新的应用领域。
  • 李 喆, 谭德宝, 秦其明, 崔远来
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 37-41.
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    遥感干旱监测是干旱监测中一个很有潜力的发展方向,其中研究比较多的是遥感特征空间法。为此介绍了几种具有代表性的遥感特征空间方法,并将其分为3大类,即LSTNDVI特征空间法、NIRRed特征空间法和NIRSWIR特征空间法。深入地分析它们的基本原理、方法和适用范围,对各类干旱监测方法存在的问题和发展趋势进行了探讨,指出下一步的研究方向。
  • 宋 丽, 梁东业, 魏显栋
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 42-45.
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    影响ArcGIS Server应用系统性能的因素有很多,其中地图数据是关键因素之一。在ArcGIS Server应用于“长江流域水政执法卫星遥感动态监测系统”中,使用地图图层的整理、地图渲染、属性字段的整理、地图缓存机制等多种手段对地图数据进行了优化,从而大幅提高了系统中地图的访问速度。对如何进行数据优化作了详细介绍和讨论分析。
  • 曹 波, 严晓峰
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 45-48.
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    为实现长江流域有关部门对江面目标船只进行管理,及满足对特定时段、特定区域的船只类型、分布和数量进行监控的需求,开展了基于高分辨遥感图像计算机自动提取船只纹理的研究。选择了相应的统计学指标作为评价因子,利用强大的IDL作为开发工具,实现了船只纹理研究的专项功能。通过目视解译对计算结果进行验证,结果表明选择指标合理,所有纹理因子中,熵、梯度和相关性最能反映纹理特征,并存在着一定的相关性。
  • 申邵洪, 谭德宝, 梁东业
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 49-51.
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    研究了一种基于马尔科夫随机场理论的多时相SAR影像自动变化检测方法。研究的方法综合利用目标像元及其邻域信息,有效实现目标像元所属类别的判定。实验结果表明,基于马尔科夫随机场理论的变化检测方法与其它传统分割方法相比,充分考虑目标像元的空间邻域信息,能够有效减少漏检率,提高整体检测精度。
  • 张 穗, 谭德宝, 崔远来, 汪朝辉, 张治中
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 52-56.
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    灌区信息化是灌区现代化的基础和重要标志,也是水利信息化的重要内容。随着以“3S”技术(遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS))为主体的空间信息技术的不断发展,其在农业方面的应用已经越来越深入和广泛。以湖北省漳河灌区为例,对空间信息技术应用于灌区信息化的几个重要方向及其技术关键和难点进行了探讨,对具体技术问题提出了解决方法。
  • 汪朝辉, 赵登忠, 曹 波, 梁东业
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 57-61.
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    水体面源污染评价研究是一项复杂的工作,涉及面广和要求有较长时间序列的数据。面源污染模型很大程度上依赖于对于流域的特征描述的相关参数,因此提高输入模型参数的精度,有利于提升流域面源污染的径流、泥沙和营养物质的产出模拟效果。GIS和面源污染模型的有机结合是当前面源污染模拟研究最有效的方法。本研究建立了基于GIS的基础数据库,其中包括DEM、土壤类型、土地利用、气象数据以及农业耕作管理数据等。面源污染模拟的产生和形成具有很大的不确定性,这更加增加了监测和控制面源污染的难度。探索影响面源污染的主要因素,研究其不确定性对于提出和制定污染控制措施至关重要。本研究进行了清江流域面源污染的参数敏感性分析,根据观测数据对SWAT模型进行验证和率定,并利用SWAT模型进行模拟,揭示了清江流域面源污染的时空分布特征,确定了清江流域水土流失风险区。结果表明清江流域的面源污染主要发生在丰水期,不同的土地利用方式、农业耕作制度以及降水等是影响径流量和营养物质产生的主要因素。
  • 程学军, 万幼川, 曹 波
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 62-66.
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    基于空间信息技术,选择长江城陵矶河段典型河道作为试验区域,探索基于ASAR的雷达卫星数据对长江河道采砂船只进行辨识与定位的关键技术。本项目的程序采用面向矩阵、语法简单的第四代可视化语言IDL(interactive data language)交互式数据语言编制完成。项目中涉及了滤波去噪研究、图像形态学处理、边界检测、区域生长原理、船体形态特征提取等基于ASAR图像的主要关键技术研究。通过与陆面监测站点的实测监测结果相比较,辨识准确率较高。
  • 李 喆, 谭德宝, 秦其明, 张 穗
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 67-72.
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    遥感技术具有覆盖范围广、空间分辨率高、重访周期短、数据获取快捷方便等优点,遥感干旱监测已经成为干旱监测的重要研究方向之一。詹志明(2005)、阿布(2004)等假设裸露土壤的光谱特征满足线性分布,在NIRRed光谱特征空间中提出了垂直干旱指数(PDI),并在我国西北干旱区宁夏固原地区进行了模型验证。为了进一步验证PDI在茂密植被覆盖条件下的可行性,选择长江中下游流域的典型灌区湖北漳河灌区作为研究区域,采用ETM+数据计算PDI,与2~5cm平均土壤水分相比较,结果表明:模型观测值变化曲线和实测土壤水分变化趋势保持一致,2~5cm平均土壤水分相关系数为0.76,与实测干旱指标基本吻合。PDI模型能够有效地反映地表覆盖和水热组合,简单实用,具有通用性和普适性,适宜于复杂下垫面条件下的遥感旱情监测。
  • 胡承芳, 狄黎平, 杨文立
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 73-79.
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    随着地理信息技术的日益发展,地理信息机构、组织及社群之间的信息共享与互操作变得越来越重要。在过去几年中,地球空间信息研究一直存在着跨协议、跨机构的数据共享障碍。其中一个障碍存在两个研究领域之间:地理空间信息领域和地球空间信息领域。两个领域都存在信息共享的需求,其中一个重要的研究方向是解决空间目录服务层次的共享与互操作,即两个领域的代表服务OGC CS/W 和 THREDDS之间的互操作研究。首先对比了两套空间目录服务的信息模型构架,其后重点研究两者异构信息模型之间的转换方法,随后重点针对OGC中的ISO profile与THREDDS之间的目录schema差异,进行分析探讨,在此研究基础之上,研究了两者元数据的元素映射关系,语义异构及符号异构的转换方法。最后讨论了不同的CS/W服务器端和客户端互相便利通讯的方法。
  • 芦云峰, 谭德宝, 梁东业
    长江科学院院报. 2010, 27(1): 80-85.
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    三峡水库是典型的河道型水库。动态库容较好地反映了洪水进入河道型水库后蓄水量的实际情况,是水库水量平衡计算、径流预报和水库实时调度的重要参数之一。结合GIS技术和水力学方法,本文提出一种河道型水库动态库容快速而准确的计算方法,并成功应用于三峡水库实时调度。由于三峡水库河道地形DEM数据量较大且存在较多冗余,通过采用分块、游程编码压缩和多波段集成方法存储管理空间插值方法中用到的相关参数,有效地提高了空间插值计算效率,实现了动库容的实时计算。通过运用该方法开发通用的动态库容计算软件对三峡水库动库容进行了计算,计算速度较快,计算结果误差较小,表明该方法准确有效。