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[硕士论文] 郭雨晨
地理学;地图学与地理信息系统 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:耕地撂荒现象于20世纪初期由欧洲学者最先发现,经过几十年发展,现已成为一种全球性的土地利用变化现象。近年来,随着中国经济高速发展,城市化进程的不断加快,各地频频传出耕地撂荒的相关报道,尤其在山区和高原。但是,由于撂荒耕地不易在遥感影像上识别出来,中国目前仍然缺乏撂荒耕地的准确数据,尤其是关于空间分布格局的数据,这对监测撂荒耕地变化及相关抑制撂荒政策的制定带来极大困扰。因此,本文选取了中国山区重庆巫山县、武隆区和酉阳县为案例区,提出了基于中比例尺和大比例尺下的撂荒耕地的遥感识别方法,同时评估了撂荒耕地的生态恢复状态,并通过CLUE-S模型,模拟出未来耕地撂荒空间演变情况。
  研究结论主要包括以下几点:
  (1)根据目视解译数据与初步分析结果,2011-2016年间,重庆市巫山县、武隆区、酉阳县中12处典型山区乡镇撂荒耕地空间分布主要呈现出零散化、破碎化的态势;
  结合高程、坡度数据后发现,典型案例区撂荒率增长与坡度上升间呈现出显著正相关关系。尤其在45°以上坡耕地,由于耕种条件过于严苛,部分乡镇撂荒率甚至逼近90%。同时,本次目视解译是基于Google Earth影像数据(米级),因此极大推进了撂荒地空间分布获取的精度。
  (2)基于CART决策树模型解译的土地利用数据与历史耕地数据空间叠加,以此获取耕地撂荒空间分布的方法是可推广的;
  基于CART决策树模型解译30m分辨率遥感数据,获取区域土地利用数据精确度高,然后从撂荒地定义出发,将其与历史耕地数据叠加分析,提取出撂荒耕地图层,经Google Earth影像验证,撂荒地块提取准确率达89.72%,精度较高,具有可推广性。
  (3)2011年-2016年间、巫山县、武隆区与酉阳县撂荒耕地植被演替以恢复变化为主,但未来植被恢复情况将以退化为主;
  基于归一化植被指数(NDVI)与植被覆盖量、生长情况等的密切关系,采用了Theil-Sen趋势分析与Mann-Kendall检验法耦合的方式,分析了研究区过去5年植被变化情况。结果表明,研究区植被恢演替变化以恢复为主要方向,情况较好,但仍有三分之一左右的撂荒地块处于退化状态。而根据Hurst指数分析,Hurst指数小于05的像元数占总数的比例超过70%,说明区内撂荒地块植被演替未来变化情景中,反向持续性变化比较强,即未来变化状况与过去相反。3个乡镇的撂荒地中均有一半左右的部分发生有改善变退化的变化趋势。
  (4)基于CLUE-S模型的模拟结果显示,经济发展情景下撂荒现象将得到有效缓解,而生态保护情景下撂荒耕地最多,且集中度高。
  利用情景模拟,获取案例区2021年土地利用分布,再与历史耕地数据进行空间叠加,提取未来撂荒图层。结果表明,自然增长情景下,巫山县未来5年撂荒率与过去基本持平,撂荒面积176.66km2,撂荒率28.48%;经济情景下,巫山县撂荒情况最少,撂荒率仅有17.31%;生态情景下,区内耕地减少将近一半,整体撂荒面积高达241.25km2,撂荒率38.89%,是3种情景模式下,撂荒最严重的情况。
[硕士论文] 余蒙
地图制图学与地理信息工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:随着国家不动产统一登记工作的不断推进,全国地下空间利用程度的不断加深,如何划分地下空间不动产单元并编制唯一的单元代码已成为当前不动产登记部门迫切解决的问题。本文以地下空间各类设施为研究对象,以《不动产单元的设定与编制规则》为理论基础,以行政法规、国家标准、行业标准为技术指导,创新性提出地下空间不动产单元划分思路与编码模式。并选取合肥市典型案例进行研究,验证了编码模式的适宜性和可行性。论文的主要研究内容包含以下几个方面:
  (1)首先,对地下空间设施分类和分层进行研究。在满足不动产登记要求的前提下,通过总结当前三种地下空间设施的分类方法,并分析每一种方法的优缺点,提出按功能划分设施类型。通过研究当前城市地下空间分层现状,结合各省市颁布的地下空间管理办法,提出将地下空间分为地下浅层、地下中层、地下深层三个层次。
  (2)其次,对地下空间不动产单元划分进行研究。重点研究了地下交通设施、地下公共服务设施和地下市政设施。指出设施中“线性地物”和“面状地物”在不动产单元划分时的区别,并给出不同的划分标准。
  (3)再次,对地下空间不动产单元编码进行研究。在继承原有编码的基础上,对地下空间的编码方式进行创新。重点提出了“纵向分层”和“横向分区”的编码思想。
  (4)最后,对合肥市典型案例进行研究。选取合肥市地铁、地下车库和地下商铺进行不动产单元划分和编码。通过实际操作,验证了研究结果的适宜性和可行性。
[硕士论文] 曹磊
测绘科学与技术;摄影测量与遥感 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:随着高分辨遥感卫星的日益发展,越来越多的高分辨率遥感影像走进入们的生活。越来越多的高分辨率卫星带来了分辨率越来越高的遥感影像,这些影像被广泛应用于国民建设、国土资源、林业、环境等诸多行业。目前,随着地理国情普查和监测项目的日益推进,相关遥感影像中地理国情典型要素的特征分析与提取工作发挥出越来越重要的作用。地理国情典型要素提取是地理国情信息提取的重要内容之一,具有重要的现实意义和理论价值。基于这一背景,本文首先结合地理国情普查和监测相关项目的要求,归纳地理国情典型要素(水系要素和道路要素)的特征体系,同时使用易康eCognition软件对典型要素进行全面的特征分析,建立优化的特征规则集,然后开展分层策略对比实验研究,最后基于IDL进行地理国情典型要素的提取研究。本文研究的分层策略提取研究和IDL自动化提取地理国情典型要素研究一方面为地理国情项目工作提供了一种较为优化的分析提取体系,另一方面为高分辨率遥感影像解译分析提供依据和技术指导。
  本研究主要内容包括:⑴地理国情典型要素特征体系的归纳。本文基于地理国情项目要求,综合归纳了高分辨率遥感影像中的特征体系和易康软件涵盖的特征体系,为之后的地理国情典型要素分析奠定了基础,同时具有一定的理论参考意义。⑵水系和道路典型要素的特征分析。水系要素和道路要素作为地理国情四大要素的重要组成成分,有关它们的分析尤为重要。本文建立了借助样本统计分析量化的模式,重点分析其典型特征,得出了较为理想的优化特征集,将在面向对象的遥感影像解译分类发挥一定的作用。⑶面向对象的分层策略研究。本文基于典型要素的特征分析结果,首先设计针对性的分层策略,然后与未分层遥感影像信息提取对比,得出其分类效果较好且效率较高的结论。其中未分层提取的总体精度是0.72,而使用分层策略提取总体精度可以达到0.81,且分层策略提取的分类结果更好。⑷基于IDL的典型要素提取研究。研究基于水体要素的NDWI指数特征和道路要素的特征规则集,设计并编程实现了水体和道路典型要素的提取。同时以人工采样的100个水系和道路要素样本检查点的人工解译结果为基准,解译结果一致性比率为精度评估的量化指标,结果表明:水系要素提取一致性比率为92%,道路要素提取的一致性比率为72%。基于IDL的典型要素提取方法在分类精度上较传统的分类提取方法有一定的优势,同时自动化程度也较高。
[硕士论文] 薛飞
电子与通信工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:中国东北地区地广人稀,土地肥沃,是国家玉米,水稻等主要粮食主产区。近些年来,东北部分地区森林减少,耕地变多,水资源减少,导致其土地覆盖发生了较大的变化。获取近年来土地覆盖的变化情况对农业生产、城市规划、环境保护等方面的政策制定有着十分重要的意义。本文利用风云卫星250米分辨率MERSI数据,以黑龙江省佳木斯三江平原地区为例,结合相应农作物物候信息和实地采样数据,研究土地覆盖分类算法,对比分析不同分类算法的精度,采用分类精度最高的随机森林分类算法对整个东北地区进行土地覆盖分类,获得2009年至2016年间每年东北地区土地覆盖分类图,以实现对东北地区土地覆盖变化的监测。
  本研究主要内容包括:⑴三江平原土地覆盖分类算法的选取。首先根据东北农作物物候信息,选取不同农作物生长季及收割时段多幅优质风云三号卫星MERSI数据,并开展实地数据采样工作。其次采用随机森林、决策树、神经网络、支持向量机等分类算法对2016年三江平原地区进行土地覆盖分类,结果表明:基于随机森林分类算法总体分类精度处于88%至93%之间,在分类精度上对比其他分类算法具有明显优势。最后对土地覆盖分类结果图采用多数投票法进行融合处理,得到2016年三江平原地区土地覆盖分类图,总体精度为89.87%,Kappa系数为0.85。⑵东北地区土地覆盖监测研究。建立2009年至2016年东北地区风云三号卫星250米分辨率数据集,进行批量预处理。采用随机森林分类算法对数据集进行土地覆盖分类,得到东北地区2016年、2015年、2014年、2013年、2012年、2011年、2010年、2009年土地覆盖分类图,其土地覆盖总体分类精度处于80%至88%之间。利用每年土地覆盖分类图对东北地区土地覆盖变化进行监测,得到黑龙江省西部及吉林省北部部分地区从2010年开始,农用耕地增加较多,土地覆盖类型由树木变为玉米。2013年开始,建筑用地增多的现象较为明显,其中辽宁省表现最为突出。而在三江平原及松嫩平原水稻种植区土地覆盖情况基本保持稳中增长,兴安岭以及长白山等原始森林植被覆盖未发生明显变化。⑶土地覆盖监测系统设计与实现。通过对整个分类流程及原理的分析,在上述研究成果基础上,为方便快速对风云数据进行批量分类,利用VS平台设计并开发出土地覆盖监测系统。系统分为数据预处理、数据分类融合、分类结果验证、结果制图等模块。
[硕士论文] 杜靖
电子与通信工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:自数字地球的概念被提出以来,全球掀起了一股数字化浪潮,数字城市也如雨后春笋般蓬勃发展。城市建筑物的三维模型是数字城市的重要组成部分,传统方式是利用3DMAX等建模软件进行手工建模,这种方式周期长、成本高、更新慢。新兴的倾斜摄影技术可以对大范围区域内地物自动化建模,速度快、成本低,但是倾斜摄影建模是不能面向对象分析,不利于复杂的三维地理信息分析。因此城市建模面临建模效率与模型可分析性之间的矛盾。为了解决这一矛盾,本文提出一种新的建模方案,可对大范围内建筑物进行单体建模,速度快成本低,并且能面向对象分析。
  本研究主要内容包括:⑴以倾斜摄影影像为数据源,通过处理生成城市点云数据,包括空中三角测量,计算倾斜影像的外方位信息;影像密集匹配,生成城市三维点云模型。⑵通过点云数据处理得到建筑物模型必要信息,包括点云滤波,区分地面点与非地面点并通过地面点插值得到数字高程模型;点云分类,从非地面点中提取建筑物点云,并从中获取建筑物高程信息;建筑物轮廓提取与规则化,从建筑物点云中获取建筑物屋顶形状。⑶根据获取的建筑物信息,利用交互式建模系统构造建筑物单体三维模型,包括建筑物单体化模型构造,根据建筑物屋顶形状与高程信息,将屋顶拉伸为建筑物白模,模型大小比例真实且空间位置与真实建筑相同;为了满足不同的精度要求,支持对照倾斜影像对模型进行精细修编;纹理映射,根据建筑物模型坐标位置与倾斜影像外方位信息,选取最佳的建筑物纹理,将其映射到建筑物模型表面,该方法得到纹理数据量小、组织结构简单,方便对其进行修饰。
[硕士论文] 黄鸿飞
机械工程;机械电子工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:中国执行最严格的土地管理制度,及早发现、及时查处土地违法至关重要。针对乱占、乱批、滥用土地现象严重的问题,本文致力于研究无人机影像同步拼接与变化发现技术,实现可疑地物的快速自动发现,对土地状况进行动态监测,主要内容如下:
  (1)研究了大规模旧时相影像数据的预处理问题。通过建立匹配库,将大规模旧时相影像上的数据信息提取并存储到匹配库中,完成特征点的组织与检索,保证了新旧时相影像的快速匹配定位。
  (2)提出了一种新旧时相影像粗—精双匹配递推模型。基于无人机POS系统提供的地理信息和新旧时相影像特征点信息,实现了新旧时相影像的快速匹配定位,为实时快速发现可疑地物提供了保证。
  (3)提出了一种融合颜色纹理与特征点的变化用地检测算法。基于图像的颜色信息、纹理信息和特征点信息,多角度综合对比检测新旧时相影像,不需要拼接无人机影像就可以实现可疑地物的快速自动发现。
  (4)研究了基于旧时相影像的同步拼接算法。基于旧时相影像模板将存在变化的无人机影像与其进行同步拼接,不需要布设大量地面控制点就可以生成新时相影像,及时更新旧时相影像的变化信息,为后续土地巡查提供更加有效的底图信息。
[硕士论文] 文路军
遥感技术与应用 四川师范大学 2017(学位年度)
摘要:土地覆被/变化模拟及预测,能够更好地了解土地转移机制和合理规划未来土地的利用。论文依托“教育部重点实验室”和“省国土资源协同创新中心”科研平台和国家自然科学基金(面上项目)等完成。研究利用RS和GIS技术,使用决策树和面向对象相结合的分类方法分别对2005a和2015a影像数据提取了成都平原土地利用数据,利用该数据分析了10a间研究区内各土地利用类型之间动态转移过程。利用相关性系数选出量化表达LUCC程度的最佳变量。分析了矢量化乡镇边界和13级渔网尺度下空间影响因子(土地利用面积、空间自相关性、离散度)与LUCC的相关性并利用主成分综合得分计算出最佳网格化尺度。利用主成分和线性回归构建了空间影响因子、地形因子(海拔、坡度、坡向)、距离因子(距道路距离、距水体距离、距林地距离、距耕地距离、距建设用地距离)、核密度因子(道路核密度、水体核密度、林地核密度、耕地核密度、建设用地核密度)与LUCC的回归方程,从而利用回归方程制作了各影响因子对LUCC影响的概率图。利用马尔可夫模型预测了2015a和2025a LUCC的数量,结合概率图预测2015aLUCC的空间格局,并检验结果精度,最后预测2025a LUCC的空间格局。研究表明:
  (1)所有表达研究区LUCC程度的变量中,剩余空间变化率最能表达LUCC的程度。乡镇边界和13级渔网尺度中270m×270m尺度的综合得分最高,因此定量化表达空间影响因子与LUCC关系的最佳网格尺度为270m×270m。在主成分和线性回归方程表达中,水体和耕地的主成分回归方程拟合度较高,分别为0.462和0.344,林地、草地和耕地的线性回归拟合度较高,分别为0.418、0.615和0.591。因此空间影响因子定量化表达LUCC的概率效果较好。
  (2)海拔、坡度与LUCC所构建的回归方程中6次项方程的拟合程度最高。海拔对水体回归方程拟合度为0.847,对林地0.703,对耕地0.448,对建设用地0.574;坡度对水体回归方程拟合度为0.947,对林地0.996,对耕地0.871,对建设用地0.866,因此海拔、坡度能够很好的定量化表达LUCC的概率。坡向拟合度较低。距道路距离中幂函数回归方程最高,均达到0.7以上,而距土地利用类型中拟合程度较高的回归方程类型不相同,主要为6次项和幂函数两种方程。对于整个研究区,构建核密度与LUCC的回归方程拟合度都较低,但分聚集对象单独构建方程的拟合度很高,因此土地利用类型在空间上聚集对象不同,其LUCC的程度也不同。
  (3)经预测,2025a研究区水体、未利用地和建设用地面积将持续增加,而林地、耕地和草地面积将持续减少。基于RS和GIS成都平原2015a LUCC的预测得到建设用地精度最高达75.11%,其次耕地为71.23%,林地69.97%,水体最低为43.5%,因此该土地利用模型对于在空间上聚集程度较高的土地利用类型预测精度较高,而离散型预测精度较低。
[硕士论文] 蒋前凯
测绘工程 西南交通大学 2017(学位年度)
摘要:“空心村”的出现对我国新农村建设造成了很大影响。开展空心村综合整治是保护耕地、加强新农村经济建设和统筹城乡发展的重要措施。而空心村数字化建设是空心村综合整治项目中重要的组成部分,有助于改善村庄传统的管理模式、提高工作效率、增加村庄活力。因此,建立一个村庄信息系统对空心村综合整治工作具有十分重要的意义。本系统利用GIS技术、数据库技术并结合Web技术构建了基于B/S模式的城镇近郊区空心化村庄信息系统。通过该系统可实现村庄信息的可视化分析和管理,同时提供网络发布功能为村庄产品、村庄特点以及村庄旅游等信息进行网络推广。
  本研究主要内容包括:⑴通过对城镇近郊区空心化村庄的研究与调查,对城镇近郊区空心化村庄信息系统进行了需求分析,并对系统功能模块进行了划分,包括:居民信息管理模块、天然气管理模块、信息资讯发布模块、公众意见征集模块、民宿出租模块、农产品交易模块、村庄旅游模块、BBS交流模块。同时对各子系统模块的功能进行了详细设计;⑵通过对功能模块进行研究,采用B/S模式,结合GIS技术与Web技术,构建了基于WebGIS的五层架构体系:数据层、逻辑层、服务层、应用层和表现层。数据层:系统运行过程中所用到的空间数据、属性数据、关系型数据;逻辑层:实现系统功能模块所使用的业务逻辑方法;服务层:进行网络GIS操作所运用到的地图数据服务;应用层:系统各子模块的功能实现;表现层:简洁友好的交互界面;⑶根据系统功能的详细设计,对数据库结构进行设计,绘制了各子系统模块的属性-联系(E-R)图,并进行了数据库表单设计。同时,根据不同的数据类型,利用SQ1Server来存储关系型数据,而空间数据的管理和存储使用ArcSDE+SQL Server来完成。
[硕士论文] 陶娟平
自然地理综合研究 青海师范大学 2016(学位年度)
摘要:当今世界,全球变化已成为不争的事实,人类活动特别是土地利用/土地覆被变化(LUCC)已成为导致全球环境变化的主要驱动力之一,是全球变化的重要内容。历史时期的土地利用/土地覆被变化的研究不仅能很好的揭示过去人地关系的演变,也为模拟未来气候变化过程、诊断气候形成机制提供理论依据。而过去300年的LUCC研究已成为全球变化的核心领域之一。耕地是地球上最普遍的土地利用形式之一,是受人类活动影响最大的土地类型。自新石器时代以来,人类就开始了漫长的土地开垦过程,而生态脆弱区的耕地开垦对全球变化的响应尤其突出。
  青藏高原海拔高差大、气候寒冷,自然条件恶劣,生态环境极其脆弱,是全球气候变化的脆弱区和启动区,对青藏高原历史时期的土地开垦研究既是参与全球环境变化的具体途径,也能为土地利用变化的综合研究提供丰富的区域性信息,对于我国乃至全球的历史土地利用/土地覆被变化研究有着重要意义。“一江两河”是青藏高原农牧交错带典型农业区之一,也是西藏近300年来土地开垦活动最剧烈和人口增长最快的区域,充分挖掘该地区丰富的历史文献资料重建该地区过去300年的耕地分布格局,对研究全球气候变化背景下的人类土地利用活动有重要意义。故本文运用历史文献方法从历史资料(方志、土地清册、调查资料等)中提取有用信息,经过订正处理得到“一江两河”地区过去300年的耕地数量;同时运用适合于青藏高原河谷地区的耕地网格化分配模型,将耕地数量分配到500×500m的网格中,建立具有空间属性的耕地数据集。得到以下主要结论:
  (1)运用针对青藏高原河谷地区设计的耕地网格化模型,并结合“一江两河”地区的实际情况对模型进行了修改,在因子选择上更多考虑了研究区的高寒的特点,将海拔分布上限确定为4700m,坡度上限为15°;而同时热量作为“一江两河”地区的关键因素,因此将0℃积温代替气候生产潜力;在重建过程中,发现耕地分布的空间过广,结合实地调研、历史文献记录及历史时期的耕地分布情况,本文将耕地宜垦性程度设置了阈值,当阈值为0.065时,重建结果更趋向于实际。
  (2)利用土地清册、土地调查数据和方志资料,结合人口数据重建了过去300年的耕地面积,结果显示过去300年“一江两河”地区耕地面积有所增加。从1730s到1950s,“一江两河”地区耕地面积共增加了29430hm2,且在后一百年中,由于封建农奴制弊端逐渐显现以及战争等因素影响,使得该时段的耕地增长的幅度小于前一百年。
  (3)从耕地的空间分布上看,耕地集中分布在拉萨市、达孜县、曲水县、日喀则市、江孜县、拉孜县、贡嘎县和扎囊县等气候温和、土壤肥沃、地形平坦的河谷地带;并且在不同海拔、坡度的分布上具有垂直差异性,在不同地貌类型上表现出水平差异性的特点。垦殖强度上,全区垦殖率偏低,总体垦殖率在过去300年呈上升趋势;平均垦殖率由1730s的0.56%增加到1950s的1.01%,研究区内1730s的最大垦殖率为23.37%,至1950s提高到49.97%。
[硕士论文] 郝建明
测绘科学与技术;摄影测量与遥感 重庆交通大学 2016(学位年度)
摘要:随着高分辨率遥感技术和信息化测绘技术的飞速发展,地理国情普查作为测绘地理信息领域一个新的、极为重要的工作,已经成为高分辨率遥感技术应用的迫切需求。本文主要结合目前开展的地理国情普查工作,在深入研究分析高分辨率遥感影像解译过程中能够实现计算机自动化或半自动化处理环节的基础上,结合地理国情普查内容与西部地区地表覆盖的特征,构建西部地区高分辨率遥感影像半自动解译体系,通过重点研究高分辨率遥感影像大数据的并行分块分割与地物特征知识库建立的理论与方法,针对性地开发快速、高效的高分辨率遥感影像半自动解译工具软件,为地理国情普查工作提供依据和技术指导。论文主要开展了以下四个方面研究:
  (1)高分辨率遥感影像地物特征分析及其空间域量化。本文结合地理国情普查内容与西部地区地表覆盖特征,建立了道路、房屋建筑物、水体、植被、裸地五大地理国情普查典型地物分类体系,构建了西部遥感影像半自动解译体系框架,为西部高分辨率遥感影像解译的半自动化处理提供技术指导,具有一定的技术和理论参考价值。
  (2)设计并实现了基于ENVI/IDL平台高分辨率遥感影像大数据并行分块分割技术方案。本文将IDL内置的IDL_IDLBridge类应用于高分辨率遥感影像分割中,结合面向对象多尺度分割算法、影像分块策略,实现了高分辨率现遥感影像半自动解译的一体化处理技术解决方案。并对同一高分辨率遥感影像,以时间为量化指标,对并行分块分割方法与整幅影像分割方法进行对比,整幅影像分割完成时间为132.25秒,并行分块分割完成时间为118.09秒,分割处理效率有所提高。
  (3)分析并研究了高分辨率遥感影像半自动解译规则集建立的技术与方法。本文分别选取了道路、房屋建筑物、水体、植被、裸地五大地物高分辨率影像样本,通过研究五大地物的解译特征组合,建立了道路、房屋建筑物、水体、植被、裸地的半自动解译规则集,为地理国情普查地物信息的快速、高效提取提供依据与解决思路。
  (4)以ENVI/IDL为开发平台,设计并编程实现了面向地理国情普查的高分辨率遥感影像半自动解译工具软件。以重庆市沙坪坝区大学城研究区域的QuickBird影像为研究对象,以人工采样100个检查点的人工解译结果为基准,解译结果一致性比率为精度评估的量化指标,对本文研发的半自动解译工具软件信息提取结果进行精度分析。结果表明:道路一致性比率为85%、房屋建筑物一致性比率为83.3%、水体一致性比率为100%、植被一致性比率为90%、裸地一致性比率为72%。
  本文将遥感解译地物特征知识形成地理国情普查典型地物特征知识组合,并建立相应的解译规则集,直接服务于地理国情普查的实际生产应用中。研究成果具有一定的应用推广价值,研究成果也将为后期地理国情监测工作的开展提供技术依据。
[硕士论文] 张丹丹
农业信息化 山东农业大学 2016(学位年度)
摘要:土地利用/土地覆被变化研究是全球环境变化的重要组成部分,也是众多国家科研、教育部门重点关注和研究的问题。近年来随着农民生活水平的提高,农村居民点问题在土地利用/覆被变化中越来越占据主要位置,也越来越引起相关学者的注意。农村居民点整理是实现耕地占补平衡和控制建设用地总量的重要途径,也是统筹城乡发展,建设社会主义新农村的重要内容。德州市是典型的黄河冲积平原,农村居民点用地规模大、数量多且布局散乱。随着城镇化的快速发展,保护耕地、提高土地集约节约利用水平、实现区域经济可持续发展,是德州市亟待解决的重要问题。对德州市农村居民点空间格局演化进行深入研究,探寻其农村居民点格局演化规律及特征,对于保护耕地资源、优化农村居民点空间布局模式、促进土地资源的集约与节约利用都具有十分重要的理论与现实意义。
  本文以德州市农村居民点空间格局演化研究为主,以地理学、经济学和社会学等学科的相关理论为支撑,采用系统分析法、综合分析法、层次分析法和线性加权和法、多元计量模型、GIS统计软件及景观生态学方法,探究了德州市近20年来农村居民点格局演化的特征及规律。通过处理1995年、2005年、2010年和2015年四期遥感影像发现德州市农村居民点面积由1995年的8.74万公顷增加到2005年的9.65万公顷,而后增加到2010年的11.43公顷,由于2010年德州市开展了“两区同建”工作,(即通过同步建设社区和产业园区,以农村城镇化为重点,转变农民的生产生活方式,方便农民就业及进行农业生产,促进农村居民的的集约利用,提高土地集约利用水平,实现城乡统筹发展,追求全域农业产业化、工业现代化、社区城镇化协调发展),所以农村居民点的增长得到了一定的控制,2015年农村居民点面积为10.16万公顷。此外还发现德州市的农村居民点个数由1995年的8468个减少到2015年的7969个,平均居民的面积由10.32公顷增长为2010年的13.74公顷,2015年则为12.71公顷;居民点的面缘比由1995年的1.546增加到2015年的1.77,分离度由1995年的2.877减少到2015年的1.909,分维数由1995年的1.679减少到2015年的1.598。说明居民点的斑块面积、规模不断增加,斑块形状日趋规则。另外,利用四期德州市农村居民点分布图,对德州市省道、国道、铁路等主干道做缓冲区分析发现,德州市农村居民点空间布局在距离道路5000m以内的区域受道路影响比较大,超过这个距离后受道路影响不明显,道路指向性明显。通过实地调查及图像数据分析可知德州市农村居民点现状格局存在的问题有:布局散乱、居民点规模较小、形状欠规则,依然呈满天星式分布,空心村现象严重,缺乏总体的合理的规划,道路指向性、河流指向性明显。针对这种现状提出以下建议:因地制宜:根据各区域的不同区位优势,构建不同形式的园、区结构;以人为本:充分考虑农民利益、尊重农户意愿,了解了当地区位优势与劣势之后,咨询过农户的意愿再制定方案。
[硕士论文] 刘丽雅
农业遥感与信息技术 浙江大学 2016(学位年度)
摘要:土地利用/覆盖变化是当前全球变化研究的核心内容之一,而土地利用/覆盖分类则是其基础性工作之一。近年来,随着我国遥感技术的飞速发展,出现了诸如高分一号等国产高分辨率遥感卫星的发射与应用,利用遥感技术获取土地利用/覆盖分类已经成为一种有效的工具与技术手段。而利用国产高分辨卫星对高寒山区的土地利用/覆盖分类的研究一直少有参考。本文选取国产高分一号卫星遥感数据对西藏林芝八一镇地区典型高寒山区土地利用/覆盖分类做出了初步探究,主要工作和结论如下:
  (1)本文选用了国产高分一号影像数据,以WFV2数据为基础,结合2米全色数据,分别采用传统基于像元的最大似然监督分类法与分区ISODATA非监督分类法及面向对象的分类对西藏林芝八一镇地区典型高寒山区土地利用/覆盖类型进行了初步探究,并绘制了基于以上三种方法的该地区的土地利用/覆盖分类图,为使用国产高分一号数据进行高寒山区土地利用/覆盖提供了一定参考性。
  (2)参考中国土地利用分类及美国土地利用/覆盖分类系统,结合研究区实际地物调查并综合研究区所处高寒山区地形复杂多变的特点,将研究区的土地利用/覆盖类型划分为水体、植被、城镇与道路、农田、裸地及未利用地六大类。
  (3)为解决ISODATA非监督分类法中,由于地形因素导致的研究区部分山体阴影处的植被与水体错分的现象,经多次试验后,提出以研究区3050m等高线为界,将研究区划分为海拔小于3050m区域及海拔大于3050m区域,进行分区ISODATA分类,较好地解决了研究区山体阴影处植被与水体错分的情况。
  (4)在采用eCognition面向对象分类方法中,进行了图像最优分割尺度的研究。利用ESP(Estimation of scale parameter)方法初步得到研究区三个备选最优分割尺度分别为50、70及90个像元,并在这三个最优分割尺度下采用最邻近分类法对研究区土地利用/覆盖分类结果精度进行比较,得到研究区最优综合分割尺度为50个像元。
  (5)对研究区土地利用/覆盖分类采用的最大似然分类法、分区ISODATA分类法及面向对象分类法做出了精度评价。得出面向对象分类法中,50、70及90三种最优分割尺度下土地利用/覆盖分类结果精度均优于传统的最大似然监督分类与ISODATA非监督分类。其中,当最优分割尺度为50时的面向对象分类法的总体精度为84.87%,比传统的最大似然分类法的总体精度(63.18%)和ISODATA非监督分类法的总体精度(50.15%),分别提高了21.69%和34.72%。
[硕士论文] 暴旭凯
仪器仪表工程 东南大学 2016(学位年度)
摘要:随着不动产统一登记暂行条例的实施,建立不动产权籍调查数据库的需求越来越迫切,而建立面向不动产统一登记的实地调查系统可以为不动产权籍测量提供技术支撑。本文针对目前常规权籍测量方法存在的不足,将惯性测量技术应用于不动产权籍测量中,并引入激光测距仪,对GPS/惯性测量/激光测距组合测量技术及系统中各部分测量基准的统一展开相关研究,建立了系统外部测量基准,提出了速度姿态匹配卡尔曼滤波初始对准方法。在此基础上,研究了不动产实地调查系统测量技术规程。
  本文的主要研究工作包含以下几个方面:
  1、将惯性测量技术应用于权籍测量中,并在系统中引入激光测距仪,介绍了系统构成及其测量原理,并分析了系统的功能和性能;给出了惯性测量/激光测距组合测量方案,并根据实测数据分析验证了该测量方式的精度。
  2、针对系统中各部分测量基准不统一,给出了系统中涉及到的各测量参考坐标系的定义及各测量参考坐标系之间的坐标变换关系。研究了系统基准统一方案,建立了系统外部测量基准,给出了系统中隐含的坐标系与系统外部测量基准间的坐标变换关系。
  3、对不动产实地调查系统中惯性测量单元初始对准进行了研究。在静基座解析式粗对准的基础上,给出了速度匹配初始对准卡尔曼滤波器模型,采用基于奇异值分解的可观测度分析方法对该滤波器模型进行了可观测性和可观测度分析,并对其进行了仿真分析。然后,引入姿态外观测量,给出了速度姿态匹配初始对准卡尔曼滤波器模型,分析了该滤波器模型的可观测性和可观测度,并对其进行了仿真分析。最后,通过半物理仿真实验验证了增加姿态外观测量后进行初始对准的有效性。
  4、结合本文已有的研究成果和惯性技术应用于地籍测量中的已有成果,对惯性测量单元/激光测距仪组合测量技术和GPS/SINS组合测量技术的使用规则进行了详细描述。给出了不动产实地调查测量技术规程征求意见稿。
[硕士论文] 施成功
导航、制导与控制 东南大学 2016(学位年度)
摘要:本论文依托“十二五”国家科技支撑计划课题“村镇空间规划地理信息卫星快速测高与精确定位技术研究”,针对应用于地籍测量的捷联惯性测量系统在卫星信号受遮挡区域,其定位误差随时间推移而发散,无法满足地籍测量定位要求这一关键问题,在充分利用地籍测量允许事后进行精确定位成图以及允许捷联惯性测量系统“随停随测随走”的基础上,围绕面向地籍测量的惯性定位误差抑制技术展开研究,本文主要研究内容如下:
  (1)研究了姿态更新四元数法、方向余弦法和三子样旋转矢量法对用于地籍测量的捷联惯性测量系统定位误差的影响。以圆锥运动作为输入,在不同圆锥运动频率条件下对三种算法的解算精度进行仿真,并对实际地籍测量时所采集的传感器数据进行解算,实验结果表明:三种姿态算法对应的定位精度基本相当,在通过离散傅里叶变换得到系统姿态角幅频特性基础上,并结合仿真结论,对实验结果进行了合理解释说明。
  (2)研究了面向地籍测量的惯性传感器误差估计技术。利用坐标已知点处已知速度和姿态信息,建立了系统状态方程和观测方程,并对惯性传感器误差状态量进行了可观测度分析,在此基础上分别基于卡尔曼滤波和双滤波器平滑算法进行仿真,仿真结果表明:三个轴向的陀螺常值漂移,以及x、y轴向的加速度计常值偏置可被有效估计,且双滤波器平滑算法能有效去除单纯卡尔曼滤波后的显著波动,估计结果更加稳定可靠,并借助转台通过半物理实验验证了仿真所得结论。
  (3)研究了面向地籍测量基于双向时间解算的惯性定位方法。阐述了基于双向时间解算惯性定位方法的外业测量步骤及内业数据处理流程,并采用三次样条插值方法构建了实际地籍测量过程中捷联惯性测量系统姿态角变化曲线,在此基础上进行了仿真分析,仿真结果表明:基于双向时间解算的定位方法可以提高待测点定位精度,并通过实际外业测量实验验证了该方法抑制惯性定位误差的有效性。
  (4)研究了面向地籍测量的零速修正技术。设计了一种适用于地籍测量零速修正的卡尔曼滤波器模型,并仿真分析了基于二次曲线拟合方法和基于所设计卡尔曼滤波器的两种零速修正技术对定位误差的抑制效果,最后通过实际测量实验对仿真结果进行了实验验证,实验结果表明:两种零速修正方法均可有效抑制惯性定位误差发散,并且基于卡尔曼滤波方法的待测点定位精度要高于二次曲线拟合方法。
[硕士论文] 张健
导航、制导与控制 东南大学 2016(学位年度)
摘要:卫星定位和全站仪等常规测量方法对地籍测量工作发挥着至关重要的作用,但是这两种测量方法对测区环境依赖度高。惯性测量技术具有自主性强、对外依赖度低、抗干扰能力强等优点,但是存在着定位误差随时间发散的缺陷。本文面向地籍测量过程中卫星RTK(实时动态差分)频繁失效的特定测量阶段,针对GNSS(全球导航卫星系统)和SINS(捷联惯性导航系统)的组合定位系统在线和离线数据融合算法进行了深入研究,结合地籍测量过程的特点,引入了固定区间平滑及桥接模型等算法,进而获取地籍测量所需的高精度定位信息。本文的主要研究内容如下:
  1、面向RTK频繁失效的特定测量阶段,以卡尔曼滤波作为数据融合算法,针对松组合和紧组合分别设计了相应的滤波器。松组合定位系统以速度和位置做为外部观测量,紧组合定位系统以伪距、伪距率做为外部观测量;仿真结果证明了滤波器的正确性,同时说明了在线解算的定位精度并不能满足地籍测量的要求。
  2、针对组合定位系统在线解算的定位精度不高的情况,对组合定位系统的离线数据融合算法进行了研究。对于紧组合定位系统引入了基于UKF(无迹卡尔曼滤波)的RTS(Rauch-Tung-Striebel)离线平滑算法:为了考察紧组合观测模型的非线性对系统定位性能的影响,把紧组合定位系统的状态模型看做线性模型,在此基础上推导了基于简化UKF的RTS平滑算法,仿真分析表明基于UKF的RTS平滑算法相比在线UKF算法能够获得更高的定位精度。对于松组合定位系统引入了一种数据桥接模型,分析了该桥接模型的原理,通过仿真分析验证了该模型可以准在线获得良好的定位误差抑制效果;最后利用实测数据验证了用于松组合的桥接模型在地籍测量中可以准在线获得分米级的定位精度。
  3、为满足组合定位系统在地籍测量实际使用中的需要,开发了基于Matlab的GNSS/SINS组合定位软件。软件基于简单明了,易于操作的GUI(Graphics User Interface)操作界面,将数据预处理、初始对准和平滑解算模块集成到组合定位软件中,使组合定位系统更加易于使用,可提高工作效率,该软件通过了江苏省软件产品检测中心的验收测试。
[硕士论文] 陈玲玲
软件工程 厦门大学 2016(学位年度)
摘要:随着信息技术的发展,采用计算机技术开发地籍档案管理系统可有效提高地籍档案管理工作的业务水平和管理质量,从而能够更加科学地管理地籍档案。通过建立地籍档案管理系统,可实现国土资源共享,使得地籍管理更加规范化,全面管理地籍档案信息,为实现地籍档案信息化管理打下坚实的基础。
  本文首先针对某县国土资源局目前地籍档案管理状况,分析传统手工地籍档案管理的缺点,提出了使用网络技术进行管理的业务需求。本文首先分析了地籍档案管理信息系统的业务需求和业务流程,将系统分成了数据管理、整理编目管理、档案借阅管理、检索查询以及系统管理5个功能模块,利用UML建立了每个功能模块的用例数据模型,提出了本系统的非功能需求;然后根据软件工程学原则,设计了系统的B/S三层总体体系架构模式、网络拓扑结构、系统功能结构,详细设计了系统每个功能模块的类图,设计了系统数据库的E-R概念模型和数据表逻辑结构;最后在基于Visual Studio2012平台基础上,采用C#语言开发系统的业务逻辑,系统服务器端采用ASP.NET开发工具,数据存储在Oracle11g数据库中。
  系统开发完成后,根据软件工程学原理对系统进行了功能、性能、界面等方面的综合测试,测试结果表明,本系统在功能上能够满足用户的业务需求,在性能上运行稳定,系统响应较快,在系统界面上,操作便捷,界面美观友好。目前,该系统已在某县国土局内部使用,可以对地籍档案信息进行数据管理,满足地籍档案管理人员的日常业务查询。
[硕士论文] 党琼建
测绘工程 西安科技大学 2016(学位年度)
摘要:随着社会经济、工业化及城市化的高速发展,建城区的面积不断扩大,农村的面积逐渐缩小,划分城市和农村的界线越来越模糊,采用城乡相分离模式分别建立的城镇地籍管理和土地利用现状(农村地籍)管理,很难满足土地利用管理发展需要,研发城乡一体化地籍格式、表达方式已成为土地管理的迫切需要。针对城乡地籍数据的比例尺、坐标参考、精度、数据结构等不一致,很难在同一系统平台下管理与应用,本文通过对试点区域城乡地籍数据整合结合GIS Server平台的系统研发,探索了多尺度城乡地籍数据集成管理与应用方法。
[硕士论文] 王可
大地测量学与测量工程 江西理工大学 2016(学位年度)
摘要:农村土地承包经营权确权登记是一种物权登记。由县级以上地方人民政府将农户承包土地的地块、面积、空间位置等信息及其变动情况记载于登记簿,颁发土地承包经营权证书,以进一步明确农民对承包土地的各项权利,妥善解决承包地块面积不准、四至不清、空间位置不明、登记簿不健全等问题。实际作业工序繁多,数据来源广、质量参差不齐,各工序由不同的人员组成,往往内业、外业人员的土地调查及数据建设库理论知识体系不同,必须使得烦杂的工序精简化,才能最大程度的减少错误的产生。目前,生产单位按照传统的作业模式进行数据的录入以及检查,这一传统的作业方式数据录入工作量大、数据检查耗时耗力、不彻底。
  针对相关工程部门在土地确权工作中地块属性批量录入以及属性数据、矢量图形检查技术方法等问题,研究快速、高效的数据处理与检查方法,开发一套完整的质量控制的程序,是当前土地确权数据属性批量录入以及自动化检查面临的一项迫切任务。
  论文对属性录入以及数据检查等问题,进行了如下研究:
  (1)在分析地块属性数据主要来源以及常规录入技术的基础上,基于ArcGIS Engine组件开发技术,研究承包地块编码、四至自动识别读取以及空间连接属性赋值程序算法,实现了地块编码、四至信息、地力等级等属性的快速录入,提高了录入效率和准确性。
  (2)根据空间数据质量的要求,基于FME可视化编程技术研究设计属性数据检查模型,实现非空间数据之间的属性信息以及空间数据与非空间数据属性信息之间的质量检查,并生成详细错误报告以及定位数据,避免了人工检查的耗时、耗力以及不彻底等问题。
  (3)由于ArcGIS拓扑检查没有针对农村土地确权数据库建设矢量图形的检查功能,本文依据数据库建设质量要求,分析矢量数据拓扑错误类型以及产生的原因。基于ArcGIS Engine组件开发技术设计检查算法,有效检查不合理缝隙面、小锐角、多部分、自相交、过近点,提高了矢量图形检查效率以及可靠性。
  地块属性数据批量录入程序,以及入库前质量检查程序在江西省都昌县土地确权项目中的成功应用,证明了上述技术方法的高效性以及准确性。
[硕士论文] 罗秀娟
测绘工程 西南交通大学 2016(学位年度)
摘要:随着计算机技术的快速发展,GIS技术在地籍管理过程中的应用也逐渐深入。地籍管理作为当前中国土地管理的核心部分,运用现代化、智能化的手段来实现自动化地籍管理是土地管理的未来发展的必然趋势。
  论文分别从城镇地籍数据管理信息系统的国内外发展现状、系统开发的关键技术、系统总体设计、城镇地籍数据库设计、城镇地籍数据库管理系统的实现等几个方面对城镇地籍数据库建设与应用进行了详细深入的研究与探讨。特别是对数据库的建立从数据库设计的原则、数据来源、数据结构的分析几个方面进行详细介绍。在数据库管理系统实现之前,对系统设计进行了相关的技术准备,首先对划分地籍区、地籍子区进行了介绍,其次对宗地统一编码以及代码转换进行了介绍。在数据入库之前,利用MapGIS进行数据质量检查,保证入库数据质量的准确性。在城镇地籍数据库系统实现模块,对基础数据库管理系统和空间数据库管理系统中的主要功能进行了介绍,在空间数据管理模块中加入拓扑检查功能,再次保证工作的准确度。
  论文的研究成果对城镇地籍管理工作起到了一定的指导作用,同时利用蓬安县的数据验证了本系统的实用性,为城镇地籍数据综合管理和应用提供了软件平台,对城镇地籍管理者提供了辅助决策功能。
[硕士论文] 薛瑞恒
地图学与地理信息系统 河北师范大学 2016(学位年度)
摘要:随着我国经济水平的不断发展和城镇化进程的不断加快,农用地面积逐年缩小,非农用地数量剧增,导致我国的土地供需矛盾日益突显。为促进土地利用规划工作的合理性,提升审核工作的效率,规范操作流程,构建科学合理的土地利用规划管理系统对优化分配国土资源具有重要的现实意义。目前GIS技术在土地工作中已占据主要地位,该技术在大数据处理和土地业务空间分析中有这不可替代的作用。虽然有些土地部门已经以GIS技术为基础,建立了土地规划管理系统,但是这些系统只满足了单一的业务处理,在业务流程和角色分配上做的并不完善,对于海量数据的分析和存储也需要进一步提升,所以设计实现一款功能更完善、效率更高的土地利用规划管理系统迫在眉睫。
  本文提出了以实际业务作为系统开发主线,空间地理数据为系统基础,以业务流为设计思想,以实现高效率的业务处理和科学辅助决策功能为开发理念。本次设计以ESRI公司推出的ArcEngine组件作为该系统的开发平台,以C#语言作为系统开发语言,以PostgreSQL作为存储数据的数据库,以便提升开发工作的效率和系统的稳定性。系统设计在“工作流思想”基础上,使业务操作步骤便捷化,所有的数据处理过程、分析过程、地图配符、数据转化等自动检核工作都交由后台服务器进行处理,操作人员只需轻点工作步骤即可在客户端得到处理结果。客户端的操作步骤设计同日常办公流程相符,每个操作步骤相关联,上一步工作内容处理完成才能进行下一步,避免操作人员出现跳跃式处理的情况,也保证了规划数据的完整性和规划工作的严密性。该系统在功能设计上不但满足了办公自动化的功能需求,还满足了规划管理人员对数据进行编辑、分析、查询等空间操作,系统还增加了文件管理、权限管理、数据库操作与更新等功能,以辅助规划人员更好的完成工作任务。基于工作流的设计使系统功能更完善,业务更清晰,更好的为土地规划管理人员提供辅助。经过原型设计实现与实践检测,基于ArcEngine的土地利用规划管理系统用户界面简单友好,所需功能齐全,性能稳定,有很好的实用性和兼容性。该系统不仅满足了用户对数据进行查询检索功能,还实现了GIS平台对空间数据的修改、分析、展示、辅助决策等功能,帮助规划管理人员完成修编工作,为土地部门制定方针政策提供了数据支撑。同时实现了对文件的统一管理,对规划成果的统一管理,满足了用户对规划数据和成果文件操作的要求,为项目统一管理提供了方便。该系统的实现采用了GIS组件开发技术,满足了用户的个性化需求,对土地信息系统的推广和发展具有促进作用。
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