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第1章 概论1

1.1 引言1

1.2 地理国情监测的理解2

1.2.1 学术界对地理国情监测的理解2

1.2.2 测绘职能部门对地理国情监测的理解3

1.2.3 本书对地理国情监测的理解4

1.3 地理国情监测的内容和框架5

1.3.1 国际上地理国情监测相关的内容5

1.3.2 地理国情监测的领域与要素7

1.3.3 地理国情监测的数据特点10

1.3.4 地理国情监测系统的功能11

1.3.5 地理国情监测技术12

1.3.6 地理国情监测内容的框架14

1.4 地理国情监测的特点15

1.5 本章小结16

参考文献17

第2章 地理国情监测的数据获取19

2.1 地理国情监测数据及其获取方法19

2.1.1 地理国情监测数据类型和作用19

2.1.2 地理国情监测数据获取的技术特点23

2.1.3 地理国情监测数据获取的要求24

2.1.4 地理国情监测数据获取方法分类25

2.2 航天遥感地理国情监测数据获取技术26

2.2.1 地理国情监测可用的高分影像资源及其适用范围26

2.2.2 资源三号卫星与地理国情监测29

2.2.3 航天卫星遥感在地理国情监测中的应用31

2.3 航空遥感地理国情监测数据获取技术32

2.3.1 数码航空摄影测量技术32

2.3.2 机载LiDAR技术34

2.4 低空无人遥感技术37

2.4.1 低空无人遥感平台及其技术特点37

2.4.2 低空无人遥感在地理国情监测中的应用37

2.5 地面车载移动测量技术39

2.5.1 车载移动测量系统39

2.5.2 可量测实景影像产品40

2.5.3 车载移动测量技术在地理国情监测中的应用42

2.6 船载水上水下三维地形一体化测量技术44

2.6.1 船载水上水下三维地形测量系统44

2.6.2 船载水上水下三维地形测量在地理国情监测中的应用46

2.7 众源式地理国情监测数据获取技术47

2.7.1 众源模式及其技术特点47

2.7.2 基于OSM的众源地理国情监测数据获取模式及其适用领域48

2.8 本章小结49

参考文献49

第3章 地理国情监测遥感数据处理51

3.1 特征提取与匹配51

3.1.1 特征提取51

3.1.2 特征匹配技术57

3.2 遥感影像几何纠正63

3.3 影像数据配准65

3.3.1 影像间配准66

3.3.2 矢量与影像配准69

3.4 遥感影像分类70

3.4.1 遥感影像分类概述70

3.4.2 基于模糊拓扑支持向量机的遥感影像分类72

3.4.3 遥感影像分类的决策树方法81

3.5 遥感影像融合85

3.5.1 多源影像数据融合概述86

3.5.2 多源影像融合模型86

3.5.3 多源影像数据融合的方法88

3.6 地表参数反演95

3.6.1 地表参数反演概述95

3.6.2 地表参数反演技术流程97

3.6.3 数据同化98

3.6.4 地表参数反演实例100

3.7 变化检测技术101

3.7.1 变化检测技术进展102

3.7.2 变化检测技术方案104

3.7.3 影像间变化检测方法106

3.8 本章小结116

参考文献116

第4章 地理国情监测数据组织与管理122

4.1 地理国情监测数据特征122

4.2 地理国情时空数据组织模型123

4.2.1 时空数据结构化组织模型124

4.2.2 移动对象数据组织模型和抽象时空类型数据模型127

4.3 地理国情数据组织方法129

4.3.1 基于地理网格的地理国情数据组织方法129

4.3.2 面向对象的地理国情数据组织方法132

4.4 地理国情数据集成建库137

4.4.1 地理国情数据整合集成137

4.4.2 地理国情数据建库138

4.5 地理国情数据维护与更新144

4.5.1 数据维护更新的原则144

4.5.2 数据维护更新的内容145

4.5.3 数据维护更新的步骤145

4.5.4 数据维护更新方法146

4.6 本章小结155

参考文献155

第5章 地理国情空间分析与数据挖掘157

5.1 地理国情基本空间分析157

5.1.1 缓冲区分析157

5.1.2 叠加分析158

5.1.3 网络分析158

5.2 地理国情空间分布分析159

5.2.1 地理国情点模式空间分析159

5.2.2 地理国情面格局空间分析163

5.3 地理国情数据相关性分析171

5.3.1 空间多因素相关分析171

5.3.2 空间回归模型173

5.4 地理国情专题数据统计分析176

5.4.1 主体功能区规划实施监测信息统计分析176

5.4.2 城市发展变化监测信息统计分析177

5.4.3 主题农业大宗产品优势产区监测信息统计分析177

5.4.4 地理国情灾害监测信息统计分析179

5.5 地理国情时空过程建模179

5.5.1 空间马尔可夫链模型180

5.5.2 元胞自动机模型182

5.5.3 土地利用变化及其效应模型184

5.6 地理国情空间数据挖掘185

5.6.1 地理国情空间关联规则挖掘185

5.6.2 地理国情空间聚类挖掘187

5.6.3 地理国情空间分类挖掘188

5.6.4 地理国情空间离群点挖掘189

5.6.5 地理国情时空数据挖掘190

5.7 本章小结190

参考文献191

第6章 地理国情变化检测的不确定性与质量检验194

6.1 变化检测194

6.2 变化检测的不确定性来源196

6.2.1 影像获取阶段不确定性主要来源196

6.2.2 遥感数据处理过程中引入的不确定性197

6.2.3 遥感影像分析过程中引入的不确定性197

6.3 变化检测中不确定性的传播197

6.3.1 概率矢量198

6.3.2 不确定性传播理论198

6.4 变化检测的不确定性度量200

6.4.1 分类中概率矢量相应的参数指标200

6.4.2 变化检测中概率矩阵的参数指标201

6.5 变化检测的质量检验方法202

6.6 变化检测中的空间抽样206

6.6.1 常用空间抽样模型207

6.6.2 变化监测中的抽样209

6.7 变化检测结果精度与影像配准误差的关系212

6.7.1 影像差分法213

6.7.2 实验结果213

6.7.3 本节小结216

6.8 本章小结216

参考文献216

第7章 地理国情可视化与发布218

7.1 地理国情的可视化问题218

7.1.1 地理国情可视化的概念219

7.1.2 地理国情监测的可视化框架和内容219

7.1.3 地理国情可视化的步骤221

7.2 地理国情的基础可视化方法222

7.2.1 地图表达方法222

7.2.2 图像表示方法223

7.2.3 统计图表方法224

7.2.4 三维方法224

7.2.5 虚拟现实与虚拟地理环境227

7.3 地理国情变化检测的可视化228

7.3.1 变化信息的表达228

7.3.2 不同时相数据的对比显示技术229

7.4 地理国情监测时空动态变化可视化231

7.4.1 时序数据的动画可视化231

7.4.2 地理国情时空数据综合可视化231

7.5 地理国情数据分发概述233

7.5.1 地理国情数据分发的特征233

7.5.2 地理国情数据分发的主要内容234

7.5.3 地理国情数据分发的对象235

7.5.4 地理国情数据的分发模式236

7.6 地理国情数据分发的关键技术239

7.6.1 地理国情数据的聚合239

7.6.2 地理国情信息推送239

7.6.3 数字水印241

7.6.4 云计算服务242

7.7 地理国情数据的在线分发242

7.7.1 地理国情数据在线分发的基本内容243

7.7.2 地理国情数据在线分发系统框架243

7.8 本章小结247

参考文献248

第8章 地理国情监测的标准规范249

8.1 地理国情监测标准参考依据249

8.1.1 国际相关标准249

8.1.2 国内的相关标准255

8.2 地理国情监测标准体系框架257

8.2.1 地理国情监测标准的类别划分257

8.2.2 地理国情监测标准体系的基本框架265

8.2.3 与其他标准体系之间的关系266

8.3 地理国情监测标准制定流程268

8.3.1 标准的层级268

8.3.2 标准的制定流程269

8.3.3 地理国情监测标准制定实例271

8.4 本章小结272

参考文献272

第9章 地理国情监测应用273

9.1 大气环境监测273

9.1.1 利用卫星监测空气污染274

9.1.2 空气污染建模276

9.2 水环境监测278

9.2.1 香港水环境监测280

9.2.2 湖北省水环境监测282

9.2.3 东湖水质监测285

9.3 城市热岛监测292

9.3.1 遥感的城市生态与植被研究293

9.3.2 城市热岛效应及其对社会经济的影响296

9.4 城市形态监测299

9.4.1 监测区概况300

9.4.2 数据来源与研究方法300

9.4.3 基于卫星影像的城市建成区提取301

9.4.4 卫星影像预处理302

9.4.5 卫星影像监督分类308

9.4.6 武汉城市建成区提取310

9.5 公共卫生监测311

9.6 本章小结316

参考文献316

第10章 总结与展望322

10.1 内容总结322

10.2 发展展望323