基于RS与GIS混合编程的公路水毁灾情信息提取

研究了基于高分辨率卫星遥感影像的公路水毁灾情信息提取模型,通过解决跨软件环境的开发问题,实现了基于遥感与地理信息系统混合编程的公路水毁灾情信息提取系统。使用高分辨率卫星遥感数据形成融合数据,通过分析融合图像的光谱、几何、纹理特征,建立了公路信息提取规则,构建了面向对象的公路信息提取模型。根据水在近红外和中红外波长范围内反射率极低的特性,同时考虑不同环境背景造成的信息提取复杂性,研究了具有自适应特点的水面提取模型。通过建立组件式地理信息系统和遥感应用环境之间的通信和数据共享机制,实现了模型运行的交互式用户界面,并提供叠置空间分析功能,从灾后公路边界提取结果中去除水面部分,获得公路水毁信息。实际应用表明,系统可以满足相关工作对公路水毁灾情信息提取技术的要求。     

基于ENVISAT-ASAR数据的洪涝水体空间分布信息提取

分析了表面粗糙度、几何角度和极化方式对水体等地物在雷达图像上成像特点的影响因素以及纹理特征对水体提取的作用,分别对基于单波段数据的域值法、基于双极化数据的最大似然分类法和基于双极化数据和纹理信息的最大似然分类法从ENVISAT-ASAR数据提取洪涝水体信息的方法进行了分析与探讨.试验结果表明:域值法提取水体,存在很多诸如山体阴影等易与水体混淆的误提取问题;利用双极化数据并加入纹理信息参与水体信息提取,在一定程度上可以改善这种误提取现象,提高水体提取精度.纹理的选择方法要与当地的水体与山体阴影走向、形态等结合,这个试验过程是费时的.     

火烧迹地信息遥感提取研究进展与展望

火烧迹地是描述森林燃烧最重要的信息之一，也是碳循环扰动和全球变化研究的重要参数。重点对近年来国内外广泛使用的火烧迹地产品的解译标志和模型算法进行了归纳总结，以往研究主要侧重于火烧迹地提取模型算法开发，忽视了复杂地形下阴影、纹理等细节特征的作用，限制了人们对火烧迹地的准确提取和科学评估。针对该问题提出了对火烧迹地信息提取改进途径的展望，基于模拟真实地表的DEM参数，优化地形校正效果，建立阴影校正植被指数；明确灰度纹理产生的条件，尝试建立颜色空间和灰度纹理映射方案，实现颜色纹理的定量解译；耦合阴影校正植被指数与颜色纹理，希望减少对小面积火点的遗漏和混淆信息误判，基于高分卫星数据实现长时间序列高精度火烧迹地信息提取，对探讨全球火烧迹地产品研发具有典型代表意义。     

NOAA卫星云雾自动检测和修复方法

云雾在时间和空间上具有不稳定性。不同高度、厚度、面积和太阳高度角情况下，NOAA卫星可见光波段的海面反射率和红外波段亮度温度都不相同。据此，根据云雾光谱和红外特征，研究并找出了可见光波段海面最小反射率、云雾区最大反射率与云雾最佳判别阈值之间的关系，得出了不同月份东海海面最低温度和NOAA卫星红外波段亮温特征；通过采用光谱和结构分析相结合的方法，研究和研制了NOAA气象卫星云雾自动检测和修复模型，取得了较好的运行和检测、修复效果。     

面向对象的高空间分辨率遥感影像信息提取——汶川地震城市震害房屋案例研究

随着遥感技术的快速发展,尤其是高分辨率民用遥感卫星的成功发射和应用,遥感技术在建筑物识别、震灾调查和快速预估评估方面发挥出越来越重要的作用。然而,传统面向像元的分类方法在对高分辨率遥感影像进行分类时,存在着不能充分利用影像信息、分类精度降低、速度慢等局限性,根据高分辨率遥感影像的特点,提出了面向对象的高空间分辨率遥感影像建筑物震害信息提取方法。该方法首先通过影像分割将影像划分为互不相交的影像对象,然后根据这些影像对象的影像特征如光谱、纹理、形状和上下文等信息进行分类,提取出破坏建筑物和未破坏建筑物,试验表明,面向对象的分类方法应用于建筑物震害信息提取较传统分类方法有更高的精度,具有很大的应用潜力。     

1998年吉林省西部洪水过程遥感动态监测与灾情评估

用NOAA卫星资料对1998年吉林省西部地区洪涝灾害进行了动态监测。并以农田损失为主对灾害情进行了评估。采用AVHRR通道1与通道2的比值图像突出水体信息,在直方图上人机交互划定水陆边界,用统计数学方法确定了混合像元中水体与非水体的阈值,利用灾区与当年的作物种植数作出农田受灾面积评估,用受灾前后的植被指数图,进行农田受灾程度划分,对象元面积的精确计算可以提高受灾面积的计算精度,区域像元数的统计分析可以减少区域内灾害面积比例分析的误差。     

基于可拓学和熵权的中巴公路泥石流易发性评价

为了对中巴公路国内段沿线泥石流易发性等级进行评价,综合运用熵权法和可拓学理论,建立了基于可拓学理论的泥石流易发性等级评价模型。结合实地调查和遥感图像的解译结果,确定了10个泥石流易发性评价指标;利用熵权法计算得到了各评价指标的权重系数。然后根据可拓学理论确定了经典域、节域和关联函数,建立了泥石流易发性等级评价模型,并对研究区10条典型的泥石流沟进行了易发性等级评价。经计算,其泥石流易发性等级全部处于高易发以上。研究表明:采用基于可拓学理论的模型对泥石流易发性等级进行评价是合理的、可行的。     

宁沪高速公路雾事故特征及雾危险指数研究

统计了2008-2015年宁沪高速公路上由雾造成的交通事故92起,分析了雾事故与雾发生频率之间的关系,研究发现,雾事故易发生于秋冬季,而冬季由于路面摩擦系数较低更易出现事故;经过比较,能见度低于100 m的条件下雾事故发生概率较大;早晨6-8时为雾事故发生的高峰期,这与此时段雾发生频率较高及车流量加大有关;宁沪高速的西段为雾事故及雾发生频率较高的路段;分析了雾事故发生时的能见度与湿度、温度和风速的关系;利用能见度区间,雾日变化特征,摩擦系数及雾站点覆盖率制定了宁沪高速雾危险指数NHFI,并利用Spearman秩相关系数法分别比较了NHFI,雾日数与雾事故数的相关性,结果显示NHFI评价路段危险性要比单纯用雾日数更合理和精确。通过利用数值模式计算每段路的NHFI可以预测宁沪高速危险指数及危险路段分布。     

岩体裂隙面形貌特征对其渗流特性的影响研究∗

岩体裂隙面的形貌特征直接影响其渗流特性,为了分析二者的相关关系,采用劈裂法制备了单裂隙砂岩试样,进行了裂隙面扫描分析和渗流试验,基于分形维数在定量表达不规则曲线形貌特征方面的优势,提出了考虑裂隙面形貌各向异性特征的分形维数计算方法。研究结果表明:(1)基于矩阵理论的裂隙面综合分形维数,相当于用矩阵网格去覆盖整个裂隙面,可以较好地反映裂隙面的整体形貌特征;(2)裂隙面的形貌特征对其渗流特性影响显著,随着裂隙面综合分形维数逐渐增大,裂隙岩体的渗透系数逐渐减小,而且侧向应力越大,渗透系数的减小趋势越明显;(3)分析建立了裂隙岩样渗透系数kf与裂隙面综合分形维数■的相关关系,验证分析表明,该公式计算得到的裂隙岩样渗透系数与试验结果吻合较好。相关研究成果可为裂隙岩体渗流特性分析提供参考。     

地震分布多重分形特征的中期预报意义探讨

讨论了地球岩石圈的自组织临界状态和地震发生的非局域性与多重标度分形统计特征。研究了地震多重分形性质的计算方法及其应用于地震预报的前景。采用推广ＧＰ算法从典型震区的地震数据计算地震多重分形分布的广义维数谱和奇异性谱以确立较敏感的强震前兆,对于不同算法进行了精度、数据量要求及适用范围的比较。研究结果表明：地震分布的多重分形维数谱和奇异性谱对于一些典型震区的强震发生具有中期预报价值。     

基于合成孔径雷达的城市建筑地震受损分析

汶川地震灾区位于青藏高原东缘,该地区云雨天气较多,光学遥感受制约较大,而微波能够穿透云、雾、小雨等,且不受太阳光线的影响,雷达遥感具有全天时、全天候的特点,因而可以弥补光学遥感的不足。根据房屋受地震破坏后影响雷达回波强度,在雷达影像上表现为亮度及纹理不同的原理,本论文利用不同分辨率的COSMO-SkyMed和Radarsat等SAR数据,将其与震前的SPOT影像进行配准后,通过纹理分析等处理,对都江堰市区、北川县城曲山镇等受灾较为严重的城镇进行分析解译,利用雷达影像判读出倒塌房屋的信息,以及地震次生山地灾害对城镇的破坏。     

宁夏大雾的气候特征及变化

选用1961～2004年宁夏19个主要站逐日大雾天气现象观测资料，分析了宁夏大雾的空间、时间分布气候特征和大雾气候变化的事实。宁夏大雾空间分布为南部多中北部少，高山、城市多，其他地区少；时间分布为夏、秋季节多，冬、春季节少且大雾日数月季分布存在地域差别，北部引黄灌区季节变化差异明显，中部干旱带不明显，南部山区季节变化曲线有两个峰值，分别在春季的3月和整个秋季，春末夏初大雾日数最少。宁夏年大雾日数突变特征不明显，在1961～1995年存在8年左右周期，1995年以后有4年左右的周期变化，目前处在一个相对偏多的阶段。宁夏大雾局地特征十分明显，不同地区大雾日数年变化差异较大，但大雾日数年代际变化特征不明显。     

GPS可降水量与大雾天气关系的初步分析

利用2007年12月成都地基GPS网络观测数据反演的大气可降水量和地面自动气象站网观测资料,分析了对成都市交通和环境造成严重影响的7次大雾天气过程。通过对有雾和无雾时GPS可降水量、地面空气比湿的合成分析,从雾区上空和近地层水汽变化分析了四川盆地辐射雾形成的原因,而GPS可降水量的日变化特征可为大雾天气的短时临近预警预报提供有价值的参考信息。     

上海大雾气候特征及风险区划研究

大雾作为一种比较常见的灾害性天气,对交通运输和人体健康等都会造成严重的影响。基于上海市11个气象站1971-2000年的大雾数据和城市基础地理信息,利用地理信息系统和层次分析法,结合专家调查法,建立了上海市大雾风险的评价指标体系和权重,开展了上海市大雾的风险特征及地理区划研究,获得了1 km空间分辨率的上海大雾气候特征图、上海城市对大雾敏感性特征图和上海市大雾风险区划图。初步研究表明,这种方法对城市大雾评估和风险区划是可行的。     

关于雾灾几个相关问题的探讨

首先,基于灾害系统的理论,构建了雾灾灾害系统模式和灾害链模式,提出了以机场和高速公路为承灾体的雾灾灾害链.其次,构建了雾灾承灾体脆弱性评价体系和模型,并对中国雾灾脆弱性分省区进行了评价,结果表明雾灾脆弱性高值区是上海、北京、天津3市;次高值区是江苏、山东、海南、广东等省.最后,以2002年12月的一次大雾天气为例,运用灰色关联度方法,着重对机场客运的雾灾灾情进行了评估,以期为雾灾损失厘定和防灾减灾提供科学的依据.     

NOAA/AVHRR图像资料在大雾灾害监测中的应用

通过对NOAA(诺阿卫星 )资料 5个通道光谱特征的分析 ,阐述了利用NOAA/AVHRR(甚高分辨率辐射仪 )图像资料监测大雾灾害的基本原理和方法 ,初步探索了适于监测大雾的通道组合和量化判读指标 ,揭示出综合利用近红外 3通道与 4、5通道资料实施对雾监测 ,可取得比较好的效果 ,并对 2 0 0 3 0 1 12～ 13大雾的监测过程个例进行了分析。研究结果表明 ,卫星遥感技术在大雾灾害的监测方面具有宏观、快速、直观、信息源可靠且成本低等优点 ,是其它任何常规监测手段无法替代的。     

卫星遥感在大雾生消动态监测中的应用

利用ＧＭＳ－５静止气象卫星资料,研究大雾生消动态遥感监测方法,并用此方法对沪宁高速公路大雾进行实时监测,取得了较好的效果。     

FY-2静止卫星监测雾的方法研究

云、雾与下垫面在可见光、中红外和长波红外波段的反射及辐射特性存在差异。FY-2静止卫星资料的时间分辨率高,有助于实时监测雾的形成与演变。根据雾在可见光及红外波段的反射和辐射特性,其与云、地表、水体等之间的差异,通过分析对比分别提取了日出前后雾的监测阈值和监测流程,并利用该方法对2007年12月19-20日华东、华北地区的一次大雾天气进行了监测,准确率达到76.6%。     

基于TM与MODIS遥感数据的农业旱情监测——以河北省为例

以河北省冬小麦种植区域为研究区,基于TM和MOD IS遥感数据,利用植被供水指数法确定了研究区旱情等级。首先,将其与遥感解译获得的冬小麦空间分布图叠加得到受灾冬小麦空间分布图;然后以1 km的距离在受灾冬小麦周围做缓冲区,并与通过人口密度模型获得的人口密度空间分布图叠加,得出受灾人口空间分布;最后基于光能利用率改进模型构建粮食产量回归统计模型,得到粮食产量。目的是从粮食产量和作物受灾影响人口两个方面对农业受干旱影响情况进行遥感监测和定量评价,以期为相关部门制定防灾、抗灾措施提供科学依据。结果表明,2004年研究区:(1)春季受灾面积小,仅占16.4%;(2)旱情较轻,以轻旱为主,占受灾面积的89%;(3)冬小麦种植面积约为23 965.0 km2,受灾面积约606.3 km2,主要位于唐山市和保定市;(4)粮食产量回归统计模型精度达到了87%,冬小麦产量约为11939247 t,单产约为498.8 t/km2。