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《中国地理科学(英文版)》2020,(5)
As a key parameter for indicating the fraction of surface-reflected solar incident radiation, land surface albedo plays an important role in the Earth's surface energy budget(SEB). Since the Sanjiang Plain has been severely affected by human activities(e.g., reclamation and shrinking of wetlands), it is important to assess the spatiotemporal variations of surface albedo in this region using a long-term remote sensing dataset. In order to investigate the surface albedo climatology, trends, and mechanisms of change, we evaluated the surface albedo variations in the Sanjiang Plain, China from 1982 to 2015 using the Global LAnd Surface Satellite(GLASS) broadband surface albedo product. The results showed that: 1) an increasing annual trend(+0.000 58/yr) of surface albedo was discovered in the Sanjiang Plain based on the GLASS albedo dataset, with a much stronger increasing trend(+0.001 26/yr) occurring during the winter. Most of the increasing trends occurred over the cultivated land, unused land, and land use conversion types located in the northeastern Sanjiang Plain. 2) The increasing trend of land surface albedo in Sanjiang Plain can be largely explained by the changes of both snow cover extent and land use. The surface albedo in winter is highly correlated with the snow cover extent in the Sanjiang Plain, and the increasing trend of surface albedo can be further enhanced by the land use changes. 相似文献
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纹理数据是三维建筑模型中的重要组成部分,通常会消耗大量的内存,导致模型较难实现流畅稳定的动态可视化。针对这个问题,本文提出了一种面向三维模型可视化的“分形-视距”（FVD）多分辨率纹理生成及纹理组织方法。该方法首先利用分形对纹理进行压缩并将其存入纹理数据库,然后按照视距及目标立面的可见性情况创建和组织对应纹理：当视距符合纹理调用条件且目标立面可见时,根据不同视距,执行多分辨率纹理创建,按照各类三维模型数据间的属性关系建立索引,存入关系数据库;当视距不符合纹理调用条件但该立面又可见时,利用纹理分割算法创建颜色纹理树,将节点合并表示立面纹理。最后根据变化的视角和距离调用相应纹理,实现三维模型的动态流畅可视化。本文选择山东省济南市历下区作为研究区域,使用的纹理数据共5290幅。实验结果表明,与3ds Max、SketchUp Pro相比,本文提出的方法减少内存占用分别约为36.5%和49.1%,帧速率提高约7%和10.9%,极大地提高了大场景三维模型可视化的渲染效率和速率。本文提出的方法在三维建筑模型渲染效率和视觉质量之间取得了很好的平衡,这一问题的改善将为建立智慧城市提供快速有效的科学支撑。 相似文献
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When exploring the temporal and spatial change law of ocean environment, the most common method used is using smaller-scale observed data to derive the change law for a larger-scale system. For instance, using 30-year observation data to derive 100-year return period design wave height. Therefore,the study of inherent self-similarity in ocean hydrological elements becomes increasingly important to the study of multi-year return period design wave height derivation. In this paper, we introduced multifractal to analyze the statistical characteristics of wave height series data observed from oceanic hydrological station.An improvement is made to address the existing problems of the multifractal detrended fluctuation analysis(MF-DFA) method, where trend function showed a discontinuity between intervals. The improved MFDFA method is based on signal mode decomposition, replacing piecewise polynomial fitting used in the original method. We applied the proposed method to the wave height data collected at Chaolian Island,Shandong, China, from 1963 to 1989 and was able to conclude the wave height sequence presented weak multi-fractality. This result provided strong support to the past research on the derivation of multi-year return period design wave height with observed data. Moreover, the new method proposed in this paper also provides a new perspective to explore the intrinsic characteristic of data. 相似文献
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二维矢量符号是二维地图的重要组成部分。如何将二维矢量符号准确地贴合渲染在三维地形模型表面是地理信息科学的研究热点之一。针对线状矢量要素（简单线和周期线）中现有方法存在的周期线周期分布不均、渲染精度低、性能受地形模型复杂度影响大、矢量要素与地表贴合不紧密等问题,本文提出了一种基于屏幕像素进行投影反算的渲染方法,以及基于地表延伸长度的周期判断方法。该方法通过预处理计算线要素贴合在地表的真实长度,并将线要素按其实际宽度进行面域化处理;实时计算每个屏幕像素在二维矢量平面内的覆盖范围,通过该范围与矢量面域的位置关系筛选位于其内部的像素;进一步通过线的实际长度进行周期判断以确定像素色彩值。整个过程通过CPU-GPU并行异构计算模型实现,提高了场景交互性能。实验表明,本方法具有周期分布均匀、渲染精度高、贴合结果真实准确和性能不受地形模型影响等优点。 相似文献
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Agriculture development-induced surface albedo changes and climatic implications across northeastern China 总被引：1，自引：0，他引：1
To improve the understandings on regional climatic effects of past human-induced land cover changes,the surface albedo changes caused by conversions from natural vegetation to cropland were estimated across northeastern China over the last 300 years,and its climatic effects were simulated by using the Weather Research and Forecasting (WRF) model.Essential natural vegetation records compiled from historical documents and regional optimal surface albedo dataset were used.The results show that the surface albedo decreased by 0.01-0.03 due to conversions from grassland to cropland in the Northeast China Plain and it increased by 0.005-0.015 due to conversions from forests to cropland in the surrounding mountains.As a consequence,in the Northeast China Plain,the surface net radiation increased by 4-8 W/m 2,2-5 W/m 2,and 1-3 W/m 2,and the climate was therefore warmed by 0.1℃-0.2℃、0.1℃-0.2℃、 0.1℃-0.3 ℃ in the spring,autumn and winter,respectively.In the surrounding mountain area,the net radiation decreased by less than 1.5 W/m 2,and the climate was therefore cooled too slight to be detected.In summer,effects of surface albedo changes on climate were closely associated with moisture dynamics,such as evapotranspiration and cloud,instead of being merely determined by surface radiation budget.The simulated summer climatic effects have large uncertainties.These findings demonstrate that surface albedo changes resulted in warming climate effects in the non-rainy seasons in Northeast China Plain through surface radiation processes while the climatic effects in summer could hardly be concluded so far. 相似文献
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Spatial structure characteristics detecting of landform based on improved 3D Lacunarity model 总被引：1，自引：0，他引：1
Josef STROBL 《中国地理科学(英文版)》2012,22(1):88-96
The spatial structure characteristics of landform are the foundation of geomorphologic classification and recognition.This paper proposed a new method on quantifying spatial structure characteristics of terrain surface based on improved 3D Lacunarity model.Lacunarity curve and its numerical integration are used in this model to improve traditional classification result that different morphological types may share the close value of indexes based on global statistical analysis.Experiments at four test areas with different landform types show that improved 3D Lacunarity model can effectively distinguish different morphological types per texture analysis.Higher sensitivity in distinguishing the tiny differences of texture characteristics of terrain surface shows that the quantification method by 3D Lacu-narity model and its numerical integration presented in this paper could contribute to improving the accuracy of land-form classifications and relative studies. 相似文献
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长期以来,三维地质体建模研究主要依赖于钻孔、剖面等勘察数据进行精细化建模。然而,在缺乏大区域宏观地质背景的前提下,仅考虑局部地区的精细建模,往往会导致以偏盖全。鉴此,本文提出了一种以平面地质图为基础数据,以图切地质剖面为中介的三维地质体建模方法。该方法通过间接法加密了研究区域的产状数据,用三次样条拟合与人工修编结合的方法,对褶皱等复杂构造作处理,实现了平面地质图的图切剖面自动绘制方法;以规则体元为三维空间数据模型,通过自动绘制研究区域一系列相互平行的图切剖面,构建了栅格化的三维地质体模型;以星岗地区为研究区域,构建了原型实验系统,验证了该方法的有效性与实用性。实例证明,在其他地质数据匮乏的条件下,平面地质图的三维地质体建模方法是构建区域三维地质体模型的一种有效解决方案。 相似文献
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利用谷歌三维地图勾绘出全球海底现今主要断层构造带的分布图，为观察海洋地壳运动与演化过程提供新的方法和视角，对海底活断层的分布和演化机理、海底扩张、地幔对流等方面的深入研究和探索具有重要意义。 相似文献
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城市不透水地表格局通过改变城市下垫面结构,引起地表反照率、比辐射率、地表粗糙度的变化,从而对地表辐射和能量平衡产生直接影响。不透水地表能增强地表显热通量,导致地表波文比升高,因此地表波文比的空间差异可推算城市人工不透水表面的分布。本研究选择北京市为实验区,应用Landsat TM卫星热红外遥感数据,采用PCACA模型及理论定位算法,对城市地表波文比进行反演,进而计算遥感地表波文比空间分布数据与城市不透水表面比例数据之间的相关关系,构建回归方程,实现北京市城区与近郊区人工不透水表面百分比分布的定量估算,最后以高分辨率遥感数据获取的城市人工不透水表面比例数据进行结果验证。结果表明,采用PCACA模型定量反演城市地表波文比数据,利用地表波文比数据与不透水表面比例数据之间的相关关系可实现城市人工不透水表面百分比数据的定量估算;波文比值不仅可在遥感像元水平定性判定不透水像元,还可对混合像元中的不透水比例进行较高精度的定量反演,其相关系数R²值为0.731。此方法有效地揭示了城市不透水下垫面对地表热通量影响的机制以及空间定量关系。 相似文献
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基于形态特征的目标匹配是地图空间认知、地表位置自动感知等领域的重要方法。然而,由于不同数据源的遥感影像提取的同一个空间目标在空间尺度和局部形态上存在一定的差异,现有形态匹配算法难以获得较高的匹配精度。本文以等角边界距离编码及相似性算法为核心,提出了面向遥感影像的面状图斑匹配方法。① 从面目标的质心以10°为间隔,顺时针方向从质心向外引36条射线,获取面目标的边缘点,形成等角边界距离编码;② 提出了与该编码相适应的几个综合形态指标,包括自相似度、圆形度、形态复杂度和质心偏移度,并建立了面状图斑相似度算法;在此基础上,结合近邻目标的形态相似度,构建了遥感影像面状图斑匹配算法;③ 从不同数据源的在线遥感影像上提取中国西部湖泊与全球湖泊,开展面状图斑匹配实验。通过实验,发现本文的面状图斑相似度算法相对于按距离采样的相似度算法,召回率提升了13.8%;在添加近邻目标相似度约束的基础上,面状图斑匹配精度达到90%以上。通过算法适应性分析,发现该算法在一定的投影变形下仍能保持一定的匹配精度;如果空间目标及其邻域目标的总体形态和分布接近,不同空间尺度的匹配精度保持在80%以上。本文的研究为地图空间认知、地表位置机器自动感知提供了新的思路和方法。 相似文献
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基于背景知识的全球长时间序列反照率反演 总被引：1，自引：0，他引：1
全球范围时空连续的长时间序列地表反照率,对气候模拟与陆面过程研究具有重要意义。针对现有地表反照率产品普遍存在大量的数据缺失、有效反演比例低和时间序列短的问题,本文以多年MODIS和AVHRR数据,通过构建背景知识库进行高时间分辨率的AVHRR和MODIS数据的BRDF参数反演,实现MODIS与AVHRR数据在像元尺度上的定量融合,生成了全球时空连续长时间序列的地表反照率产品。首先,通过假设不同年份同一时期的地表状态不变,利用多年同一时期的MODIS和AVHRR观测数据构造多角度方向反射率,基于BRDF模型反演得到窄波段反照率;然后,通过宽波-窄波转换,得到MODIS的宽波段反照率;最后,结合AVHRR长时间序列优势及MODIS数据多光谱的特点,对二者进行定量融合,生成具有高度一致性长时间序列地表反照率产品。验证结果表明,本文地表反照率产品在地表异质性较小时与SURFRAD地面实测反照率之间具有非常好的一致性,在无积雪覆盖时与MODIS反照率产品之间吻合良好。本文的地表反照率产品无时空缺失,且时间覆盖率得到了极大的提高,能支持气候模式模拟与陆面过程模型进行近30 a来的地气系统模拟研究。 相似文献
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目前基于野外地质调查数据自动、快速地建立区域三维地质体模型是中国全面开展三维数字地质填图的迫切需求。本文基于产状、地质界线与路线剖面等野外区域地质调查要素,提出了一种二维平面地质图及路线剖面图向三维地质体模型的快速转换方法。该方法针对无剖面约束及含剖面约束2种情形,通过地质界线区域分割、多段线仿射变换等空间几何变换处理,推估出剖面线约束的地下地质界线,基于Coons曲面构建出地质体的侧面模型;然后,通过约束三角网算法构建地质体的顶、底面模型,最终建立拓扑一致的区域地质体三维模型。基于此方法,对中国1:2.5万区域地质调查试点区域进行了区域三维地质建模实践,实现了火山口、地层、岩体、断层等典型地质构造的快速三维重建。 相似文献
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反照率是反映地表能量平衡的重要参数之一,也被运用于全球变化与天气预测研究中。为了更好地获取反照率产品,学者们在不断地更新反照率产品和提出新算法。本文主要是在1 km分辨率的全球陆表特征参量（GLASS）反照率产品基础上进一步开发250 m反照率产品。算法思路是利用中分辨率成像光谱仪（MODIS）传感器的250 m分辨率波段提供纹理信息,利用成熟的GLASS 1 km反照率产品提供均值信息,进行数据融合,实现GLASS 1 km反照率产品的降尺度。相比于GLASS 1km反照率产品,250 m产品首先展现出更为丰富的空间细节信息,并且在与地面站点观测数据（北美地区站点数据）直接对比中显示出稍高的验证精度,GLASS 1 km产品的验证精度为0.0257,而250 m产品验证精度0.0235。最后,以北京市为例,基于2003—2013年的产品分析了北京市周边反照率及其变化趋势的空间分布,可以看到250 m反照率产品视觉效果更好,相比于1 km产品能够揭示反照率变化趋势的更多空间细节信息。分析表明,在北京城市化进程中,由于加大了城市绿化,主城区反照率总体呈降低趋势。 相似文献
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传统网络电子地图生成是以要素进行组织的,在表达地理实体动态变化、关联关系以及多粒度特征时存在一定的局限性。而多粒度时空对象数据模型旨在解决现实世界到对象所组成的事物空间之间的映射这一科学问题,为时空实体的可视化提供了新的思路,为展示地图要素间复杂关联、多维动态等特征提供了模型基础和数据保证。本文将多粒度时空对象数据模型引入网络电子地图生成当中,渐进得改变了以往网络电子地图依靠图层数据生成的模式,基于多粒度时空对象的概念、模型框架以及数据存储与管理方式,提出了2种网络电子地图生成方法。一种是利用多粒度时空对象数据重建图层,为现有网络制图工具提供“中间件”,使其能够调度和使用多粒度时空对象数据;另一种是将多粒度时空对象数据和地图符号进行绑定,使网络电子地图不再依赖于图层而能根据多粒度时空对象动态更新,同时便于将对象之间的关系、组成结构等非结构化属性特征进行可视化。同时,本文通过实验验证了2种方法的可行性,为多粒度时空对象在网络电子制图领域的应用进行了有效实践。 相似文献
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自2020年起各省相继启动"实景三维中国"建设,小面积单一场景实景三维建模向地区级全域实景三维建模转变成为一种常态,因量变引起的小区域建模中易被忽略的技术问题也日益凸显,如三维模型成果色彩不均衡问题。由于采集设备、天气情况、地形地貌及航摄状态等诸多要素的影响,地区级实景三维模型成果整体的目视效果往往存在差异。本文以济宁市主城区实景三维建模项目为例,探讨地区级实景三维模型成果色彩均衡的技术方法。结果表明:采用基于模型纹理贴图色彩均衡的方法可以有效提高模型成果整体的目视效果,同时相较于基于原始影像预处理的模型色彩均衡方法,该方法效率提高了9倍。 相似文献
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XIEMo-wen ZHOUGuo-yun ESAKITetsuro 《中国地理科学(英文版)》2003,13(1):66-72
In this paper ,based on a new Geographic Information System(GIS) grid-based three-dimensional (3D) deterministic model and taken the slope unit as the study object ,the landslide hazard is mapped by the index of the 3D safety factor ,Compared with the one-dimensional(1D) model of infinite slope,which is now widely used for deterministic model based landslide hazard assessment in GIS,the GIS grid-based 3D model is more acceptable and is more adapt-able for three-dimensional landslide.Assuming the initial slip as the lower part of an ellipsoid ,the 3D critical slip surface in the 3D slper stability analysis is obtained by means of a minimization of the 3D safety factor using the Monte Carlo random simulation.Using a hydraulic model tool for the watershed analysis in GIS,an automatic process has been devel-oped for identifying the slope unit from digital elevation model(DEM)data,Compared with the grid-based landslide hazard mapping method ,the slope unit possesses clear topograhical meaning,so its results are more credible,All the calcula-tions are implemented by a computational program,3DSlopeGIS,in which a GIS component s used for fulfilling the GIS spatial analysis function.and all the data for the 3D slope safety factor calculation are in the from of GIS data (the vector and the grid layers).Because of all these merits of the GIS-based 3D landslide hazard mapping method,the complex algo-rithms and iteration procedures of the 3D problem can also be perfectly implemented. 相似文献
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I.I~crIOXNOwadays,theremotesensingtechniqueshavebeenappliedinmeteorology,oceanography,hydrologyandsomeotherscientificfields,andbecomeauSefulmethodformonitoricsavastregion.Monitoringwithsatelliteremotesensinghas~advantageSincollectingdatacontinuously,regularlyandrepeatedlyinalargearea,inparticularinavastwetlandwherethefieldinvestigationisverydifficult.Therefore,remotesensingwithsatellitedataisthemostsuitablemethodforthesurveyinthiskindofregion.Untilthecoddleofthe20thcentury,wetlandhassometim… 相似文献
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Sdsealbedoisdefinedasaratioofreflectivesolarradiationtototalacradiation,whichcanindicatetheaborptionandreflectivecapabilityofthe~hforsolarradiation.Itisan~tfactortoinfluencethes~radiationbalance,espeiallyfortheformationandvariationoflocalndcroclirnate.Generally,theactualdatafromo~tionalstationSforrebationareedintheanalysisofsolacealal.HOwever,therepresentativenessOfthedateisIratedduetothescarcityofobservationalstationandunevendistributionofs~condition.Afterthe1960s,theanalysisfors~ealbedoise… 相似文献
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地形是在内外营力的共同作用之下综合形成的,不同类型的地形具有不同的起伏形态特征,从全局或宏观的观测视角,可以视觉感知到这种地形起伏及其特征规律。纹理是众多物体表面呈现的有规律的线条组合,DEM作为地形的数据表达,不同地形类型区域的起伏形态具有纹理的显著表征。目前,对于DEM纹理研究主要是从DEM影像认知的角度出发,利用图像纹理的计算方法进行地形纹理对象描述和指标的提取,并基于获取的纹理对象进行区域地形特征分析和地貌类型的分类,在视觉上的反映存在不足。DEM起伏纹理作为一种基于某种观测视角和尺度的地形要素组合对象,首先需要对其进行系统的视觉认知,明确基于视觉认知的DEM起伏纹理构成要素和不同视觉变量控制的纹理要素组合结构,通过实现DEM起伏纹理的多维可视化建模,达到DEM数字地形建模的抽象与简化。基于此,本文以DEM地形起伏纹理为研究对象,对DEM起伏纹理进行视觉认知,明确DEM起伏纹理的涵义并建立提取方法,使用建立的方法实现了DEM起伏纹理的提取,取得了较好的提取效果。从视觉感知的机制出发,确定了决定视觉感知结果的视觉变量组合。确定了包含景深、长度和邻域等用于视觉综合的参数,设计建立了多变量的DEM起伏纹理消隐方法。最后设置视觉变量并使用该方法实现了DEM起伏纹理的消隐,消隐后DEM起伏纹理的数量分别降低了45.2%和53.2%,视觉上也取得了较理想的结果,具有一定的应用价值。 相似文献