Integrating spectral and non-spectral data to improve urban settlement mapping in a large Latin-American city     

Feilin Lai 《地理信息系统科学与遥感》2020,57(6):830-844

ABSTRACT

Information on urban settlements is crucial for sustainability planning and management. While remote sensing has been used to derive such information, its applicability can be compromised due to the complexity in the urban environment. In this study, we developed a remote sensing method to map land cover types in a large Latin-American city, which is well known for its mushrooming unplanned and informal settlements. After carefully considering the landscape complexity there, we designed a data fusion method combining multispectral imagery and non-spectral data for urban and land mapping. Specifically, we acquired a cloud-free Landsat-8 image and two non-spectral datasets, i.e., digital elevation models and road networks. Then, we implemented a set of experiments with different inputs to evaluate their merits in thematic mapping through a supervised protocol. We found that the map generated with the multispectral data alone had an overall accuracy of 73.3% but combining multispectral imagery and non-spectral data yielded a land cover map with 90.7% overall accuracy. Interestingly, the thermal infrared information helped substantially improve both the overall and categorical accuracies, particularly for the two urban classes. The two types of non-spectral data were critical in resolving several spectrally confused categories, thus considerably increasing the mapping accuracy. However, the panchromatic band with higher spatial resolution and its derived textural measurement only generated a marginal accuracy improvement. The novelties of our work are with the successful separation between the two major types of urban settlements in a complex environment using a carefully designed data fusion approach and the insight into the relative merits of the thermal infrared information and non-spectral data in helping resolve the issue of class ambiguity. These findings should be valuable in deriving accurate urban settlement information which can further advance the research on socio-ecological dynamics and urban sustainability.  相似文献   

蚀变岩帽的特征、成因以及在华南的分布探讨     

陈静  周涛发  张乐骏  孙艺  WHITE Noel C  李旋旋 《岩石学报》2020,36(11):3380-3396

Sillitoe（1995）蚀变岩帽（Lithocap）的定义为大范围富黄铁矿的硅化、高级泥化和泥化蚀变，在地质环境上位于古地表和浅成中-酸性岩浆侵入体之间。蚀变岩帽往往显示为突出的正地形，有助于寻找隐伏的斑岩矿化体。但蚀变岩帽在地表的范围往往多达几十个平方千米，又常常掩盖下覆斑岩矿床的蚀变矿化特征及其地球化学印记，因此大型的蚀变岩帽又给勘探工作带来一定的挑战。蚀变岩帽相关矿床的勘探需以地质填图为基础，结合近红外光谱分析（SWIR）进行蚀变填图，以及全岩地球化学以及矿物地球化学表现的元素或元素组合异常，来帮助定位热源或深部斑岩体。遥感和地球物理中的激电响应，也可以辅助定位岩体。华南地区的蚀变岩帽主要分布于长江中下游成矿带和东南沿海火山岩带。前人对安徽庐枞盆地中的矾山蚀变岩帽进行了系统研究，确定了矾山蚀变岩帽形成于白垩纪，与围岩砖桥组火山岩年龄一致。同位素和流体包裹体工作证明了形成矾山蚀变岩帽的流体主要为深部岩浆热液中的酸性气体与浅部大气降水的混合，在浅部高渗透率的火山岩及其岩性界面反应，广泛发育了一套硅化和高级泥化蚀变，指示与矾山相关可能存在斑岩和高硫型浅成低温热液铜金矿床。福建紫金山地区有中国最大的高硫型浅成低温热液矿床，主要赋存于紫金山蚀变岩帽中。紫金山蚀变岩帽的地质特征和蚀变分带已经研究的较为详细，但目前深部的侵入体还没有发现。浙江的蚀变岩帽是中国非金属矿产的重要来源，包括明矾石矿、地开石矿和红柱石矿等，这些蚀变岩帽与金属矿化的关系尚未有相关研究。根据目前的资料总结，有较多的蚀变岩帽分布在中国华南，这些蚀变岩帽特征典型，但目前的研究程度尚浅。现有的研究结果表明，华南的蚀变岩帽的成矿潜力巨大，可能存在一条巨型的斑岩-浅成低温矿床成矿带，具有广阔的找矿勘查前景，建议加强蚀变岩帽及相关矿床的找矿与研究工作。  相似文献   

应用电感耦合等离子体质谱技术研究牦牛坪矿床霓长岩化蚀变矿物微量元素特征     

郭东旭  刘琰  李自静  孙东询  王浩 《岩矿测试》2020,39(6):896-907

近年来全岩电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和原位激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）微量元素地球化学测试在地球科学领域的应用越来越广泛。霓长岩化是碳酸岩型稀土矿常见的蚀变类型，但其中的蚀变矿物微量元素特征与稀土矿化关系并不清楚。本文对川西牦牛坪矿床两期霓长岩化脉（无矿脉和含矿脉）中的霓辉石、钠铁闪石同时开展ICP-MS和LA-ICP-MS微量元素测试。结果表明：同期次的霓长岩化脉中，霓辉石、钠铁闪石全岩ΣREE含量远高于单矿物原位ΣREE含量，背散射图像显示霓辉石、钠铁闪石矿物中叠加了一些氟碳铈矿、重晶石微矿物。不同期次霓长岩化脉中霓辉石原位微量对比，含矿脉中的霓辉石具有更高的La/Nd值（0.19~0.23）、LREE/HREE值（6.58~7.79）、Ce/Nd值（0.95~1.11）、La_N/Yb_N值（2.07~2.33）。对比全岩微量组成，含矿脉中高含量的La、Ce、LREE、ΣREE，强烈的轻重稀土分异，可能代表了高稀土通量的霓长岩化流体。霓长岩化脉的出现以及脉体中霓辉石、钠铁闪石这些全岩微量、原位微量地球化学指标，可为碳酸岩型稀土矿床找矿勘查提供参考。  相似文献   

基于二三维一体化的智慧警务地理信息平台建设与研究     

张庆全  袁晓宏  余迎 《测绘与空间地理信息》2020,(2):150-152

"智慧警务"是"智慧城市"的重要组成部分,也是社会治安防控体系发展的必然趋势,应提高认识,积极探索和论证建设"智慧警务"的模式和方法。本文阐述了基于二三维一体化的智慧警务地理信息平台建设内容和总体框架,并详细地介绍了警用地理信息系统及智慧警务应用系统建设内容和技术路线。  相似文献   

基于LiDAR的农田地形环境三维重建方法     

郎朗  冯晓蓉  刘浪 《测绘通报》2020,(2):55-60

为克服传统农田土地平整测量方法耗时费力的特点，提出采用LiDAR技术对农田地形进行重建的探索性研究。通过HDL-32E型激光雷达等搭建了系统的硬件平台，应用C++语言编写了系统数据的采集程序；在此基础上对激光雷达所采集数据进行了标定，研究了农田地形重建系统中不同坐标系的转换方法；同时基于最小值去噪法设计了更适用于农田地形点云去噪的均值限差去噪法。通过对比在农田起伏较大区域不同坡度范围内RTK与激光雷达所测单元个数，对系统精度进行了评价；最后实现了车载农田地形重建系统的界面显示、应用与精度评估。结果表明，在10°~15°、25°~30°大坡度范围内激光雷达所获农田地形更为丰富，精度更高。该方法重建的农田地形模型点云数据和原始农田地形点云数据投影面积逼近度可达93%，验证了本文研究方法应用于农田地形环境重建的可行性，同时为今后的土地精细平整工作提供了理论参考与依据。  相似文献   

三维地理信息网络服务的发展现状及思考     

孙阳  周海龙  徐爽  董莉 《测绘与空间地理信息》2020,(1):160-162

随着信息技术的发展和GIS的实际发展需求的增加,GIS逐渐转向了三维地理信息网络服务方向。在满足GIS服务发展需求的基础上,三维地理信息网络服务为空间信息的高效集成的实现作出了重要贡献。本文综述了三维地理信息网络服务的发展情况,并提出了存在的问题及相应的建议,以供参考。  相似文献   

从地理信息系统到虚拟地理环境的认知转变     

林珲  胡明远  陈旻  张帆  游兰  陈宇婷 《地球信息科学学报》2020,22(4):662-672

自20世纪60年代初以来,地理信息系统引领了地理信息的分析与服务。然而,由于地理学家对于地理过程开展多维模拟的需求,同时许多大型工程需要对于不同方案的后果事先开展模拟评估,为此中国学者们在世纪相交之际开始了对于虚拟地理环境的探索。本文从地理信息系统到虚拟地理环境的认识上的转变着手,分析了虚拟地理环境的演进过程、当前的阶段定位与挑战,着重探讨了虚拟地理环境研究的新态势：基于虚拟地理环境的地理空间认知研究、虚拟地理环境与实验地理学新方向、大数据背景下的虚拟地理认知实验方法和虚拟地理环境与地理知识工程,并给出最新研究思路。  相似文献   

钾稳定同位素研究综述     

王昆  李伟强  李石磊 《地学前缘》2020,27(3):104-122

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。  相似文献   

数字正射影像结合LiDAR数据在山区测绘中的应用     

严慧敏 《测绘通报》2020,(1):115-119

随着信息化社会的到来，现代水利测绘已经由传统测绘向信息化测绘发展，无人机技术应用于测绘行业推进了信息化测绘进程。本文探讨了如何有效利用无人机技术解决测绘领域在山区遇到的问题。固定翼无人机能及时获取地面数字正射影像数据，捕获裸露地面的平面和高程，但是无法获取植被覆盖下的地表高程信息，因此，本文通过机载激光雷达获取植被覆盖下的LiDAR点云数据；将二者数据相结合，再通过EPS软件生成三维地表模型，可以快速获取任何测区地物和地形数据，不仅提高了工作效率，还降低了外业劳动强度。  相似文献   

传统聚落景观基因的地理信息特征及其理解     

胡最 《地球信息科学学报》2020,22(5):1083-1094

传统聚落是民族传统文化遗产的重要组成部分,对社会经济和文化建设具有重要的价值。针对现有研究缺乏探讨传统聚落景观基因（简称景观基因）蕴藏的地理信息特征及理解方法,论文从以下方面开展了深入分析：① 地理信息包含了语义描述、几何形态、属性特征、维度、时空框架、尺度、要素相互关系（空间关联）、演化过程（存在状态）等属性;② 景观基因是一种特殊的文化因子,蕴含着丰富的哲理,是认识传统聚落特征的分析方法,也是文化符号的集合;③ 景观基因包含了空间定位、载体特征、历史与文化特征等丰富的地理信息。根据前述分析结果,论文从符号化、数据挖掘、谱系分析与空间格局制图等途径系统地探讨了景观基因地理信息特征的理解方法。论文认为：在地理时空大数据与地理服务日益深化发展的背景下,结合GIS原理探讨景观基因的地理信息特征对于延伸地理信息科学的内涵,深化传统聚落的地学认识,促进人文GIS的发展具有积极的意义,今后应该继续加强相关方法探索。  相似文献