基础研究

  • GPS网络RTK参考站间整周模糊度的实时快速解算

    祝会忠;李晨辉;王楚扬;张凯;高猛;

    针对网络RTK实现高精度实时动态定位中参考站整周模糊度的实时快速准确确定的问题,该文提出一种GPS网络RTK参考站间整周模糊度的实时快速解算方法:首先利用L1、L2频率的伪距和载波相位观测值,计算参考站间的双差宽巷模糊度,并使用严格的整周模糊度固定准则确定双差宽巷整周模糊度;然后通过L1、L2双差载波相位整周模糊度间的整数线性关系选择模糊度备选值,并将宽巷整周模糊度作为L1、L2双差载波相位整周模糊度的约束关系用于确定双差载波相位整周模糊度。经CORS网实测数据的实验验证,该方法可以实时准确确定参考站间L1、L2双差载波相位整周模糊度,并且是以单个模糊度参数为对象进行计算,计算量小,模糊度解算效率高。

    2018年11期 v.43;No.245 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 一种马尔可夫的非等间距多点灰色预测模型

    甘祥前;任超;刘林波;刘中流;

    针对非等间距单点灰色预测模型在处理多点变形预测时,没有考虑点与点之间的关联性和它们之间的相互影响,而且容易受建模数据随机扰动性影响这一问题,该文提出了一种基于马尔可夫的非等间距多点灰色预测模型。首先,结合某基坑的变形实测数据,建立非等间距多点灰色预测模型和非等间距单点灰色预测模型,通过两种模型预测结果对比验证非等间距多点灰色预测模型在处理多点变形预测问题上的优越性;然后运用马尔可夫模型建立状态转移概率矩阵对预测结果进行修正;最后建立基于马尔可夫的非等间距多点灰色预测模型。结果表明,基于马尔可夫的非等间距多点灰色预测模型的拟合及预测精度更高,适应性更强,更符合实际变形情况,具有实际参考价值。

    2018年11期 v.43;No.245 8-14+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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  • 分步组合部分模糊度固定法在中短基线中的应用

    邵晓东;陈源军;史小雨;单弘煜;

    针对模糊度的固定率不高的问题,该文提出了一种分步式组合部分模糊度固定方法。首先,通过信噪比、高度角以及卫星连续追踪的历元数筛选可固定的模糊度;然后,采用LAMBDA方法对其进行固定,如果固定失败则依据卫星的连续跟踪数、模糊度浮点解方差以及浮点解相位残差选择模糊度最优子集重新搜索固定;最后,在Ratio检验的基础上,增加模糊度历史信息检验。采用自主编制的软件对低纬度地区静态与动态中短基线双频GPS/BDS/GLONASS实测数据进行处理,结果表明:采用本文研究的方法能够一定程度上控制未收敛的模糊度影响,提高模糊度固定成功率,同时尽可能地保证了模糊度固定的可靠性。

    2018年11期 v.43;No.245 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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  • 融合Harris-Laplace算子的SURF算法与无人机影像匹配

    蔡香玉;盛业华;黄毅;张卡;吕海洋;

    针对传统的SURF算法在尺度、旋转和模糊变化方面具有一定的稳定性,运算相对较快,但匹配正确率不理想的问题,该文提出结合Harris-Laplace算子与Hessian矩阵的优点在多尺度下提取影像上的特征点,设定较严格阈值约束提取出显著的特征点。将这些特征点进行特征描述,并作为候选匹配点,取较严格的比率阈值,用欧式距离比值法进行特征点匹配。结果表明,使用本文的算法对无人机倾斜影像进行了成功匹配,不仅获取较多的匹配点,提高了匹配的正确率,而且运算时间与传统SURF算法相当,增强了不同类型影像的适应性和稳健性。

    2018年11期 v.43;No.245 20-26+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 528K]
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  • IRNSS卫星导航系统性能分析

    张琳;

    针对2016年组网成功并正式服役的IRNSS卫星导航系统的服务性能评估问题,该文采用STK软件基于ICD文件提供的导航卫星轨道参数模拟了IRNSS系统的服务区域及相关导航性能,并且利用MGEX网的实测数据对IRNSS系统在澳洲境内的服务性能进行了评估分析。分析结果表明:IRNSS系统可以向其主要服务区内用户提供基本的独立导航定位服务;可向澳洲西北部地区用户提供平面方向精度32m以内、高程方向精度41m以内的定位服务;当与其他导航系统联合使用时,IRNSS系统增加了用户的可用卫星数量,有效提升了GNSS系统的定位精度。本文较好地克服了当前IRNSS测站少的困难,初步实现了对IRNSS系统服务性能的全面评估。

    2018年11期 v.43;No.245 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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  • 外方位元素解算的抗差总体最小二乘算法

    陶叶青;杨娟;周晓钟;蔡安宁;

    针对非线性共线方程作为一种高斯-赫尔墨特模型,应用传统最小二乘算法求解外方位元素无法顾及模型系数矩阵中含有随机误差的问题,该文提出应用总体最小二乘准则求解外方位元素的方法。通过算例验证算法的可行性,结果表明应用建立的算法求解外方位元素,参数估值的精度优于传统最小二乘算法。在对非线性共线方程进行线性化的基础上,为减小观测值中含有的粗差对外方位元素求解的影响,结合抗差估计,建立外方位元素解算的迭代算法。

    2018年11期 v.43;No.245 33-36+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 160K]
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  • 层次树的曲线弯曲拓扑结构描述方法

    殷志祥;谭树东;杨辉;吴艳兰;彭会琨;

    针对目前曲线弯曲拓扑结构描述中存在弯曲划分不符合人的视觉感受等问题,该文提出一种利用弯曲层次树描述曲线拓扑结构的方法。该方法利用双缓冲区变换识别曲线上的弯曲,通过控制变换宽度提取不同层次上的弯曲,根据得到的弯曲构建弯曲层次树,树的结点代表不同的弯曲,同一层结点表示弯曲之间相邻关系,不同层结点表示弯曲之间的嵌套关系。最后通过该方法在曲线综合中的实验验证了其在曲线特征形态的保持中的优势。该文对曲线拓扑结构的描述具有一定的参考价值。

    2018年11期 v.43;No.245 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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地理国情

  • 结合纹理特征的Landsat8影像城镇建设用地提取

    胡世明;余洁;焦帅;杨灿坤;

    针对Landsat8OLI影像在城镇建设用地提取过程中,城镇建设用地与部分裸土难以区分的问题,该文提出一种结合纹理特征的Landsat8OLI影像城镇建设用地提取方法,采用北京市通州区Landsat8OLI影像进行实验。结果表明,该方法能够有效地识别混淆在城镇建设用地中的裸土,通过消除裸土对城镇建设用地提取精度的影响,提高了城镇建设用地的提取精度,总精度达到89.0%,Kappa系数达到0.778。

    2018年11期 v.43;No.245 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K]
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  • 长沙市耕地多功能评价及空间差异分析

    覃事娅;郭羽萱;唐常春;

    针对耕地具有多种功能并存在一定空间差异问题,该文构建耕地多功能评价指标体系,对长沙市9个区县耕地的生产、生态、社会和文化功能进行评价,采用ArcGIS反映耕地功能的空间分布形态,并探讨了各区县耕地功能的空间分布特征。结果表明:长沙市各区县耕地各种功能的空间分布差异与其区位条件和自然条件的优劣紧密相关;在自然与经济条件的共同驱动下,各种功能空间分布随着远郊区—近郊区—中心城区—近郊区—远郊区的地域变化,耕地综合功能强弱依次表现为较强—强—弱—强—较强。根据各区县耕地各种功能的组成比重,将长沙市耕地功能划分为4种类型:生产型(望城区和岳麓区)、生态型(天心区、浏阳市、长沙县)、文化型(芙蓉区、开福区)和社会型(雨花区、宁乡县)。揭示了长沙市耕地各种功能的空间分异特征,可为制订科学的耕地功能利用布局方案提供理论依据。

    2018年11期 v.43;No.245 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 互联网兴趣点的商业区自动提取方法研究

    童莹;郭庆胜;王勇;

    针对商业区分析中涉及商业区边界划分和商业区中心的判断的问题,该文提出了一种基于互联网兴趣点(POI)数据的商业区自动提取方法。首先,基于核密度函数,利用POI计算研究区域的商业网点密度;其次,使用主体密度模型的特征点分类方法寻找潜在的商业中心,并基于POI所在位置的商业密度,使用自然断点法筛选出属于商业区的POI;最后根据商业区POI的平均最近邻距离,将聚集的点构建Delaunay三角网,提取商业区。以北京市市辖区为例,对百度地图上与商业相关的POI进行商业区探测挖掘,研究结果表明,基于互联网POI数据得到的北京市商业区比根据阈值从核密度图提取等值线的方法更加符合真实商业区情况,可用于城市商业分析与规划。

    2018年11期 v.43;No.245 57-62+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • 一种关系模型的历史区划栅格表示方法

    杜冲;李仁杰;傅学庆;张军海;

    针对历史行政区在时空变化表达中存在的数据组织结构复杂和表达不灵活的问题,该文提出了一种扩展型关系数据库与栅格数据结合表达的解决方法。采用SQL Server数据库存储规则网格化的历史行政时空信息,使用专题时态栅格图及事件属性表达历史行政区的时空变化过程,结果支持属性、空间、时间以及多种复合查询。实验表明:扩展型关系数据库与时态栅格相结合的表示方法能直观准确地表达历史时空数据;能够准确回答特定区域在特定历史时刻的状态及其历史演变的问题;数据结构简单,表达灵活。

    2018年11期 v.43;No.245 63-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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技术创新

  • 多尺度矢量地图中模糊相似变换及其度量模型

    宗琴;姜树辉;刘艳霞;

    针对空间对象相似性描述未系统考虑地图的尺度变换,该文提出了模糊相似变换理论对多尺度地图中的空间对象相似性进行描述,线对象运用了连接到简单点的简单线的度和在16位方位系统中的方向值;简单面运用了中心距离维度、面积维度和方向维度建立了等弦方位角图谱。复杂空间对象以简单空间对象为组成要素,在尺度梯级变化和组成要素变化中度量模糊相似变换并建立模型。最终形成的度量模型可直接应用于矢量地图的更新、匹配、融合等,旨在为空间大数据的合理利用提供一定理论基础。

    2018年11期 v.43;No.245 72-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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  • 局部加权线性回归模型的PM2.5空间插值方法

    卢月明;王亮;仇阿根;赵阳阳;张用川;

    针对传统空间插值方法对影响PM2.5的插值因素考虑不全面和局部加权线性回归模型中近邻个数选择困难等问题,该文基于局部加权线性回归模型提出了一种引入正则化项的空间插值方法。以北京市3个月的PM2.5数据为例,选取SO_2、NO_2、O_3、CO作为观测指标,通过正则化进行权重系数修正、L曲线法确定正则化系数,提高了该插值模型的稳定性与自适应性。交叉验证结果显示,本方法相对于普通克里金法,3个月的平均绝对误差(MAE)与均方根误差(RMSE)分别降低28.44%、26.25%;相对于反距离加权插值法的MAE、RMSE分别降低18.07%、17.02%。研究结果表明,基于局部加权线性回归模型的PM2.5空间插值相对于传统方法有一定提升。

    2018年11期 v.43;No.245 79-84+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 基于图论的影像匹配粗差探测算法

    郭莹;牛继强;陈时雨;张子晗;

    针对数字影像匹配中,匹配粗差不可避免的问题,该文提出了一种图论的影像匹配粗差探测算法。首先将位于左右影像上的匹配点构成完全图;然后利用三角形相似性将两个完全图导出一个属性图;最后通过迭代算法,依次剔除图中属性值低的节点,直至整个图的平均节点属性值趋于稳定。通过模拟数据实验发现,本文算法的粗差识别率高达100%,而粗差误判率仅为3%。通过真实的匹配数据发现,相比RANSAC算法,经过本文算法处理的数据定位精度更高,保留的正确匹配点更多,且对匹配点的分布影响更小,从而证实了本文算法的有效性与稳定性。

    2018年11期 v.43;No.245 85-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • 依据汇流累积量分析的河网分级算法

    黄萌萌;徐柱;梁启学;李灿;刘明;

    针对目前河网分级算法不能有效确定主次关系的问题,该文在数字高程模型(DEM)分析的基础上,提出一种基于汇流累积量的河网分级算法。首先,对矢量化的河网添加汇流累积量属性,并在其基础上构建树状结构的河网拓扑关系;然后从流域的出水口开始,逆流而上利用河网主干提取算法对河网逐层遍历提取主干;最后根据每一层级的主干提取结果对河网分级。实验结果表明,本文提出的河网分级算法能够较好地确定河网的主干,反映河网中河段的层次关系,且与分级后的山脊线网络衔接良好。

    2018年11期 v.43;No.245 92-96+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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  • Landsat MSS和TM多光谱图像散粒噪声的去除方法

    刘春国;

    针对Landsat MSS和TM多光谱图像上的散粒噪声问题,该文在分析其分布特点的基础上,提出了一种基于RX异常探测的噪声去除方法。视散粒噪声为光谱强异常,以RX算子探测异常,以光谱归一化方法定位散粒噪声。采用高同质化不规则的图像分割子区取代矩形窗计算RX异常,弱化小目标地物异常干扰采用不同噪声密度的MSS和TM多光谱图像开展算法验证。实验表明,此方法抑制了小目标地物异常,能有效去除MSS和TM多光谱图像上的散粒噪声,保留好像元,实现图像重建。

    2018年11期 v.43;No.245 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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  • 高分一号与Landsat8影像反演的参考蒸散发研究

    郝珈纬;张安兵;王贺封;刘新侠;

    针对高分一号影像在参考蒸散发遥感反演中应用较少的问题,该文基于国产16m分辨率的高分一号多光谱影像及Landsat8影像及对应时间气象数据,采用国际上应用较广的FAO-PM模型、Priestley-Taylor模型两种方法,对2014年5月6日邯郸市研究区域内的参考蒸散发量(ET_0)进行了反演,并与只采用Landsat8影像与气象数据反演的结果进行了对比分析。结果表明,高分影像结合Landsat8影像反演的参考蒸散发结果与仅利用Landsat8影像反演的结果具有高度的线性相关性,该方法将在小区域范围内的蒸散反演具有更高的空间分辨率。实验结果证实了高分一号影像与Landsat8联合进行蒸散发反演的可行性。

    2018年11期 v.43;No.245 103-110+124页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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  • 综合协调交叉效率评价模型的构建与应用

    车国伟;王泽民;杨正丽;

    针对基于数据包络评价模型在自评体系下的"扬长避短"、完全优劣排序、极端权重等问题,该文提出了综合协调交叉效率评价模型,该模型包含19个评价指标,其中11个投入,8个产出,能够通过放松一般的交叉效率模型的平均假设性,克服平均交叉效率模型的多解性和不稳定性等问题,从而减少区域可持续发展评价的加权投入与加权产出之间的离差。采用该模型对我国31个省级区域的可持续发展效率评价为例进行实验,结果表明,本文构建的区域可持续发展的综合协调交叉效率评价模型的评价功能更为细致和精确。

    2018年11期 v.43;No.245 111-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K]
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  • 一种高分辨率遥感影像阴影补偿方法

    董胜光;秦建新;郭云开;

    针对遥感影像中阴影的存在直接影响影像质量以及地物信息提取和识别,而现有的阴影补偿方法在普适性上都有一定的局限性问题,该文结合Curvelet变换理论,对常用的基于HIS色彩空间的阴影补偿算法进行改造,提出了一种Curvelet变换和HIS色彩模型相结合的高分辨率遥感影像阴影补偿新算法:首先对遥感影像进行色彩空间变换,将影像从RGB空间转换到HIS空间,对人眼非常敏感,且包含丰富纹理信息的I分量进行曲波变换;然后对变换的高频和低频系数进行补偿处理,同时依据阴影区域及其周边非阴影区域的均值和标准差分别对H和S分量进行修正处理;最后将处理后的H、I和S分量进行色彩空间逆变换。实验结果表明,与同态滤波、单一HIS色彩模型、小波变换和HIS色彩模型相结合等常用的阴影补偿算法相比,Curvelet变换和HIS色彩模型相结合的算法能够取得更好的补偿效果。

    2018年11期 v.43;No.245 118-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
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  • 一种地基合成孔径雷达提取DEM的方法

    张越;杨红磊;马建国;代宁;彭军还;

    针对现有DEM获取技术如地面测量技术测量范围小且效率低、摄影测量技术严重依赖于能见度、三维激光扫描技术成本高且数据处理方法不够成熟等局限性,该文提出了一种采用GB-InSAR技术获取DEM的新方法。目前国内对采用GB-InSAR技术提取DEM的研究还处于起步阶段。详细介绍了基于地基合成孔径雷达提取DEM的原理和方法,并以山西省吕梁市林家坪某工程滑坡为实验区,使用中国地质大学(北京)和北京理工大学共同研发的SDMR-1地基雷达系统进行野外实测,用较为基础的数据处理方法获取了分米级精度的DEM,从而证实了GB-InSAR技术提取DEM的有效性。

    2018年11期 v.43;No.245 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 372K]
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  • 改进的Memoryless简化算法研究

    陆凤;武雁刚;张友才;范睿;潘国俊;

    针对地形模型简化之后,模型的边界和细节特征存在一定变化的问题,该文提出了一种改进的Memoryless简化算法。该算法在原始Memoryless算法的面积和体积约束基础上,增加三角形形状约束条件,优化了简化算法。利用经典bunny三维网络模型,调整模型参数,从不同简化比率的角度与原始Memoryless算法简化效果进行对比。实验结果表明,本文提出的算法在较高简化比率下,模型的边界和几何细节特征保持都优于原始简化算法,能够更适用于地形模型的简化,较大限度地保留了原始地形形态。

    2018年11期 v.43;No.245 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 等高线与单线河空间冲突的高效检测方法研究

    李振豪;魏斌;周校东;何列松;杨春成;

    针对现有方法不能有效区分等高线特征点和检测效率低的问题,该文归纳了用于提取等高线特征点的Split方法,分析了等高线表达地貌单元的变化规律,然后以特征点为基础,建立了局部坐标系,并提出了基于局部坐标系的矢量投影法,用于在特征点中区分出山脊点和山谷点,设计了等高线与河流空间冲突检测流程。试验结果表明,本文的方法能较好地区分山脊点与山谷点,并实现了等高线与河流之间空间冲突的高效检测。

    2018年11期 v.43;No.245 137-141+164页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 结合光谱相似和相位一致的高分辨率影像分类

    陈洋;范荣双;徐启恒;王竞雪;王文玮;

    针对面向对象分类结果存在"平滑地物细节"的问题,该文提出顾及光谱相似性和相位一致的高分辨率影像分类方法。该方法首先采用顾及光谱相似性的相位一致的模型方法来获得边缘相应幅度;再采用自动标记分水岭算法对影像进行初分割;顾及相邻分割对象的空间位置、形状、面积等特征的多重约束,提出相邻分割对象合并代价函数模型,对分割结果进行优化;最后结合支持向量机(SVM)对分割对象进行分类。结果表明,本文方法在提高高分辨率影像分类精度的同时,还能保持地物细节。

    2018年11期 v.43;No.245 142-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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应用研究

  • 高速铁路CPⅢ高程控制网条件方程的建立

    王正帅;胡晋山;王爱生;康建荣;

    针对高速铁路CPⅢ高程控制网条件方程列立时易出现的多样性、冗余性和效率低等问题,提出了一种建立条件方程的方法:基于图论将控制网视为连通图,采用广度优先搜索(BFS)获取生成树、余树和父节点矩阵,根据余树枝节点、联测水准点至根点的路径分别构建闭合环、附合路线,并建立对应的条件方程,通过有限次相加或相减运算,即可得到最简形条件方程。实例分析结果表明:该方法列立的条件方程具有唯一性、最简形,且耗时少,有着较高的实用价值。

    2018年11期 v.43;No.245 147-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 一种电塔线模型融入倾斜摄影实景三维的方法

    王田芳;丁志广;饶帅雄;严新生;

    针对二维输电线路设计在空间分析及多维展示不足的问题,提出一种电力塔线模型融入倾斜摄影实景三维的方法。通过倾斜摄影测量技术创建实景三维,构建三维场景,通过建模软件构建电塔三维模型。利用TerraExplorer Pro在三维显示浏览及开发应用等方面的优势,将电力塔线三维建模与周围实景三维相融合。在某区输电线路工程应用结果表明:该方法有效实现了塔线三维模型融入到实景三维,实现了传统三维与实景真三维同平台运行,可分析并便于编辑,同时克服了传统二维输电线路设计、人工巡检的不足,节省了成本,降低了劳动强度。本文研究可为输电线路技改、电力巡检等电力工程应用参考。

    2018年11期 v.43;No.245 152-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • Landsat数据的植被覆盖估算和景观格局分析

    吕丹红;姜琦刚;王德军;葛锦涛;

    针对传统的植被覆盖度估算方法费时费力、效率低且难以大范围提取等问题,该文基于泉州市2001—2016年TM/OLI遥感影像,运用归一化植被指数和像元二分法进行植被覆盖度的反演并通过决策树法划分不同的覆盖度等级,研究泉州市植被覆盖度与景观格局变化趋势。结果表明,泉州市总体植被覆盖度良好,部分区域由于城区扩张和人为破坏,呈下降趋势;2001—2016年非植被,低植被覆盖度和较低植被覆盖度的斑块密度降低,连片性增强,中度植被覆盖度和较高植被覆盖度的斑块密度增加,连片性减弱;多样性指数先增加后保持稳定,说明研究区内植被生态环境正在逐渐变好且趋于稳定。

    2018年11期 v.43;No.245 157-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 344K]
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  • 二级板块分布的GPS台站非线性运动研究

    王敏;岳彩亚;王晓峰;张超;

    针对中国大陆区域二级板块边缘和内部分布的GPS台站非线性运动规律问题,该文基于现有的中国大陆二级板块构造,并结合最新台站速度信息,通过建立欧拉矢量模型计算出了各二级板块的欧拉矢量,并对相邻板块间进行欧拉矢量做差,以期分析板块相对运动的显著性。通过求台站周解,并根据相邻板块运动的剧烈程度分析位于板块内部和板块边缘测站的周年波动规律。结果表明,测站的周年运动规律与板块相对运动的明显程度有关,并与测站位于块体边缘或者内部同样有关。为大型长期工程的选点和相关台站的维护提供重大的参考意义。

    2018年11期 v.43;No.245 165-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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