北京市城市扩展空间格局变化监测与分析

本文基于地理国情监测数据,结合同期城市经济、人口等统计数据,利用高分辨率卫星遥感影像数据提取北京市建成区边界要素。采用地理国情与城市空间扩展相融合的监测分析模型及相关评价指标开展空间格局变化分析研究,揭示北京市2000—2017年间城市扩展的空间格局及其变化规律,并对其变化原因进行分析。其成果可为北京市科学规划与可持续发展提供决策依据。     

基于遥感影像对济南城区不透水面的变化监测与分析

不透水面面积变化反映了社会的城市化进程和经济发展水平,济南市作为山东省的省会城市,代表着山东省的发展水平,不透水面的信息是准确地了解山东省经济发展必不可少的要素.为准确地了解济南不透水面变化和经济发展水平,本文对济南市城区训练样本进行选择,训练分类器,使用支持向量机(SVM)的分类算法,在Matlab中将2008年和2...     

泉州市城市扩展的遥感监测及其城市化核分析

以泉州市为研究区,采用仿归一化植被指数(NDBI)和监督分类法对1989年和2000年的TM/ETM⁺图像进行城市空间信息提取,分析了城市空间扩展的趋势,探索出泉州市是以乡镇企业为城市化核来进行城市化过程的     

利用注意力机制的城市居住用地遥感监测及分析

针对我国大城市居住用地的地块级精细结构和宏观空间分布格局,该文提出了一种区域尺度的城市居住用地遥感提取方法。基于Swin Transformer构建UPerNet神经网络,并结合后处理方法构建城市居住用地提取模型。利用资源三号遥感影像,对全国36个重点城市开展居住用地提取,同时进行景观格局分析以及与人口数量、房价等社会经济因子的相关性分析。结果表明,提出的方法能够准确地提取城市居住用地,F1值为84.43%,交并比为73.05%;居住用地面积在选取城市中的平均占比为22.76%,经济发达城市居住用地面积占比较低;部分城市存在过度发展房地产的现象。该方法能够应用于城市居住用地的微观结构监测与宏观差异比较,对优化城市居住用地空间布局、调整住房供给结构具有支撑作用。     

基于国情普查的湿地资源遥感监测与演化分析

以郑州市金水区为试点,以第一次国情普查成果、多年份遥感影像数据、1∶10 000 DLG以及第二次湿地资源调查等多源异构数据为基础,构建了金水区5个监测年份的湿地资源数据库。根据湿地类型、分布以及影响的不同,利用空间变化分析和转移变化分析,重点研究了金水区的时空动态变化特征,为湿地资源的保护、管理提供了科学的决策依据。     

高分五号高光谱遥感影像的城市土地利用景观格局分析

本文以武汉市江北核心区域7个行政区为例,以"高分五号"(GF-5)高光谱遥感影像为实验数据,提出了一种基于深度学习的空—谱结合高光谱影像分类算法(SSUN)的改进算法SSUN-CRF,通过全连接条件随机场(FC-CRF)对SSUN分类结果进行细化,并结合选取的7个景观格局指数分别从类型斑块水平以及景观水平分析7个行政区景观格局特点及武汉市城市化趋势。结果表明:(1) SSUN-CRF算法能够快速准确地提取城市用地类型,总体精度可达0.9048,Kappa系数可达0.8807;(2)从斑块类型水平上分析:根据各行政区不同类别景观类型百分比(PLAND)可以看出,武汉市主城区以居住用地为主,汉阳区3类居住用地PLAND指数高于其他主城区,表明汉阳存在较大"城中村"现象;江汉区商业用地斑块密度(PD)高且聚合度(AI)低,即商业用地多且分布均匀,表明江汉区是武汉的重要商贸区;(3)从景观层次水平上分析:根据香农多样性(SHDI)、香农均匀度(SHEI)指数分析可以看出,武汉市江北区域各用地类型总体分布均衡,景观生态多样性和稳定性较好;从斑块密度(PD)和香农多样性(SHDI)空间布局分析可知武汉市的城市扩张呈现以主城区为核心向外蔓延趋势,且沿主城区东南、西南方向扩张趋势明显。本文研究成果对武汉市总体发展规划、优化土地利用及可持续发展建设具有重要的指导意义,进一步可为发展长江经济带、"长江主轴"提供决策参考。     

城市服务设施空间动态配置模型与量子优化方法EI北大核心CSCD

服务设施是人类活动载体,含教育、文体、卫生、商业、生活等,合理配置服务设施,提高服务设施配置方案质量,可改善闲置和匮乏情况,是规划学、地理学、运筹学持续关注的前沿问题。首先,随着城市功能结构日趋综合,尤其受职住通勤、交通潮汐等动态城市环境因素影响,服务设施配置方案如何适应居民动态时变需求日趋凸显。现有服务设施空间配置以静态模式下指标传导和布局方法为主,难以适应“超大城市如何进一步提高服务设施配置方案质量”需求,尤其是动态敏感性强的服务设施。城市时空间动态交互是从更精细的时空尺度对动态城市环境的建模表达,可作为空间优化的新途径。如何从时空间交互行为、空间优化理论出发,研究城市服务设施空间动态配置模型,对提升服务设施配置方案质量具有长足价值。其次,服务设施空间动态配置模型是以规划学为理论背景,以地理信息建模为方法内核,以运筹学为算法突破点的交叉研究方向,本质是基于空间因子的多时序组合优化问题,是典型高维多峰空间优化问题,是地理建模NP-Hard问题。当融入多时序变量后,求解规模呈几何倍数增加。因此,探索量子优化理论,以缓解“长度灾”“局部搜索”,推进空间动态优化发展,具有重要理论、应用价值。     

近30年巴音布鲁克遗产地景观格局遥感监测与分析

本文以巴音布鲁克世界自然遗产地为研究对象,基于卫星遥感影像、气象站点观测信息、地面调查资料等多源数据,完成了1992年-2020年遗产地突出普遍价值OUVs (Outstanding Universal Values)关键要素空间制图,并从景观尺度分析OUVs关键要素及景观格局的时空变化特征,讨论影响其变化特征的主要驱...     

利用混合光谱分解与SVM估算不透水面覆盖率

对比了线性混合光谱分解模型(SMA)与支持向量机(SVM)在TM影像上估算不透水面覆盖率(ISP)的精度,通过SVM模型拟合TM像元光谱特征与样本ISP间的关联而获得对未知像元ISP的估算能力。对于天津市主城区的TM影像,选择学校区、工矿区和住宅区的高分辨率影像分类结果作为训练样本(7020个)和验证样本(1500个),SVM模型的ISP估算均方差(15.4%)优于SMA估算结果(19.4%);在增加缨帽变化“绿度分量”及混合光谱分解“高反射率分量”作为SVM特征变量后,ISP估算精度提高为12%。研究结果表明：SVM模型能够拟合各像元光谱组分间非线性关系且具有较好小样本泛化的性能,适用于地面样本较少的大区域ISP制图;增加与ISP相关性大的光谱特征向量作为SVM输入能提供更多的区域地物空间分布信息,能够调整无样本的地表类型的ISP估算值,提高区域ISP估算的整体精度。     

Multi-frequency satellite radar imaging of cultural heritage: the case studies of the Yumen Frontier Pass and Niya ruins in the Western Regions of the Silk Road Corridor

Synthetic Aperture Radar (SAR) remote sensing is increasingly favoured in archaeological applications. However, the effectiveness of this technology for archaeological prospection has so far not been fully assessed. In this study, an integrated single-date and multi-temporal SAR data-processing chain was proposed to sharpen archaeological signs and hence their detection and monitoring. In total, 14 scenes of X-band Cosmo-SkyMed, C-band Sentinel-1 and L-band PALSAR data covering the Western Regions of the Silk Road Corridor in China were employed for two important archaeological sites including the Yumen Frontier Pass with emerging archaeological traces and Niya ruins with subsurface remains. The results pointed out that single-date satellite radar data were useful for the identification of subsurface traces buried under desert in the landscape-scale, whereas for the identification of emerging monuments, Sentinel-1 was limited by its lower spatial resolution compared to TerraSAR and PALSAR data. Multi-date products, such as interferometric coherence, the averaged radar signatures and RGB multi-temporal composites, were effective to sharpen archaeological traces as well as for change detection in Yumen Frontier Pass. This study presents a pilot assessment of satellite SAR data for the analysis and monitoring of archaeological features in the predominantly arid-sandy environmental characteristic of investigated sites.     

Measuring the relationships between landscape aesthetics suitability and spatial patterns of urbanized lands: an informed modelling framework for developing urban growth scenarios

This study develops an informed modelling approach that follows a bottom-up planning strategy to define plausible urban growth scenarios. In this case, landscape aesthetics suitability of the area was first generated using multi-criteria evaluation method. Then, a buffer zone of 1 km was considered to extract the average values of aesthetics suitability scores surrounding urban patches with medium physical size (10–30 hectares). The averaged values were considered as the dependent variable. In the next step, landscape metrics of these urban patches, as explanatory variables, were also computed to measure compositional and configuration-based attributes of urban clusters. Bivariate associations (Pearson correlation analysis) and statistical relationships (linear regression algorithm) between landscape metrics and their associated aesthetics values were measured and modelled. According to the results, both composition and configuration values are significantly correlated to the dependent variable in which configuration-based attributes depicted a stronger explanatory power.     

1999—2020年长江经济带(江苏段)生态环境变化监测及人类活动驱动分析

协调区域城镇化与生态环境保护之间的关系,是推动我国长江经济带可持续发展的核心问题之一.针对现有研究中,生态环境变化与人类活动驱动之间的响应关系缺少时空对应的数据支持、影响过程不明的问题,本文充分利用多源卫星遥感技术在处理和提取时空信息上的优势,以长江经济带江苏段沿江县区为例,利用1999—2000年、2009—2010...     

煤炭开采对泥河小流域土地利用及景观格局的影响

以淮南煤矿区泥河小流域1987、1994、2000、2006、2009、2013、2017年7期多源遥感影像为数据源,结合纹理和光谱特征,利用支持向量机（SVM）对遥感影像进行分类,在此基础上分析了煤炭开采对泥河小流域近30年土地利用和景观格局变化的影响。结果表明：煤炭开采影响下流域的土地利用变化最显著的特征是耕地和建设用地的相互转变及耕地向塌陷水体的转变,30年间塌陷水体和建设用地分别增加了2 281.05、14 741.73 hm²,耕地减少了15 044.67 hm²。采煤驱动下,流域景观格局变化特征体现在以2006年为转折点,前期呈现破碎化、不规则化、异质化和低连通性变化的特征,之后呈现连续化、规则化、均衡化及高连通性变化的特征。建设用地、耕地和塌陷水体经历了不断破碎化到景观逐渐完善的过程;耕地、建设用地和自然水体斑块形状较为复杂;耕地优势性逐渐减弱,最大斑块指数由79.706 0降为38.745 5,塌陷水体和建设用地的优势性增强。     

结合高斯马尔可夫随机场纹理模型与支撑向量机在高分辨率遥感图像上提取道路网

在高分辨率遥感图像上,道路网的同物异谱现象更为突出,因此其提取难度更大。提出了一种马尔可夫随机场纹理模型与支撑向量机分类相结合的道路网提取方法。其基本过程是:利用高斯马尔科夫随机场模型6个归一化特征值进行支撑向量机的分类得到道路斑块,利用形态学算子对其进行初步连接并提取轴线,然后通过斑块轴线的启发式连接得到最终道路网。试验证明方法是有效的。