集成仿真在空间望远镜设计和优化中的应用

针对空间望远镜设计过程中涉及学科多、系统复杂、真实环境验证难度大等特点,集成仿真在空间望远镜设计和优化过程中具有巨大应用价值。本文给出了集成仿真在NGST、NEXUS和JWST等空间望远镜设计过程中的应用实例,介绍了集成仿真所包括的扰动源、结构、光学、控制和模型集成等方面的具体内容,并给出了集成仿真在性能分析、灵敏度分析、同效性分析、多目标优化和干扰来源定位与缓解等方面的应用。集成仿真技术及其应用案例,对我国在研大型空间望远镜的设计有指导和借鉴意义。     

北京市气溶胶的时间变化与空间分布特征

以MODIS气溶胶遥感数据与同期AERONET监测数据为基础,应用统计分析、对比分析、时间序列分析等技术手段,研究了北京地区气溶胶的时间变化和空间分布特征.结果表明,气溶胶MODIS遥感反演数据和同期AERONET监测数据吻合较好,Pearson积矩相关系数为0 789,误差为ΔAOT550 = -0.077AOT 0.03.北京地区气溶胶550 nm光学厚度AOT和细粒比η的时间变化规律性明显:夏季以城市污染气溶胶为主,光学厚度最高,且具细粒特征;春季城市污染气溶胶和春季沙尘共存,光学厚度比较高,且粗粒占一定比例;冬季以采暖燃煤气溶胶为主,光学厚度不高,但是粗粒占较大比例;秋季大气清澈,气溶胶平均光学厚度仅为0.34.空间分布方面,主要受植被覆盖和产业结构等因素影响,位于西部北部山区的延庆、密云、怀柔和门头沟区气溶胶的光学厚度低,位于东南部平原地区的昌平、顺义、通县、大兴和房山区气溶胶光学厚度总体较高.     

基于空间拟合和神经网络的机场噪声预测集成模型

将集成学习方法引入到机场噪声预测中,提出一种基于空间拟合和神经网络的机场噪声预测集成模型.该模型采用空间拟合算法和BP神经网络算法构建基学习器,然后通过所提出的基于观察学习的异构集成算法将基学习器集成起来,获得集成的机场噪声预测结果.该模型通过集成多个异构机场噪声预测基学习器,能够有效提升预测准确率.实验结果表明,本文所提出的基于观察学习的异构集成算法,较之其他异构集成算法,在解决机场噪声预测问题上准确性更高、容错性更强.     

基于Subspace集成学习的稻田杂草识别研究

针对稻田苗期杂草识别中单一分类方法存在的不足,提出了一种基于Subspace集成学习的稻田杂草识别方法。先提取杂草图像的颜色、纹理、形状特征作为稻田杂草的识别特征,再通过多个基分类器集合训练得到Subspace集成学习模型。结果表明,当基学习器个数为32和子空间维度为91时,Subspace集成学习模型的准确率达到91.41%,且基于Subspace集成学习算法的识别精度高于SVM和BP神经网络,解决了针对稻田杂草特征单一分类器识别率不高的问题。     

中国卫星遥感气溶胶研究进展

根据传感器反射特性的不同,气溶胶遥感可分为四大类:光学特性遥感,多角度遥感,偏振特性遥感,雷达特性遥感。本文从这四个方面介绍了气溶胶遥感传感器特性及算法研究,并介绍气溶胶产品光学厚度应用进展,包括遥感气溶胶精度验证、AOD与PM之间应用关系,以及AOD在中国地区各省空间分布以及四季变化。为以后利用气溶胶光学厚度研究大气污染、灰霾等奠定了基础。     

在环境地学研究中应用GIS急需解决的问题分析

地理信息系统已经成为环境地学的常用工具，但主要被用来存储和显示地图，没有发挥其应有的功能。本文认为多源空间数据集成、空间数据分析和挖掘队及模型集成等是其中三个最主要问题。多源环境数据集成是基础，空间分析是连接多源数据集成与模型集成的桥梁和纽带，数据通过这个桥梁传输给模型，模型对环境系统进行模拟和仿真。这些问题的解决有利于更好地在环境地学中应用地理信息系统。     

饮用水水源保护区高尔夫球场卫星遥感监察技术研究

饮用水安全是影响经济发展、社会稳定和人体健康的重要因素。快速准确地确定饮用水水源保护区内的高尔夫球场空间分布信息,以信息化手段辅助水源地安全现场检查以提高监查效能,是饮用水源地保护区环境监察的关键。本文基于高空间分辨率卫星遥感数据,首次提出了高尔夫球场遥感监测分类体系,并构建高尔夫球场遥感监测技术体系,实现基于卫星遥感的水源保护区内高尔夫球场分布信息提取,以及对球场各组成要素的空间定位和面积计算。基于水源地保护区现场执法系统,实现了卫星监测的高尔夫球场空间分布信息、水源地保护区边界信息、行走路线等现场数据采集等多源信息的现场业务集成与显示,可为水源地保护区高尔夫球场现场监察提供有效的数据与技术支持。     

面向空间管控的环境总体规划研究与实践

以ARCGIS为技术平台,基于空间数据,利用空间分析、统计学、遥感等多种方法,通过对区域生态系统服务功能的评价,采用主导因素法对区域环境功能进行识别,综合考虑评价单元具有重要影响的主导因子及相关的政策、规划,对区域环境空间管控格局进行解析。以瑞丽市为例进行研究,系统划定城市环境资源上线、生态保护红线、环境质量底线,构建城市发展的环境约束的底线框架。     

基于地理信息的地质灾害危险性空间分布特征

本文以中巴资源卫星02C影像为数据源,选取2008年5·12地震重灾区作为研究区,采用地理信息与遥感相结合的手段,根据研究区地质灾害发育特征,通过地理信息的空间分析能力,总结研究区内与地质灾害有关的四大类因子,并逐级进行分析研究,总结出了研究区地质灾害危险性空间分布特征,确定了一套行之有效的地质灾害危险性空间分布特征分析的方法。     

基于MODIS数据反演江浙皖地区气溶胶光学厚度

气溶胶是气候变化和大气污染的重要影响因素。人们发现卫星遥感为大面积获取气溶胶光学厚度提供了手段,同时卫星遥感的气溶胶光学厚度弥补了地面观测空间覆盖不足的缺陷。文章首先介绍了使用暗像元法反演气溶胶光学厚度的算法和计算流程,利用传统的暗像元法和改进的暗像元法(即V5.2算法)反演江浙皖地区(29～33°N;116～120°E)气溶胶光学厚度的空间分布,并对两种算法所得结果进行比较与分析。结果表明:暗像元法基本可以反映出该区域气溶胶光学厚度的空间分布特点,尤其是在浓密植被区卫星反演得到的结果与(AERONET)太阳光度计的观测值基本相近。但是在城市地区,该算法得到的结果与观测值存在一定的偏差,有待于进一步改善。     

可重复使用航天器空间辐射效应评价关键问题及解决方法

介绍了可重复使用航天器及其应用需求,分析了其在太空遭遇的空间辐射环境及效应,探讨了可重复使用航天器的空间辐射效应评价在元器件退火效应研究及工程化、地面模拟试验设施及评价技术、地面检测维护及评价、抗辐射设计规范等方面存在的问题,提出了深入开展元器件空间环境效应及退火效应机理研究,给出适合可重复使用航天器的指标和评价体系;搭建多功能的综合环境效应地面模拟试验装置,加强多因素环境协同效应机理研究,建立空间多因素环境协同效应试验方法;开展空间环境多因素协同效应仿真,加强可重复使用航天器辐射效应预示方法的深入研究等解决途径。     

绿地空间分布格局对城市热环境影响的数值模拟分析 ——以太原市为例

为探寻绿地分布格局对城市热环境的影响程度及方式,结合遥感技术,运用CFD数值模拟方法,对城市中五类常见的绿地布局形式的温度场和速度场进行数值模拟.结果表明:将CFD技术引入城市热环境研究,利用遥感技术对其进行参数修正,这一思路是可行的;根据典型绿地分布格局的热环境模拟分析,楔状格局具有较好的热环境效应,即该格局在城市中的降温效果最为明显;放射状和条带状的次之;点状格局对周边环境的降温效果相对较弱,但其速度场内局部漩涡最为明显,在小范围内的降温效果是比较明显的,可以作为改善局部小气候的手段;环状格局降温效果最弱.     

绿洲型城市空间扩展的模拟及多情景预测——以酒泉、嘉峪关市为例

论文基于1987、1995、2000、2006和2011年多时相TM、ETM卫星遥感影像数据,以典型绿洲城市酒泉市和嘉峪关市为研究对象,运用目前较为成熟的集成元胞自动机模型（CA）和人工神经网络模型（ANN）的土地转换模型（LTM）,依据干旱绿洲区城镇发展特点及趋势,设置自然增长、酒嘉一体化、集约增长和生态保护情景,对城镇空间扩展进行模拟预测。结果表明：运用LTM模型对研究区1987年以来的城市扩展进行模拟,具有较好的模拟精度和可靠性,可以用于未来研究区城市空间扩展的预测;酒泉市中心城市未来扩展的重点在南部和西部,嘉峪关市中心城市未来扩展的重点在南部和东部,两市相向发展进程进一步加快,城市一体化趋势明显;受区域一体化及生态保护战略的影响,论文设定的酒嘉一体化、生态保护及集约增长情景模式能较好地反映研究区未来城市空间扩展的主要趋势;在自然背景和开发现状的基础上,以政府战略决策驱动为主的方式是绿洲型城市空间扩展的内在机理。     

区域一体化的空间涌现逻辑及其范式探新——兼论长三角一体化的复杂性空间治理

复杂空间的涌现为区域一体化空间研究及国家战略实施提供了重要理论视角。运用文献调研、逻辑推导、归纳总结等方法探究了区域一体化空间演化的涌现逻辑及其研究范式,探讨了长三角一体化的复杂性空间治理。研究表明：（1）区域一体化具有异质性组分、适应性交互、多尺度嵌套、非线性动态、自组织演化等空间复杂性特征及空间涌现本质;（2）基于空间涌现的区域一体化空间研究范式拓展包括强化空间涌现思维,建立水平—垂直—历时的分析框架,以结构—过程耦合路径揭示空间涌现动态,注重多元数据和方法手段的集成;（3）应以复杂性治理及协同性治理、试探性治理为思路,从治理主体、对象、构型、工具、效能等方面探索长三角一体化的复杂性空间治理策略。     

旅游乡村聚落“生产-生活-生态”空间重构与优化——河北野三坡旅游区苟各庄村的案例实证

优化乡村聚落"生产、生活、生态"空间格局是新的发展阶段,加快乡村生态文明建设和推进乡村新型城镇化进程的重要途径。论文采取参与性农村评估PRA、GIS空间分析技术和高清遥感影像相结合的方法,以典型旅游村落苟各庄村为案例,研究了28 a来聚落"三生"空间的重构过程。研究发现,因旅游业导入村落正经历着加速的空间重构过程。在此过程中,传统乡村生产生活空间逐步减少,生活-生产和生态-生产复合新型功能空间逐步增加,具体表现为生产空间由村外向村内转型发展,生活空间由分散到集聚的立体扩展,生态空间由斑块分割向整体利用的全面扩展。与传统乡村聚落"空心化"空间重构过程产业发展集聚、农民居住集中、资源利用集约不同,旅游乡村聚落则以乡村聚落空间融合、立体扩张和适度集约为基本特征。这种空间重构过程和演进模式的基本出发点与中国新型城镇化发展导向一致,代表着未来乡村城镇化进程的一种理想模式。当然,作为旅游城镇化空间演化路径,其发展必须遵循旅游城镇"外向型"发展导向,在生活空间中要重视公共空间扩展和重建,生产空间中要关注服务功能模块化提升,生态空间要重视景观生态整治和历史文脉挖掘,并以配套综合制度体系建构作为保障。研究结论将为推进中国新阶段旅游城镇化提供重要理论基础和规划建设佐证。     

基于物联网的智能环境污染检测与控制系统研究

为了实行对环境污染的远程智能检测,提出基于物联网技术的智能环境污染检测与控制系统设计方法,采用无线传感组网技术进行智能环境污染检测系统物联网设计,实现对环境污染信息采样,采集的环境污染数据主要有水污染数据、土壤污染数据和大气污染数据等。将数据输入的集成控制单元中,通过上位机进行远程传输控制,采用TMS320VC5409A智能处理DSP芯片作为集成控制芯片进行控制系统硬件设计,环境污染检测与控制系统硬件模块分为物联网传感模块、AD模块、上位机通信模块和数据输出接口模块等。在嵌入式Linux内核中实现环境污染检测程序加载,实现污染检测和优化控制。测试结果表明,采用该方法进行环境污染检测与控制的智能性较好,准确度较高,实时性较好,总体性能较优。     

生态—社会经济系统耦合方法在县域国土空间生态修复规划中的运用——以四川威远县为例

国土空间规划体制具有强烈生态指向意义,生态安全已是国土空间安全的重点。以四川省威远县为研究对象,针对县域生态国土空间的生态资源破坏、生态系统紊乱等问题,利用生态—社会经济系统耦合方法,从要素修复、结构优化、系统价值提升三个角度构筑系统耦合度评价指标体系,计算系统耦合度及子系统综合功效,综合耦合系统时空格局变化分析得出县域生态修复安全目标格局与生态修复对策。研究结果表明：（1）县域生态修复规划具有目标多层次性、系统复合性及途径多样化性,可从宏、中、微观层级提出对策。（2）系统耦合度在0.457~0.497区间浮动,耦合系统现处于拮抗时期向磨合时期发展。（3）依据系统耦合度、子系统综合功效及指标影响度构建“点—线—面”的生态修复格局。研究提出应对县域尺度的生态修复专项规划方法和实践运用,可为当前县域国土空间规划编制提供新的思路和方法。     

基于Web服务的海洋GIS功能设计与原型系统实现

本文从海洋用户的需求角度出发,提出了在海洋GIS软件开发过程中区别于以往GIS软件开发方法的一种新方法,即面向用户的Web服务架构设计方法。该方法结合面向服务架构的技术体系,通过分析海洋用户的类型及其需求,设计了系统的功能,实现了多源、异构的海洋环境数据集成与共享,能够为用户提供海洋数据、在线分析及网络可视化等操作。该方法已经应用在海洋GIS集成服务系统的建设中,为有效整合各类海洋数据、实现分布式多源异构海洋环境数据共享与在线处理提供了借鉴,为国家数字海洋建设进行了技术上的积累和探索。同时实践证明本文提出的方法和技术路线是正确可行的。     

基于光谱混合分析和反照率-植被盖度特征空间的土地荒漠化遥感评价

采用线性光谱混合分析模型对Landsat TM遥感影像进行混合像元分解,获取植被、裸土和水体组分的相对丰度分布;在反演地表反照率的基础上,构建了基于Albedo-Vegetation特征空间的土地荒漠化遥感监测模型;以黑河中游部分区域为例,进行了实证研究,并利用实地调查数据进行精度验证。结果表明:此方法充分利用了多维遥感信息,反映了荒漠化土地地表覆盖、水热组合及其变化,具有明确的生物物理意义,而且指标简单、易于获取,精度较高,有利于荒漠化的定量分析与监测。