基础研究

  • 一种基于模糊聚类分析的新型RAIM算法

    谷守周;刘一;施闯;秘金钟;党亚民;张龙平;

    针对接收机自主完备性监测(RAIM)中多粗差的探测识别难题,该文在研究了模糊聚类分析原理和特点的基础上,利用QR检校法构建单点定位的全设计矩阵,提出了基于模糊c均值(FCM)的模糊聚类分析的新型RAIM算法,以实际观测数据对比分析了硬聚类分析和模糊聚类分析在单个粗差和两个粗差下的探测识别性能。由试验结果可知,该文方法可有效实现多个粗差的探测识别问题,解决了单点定位中的质量控制问题,可有效保障单点定位结果的可靠性。

    2018年10期 v.43;No.244 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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  • GPS坐标时间序列广义共模误差分离方法

    贺小星;姜卫平;周晓慧;鲁铁定;

    共模误差是GPS坐标时间序列的主要误差来源之一。针对传统的共模误差分离方法存在一定的局限性,甚至分离出错误的共模误差分量问题,该文根据共模误差的潜在起源,提出了一种依据地理环境因素、多尺度评价体系的GPS时间序列广义共模误差分离方法。该方法将相关系数、距离、经纬度、本地效应、地表环境负载效应、主分量贡献率、噪声模型特性等作为评价因子,为大区域、大尺度下GPS坐标序列共模误差,提供了可行的估计方法。实验分析结果表明,该文提出的共模误差分离方法能准确提取出GPS坐标序列中的共模误差,为进一步提高GPS坐标序列精度提供依据。

    2018年10期 v.43;No.244 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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  • 改进的扩展卡尔曼滤波相位解缠算法

    许华夏;谢先明;谢家朝;曾庆宁;

    针对扩展卡尔曼相位解缠(EKFPU)算法对低信噪比干涉图相位解缠精度不高的缺点,该文提出一种将径向基函数(RBF)神经网络和扩展卡尔曼滤波(EKF)算法相结合的干涉合成孔径雷达(InSAR)相位解缠算法。利用RBF神经网络的自适应调整能力和非线性拟合能力对EKF的结果进行调整、补偿,得到高精度的相位解缠结果;结合路径跟踪策略,利用质量图去引导EKF相位解缠,避免穿过误差较大的区域,进一步提高解缠的精度。通过对模拟数据和实测数据的仿真实验,验证了该算法的有效性。

    2018年10期 v.43;No.244 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 906K]
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  • 基于DEM的单幅SAR影像直接定位

    刘辉;徐青;靳国旺;张红敏;

    针对单片定位时的不满秩方积求解问题,该文根据SAR图像距离投影原理,引入DEM约束条件,利用R-D模型由像点二维坐标迭代答解相应地面点三维坐标。通过SAR构像模型的几何分析,引入地面坡度角和起始高程点对应的俯角,推导了SAR图像单片定位的收敛条件和收敛速度关系式。分析得到迭代发散时的条件正好对应着SAR图像叠掩产生的条件,又进一步分析并设计了单幅SAR图像叠掩区域定位方案,从最高端给初始值,依次向下求解,通过叠掩区域的位置信息以及SAR构像模型中表示斜距条件的弧线在地面上方还是下方的判断,分别解算多个地面点坐标。利用点目标仿真数据和山区实际数据进行了实验,验证了该文方案的正确性、有效性和实用性。

    2018年10期 v.43;No.244 22-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 495K]
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  • 南极电离层特征的球冠谐分析

    王泽民;王康;李航;孙伟;安家春;

    针对国际GNSS服务(IGS)各电离层分析中心发布的全球电离层图(GIM)在南极地区精度有限的问题,该文在收集IGS、极地对地观测网络(POLENET)计划和中国南极测绘研究中心(CACSM)的GPS数据的基础上,采用球冠谐分析理论建立了南极地区电离层电子总含量(TEC)模型。通过球冠谐分析的零阶项系数表示的日均值与实测TEC日均值的对比,表明二者具有很强相关性,验证了球冠谐分析具有良好的物理意义,可以有效提取南极电离层的周期特征。利用球冠谐函数模型对全南极电离层在2012年季节变化、空间分布和10月地磁暴期间的响应特征进行了分析。实验结果表明,基于球冠谐分析构建的电离层模型更适用于探测南极电离层的特征。

    2018年10期 v.43;No.244 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 959K]
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地理国情

  • 北京PM2.5浓度空间分布的贝叶斯地理加权回归模拟

    邓悦;刘纪平;刘洋;徐胜华;

    针对地理加权回归(GWR)模型无法克服小样本数据下异常值影响的问题,该文利用贝叶斯地理加权回归(BGWR)模型对北京地区2016年10月1日至12月29日长达90d的PM2.5监测数据进行了浓度模拟。该方法通过加入贝叶斯先验信息,选取不同的平滑函数,在局部空间样本稀少的情况下,有效降低了异常值和"弱数据"对回归结果的影响,更加真实地反映了PM2.5浓度空间分布。实验结果表明,基于不同平滑函数的3种BGWR模型校正决定系数分别达到了0.799、0.801和0.867。平均比GWR模型提升了28%,比OLS模型提升了32%,证实了BGWR模型在模拟PM2.5浓度分布时具有更好的适用性。

    2018年10期 v.43;No.244 39-45+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 715K]
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  • 叶面积指数遥感估算的三种回归模型分析

    胡古月;李少达;杨容浩;

    针对叶面积指数(LAI)估算方法的适用性和提高估算精度的问题,该文基于Landsat-7ETM+遥感影像,以都江堰市青城山地区为研究对象,利用LAI-2000对样地LAI进行观测采集,建立如归一化植被指数等4种常见植被指数的单植被指数线性、非线性回归模型和多植被指数组合的偏最小二乘回归模型,比较分析了不同植被指数和不同模型估算LAI的精度。实验结果表明,偏最小二乘回归法能有效解决因变量较多时权重系数难确定的问题,是估算LAI的一种有效方法。

    2018年10期 v.43;No.244 46-50+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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  • LBS&GIS的青岛市旅游资源普查信息系统

    李鹏;王英杰;虞虎;韩嘉福;武文波;

    针对旅游资源采集的信息不完整、记录随意不规范、野外不便携带等问题,该文以ArcGIS API for Javascript为核心、采用B/S多层体系架构设计验证了基于Internet的位置服务(LBS)平台中的GIS系统应用,并以山东省青岛市为例,将整个系统划分为旅游资源采集与填报模块、数据库自动建库模块、旅游资源分析评价模块、网络发布与展示模块。系统采用了基于国标的分类与编码,结合网络地图、高分辨率遥感影像及GPS技术实现网络环境下利用智能手机的旅游资源普查、空间位置数据的录入、审核等数字化上报,以及旅游资源数据自动建库、统计、评价、可视化等功能。

    2018年10期 v.43;No.244 51-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
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  • 西安市住宅价格空间分布特征及影响因素

    卢才武;张明;江松;吴珺华;

    针对目前西部二线城市住宅价格的空间分布研究较少的问题,该文从地质统计学角度出发,以西安市主城区452处的住宅价格数据为例,利用空间自相关、变异函数、克里金空间插值等理论方法,对住宅价格的空间分布特征及其影响因素进行了研究。研究发现,西安市主城区内住宅价格整体呈现空间正相关性,在各向同性上,住宅价格的最优拟合模型为指数模型,但在不同方向上变异程度不尽相同。目前,西安市主城区住宅价格的空间结构呈现一个极值中心,两个次级核心组团,两个新新组团的局面,价格整体南高北低、东高西低。究其原因,历史背景、新一轮城市规划和特定的景观环境及文化底蕴等要素均影响住宅价格的空间分布。

    2018年10期 v.43;No.244 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
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  • 区域网平差的航空影像色彩均衡算法

    位明露;刘全海;冉慧敏;

    针对测区内多幅航空影像色彩不一致性的问题,该文在区域网平差的基础上,提出了改进的基于区域网平差的航空影像色彩均衡处理方法。通过分析色彩偏差成因,提出二次非线性函数作为色彩均衡模型,对影像的色彩进行纠正。根据重叠区域具有一致的色彩,采用最小二乘原则进行平差运算,从而实现色彩均衡。实验表明,本文算法具有较好的效果和更佳的适用性。

    2018年10期 v.43;No.244 67-71+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 青藏高原东部主要活动地块运动演化特征分析

    刘晓霞;武艳强;邹镇宇;

    针对活动地块相对运动随时间的演化,该文利用多期GPS速度场资料,基于刚性运动模型分析了青藏高原东部多个活动地块的运动演化特征。首先为保证多期速度场的可比性,采用拟准检定(QUAD)优选算法将多期速度场转换到统一的稳定华南基准;然后基于刚性块体模型计算了多个活动地块相对华南地块的运动演化特征,结果显示柴达木、祁连、阿拉善和鄂尔多斯的运动速率明显小于巴颜喀拉、羌塘、川西北和滇中地块,且自羌塘向北东方向的巴颜喀拉再至南部的川西北和滇中地块表现为绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转运动。多期结果表明,除阿拉善和鄂尔多斯地块外,其余活动地块在汶川地震前后均出现显著的调整过程,说明汶川地震对周边活动地块整体运动的影响显著。

    2018年10期 v.43;No.244 72-77+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 629K]
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技术创新

  • 天绘一号和资源三号卫星无控联合区域网平差

    解志刚;王琼;谢金华;

    针对立体测图生产中仅利用天绘一号或资源三号卫星影像在摄影漏洞、云覆盖区域等特殊困难条件下的不足,该文基于有理函数方程和像方仿射改正模型,提出了天绘一号和资源三号卫星的无控联合平差方法并进行了验证。实验结果表明,天绘一号和资源三号卫星的联合平差精度符合1∶50 000立体测图要求,并能缩短制图周期,提高成果质量,满足特殊困难条件下的立体测图要求。

    2018年10期 v.43;No.244 78-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]
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  • 顾及影像稀疏特性的压缩感知超分辨率重建

    李春梅;邓喀中;孙久运;王慧;

    针对传统压缩感知信号重构仅实现对原始图像的复原和逼近,无法实质性提高影像分辨率问题,该文提出一种非退化的压缩感知超分重构方法:从图像传感器的结构分析数字影像的稀疏特性,进而以插值图像为指导,采用非线性的压缩感知优化重建方法,实现了非退化的单帧图像超分辨率重建。研究表明:该文方法改变了影像采集的过程和途径,弥补了传统压缩感知信号重构无法实质性提高影像分辨率的缺陷,且其重建图像的视觉效果及定量指标均优于传统插值法。

    2018年10期 v.43;No.244 82-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K]
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  • 利用EMD方法提高海洋重力Etvs改正精度

    王坤;胡煜斌;郭志馗;

    针对海洋重力测量误差主要来源于重力仪的不稳定性和厄特弗斯(Etvs)效应的问题,该文提出一种与航迹线拟合和卡尔曼滤波等传统方法相比更为灵活的一种误差压制方法,通过经验模态分解(EMD)结合信号的频谱进行分频段滤波。模型实验结果显示,利用EMD去噪后的信号误差平均值为0.54%;经EMD处理后的实际船测重力测线交点差相比原始数据降低了66%~87%,其最小值为0.82mGal,最大值为2.08mGal。该文表明,EMD方法能够明显提高海洋重力的Etvs改正精度。

    2018年10期 v.43;No.244 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 969K]
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  • 森林高度的单基线P波段PolInSAR反演

    张林科;豆靖林;

    针对传统三阶段方法难以适用于P波段极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)植被高反演难题,该文采用先验信息对消光系数进行固定,在此基础之上,对经典三阶段算法中地体散射幅度比为0的假设进行参数化。通过模拟实验验证新方法相比已有方法在不同地体幅度比条件下均能得到较好的反演精度,且固定消光系数不会引起树高显著偏差。最后,利用2景E-SAR P波段全极化数据进行树高度反演。实验结果表明,新方法反演树高的均方根误差(RMSE)为3.43m,相比已有方法,RMSE提高的幅度为35.7%,有效提升了传统三阶段算法的适用范围。

    2018年10期 v.43;No.244 96-101+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K]
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  • 三维激光扫描的立式储罐变形监测方法

    张柱柱;焦光伟;张冲;王亚超;黄海亮;周建庭;

    针对传统立式储罐变形监测方法精度低、效率低的问题,该文提出了一种基于三维激光扫描技术的立式储罐变形监测数据处理方法。通过截取罐体水平截面的点云数据,分析计算水平截面的半径最大偏差,判别罐体发生变形的位置,对罐体变形部位进行形变分析,计算出不同时期测量的变形量。实验结果表明,该文提出的方法可以准确判别立式储罐变形发生的范围和大小。

    2018年10期 v.43;No.244 102-106+124页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K]
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  • 深度学习的中文地址切分算法

    李一;刘纪平;罗安;

    针对传统分词对词典依赖过高的问题,该文提出了一种基于深度学习的中文地址要素的切分与重组算法。首先利用二元语法(Bigram)二分法将地址切分,然后用网络兴趣点(POI)数据地址集作为样本,采用基于深度学习的方法对地址要素进行特征匹配与要素重组,最终实现以地址要素为单元的中文地址自动切分。本文采用上万条网络采集的POI地址数据作为实验样本,实验结果表明,该算法不仅降低了对词典的依赖,同时也对地名地址的切分正确率有较大提升。

    2018年10期 v.43;No.244 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 地图综合中曲线局部尖锐凸角的光滑方法

    李伟;郭沛沛;武鹏达;马照亭;

    地图制图综合过程中,线状要素经过一系列的选取、化简等处理后,经常会生成少量尖锐的凸角。针对已有的算法在解决这个问题时大多对曲线上全部的节点进行整体光滑处理,在很多不必要光滑的地方增加了大量的冗余节点,且效率不高的问题,该文基于线性迭代法提出了一种曲线局部尖锐凸角的光滑方法。首先建立了基于角度阈值的尖锐凸角判断原则,然后据此设计了具有可控性的尖锐凸角自动识别处理方法,以探索最佳的角度阈值实现曲线光滑处理,最后以广州某市的地理国情普查水系数据为例对该文方法进行了检验。实验结果表明,当角度阈值在[150°,160°]范围内时,该文方法不仅消除了曲线局部尖锐的凸角,而且有较好的光滑效果和较高的处理效率。

    2018年10期 v.43;No.244 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 一种改进的卫星激光测高全波形高斯分解方法

    李国元;崔成玲;陈继溢;高显连;袁小棋;

    针对奇偶拐点高斯分解法进行高斯分解确定波峰位置效率较低的问题,该文提出了一种基于波峰自动识别的全波形数据高斯分解算法,该方法引进了能快速、准确定位波峰位置的findpeaks函数。以国外冰、云和陆地高程卫星/地球科学激光测高系统(ICESat/GLAS)数据为例,就分解的精度和效率与其他分解算法进行对比,结果表明,该文算法在分解效率上较奇偶拐点高斯分解法有较大提高,却稍逊色于findpeaks峰值分解算法;在分解精度方面则完全优于其他两种算法。最后利用改进后的算法进行森林树高的提取实验,进一步验证了该算法的有效性。

    2018年10期 v.43;No.244 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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应用研究

  • 多片前方交会法无人机测图技术

    吴迪军;张萌萌;潘飞;吴珍丽;谢坤;

    针对传统数字摄影测量中,使用双片前方交会方法量测地面物点的坐标,因同名光线交会角大小限制而不利于提高测点坐标的精度问题,该文提出了基于无人机高重叠度航摄影像的多片前方交会测图方法。使用该方法进行地物坐标量测时,不受交会角大小的限制,同时引入最小二乘原理,可获得高精度的物点坐标。利用某长江大桥桥址带状测区无人机航摄影像数据,进行双片前方交会、三片前方交会及四片前方交会测图精度的对比分析。结果显示,基于无人机高重叠度影像的多片前方交会测图技术能有效提高无人机航测大比例尺地形图的精度。

    2018年10期 v.43;No.244 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • 无人机地理信息视频系统的设计与实现

    孙新博;李英成;王凤;刘飞;王思雪;周高伟;

    针对应急测绘中无人机视频数据缺少地理信息而无法实现视频空间定位及分析等问题,该文提出了以旋翼无人机为平台搭载高清成像设备和定位测姿模块实时获取带有地理信息的视频影像的技术方案。在无人机视频信号处理和地理信息获取的基础上,利用VS2010软件编程平台开发了一套无人机地理信息视频系统,系统结合二维地理信息平台,实现了无人机航迹坐标的实时展示、关键帧与地理信息平台实时匹配、距离和面积量测等功能。飞行测试结果表明,无人机地理信息视频系统具有实际应用价值。

    2018年10期 v.43;No.244 131-136+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
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  • 网络三维GIS空间数据存储及动态拓扑方法

    周鹏;刘星;谭浩;

    针对当前网络环境下三维GIS在拓扑关系的建立与表达、地学数据共享和互操作方面存在的不足,该文提出了一种网络环境下的三维实体拓扑关系构建方法。以关系数据模型来表达点、线、面、体及复杂体5类拓扑元素间的拓扑关系,结合插件式虚拟现实技术,在分布式结构下建立真三维实体的网络发布平台,并实现了三维模型的可视化和三维空间实体拓扑关系的查询。研究表明,该方法能根据三维空间拓扑关系快速重建地理实体,为三维空间数据的交互和共享、网络环境下的真三维空间分析提供新的方案。

    2018年10期 v.43;No.244 137-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K]
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  • 多层次分割的极高海拔区影像信息提取

    张昌赛;杨树文;刘正军;韩惠;

    针对极高海拔区地形复杂、气候寒冷,难以实地测绘,且目前的极高海拔区遥感影像信息提取方法在精度和效率方面不足的问题,该文利用中分辨率影像,以西昆仑山区为例,依据地物的光谱、地形和分布等特征差异,综合和发展现有的描述特征算法,在不同尺度层次建立了多尺度分割的分类体系,实现了极高海拔区目标地物的影像分类提取。实验表明,该方法的提取精度优于面向对象的监督分类和传统基于像素的分类,能够很好地提高极高海拔地区影像信息提取精度和效率。

    2018年10期 v.43;No.244 144-149+162页 [查看摘要][在线阅读][下载 597K]
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  • 不规则三角网高程的遮挡检测算法

    齐润冰;

    针对多视影像匹配中由于遮挡导致的问题,该文提出一种基于不规则三角网(TIN)高程的遮挡检测算法。该方法根据已知的高程格网平面,构建出物方不规则三角网;根据三角网内插得出某一个地面点的高程值。对于这一地面点,如果在其搜索路径上的搜索点高程均低于搜索点所在位置的投影光束高度,则该点必定在影像上可见。实验表明,该文提出的算法能高效、准确地得到不可见的点,特别对尺寸较大的影像能快速计算。

    2018年10期 v.43;No.244 150-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 平面转换的多边形内外点判断算法及应用

    孙爱玲;赵光华;赵敏华;

    针对多边形内外点判断算法,该文提出一种基于平面转换的新的判断方法:将二维平面内的点、线转换为三维空间的点、线,利用向量积,得出点与多边的顶点之间的坐标关系,进而可以简单地判断点与多边形的位置关系。该算法应用于基于RTK GPS定位技术的驾驶员场地考试系统中,判断车辆在场地中的位置。考试场地看作多边形,由GPS定位数据得到车子上的关键点,用多边形内外点判断算法来判断车辆有无压线、出线,系统进而对考试合格与否做出自动评判。结果表明,该算法简单、有效,能在智能化驾驶员场地考试评判系统中得到较好的应用。

    2018年10期 v.43;No.244 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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  • 行车模式的公交站点识别方法

    周艳;耿二辉;李妍羲;王伟生;

    针对公交车全球定位系统(GPS)数据的公交站点识别问题,该文基于公交车辆运行状态,将公交车辆的运行划分为终点站待命模式、正常行驶模式、站点停车上/下客模式,提出了一种基于这3种行车模式的公交站点识别方法,通过行车模式判定、轨迹方向分割和DBSCAN密度聚类,提取各个方向的公交站点。该文使用深圳市公交车GPS数据展开验证,实验结果表明,该方法能有效地、准确地识别公交站点。

    2018年10期 v.43;No.244 163-167+174页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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  • Voronoi的地学空间数据分析理论及应用

    李冰茹;孙文彬;

    针对传统地学空间数据分析过程中,异常点数据影响范围过大甚至涵盖其他采样点的问题,该文提出了基于Voronoi图与变缓冲区分析相结合的异常点数据分析方法。以异常值点作为生长点构建Voronoi图,利用异常点数据与其一阶邻近Voronoi图生长点的数据差值与空间距离,计算出异常采样点的衰减系数;用衰减系数与异常采样点数据的乘积计算异常采样点的粗略影响范围,通过计算粗略影响范围与异常采样点Voronoi图的交集,最终确定异常采样点的有效影响范围。利用Voronoi图与变缓冲区相结合方法可以有效地控制采样点异常数据影响范围,提高空间数据分析准确度,更加客观地反映地学空间数据的分布特征。以云贵高原的刁江流域的土壤重金属含量为试点,以采样点作生长点、行政界为边界生成Voronoi图,分析刁江流域土壤重金属As元素的空间分布。利用该方法获得的As元素空间数据分布图,其空间特征更加鲜明。

    2018年10期 v.43;No.244 168-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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