舟曲特大山洪泥石流灾害遥感应急监测评估方法研究

为了对舟曲特大山洪泥石流灾害进行监测评估,以遥感技术为主要手段获取多时相、多分辨率、多传感器的遥感影像。在综合分析获取的灾区遥感影像数据的基础上,结合舟曲特大山洪泥石流发生后的实际情况及灾后应急救灾、灾害评估及恢复重建的实际需要,在＂救灾响应＂前提下,按＂轻重缓急＂原则处理灾后多源遥感影像。在多源遥感影像处理过程中,采用遥感图像处理、摄影测量和地理信息系统技术处理遥感图像,提出了影像拼接、面向对象的灾情信息提取等遥感影像处理的关键技术和方法。根据研究区的实际情况,利用目视解译、遥感图像分类、面向对象的变化监测等信息提取技术,对灾区地质灾害等灾害信息进行了有效地提取,准确确定滑坡、泥石流、倒损房屋、受损道路与桥梁、土地资源、水利设施、市政基础设施等各种灾情信息。同时归纳了灾害信息提取的一般方法,具有良好的科学性和可操作性,适合于巨大灾害灾情遥感应急监测评估工作。该研究成果为全面准确地掌握灾情,科学地评估灾情,进而采取有效救灾防灾抢险等措施和灾后恢复重建提供科学依据,对有效指导防灾减灾具有重大理论和实践意义。     

基于无人机多光谱影像特征融合的小麦倒伏监测

【目的】小麦倒伏严重影响小麦光合及成熟进程,进而造成小麦减产及品质下降。为快速精确获取倒伏信息,评估无人机遥感监测小麦倒伏的能力,构建小麦倒伏监测模式,为灾情评估、保险理赔及灾后补救提供技术支持。【方法】利用近地无人机获取包含红、绿、蓝、红边和近红外5个多光谱波段图像,经过预处理飞行高度50 m的小麦冠层图像,得到分辨率为1.85(cm/像素)的数字正射影像图（DOM）和数字表面模型（DSM）,从中提取光谱特征、高度特征和光谱纹理共3类特征信息;采用支持向量机（SVM）和随机森林（RF）2种分类器对6种不同特征集组合进行倒伏分类比较,使用准确率（Acc）、精确率（Pre）、召回率（Re）和调和平均数（F1）以确定较优的特征组合和分类器;同时使用3种不同的特征集筛选方法（套索算法Lasso、随机森林递归算法RF-RFE和Boruta算法）对优化的特征子集进行综合评价,确立适宜的倒伏分类评价方法。【结果】单一特征的光谱和纹理及其组合对小麦倒伏的分类评价结果较差,“椒盐现象”严重,在此基础上融合DSM信息的分类精度显著提高。采用随机森林分类器对光谱特征、纹理特征和高度特征进行特征集组合,小麦...     

RS和GIS支持下的全天候气温构建在湖北水稻低温冷害监测中的应用

以中分辨率成像光谱仪(MODIS)资料和台站观测气温数据为基础,采用多元回归分析法和多源卫星时间融合-空间化台站气温插补法构建全天候逐日平均气温时间序列数据集,再结合湖北省水稻冷害监测温度指标及遥感提取水稻像元分布,实现对典型冷害年的湖北省早稻"五月寒"、中稻"盛夏低温"和晚稻"寒露风"分布及强度监测。以台站判识冷害发生点对监测结果进行空间及程度验证,结果显示,当发生大范围典型水稻冷害灾情时,不同程度冷害的遥感监测精度较高。     

核电厂海洋生物探测预警多源信息融合技术研究

为了解决核电站冷源系统海洋生物入侵问题,建立海洋生物探测预警模型,以大亚湾核电站为研究对象,从影响核电厂海洋生物入侵主要原因出发,分析了海洋生物密度、相对流速、相对风速、盐度和温度5个因素对海洋生物入侵的影响。结果表明:基于线性回归模型和模糊神经网络两种预测方法分别对多传感器的采样数据进行分析计算,得到了基于多源信息融合的海洋生物探测预警模型;通过对5种因素数据特征的融合技术,即可得到海生物入侵强度值,进而判断核电厂取水口堵塞的可能性;实测数据表明,两种算法的估计误差均可控制在[-0.2,0.2]以内,欧氏距离分别0.016 8、0.007 8。研究表明,本研究中得到的海洋生物探测预警模型预测精度高,可用于核电站海洋生物的探测预警,保证核电冷源安全。     

蓟县地质灾害防治气象服务需求及满意度分析

依据蓟县2个典型案例,从不同角度,以地质灾害防治气象服务需求、满意度和效益为基本评估对象,以德尔菲法（专家评估法）为基本方法,对气象服务调查内容和调查表进行调查评估和客观评估分析。结果发现,暴雨或短时强降水监测预警预报服务的时效、预测的准确性和气象预警覆盖率是地质灾害关注最高的气象信息;对目前气象服务满意和基本满意程度达88％,手机短信以其传输便捷、迅速等优势仍然成为公众获取气象信息的主要手段。并希望从气象部门获得相应的气象预报预警、灾害易发区自动雨量监测、气象灾害风险区划等服务。     

蓟县地质灾害防治气象服务需求及满意度分析

依据蓟县2个典型案例,从不同角度,以地质灾害防治气象服务需求、满意度和效益为基本评估对象,以德尔菲法(专家评估法)为基本方法,对气象服务调查内容和调查表进行调查评估和客观评估分析。结果发现,暴雨或短时强降水监测预警预报服务的时效、预测的准确性和气象预警覆盖率是地质灾害关注最高的气象信息;对目前气象服务满意和基本满意程度达88%,手机短信以其传输便捷、迅速等优势仍然成为公众获取气象信息的主要手段。并希望从气象部门获得相应的气象预报预警、灾害易发区自动雨量监测、气象灾害风险区划等服务。     

农业产业损害监测预警体系浅析——以2010年四川省柑桔产业为例

农业部于2009年正式建立了农业产业损害监测预警体系,旨在监测重点农业产业发展状况,以定量和定性相结合的分析方法,分析评价进出口变化对我国重点农业产业发展的影响,并对可能发生的贸易摩擦及其对产业发展的阻碍进行预测评估,同时,向政府、行业协会及企业发布预警信息,为产业发展提供决策支持。农业产业损害监测预警体系成立以后,四川省作为重点监测省份之一,选择了柑桔和油菜籽为重点监测品种,以2010年四川柑桔产业为例,对农业产业损害监测预警体系进行了浅析,分析了四川柑桔产业发展现状,并从省农业厅的角度给出了结论与政策建议。     

四川盆地冬小麦干旱监测预警技术研究及应用

针对四川省作物干旱监测业务服务需求,选择能够充分反映作物不同生育期干旱程度并容易获得的多个因子指标,采用主成分分析法确定各指标的权重,根据工作经验进行细微调整,构建冬小麦干旱综合监测预警指标,并在此基础上建立了四川盆地冬小麦干旱监测预警系统,实现逐日监测预测并输出图形。模型有利于对盆地小麦旱情进行综合判断,检验效果良好,可在业务中逐步完善推广。     

融合高级与低级视觉特征的农业图像显著性区域预测方法研究

【目的】构建融合高级与低级视觉特征的农业图像(果实、农作物及畜禽目标)显著性区域预测算法,为农作物生长状态的监测、动物的体况评估提供支持。【方法】提出一种整合高级和低级视觉特征的农业图像显著性区域预测深度学习框架及其预训练方案。在MSRA10k数据集上按照6∶2∶2的比例进行训练、验证和测试,并采用F-Measure作为评价指标,在6种公共数据集(SOD、ASD、SED2、ECSSD、HKU-IS和THUR)及农业图像典型数据集上,将预测算法与4种显著性预测算法(MWS、IMS、FSN、P-Net)进行对比。【结果】所建立的预测算法在6种公共数据集上的平均F-Measure分数最高,为0.823,平均MAE分数最低,为0.099,显著性可视化结果边界完整,与人工标记的基准图像更接近。在农业图像典型数据集上的平均F-Measure为0.826,表明该算法可有效应对复杂农业场景的干扰,实现更为准确的目标轮廓信息提取。【结论】融合高级与低级视觉特征的图像显著性区域预测算法,可以实现对复杂农业场景下农作物及畜禽图像显著性区域的快速、准确预测。     

青藏高原应对气候变化与生态环境安全策略(英文)

阐述了国内外有关气候变化与生态环境的监测、预测、评估现状,提出了青藏高原应对气候变化与生态环境安全的科学意义及策略。建议在整合现有资源的基础上,建立青藏高原气候与生态环境监测、预测、评估和预警的综合体系,包括:①建立"天气气候综合观测网"。发展思路:观测领域要从常规天气向综合气候观测转变;加大地面观测遥测化、自动化的水平,加密自动化观测站点的布网,增加对草地、湿地、湖泊、高山、沙漠、戈壁滩等典型生态系统的气候观测;开发多途径、多尺度的气候观测技术体系,对于天气、气候和气候变化实现空基、地基的立体监测;强化自动站定位观测、移动观测与卫星遥感监测的跨区域、跨尺度的综合性野外观测体系;加强传感器网络技术和计算机网络技术体系的应用,建立基于多尺度观测和多种数据资源融合的远程管理和共享系统;建立基于多尺度观测的模型模拟系统。②开展陆地生态系统通量观测,包括CO2、H2O、热量、动量、能量和物质交换等基础性观测。③加强气候资源监测,应开展从顶层研究和设计青藏高原风能、太阳能等气候资源储存量的勘测和普查工作;开展基于地理信息系统的太阳能、风能资源区划及其资源承载能力评估研究,建立太阳能光热转化、光电转换的使用指标及相关参数;对气候资源、气候能源给出明确界定;合理划分太阳能、风能资源区,对大面积推广利用太阳能、风能进行资源和效益评估。④建立气候预测、评估系统。生态环境、气候预测、评估系统的组成部分为:气象预报和缓解战略;气候预测;气候变化对资源与生态系统影响评估及预测;气候风险管理与决策;气候变化、气候变异性与生态系统。⑤建立极端天气气候事件预警系统。⑥建立重大工程影响评估系统。开展青藏高原气候长期观测不仅可以揭示气候变化特征,还可以揭示气候球变化对东亚区域物种栖息、生态圈的影响机理及其变化趋势,将对东亚及中国等地区应对气候变化及生态环境安全具有重要价值。     

河南省农业灾害遥感动态监测体系建设与应用

为实现河南省农业灾害(旱灾、水灾、雪盖、秸秆焚烧)的遥感动态监测,利用3S技术集成,借助多源卫星数据,依托地-空三维农业灾害监测网络,创建了河南省农业灾害遥感监测系统平台,实现了农业灾害监测应用,为全省防灾减灾工作提供了可靠的信息技术依托。     

基于ZigBee网络的水环境无线监测系统设计

设计了基于ZigBee网络的水环境无线监测系统,该系统由具有多源信息融合功能的水质无线监测节点、无线路由节点、数据网关和上位机监测中心组成,并引入了节点信息多样化采集机制,可对被监测水域实施有效的无线覆盖以及信息的可靠传输,完成对水环境常规指标,如溶解氧、pH、水温的实时在线监测.根据试验结果,在每1 h采集1次的工作条件下,额定容量为1 200 mA·h的电池可使无线监测节点工作1 231 d以上,可以满足对水环境长期自动监测的要求.该水环境无线监测系统具有低功耗、部署简单、组网灵活的特点,较适合于小型河流以及中小面积湖泊、鱼塘的水环境质量的长期在线监测.     

基于多源遥感影像的高后果区变化检测方法

近年来,随着城镇化进程的持续推进,部分管道的周边环境不断变化,相应管道的高后果区范围也随之发生变化,准确、高效地掌握环境变化数据以持续更新高后果区信息对管道企业的安全管理工作具有重要意义。由于短期内管道沿线具有自然地物变化较少、人工地物变化频率较高的特点,利用高分辨率正射影像与多光谱影像,提出一种基于多源遥感影像的高后果区变化检测方法。该方法在超像素分割基础上,以LBP-HOG融合特征和光谱梯度差方法对多源数据的变化信息进行提取。实验表明,此方法对管道周边人工地物的变化检测具有较高的准确性,可有效提高高后果区管理的工作效率。     

大数据环境下竞争情报的多源融合研究

信息融合在大数据时代已涉及各行各业多种学科领域,具有较高的应用价值。多源信息融合具有较高的意义和价值。利用多源信息融合可以深入挖掘数据的价值,增强对信息的分析水平。利用多源信息交叉印证,能够避免信息疏漏和错误。文章简要分析了大数据环境下竞争情报的特征,并且对多元融合性竞争情报进行了探讨。     

钢管磁性探伤多传感器信息融合模型的研究

针对大型钢管裂纹与孔洞的局部损伤缺陷,采用非晶态合金多传感器阵列获取钢管在空间与时间上的多源缺陷信息.通过实验提取了反映钢管缺陷的特征信号,建立缺陷状态数学模型,形成了多传感器信息融合所需的先验知识.基于多传感器信息融合原理,构建了适合于钢管损伤的多传感器信息融合模型,研究了模型在不同层次上的信息融合特点,提高了对钢管局部损伤状态定量识别与评估的准确性和可靠性.     

农作物遥感识别中的多源数据融合研究进展

农作物遥感识别是地理学和生态学研究的前沿和热点,多源数据在农作遥感识别中日益发挥重要作用。笔者从多源数据融合的角度,归纳了2000年后多源数据在农作物遥感识别中应用的总体概况,系统梳理并提炼了当前多源数据融合的主要融合技术和融合模式。围绕与多源数据融合和农作物遥感识别相关的关键词,在Google学术、ISI Web of Knowledge和中国知网中对2000-2014年间国内外发表的论文进行检索,并统计不同传感器的使用频率及结合方式。研究表明,以提高空间分辨率为目标的多源数据融合和以提高时间分辨率为目标的多源数据融合技术是当前的两种主要方式,可以在一定程度上实现时空尺度的扩展。前者的融合技术包括图像融合、正态模糊分布神经网络模型、成分替换、半经验数据模型融合及多分辨率小波分解等,可以提升遥感数据的空间分解力和清晰度,较好弱化混合像元产生的影响,但农作物光谱信息有一定程度的丢失或扭曲,农作物空间分布局部细节信息与纹理特征依然会缺失;后者的融合技术形式灵活多样,可分为同源数据联合扩展时序的时空优化技术和异源数据联合扩展时序的时空优化技术,其可以有效排除短时间段内农作物生育期交叉,但易受不同遥感数据源间光谱反射率或植被指数转换模型及光谱波段设置差异的影响。在融合模式方面,根据数据类型分为光学数据的融合、光学数据与微波数据的融合以及遥感与非遥感数据的融合,以实现卫星资源优势互补为宗旨,充分挖掘不同类型农作物在遥感数据上呈现的光谱、时间和空间特征差异信息。同样,农作物遥感识别研究中的多源遥感数据融合也存在诸多挑战,在未来一段时间内,完善不同传感器之间的合作、更深层次挖掘融合信息以及多尺度长时间序列的中高分辨率农作物空间分布数据集的需求是多源数据融合的农作物遥感识别研究的重点发展方向和亟待解决的问题。研究结果有助于更好地理解多源遥感数据融合的技术和模式,为摸清多源数据融合在农作物识别中总体进展提供支撑,同时也为其他多源数据融合研究提供借鉴。     

中外智慧管网发展现状与对策方案

智慧管网具有全面感知、自动预判、自适应、自反馈、自学习等特征优势,近年来得到迅速发展,国内外智慧管网的侧重点有所不同,国外侧重于使用现代模型方法升级传统技术方法,而国内侧重于智慧系统的规划和整体设计。目前中国智慧管网建设仍处于起步阶段,在数字孪生体构建、传感技术、精准检测和评价、决策支持、模型构建、信息共享、大数据深度挖掘等方面缺乏系统性、规划性、科学性,基础模型和智能决策不足。阐述了智慧管网在国家管网多条管道上的开发与应用,逐步实现了设计、施工、运行等多环节覆盖。针对存在的问题,提出了解决方案:管网智能巡护,智慧管网的人工智能,视频实时监控智能识别,管道智能化应急防范,构建基于多源数据的智能化管理平台,灾害一体化智能监测与预警,管道完整性大数据融合、建模、决策支持等。建议进一步采用物联网、云平台、区块链等技术,研究建立管道全生命周期数据标准,构建管道全生命周期数据库,开展智能管网平台设计,包括管道全生命周期资产管控、运行控制、决策支持,最终形成基于多源数据融合的智能一体化管理平台。     

ArcGIS在气象灾害短临监测预警业务系统中的应用

尝试利用移动手机短信结合GIS技术开展气象灾害的监测预警,有效发挥手机短信快捷便利、不受时空限制的优势和GIS技术准确定位的作用,建立气象灾害防御的快速联动机制。武威市气象灾害短临监测预警业务系统考虑了区域气象站资料获取、气象灾害阈值检索、气象灾害点在地理信息图上落点和等值线分析因素,以区域气象站观测资料、地理信息作为输入数据,通过设定气象灾害监测阈值进行监测预警;从系统框架模型、系统体系结构、数据处理流程、分析流程、数据访问、系统功能6个方面进行设计;利用ArcGIS强大的分析功能与移动通讯相结合,实现了气象数据收集、处理、输出于一体的气象灾害监测预警,增强了气象灾害防御的主动性和时效性。