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2021年 第0卷 第10期    刊出日期：2021-10-25

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黄河流域生态保护

建设黄河“智能大脑”服务流域生态保护和高质量发展

王家耀, 秦奋, 郭建忠

2021, 0(10):  1-8.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.297

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本文首先介绍了黄河流域水文、地理景观和地貌特征，下游河道变迁和河口变迁历史及生态治理，流域历史水旱灾害等基本背景，分析了黄河流域生态保护和高质量发展面临的主要问题和具有的优势。然后重点论述黄河“智能大脑”如何服务流域保护和发展，提出黄河“智能大脑”三要素，即感知系统（天地一体智能感知网）、存储管理系统（资源池）和操作系统（时空大数据平台）；论述了流域一体化时空大数据中心的构成及其基本功能，时空大数据平台及其目标要求，分析并提出了基于网格集成与弹性云的混合式时空大数据平台技术体制和构建技术，提出采用“共用时空大数据平台+”应用概念模型及其具体应用模式。最后讨论了时空大数据平台服务黄河流域城市数字化、网络化和智能化，加强流域上中下游7大城市群的新型智慧城市建设，推动流域生态保护和社会经济发展，提出基于流域时空大数据平台构建服务保护和发展的综合科技信息咨询服务平台，支撑流域协同创新共同体构建，增强流域整体性和协同性发展。

基于DMSP-OLS和MODIS数据的宁夏城市化与生态环境耦合协调分析

赵金龙, 赵慧

2021, 0(10):  9-14,27.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.298

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科学认识城市化与生态环境耦合协调机制，对推动黄河流域及黄河所经地区生态保护和高质量发展具有重要意义。本文以宁夏回族自治区为例，采用长时间序列DMSP-OLS夜间灯光数据建立了适用于宁夏的城市夜间灯光指数（UNLI），并利用MOD09A1、MOD11A2提出了一种面向大区域尺度的遥感生态指数（RSEI）构建方法。在此基础上，采用耦合协调度模型（CCDM），探讨分析了2000—2012年宁夏5个地级市城市化与生态环境耦合协调发展过程。结果表明：①基于DMSP-OLS数据建立的宁夏城市夜间灯光指数与人均GDP，以及第一、二、三产业GDP相关性显著（p<0.001），能够较好地反映宁夏城市化水平。②基于MOD09A1、MOD11A2建立的遥感生态指数能够较好地反映宁夏生态环境质量时空变化特征。③宁夏城市化与生态环境耦合协调度呈稳定上升趋势，整体处于基本协调-生态环境滞后的转型阶段。研究结果对沿黄城市生态保护和高质量发展具有重要参考价值。

黄河下游影响区城镇化-生态和谐机制与耦合协调发展分析

张鹏岩, 白家玮, 荣天琪, 朱慧儒, 张金炳, 刘振岳, 娄媛媛, 王倩倩, 周志民

2021, 0(10):  15-19,33.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.299

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本文通过和谐度与耦合度双重评价，利用和谐度模型、耦合协调度模型及协调发展度模型，对黄河下游影响区2005—2018年城镇化与生态环境耦合水平在时空上的变化规律进行研究。结果表明：①研究区域耦合水平在整体上呈现先下降后升高的变化规律，耦合关系在阶段上属于由磨合向高水平耦合过渡的阶段，城镇化发展多滞后于生态环境。②黄河下游影响区形成了以郑州和济南为核心的高耦合程度聚集区，且表现出先聚集后辐射扩散的空间聚集与溢出效应。③当前研究区城镇经济发展对耦合水平的贡献较大，现阶段城镇发展对生态环境的综合影响无明显负向倾向。

黄河流域夜间灯光数据与社会经济发展指标的时空耦合关系研究

张远生, 曹智伟, 韦蔚, 胡洁

2021, 0(10):  20-27.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.300

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本文通过对1992—2013年全国夜间灯光数据的校正和处理，获得全国及流域夜间灯光数据影像，进行经济空间聚合分析，以及与相关因子进行对比分析。研究结果表明：经济空间聚合高的区域分布在黄河河道附近，从黄河上游到下游，热力强度逐渐增强，并且以省会城市为核心区向外扩散，即呈现为在旧聚合点聚合度加剧的情况下，聚合区域有向周边分散的趋势；夜间灯光数据的变化趋势与GDP的变化趋势具有一定的相似性，并且与城镇化率、人口数量、第三产比例、人均公园绿地面积、流域发展指数（BDI）具有一定的相关性；流域9省（自治区）的夜间灯光数据整体变化趋势与全国灯光数据的变化趋势基本一致，呈稳定上升的趋势，但整体值均低于全国的夜间灯光数据，并且差距有所扩大，黄河流域高质量发展迫在眉睫。

黄河流域湿地景观时空演变格局分析

李贺颖, 张建辰, 郭建忠

2021, 0(10):  28-33.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.301

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湿地景观的时空演变及其驱动因素研究是湿地生态恢复与保护的重要参考，本文利用1980—2015年7期黄河流域土地利用数据构建黄河流域湿地矢量数据集，基于景观格局指数对黄河流域湿地的时空演变特征进行定量和定性分析；采用转移矩阵对每两个时期湿地资源的转移类型和数量进行计算与分析。研究结果表明，①1980—2015年，黄河流域湿地率为3.5%，其中自然湿地率约为2.0%，即黄河流域的湿地类型以自然湿地为主。②斑块面积结果显示，黄河流域湿地总面积减少了312.74km²，表现为人工湿地增加，自然湿地减少；自然湿地中沼泽湿地呈增加状态，主要是在2005—2010年增加了979.22km²，滩地呈减少状态，减少了1218.19km²，主要发生在1990—1995年和2005—2010年。斑块密度结果显示，随着河渠和滩地受人为活动影响程度的加大，两者的斑块破碎化程度逐渐加大。最大斑块指数结果显示，水田是黄河流域的主导湿地类型，沼泽和湖泊是自然湿地中的主导湿地类型。③黄河流域湿地类型与非湿地之间转换是黄河流域景观转换的主要组成部分，其中沼泽与滩地是面积发生变化的主要湿地类型。

黑河中下游植被覆盖度变化遥感监测

胡洁, 姜成桢, 杨勇, 何晓锋, 李凯

2021, 0(10):  34-38.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.302

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自2000年国家决策实施水量统一调度以来，黑河中下游生态环境得到好转，但缺乏一个客观公正的评价方法加以验证。本文考虑黑河中下游区域面积大、数据资料缺乏等特点，提出了基于卫星遥感影像提取生长季植被指数计算植被覆盖度（VFC），并对VFC的空间分布特征、面积占比、变化趋势等进行了分析。研究表明，2000—2017年18年间，黑河中下游区域均存在低覆盖植被向其他类型覆盖植被转化现象，高植被覆盖区域面积增加，植被覆盖情况整体趋好。该结论与黑河中下游区域生态环境变化现状相符，证明本文方法可以作为区域生态环境评价的重要方法支撑。

2015—2019年冬季黄河流域中游大气污染物空间分布特征

王维思, 马清霞, 张建辰, 李广佳

2021, 0(10):  39-47.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.303

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本文基于2015—2019年冬季黄河流域中游地区（山西段和陕西段）6种大气污染物的浓度数据，研究了黄河流域中游冬季大气污染物的变化特征。研究结果表明，2015—2019年黄河流域中游地区，PM₁₀和CO浓度持续降低，O₃浓度持续升高，PM_2.5、SO₂及NO₂平均浓度呈先上升后下降的规律。2019年主要污染物NO₂、CO、PM_2.5、PM₁₀及SO₂浓度均最低；2019年冬季O₃平均浓度达到最高（54μg/m³）。研究地区下游的PM_2.5浓度高于上游，且沿黄河由北向南其浓度逐渐增加，黄河东侧山西段的PM_2.5浓度高于西侧陕西段。研究区域PM₁₀污染浓度由2015—2016年的黄河东侧高西侧低转变为2017—2019年上游低下游高的分布特征。SO₂浓度呈黄河东岸比西岸高的分布。NO₂高值区域从2015—2017年黄河西侧下游地区变为2018—2019年中上游地区；CO平均浓度高值区域位于黄河东侧下游地区；O₃浓度空间分布特征不明显，但近5年浓度大幅增加，需要加强对臭氧的防控。

黄河流域七大城市群污染气体时空变化特征卫星遥感监测

赵鹏飞, 白杨, 王盼, 吴沛卿

2021, 0(10):  48-53.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.304

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为探究黄河流域大气污染的时空演变特征，本文从城市群角度出发，选取HCHO、NO₂及SO₂为诊断指标，对比分析2005—2019年七大城市群OMI观测对流层HCHO、NO₂及边界层SO₂柱浓度的年、季、月变化。研究揭示，流域内：①HCHO、NO₂及SO₂柱浓度高值区均集中在山东半岛城市群、中原城市群、晋中城市群南部和关中平原城市群东部。②HCHO柱浓度在2005—2019年呈波动上升趋势，七大城市群的月变化均呈单峰结构，且夏季高、冬季低、春季和秋季相当。③NO₂柱浓度在2005—2011年呈上升趋势，仅2008年出现短暂小幅下降。2011年执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）后，呼包鄂榆、宁夏沿黄和晋中城市群开始大幅下降，山东半岛（2012年有小幅下降）、中原和关中平原城市群则在2013年《大气污染防治行动计划》实施后才开始大幅下降。月变化呈开口向上抛物线形态，浓度越高单峰结构越明显，且冬季高、夏季低、春季和秋季相当。④SO₂柱浓度在2007年达到顶峰，2008年开始大幅下降，2010年后呈波动下降趋势，月变化、季变化均与NO₂相似。黄河流域上游的兰西和宁夏沿黄城市群、上中游交界处的呼包鄂榆城市群空气质量较好，中游的关中平原和晋中城市群次之，中下游交界处的中原城市群和下游山东半岛城市群则较差。

学术研究

面向水库大坝形变监测的三维激光扫描点云分析方法

杨传训, 杨骥, 李勇, 韩留生, 陈水森

2021, 0(10):  54-59.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.305

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根据黄龙带水库大坝两期高精度三维激光大坝扫描点云数据，本文提出基于正态分布的点云数据配准算法、改进原始渐进加密三角网滤波算法，运用点到面形变量对比分析模式监测大坝形变量，并进行源程序开发，实现一体化监测点云数据的加工、对比分析及建模处理。通过结果验证显示：①改进后的算法效率高、精度优，适用于大坝点云数据处理和对比分析；②开发的点云数据一体化处理软件简单易用，能够精准反映坝体变形情况；③黄龙带坝体稳定，尚无安全隐患。

多源数据协同的城市道路提取

邓凯, 杨灿灿, 尹力, 赵明伟, 江岭, 彭道黎

2021, 0(10):  60-66,82.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.306

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城市道路的高精度提取可为城市三维表达、城市地形分析、城市建设规划、交通导航等提供数据基础和支撑。本文以合肥市局部城区为试验区，以开源路网、街景图像和遥感影像为数据源，在利用最大似然法进行初提取的基础上，通过空间分析、统计分析、几何量测、最小二乘拟合等方法进行粘连分割、缺失处理和交叉口细化等关键处理，构建了多源数据协同的城市道路提取方法，并对提取结果进行了精度评价和分析。试验结果表明，本文提出的城市道路提取方法优于最大似然和面向对象方法，提取总体精度为96.65%，Kappa系数为93.71%，道路宽度偏离标准差为0.03m，特别是对同物异谱、同谱异物及遮挡等造成的信息提取不全问题具有良好的改善效果。

LiDAR测量点云融合影像的分块滤波方法

毛冬海, 李守军, 王锋, 戴华毅, 阳凡林

2021, 0(10):  67-72,131.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.307

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针对现有LiDAR地面点滤波算法对复杂地形地物适应性不强的问题，本文提出了一种融合点云与地面影像分块滤波的方法。首先，将地面影像与点云匹配，使点云从影像中获取更多的光谱纹理信息。然后，分析地物光谱、林地相对密度、点云高程特征、地面DSM模型及其坡度，并基于决策级融合将原始点云切割成若干独立的区块。最后，根据每块区域不同的多元细节特征，对IPTD滤波算法进行改进并利用搜索法优化参数，得到最优且稳健的结果。利用滤波后的总地面点通过插值算法得到的DEM模型和相关试验验证了本文算法的优越性。

面向地理国情监测的房屋建筑区树冠覆盖多特征协同提取

陈根良, 董胜光

2021, 0(10):  73-77.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.308

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针对全国地理国情监测工作新增树冠覆盖提取这一全新的工作任务，本文通过深入分析房屋建筑区主要地物光谱特征和纹理特征，确定以光谱特征归一化植被指数（NDVI），以及对比度（contrast）信息熵（entropy）两个纹理特征作为判断规则，按照面向对象的思路，设计了一种综合应用高分辨率遥感影像光谱特征和纹理特征的房屋建筑区树冠覆盖范围提取方法。试验结果表明，该方法能够自动提取房屋建筑区树冠覆盖范围，大幅降低了当前常用的目视解译方法的工作量，与采用单一影像特征的提取方法相比，本文方法能够有效地区分房屋建筑区内与树冠覆盖光谱特征相近的地物要素。

剔除无人机影像BRISK特征误匹配点对算法

何志伟, 唐伯惠, 王涛, 王晓红, 于伯华, 李闯, 邓仕雄

2021, 0(10):  78-82.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.309

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针对BRISK特征检测算法在遥感影像中匹配时同名点对冗余度高和全局性差等特点，考虑BRISK特征检测算法能获取大量无人机遥感影像特征点，Delaunay三角网算法能够利用影像的BRISK特征点的粗匹配点对构建三角网，本文综合两种算法的优点，提出了一种结合BRISK特征检测算法和Delaunay三角网算法的剔除无人机遥感影像误匹配点对方法。该方法利用两张影像的BRISK粗匹配特征点构建Delaunay三角网，利用遍历两张影像三角网中的三角形相似度剔除错误匹配点对，并利用摄影不变量原理进一步剔除误匹配点对，提高了两张影像的精度；对比分析了Delaunay三角网的射影不变量算法，RANSAC算法分别剔除原始影像组、加入椒盐噪声影像组及旋转影像组的BRISK特征误匹配点对的效果。试验结果表明，3组影像分别利用结合BRISK特征和Delaunay三角网的射影不变量算法的无人机遥感影像匹配方法获得的正确特征匹配点对冗余度低、全局性优。

地面激光点云与数码影像自动高精度配准

胡春梅, 夏国芳, 刘喜

2021, 0(10):  83-87.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.310

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针对地面激光雷达点云和数码光学影像非同源异质数据自动配准困难的问题，本文提出了基于互信息的两种数据同名特征高精度自动提取的方法。首先，把点云数据生成中心平面投影的反射强度图像和基于RGB信息的彩色图像，应用点云彩色图像和数码光学影像的匹配，确定点云与影像的粗配准参数；然后，对反射强度图像进行特征提取，应用粗配准参数确定其在数码光学影像上的初始位置，应用互信息实现非同源数据的高精度匹配；最后，应用罗德里格矩阵和选权迭代方法计算高精度配准参数，生成三维彩色模型。试验证明，本文方法可以解决地面激光点云和数码光学影像非同源异质数据的配准问题，具有一定的研究和应用价值。

IRNSS和QZSS在各自主服务区域的L5定位性能评估：独立系统与GPS联合

钱文进, 张琳, 张泽烈, 曾攀, 姜紫薇, 瞿晓雯

2021, 0(10):  88-93.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.311

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印度区域导航卫星系统（IRNSS）与日本准天顶系统（QZSS）是近年来宣布正式运行的两个区域卫星导航系统。本文首先评估了IRNSS和QZSS在各自主服务区域的L5信号单点定位性能。然后，为了探究导航星座结构差异对各区域系统联合GPS在城市峡谷环境下定位性能的影响程度，详细对比分析了卫星截止高度角为5°、15°、25°、35°、45°、55°时各区域系统在其主服务区内联合GPS定位的表现。结果表明：① IRNSS在其主服务区内可提供全天连续独立L5定位服务，水平方向定位精度小于2.50m，高程方向定位精度小于4.10m；② QZSS在其主服务区内只能提供全天部分时段的独立L5定位服务，水平方向定位精度小于4.80m，高程方向定位精度小于7.40m；③由于QZSS独特的星座结构，其在主服务区城市峡谷环境中联合GPS定位的性能要优于IRNSS在其相应主服务区联合GPS定位的表现，尤其是在天空视野有限的情况下。本文结果对决策者设计新的区域导航系统具有一定的参考价值。

输电线路电磁干扰对北斗变形监测数据质量及定位精度的影响分析

冯志强, 张耀东, 胡丹晖, 周光远, 李朝晖, 周学明, 毛晓坡

2021, 0(10):  94-97,113.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.312

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我国自主研发的北斗卫星导航系统已完成组网，除了传统测绘领域之外，目前北斗正在各行业普及，落实相关应用。本文针对输电线路地质灾害监测应用，从北斗原始观测值数据质量、定位精度两个角度探究输电线路电磁环境对北斗卫星监测数据的影响。长达23d的500kV输电线路北斗监测数据分析结果表明：在强电磁干扰、无电磁干扰两种情形下，数据完整率差异小于1%，多路径效应差异小于0.1m，信噪比差异均小于0.3dBHz，周跳比差异均小于150；定位精度的相对差别小于5%。综合而言，输电线路电磁环境对北斗变形监测数据质量及定位精度的影响不显著。

一种改进的单目视觉桥梁挠度非接触测量方法

刘少平, 杨永波, 张东升, 赵芳, 邹宇

2021, 0(10):  98-102.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.313

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本文在现有单目视觉测量方法基础上，提出了一种相机真实俯仰角计算算法，结合图像快速相关匹配与定位算法，可完成桥梁挠度的快速精确测量。通过精度验证试验和挠度对比测试试验，得到了相应的结果，结果表明：①不考虑目标点真实俯仰角变化的测量方法在距离视场中心较远的位置测量结果中误差较大；②单目视觉方法测量结果与角钢作竖直向下的刚体位移保持一致；③单目视觉方法与GPS测量的挠度曲线变化趋势和测量数值基本一致。试验验证了本文方法的可行性及准确性，可为今后基于数字图像相关方法的土木工程变形测量技术研究提供参考。

全媒体时代地理信息传播模式的研究

张素金, 富瑶, 蒋丽交, 赵飞

2021, 0(10):  103-107.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.314

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全媒体时代的到来，实现了受众身份的重构，信息发布门槛的降低，让公众真正参与到信息的传播中。地理信息作为信息的种属分支，势必会在全媒体时代的浪潮中发生变化。本文针对全媒体时代下地理信息的传播模式进行了研究，从传播学的视角，以信息的传播理论为基础，对地理信息传播模式的变迁进行了分析，并构建了全媒体时代下去中心化、辐射扩散式的传播模式。结合全媒体的特点从传播主体、内容、形式、受众和方式上分析了地理信息的传播特征，对当下地理信息传播态势和所存在的问题进行了研究和展望。

多源地址要素可信度评估——以道路要素为例

孙立财, 陈以松, 熊杰, 罗安, 王勇

2021, 0(10):  108-113.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.315

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随着自发地理信息和中文地址要素切分技术的发展，地址要素的质量有待评价。本文针对中文地址文本切分产生的地址要素质量难以有效评价的问题，提出了一种多源数据和网络检索支持下的地址要素可信度评估方法。首先利用中文分词工具对地址要素进行分词与词性标注，通过分析词频和词性组合模式，对地址要素的命名结构进行可信度计算。其次基于大规模的地址样本、道路数据及POI数据，挖掘多源数据对地址要素的数据支撑，计算数据支持度。然后利用搜索引擎对地址要素进行快速检索，分析搜索结果与数量，对地址要素的网络可信度进行计算。最后提出一种地址要素综合可信度计算模型，实现地址要素的综合可信度计算。试验结果表明，该模型与方法不仅能够高效快速地计算中文地址文本中地址要素的可信度，还能够有效发现地址要素中存在的偏僻、虚假等相关问题，为地址要素的自动化检测与标准化处理提供参考。

技术交流

Heron移动背包三维激光扫描系统在1∶500大比例尺测图中的精度评价及效率分析

赵彦刚, 付守健, 陈宏强, 吴波

2021, 0(10):  114-116.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.316

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近两年基于SLAM、点云配准的背包式三维激光扫描仪发展迅猛。不同于基于GNSS的移动扫描测量系统，该类设备可在复杂环境中便捷地获取目标的三维点云数据。本文利用基于IMU结合点云配准算法定位方式的Heron移动背包三维激光扫描系统，进行1∶500大比例尺测图生产试验，并对其精度进行评价，对其效率进行分析统计。结果表明，该移动背包三维激光扫描系统在大比例尺测图中的精度和效率均不亚于传统测量手段，未来发展前景广阔。

近30年云贵高原水蚀荒漠化遥感监测及影响因子时空分异规律

高照忠, 黄雅君, 魏海霞, 张金兰

2021, 0(10):  117-122.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.317

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云贵高原属于典型季节性干旱生态脆弱区，其中因流水造成的水蚀荒漠化已成为限制该区域持续发展的重大生态环境问题之一。本文采用长时间序列Landsat卫星数据监测云贵高原核心区云贵两省近30年水蚀荒漠化的现状与时空变化，并分析该区域荒漠化关键影响因子的时空分异规律，提出一种多指标规则分类算法用于云贵高原水蚀荒漠化遥感监测，并选用植被面积、GDP及降水3个关键影响因子，采用地理加权回归模型，分析该区域水蚀荒漠化影响因子的空间分异规律。试验结果表明：①云贵高原荒漠化的主要分布区为滇桂黔区、川滇交界地区、滇西边境区及蒙自地区。②近30年研究区水蚀荒漠化变化趋势可分为1989—2010年、2010—2013年及2013—2016年3个阶段，1989—2010年该区域的荒漠化呈现波动增长状态；2010—2013年荒漠化面积快速扩展；2013—2016年荒漠化快速扩展的趋势得到了有效遏制。③3个关键影响因子与水蚀荒漠化关系呈现数值大小不同、正负效应和因子组合效应的空间分布差异，局部地区的经济发展和气候变化加剧了其水蚀荒漠化。本文研究成果将为云贵高原水蚀荒漠化的精细化防控和治理提供一定的理论依据和技术支撑。

基于遥感影像的青海省环境变化监测

韩建平

2021, 0(10):  123-126,145.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.318

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本文通过对遥感影像的分析，针对土地利用及植被变化情况，利用优化的K-means算法对青海省环境变化进行检测，以此对土地的利用进行合理的规划，以期实现可持续发展。同时将试验结果与外业实际结果及当地政策规划进行比对，结果显示文中算法对土地的变化和未来走势预测准确率超过75%，从而验证了监测方法的可行性。这不仅保证了在经济发展的同时能够合理地使用土地资源，而且能对环境进行有效的保护。

基于小波去噪的地铁变形组合预测模型分析

杨春宇, 任兴达, 江汇男, 袁岳, 王子林

2021, 0(10):  127-131.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.319

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对地铁监测数据建立相应的预测模型，对变形可进行前瞻性预测，从而保证地铁安全的施工和运营。本文以北京市地铁某基坑工程为研究对象，首先以某一监测点为例，利用小波分析对原始监测数据进行去噪处理；然后分别利用时间序列分析模型和BP神经网络模型对去噪后的数据进行建模分析，得到原数据的拟合值和对未来变形的预测值；最后利用同期Sentinel-1A卫星影像进行相干点时序InSAR处理，得到形变结果。通过分析两个模型的预测值与实际值，并与InSAR结果进行对比，验证了两个预测模型在地铁形变监测中应用的优劣性。

基于改进卷积神经网络的城市地下排水管道视频智能识别

彭述刚, 王大成, 谭军辉, 敖旋峰, 俞佳颖

2021, 0(10):  132-135,167.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.320

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城市地下排水管道是市政工程中的一个重要基础设施，但随着管道的老化，不同类型的缺陷开始产生，如何及时有效地对其进行智能识别是当前市政管理面临的一个重要挑战。对此，本文利用当前最新的深度学习进行管道视频图像的智能识别，提出了基于改进卷积神经网络的IM-CNN算法。算法基于InceptionV3框架，针对需要识别的管道图片不同类别缺陷间具有类不平衡性的特点，设计了面向管道识别的改进特征融合策略及新的目标函数。基于地下排水管道数据集的试验表明，该算法的预测识别能力不仅优于传统的机器学习算法，而且强于已有直接利用卷积神经网络的算法。

EM2040C多波束系统在采砂量监测中的应用

任建福, 韦忠扬, 张治林, 全军平, 程少强

2021, 0(10):  136-140.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.321

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多波束测深技术在现代水下地形测量中发挥着重要作用，已应用于海洋测绘和内陆水体水下地形测绘中。本文介绍了EM2040C多波束系统的基本组成和性能，并以系统在海砂资源开采监测中的应用为研究对象，探讨了海砂开采量监测的技术方法和数据处理过程。研究结果证明，EM2040C多波束系统能够快速、高效地获取海底地形数据，其精度满足相关规范要求，可推广应用于海砂开采量监测中。

利用深度学习模型智能识别地下排水管道缺陷

王大成, 谭军辉, 彭述刚, 钟镇声, 陈国强, 李国桥

2021, 0(10):  141-145.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.322

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排水管道健康状况直接影响整个城市的排水效果，CCTV检测作为目前最为常见的排水管道健康状况检测方法，仍存在自动化程度不高、工作效率低下、严重依赖人工经验等问题。为解决以上问题，本文将当前先进的深度学习技术与地下排水管道缺陷检测技术相结合，提出了一种基于深度学习模型的地下排水管道缺陷智能识别技术。同时，将管道缺陷智能识别与管道检测工作流程紧密结合，实现城市排水管道检测报告的快速自动生成等功能，从而大大提高排水管道缺陷的检测效率。

轨迹大数据云存储与热力图生成方法

张昊, 张健钦, 郭小刚, 卢剑, 陆浩

2021, 0(10):  146-149.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.323

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针对目前轨迹大数据基于WebGIS的热力图展示中的成图耗时较长、用户移动缩放交互差等问题，本文建立了基于HBase的轨迹数据与地图数据存储模型，为轨迹大数据在电子地图上进行热力图展示提供了存储方法，同时提出一种基于聚类处理的轨迹数据热力图可视化方法，针对不同缩放级别能够有效地减少数据绘制计算量与数据传输量，较大地提升了热力图渲染与展示的效率。试验证明，该方案能够实现轨迹数据、电子地图数据的存储，提高热力图可视化绘制效率，能够为轨迹数据挖掘与分析提供技术支撑。

空间特性约束的县域耕地生产效益评价——以紫云苗族布依族自治县为例

李辉, 吴启明, 申朝永, 刘芳, 李婷, 张峥

2021, 0(10):  150-153.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.324

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本文以紫云苗族布依族自治县为试点，首先利用地理信息空间分析技术，分析评价耕地空间特征、农业物资运输配套设施空间分布、农业灌溉资源空间分布等因子对耕地生产效益的影响。然后从地理国情普查、耕地地球化学质量调查等成果数据中甄选影响因子，构建影响因子样本集，提出梯度距离概念，计算等级耕地经济效益权重，并构建偏最小二乘回归模型，评价各因子对耕地生产效益的影响。最后从地理空间角度提出了提升县域农业生产效益的改良措施。

测绘地理信息教学

面向高年级本科生研究能力培养的资源环境遥感综合实验方案设计

范德芹, 孙文彬, 赵学胜, 袁德宝, 陈伟, 李军

2021, 0(10):  154-158.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.325

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近年来，随着研究生教育规模的逐年提升，高年级本科教育目标也随之发生一定变化，遥感专业教学中，有必要加强对学生研究能力的培养。本文以矿区资源环境遥感课程为例，以课程综合实验为切入点，结合课程特点提出了半开放式、可拓展的实验架构，探索了面向本科生研究能力培养需求的实验方案设计及教学实践工作，引导学生由被动接受向主动思考转变；由知识吸收向研究实践转变。向学生展示本专业科学研究的基本方法，为学生顺利进入社会工作岗位或转入更高学习阶段打好基础。

测绘地理信息技术应用案例

基于断面基准面点云模型的隧道管片分割与断面提取

余建伟, 廖江海, 陈智鹏, 熊永钢, 熊智敏

2021, 0(10):  159-162.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.326

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隧道变形的精确测量对于掌握隧道衬砌结构的变化及其发展规律、保障隧道的安全运行具有重要意义。本文首先借助轨载移动三维激光测量系统获取地铁隧道的激光点云，结合隧道呈柱面的几何特点，提出一种基于断面基准面投影的盾构隧道点云模型构造方法；然后利用断面基准面点云的高度梯度与三维特征分割隧道管环并提取隧道断面，从而获取盾构隧道的连续横断面，为隧道变形监测提供基础。

三维激光扫描仪在电力工程实测实量中的应用

温玉维, 邓长勇, 曾德培, 翁向阳, 邱荣富

2021, 0(10):  163-167.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.327

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针对传统电力工程中部分工作由人工空中作业的方式获取数据效率低、数据精度可靠性差等问题，本文提出将三维激光测量技术应用到电力工程领域，利用三维激光扫描仪其非接触式测量、安全快速、数据精度可靠性高等优点，大大降低了人为因素在测量上引起的误差。试验结果表明，这种方法与全站仪测得的电塔塔高测量结果、净空距离测量结果与坐标数据之间的差值在误差允许范围以内。