时序SAR影像相干点目标识别方法研究

时序差分干涉技术是近年来地面沉降监测领域的重要研究方向,基于时间序列SAR影像的稳定点目标识别和检测是进行时序差分干涉技术的关键和基础.本文针对短时间序列SAR影像的特点和普遍使用的点目标识别方法的局限性,借鉴散射体识别方法,综合考虑振幅和相位在时序SAR影像上的变化特征,采用多时相子孔径共轭内积和子孔径信息熵来获取时间序列过程中能够保持相位稳定的点目标,并用平均相干系数对选取的相干点目标进行修正.选取包含广州城区、东莞部分区域的2007年3月至2009年1月的17景Envisat ASAR数据进行实验,分别计算了方位向、距离向以及交叉向共轭内积和信息熵,并用基于高分辨率卫星影像数据解译的土地利用数据对提取的相干点目标进行验证.结果表明,利用多时相的子孔径影像共轭内积和信息熵可以得到比较可靠的相干点目标,交叉共轭内积在试验区域能获取精度高达92％的相干点目标.     

协同空间模拟与优化及其在快速城市化地区的应用

空间过程分析和模拟是当前的研究热点之一,而以往的空间优化多是以静态的城市空间进行的,没有考虑城市的动态变化情况。本文在此基础上将模拟和优化同时进行,提出了协同空间模拟与优化的概念。以公共设施空间选址、路径覆盖优化、自然保护区规划及城市能源消耗情景模拟为例,证实了协同空间模拟与优化在快速城市化地区应用的可行性与实用性。     

基于空间自相关的东莞市主体功能区划分

中国“十一五”规划纲要明确提出,根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力,统筹考虑未来中国人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局,将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区。至今已有不少学者开展主体功能区划分研究,但所用方法工作量大,或带有一定的主观性,且未考虑同类功能区集聚或分散程度。因此提出利用遗传算法改进传统聚类方法,自动划分主体功能区,在划分过程中考虑区域的全局空间自相关特性,使同类功能区在空间上呈集聚分布的格局。以近年来城市快速扩张的东莞市为例,验证了此方法的可行性,能简单有效地进行主体功能区划分。与常用的K-means聚类方法相比,新方法划分结果更符合实际情况,能进一步推广应用到其它地区的主体功能区划分。     

约束性单元自动演化CA模型及可持续城市发展形态的模拟

单元自动演化ＣＡ可以大大增强ＧＩＳ的空间模型能力,在国外被越来越多地应用于城市发展演化过程的模拟。本文探讨了如何通过ＣＡ与ＧＩＳ的结合来进行可持续土地发展规划的新方法。提出了基于约束性的ＣＡ模型,具体分析了局部、区域以及全局约束性对ＣＡ模型结果的影响。并将灰度的概念引起ＣＡ模型中来反映状态连续的变化,克服常规ＣＡ模型的缺陷。将该模型应用于球江三角洲地区来获得合理的城市发展空间布局,取得了较好的效果     

形状信息的提取与计算机自动分类

近年来，遥感数据越来越普遍地被利用为更新地理信息系统的数据源。但利用ＧＩＳ来改善分类精度的探讨却很少。本文提出了利用ＯＩＳ技术来提取形状信息和改善分类精度的新方法，从而使一些容易混淆的分类得到纠正。     

基于遗传算法自动获取CA模型的参数

本文提出了基于遗传算法来寻找CA模型最佳参数的方法。CA被越来越多地应用于城市和土地利用等复杂系统的动态模拟。CA模型中变量的参数值对模拟结果有非常重要的影响。如何获取理想的参数值是模型的关键。传统的逻辑回归模型运算简单,常常用来获取模型的参数值,要求解释变量间线性无关,所以获取的城市CA模型参数具有一定的局限性。遗传算法在参数优化组合、快速搜索参数值方面有很大的优势。本文利用遗传算法来自动获取优化的CA模型参数值,并获得了纠正后的CA模型。将该模型应用于东莞1988~2004年的城市发展的模拟中,得到了较好的效果。研究结果表明,遗传算法可以有效地自动获取CA模型的参数,其模拟的结果要比传统的逻辑回归校正的CA模型模拟精度高。     

基于FLUS-InVEST模型的中国未来土地利用变化及其对碳储量影响的模拟

基于代表性浓度路径情景（Representative Concentration Pathways, RCPs）,耦合FLUS-InVEST（Future Land Use Simulation-Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs, FLUS-InVEST）模型,以土地利用视角模拟了中国2100年的陆地生态系统碳储量,探讨其空间分异。结果表明：1）历史土地利用变化作用下,中国生态系统碳储量减少中心由华北地区转向东北地区,增加中心由西北地区转向西南地区;碳储量的减少由林地生态系统转向草地生态系统。2）未来RCPs情景下,中国林地生态系统碳储量都将持续增加,草地生态系统碳储量持续减少。RCP 6.0情景下,中国林地面积将增加9.43%左右,草地面积减少5.42%,全国林地碳储量较2010年增加2 332.64 Tg,而草地碳储量将损失1 719.03 Tg。在RCP 8.5情景下,全国林地面积增加5.15%,草地面积将减少5.10%,林地碳储量较2010年将增加1 754.59 Tg,草地碳储量将损失2 468.80 Tg。3）RCP 6.0情景对未来碳汇贡献度较RCP 8.5情景大。在RCP 6.0情景下,植被地上碳储量和表层土壤碳储量分别净增加127.12和83.67 Tg。但在RCP 8.5情景下,植被地上碳储量和表层土壤碳储量分别净减少24.67和32.41 Tg。4）不同RCPs情景下,碳储量增长均集中在横断山-秦岭-太行山-大兴安岭和雪峰山-太行山-大兴安岭两带;减少区域主要分布于云贵高原、四川盆地和京津冀地区。     

利用遥感与GIS分析珠江口番禺段近20a来的沿岸变化

近20a来，珠江口沿岸的变化令人瞩目，以沿岩变化较大的番禺段为例，利用动态获取的遥感信息，经过对遥感图象的分析处理，特别是自动分类中采用了混合训练方法使遥感图象分类精度得到了提高，同时在岸线推移监测中采用了多时相遥感影象融合技术，使岸线变迁一目了然，结合GIS，分析了近20a来（1978-1998年）番禺区的水陆变迁、绿地变化、城镇扩展和围垦发展，说明了了利用先进的遥感和GIS技术可以高效地监测珠江口岸区变化。     

基于案例推理的元胞自动机及大区域城市演变模拟

元胞自动机(CA) 被越来越多地用于复杂系统的模拟中。许多地理现象的演变与其影响要素之间存在着复杂的关系, 并往往具有时空动态性。在研究区域较大和模拟时间较长时, 定义具体的规则来反映这种复杂关系有较大的困难。为了解决CA 转换规则获取的瓶颈问题, 提出了基于案例推理(CBR) 的CA 模型, 并对CBR 的k 近邻算法进行了改进, 使其能反映转换规则的时空动态性。将该模型应用于大区域的珠江三角洲城市演变中。实验结果显示, 其模拟的空间格局与实际情况吻合较好。与常规的基于Logistic 的CA 模型进行了对比, 所获得的模拟结果有更高的精度和更接近实际的空间格局, 特别在模拟较为复杂的区域时有更好的模拟效果。     

一种基于生物群集智能优化的遥感分类方法

提出了一种基于生物群集智能(swarm intelligence-based)的遥感影像分类新方法. 智能式分类是遥感研究的热点和趋势. 设计出一种新的实数制编码的粒子群遥感影像分类器(PSO-Miner), 在分类规则提取时, 粒子能自动寻找各个波段的最优分割点. 并且该方法所提取的分类规则毋需通过数学公式来表达, 能更方便和准确地描述自然界中的复杂关系, 比数学公式更容易让人理解. 将该方法应用于番禺地区的遥感影像, 取得了较好的分类结果. 并与See5.0决策树方法进行了对比研究, 实验结果表明, 基于群集智能方法的分类精度比决策树方法的精度更高.