《南京师范大学&amp#215;&amp#215;重点实验室》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京师范大学&amp#215;&amp#215;重点实验室（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、虚拟地理环境教育部重点实验室2011 年度工作总结2011年，虚拟地理环境教育部重点实验室处于正常的运行状态，一切按照所制定的各 种规章和管理制度进行运转。回顾2011年的建设成绩，主要有如下几个方面： 一条件建设本年度，实验室空间得到了较大改善，新增实验室面积500m2实验室在拥有多种先进、 高性能的空间信息采集、处理和输出以及遥感数据采集设备的基础上，招标采购了空间测站 仪、太阳光模拟器、3D激光扫描仪、虚拟交互系统（包括头盔等硬件设备及相应软件）、 skyline软件、三维植物建模软件，使本实验室在地学空间数据采集、分析的设备方面达到 了国内先进水平；在数据资料方面，建设了长江三角洲地区
2、水文数据，进一步充实了庐山虚 拟实验基地的空间数据库（包括DEM、DLG、现势卫星影像、重点区域360全景影像等）； 图书及数字文献资源进一步丰富。二科学研究及研究进展2011年，实验室承担国家“863”、“973”、“支撑计划”以及国家自然科学基金（重 点、面上及青年基金）等国家级科研项目（或课题）27项，其中国家自然科学基金23项（含 重点项目3项）、国家863项目3项，国家科技支撑计划课题1项；本年度新增国家863 项目课题1项、国家重大科技专项课题1项，国家社科基金重大项目1项、国家自然科学基 金重点项目1项、面上项目9项、青年基金2项；承担面向江苏省地方建设和管理的开发与 社会服务项
3、目37项。当年实际到帐经费达2257万元。获国家科技进步二等奖1项、国家地 理信息科技一等奖1项、二等奖1项。申报国家发明专利21项（公开专利12项），获得 国家发明专利授权20项；发表核心刊物以上研究论文149篇，其中SCI、EI、ISTP三大检 索论文共61篇，核心刊物以上119篇。针对研究方向，开展科学和技术的攻关，在理论和方法上取得了很大的进展，具体情况 如下：（1）虚拟地理环境系统研究方向针对目前虚拟地理环境侧重表达、忽略地理分析的现状,从现代地理学研究与发展前沿 需求出发,探讨了可支撑地理分析与模拟的虚拟地理环境的框架、结构与功能。围绕虚拟地 理环境的构建理论和实现技术，分析了面向
4、地理分析的虚拟地理环境的建设目标，构建了虚 拟地理环境整体框架；将虚拟地理环境分为数据环境、建模环境、表达环境与协同环境四个 子环境，深入解析了各子环境的功能、关键技术与研究思路，为虚拟地理环境进一步发展及 虚拟地理环境平台研制与开发提供参考。提出了一种基于交比的单幅图像几何量测方法，总 结提炼了单幅图像几何量测的基本原理，论述了各类量测方法的数学背景，并对各类算法的 原理、约束条件、求解方法进行了详细讨论，阐明了算法的优缺点。根据边缘NSCT系数 特点，提出一种有效的DSM影像建筑物边缘检测算法。提出一种适用于三维空间对象间的 快速相交检测算法（Space Sweep）。提出了面向不同软件、
5、硬件的三维渲染方法，包括面向ESRI三维GIS模块的植入式真 三维立体渲染方法、面向PCI三维分析模块的植入式真三维立体渲染方法、面向ENVI/IDL 有植入式真三维立体渲染方法、计算机显卡的植入式真三维立体驱动方法、面向VirtualEarth 的真三维立体显示方法、面向Google Ear th与Ske tchUP的真三维立体显示方法、面向 GeoGlobe 的真三维立体显示方法、面向 CTech 软件的植入式真三维立体显示方法、面向 Microstatic的植入式真三维立体显示方法、面向ERDAS VirtualGIS的植入式真三维立体 渲染方法、面向Crea toi软件的植入式真三维立
6、体显示方法。实现了影视GIS系统软件、 可定制路径实景导游系统软件。在地理数据模型、传输、处理方面，提出了一种在分布式网络下地理模型共享方法。 提出基于网络爬虫的地名数据库维护方法。总结和分析了与矢量数据渐进传输密切相关的二 维矢量数据、三维表面模型两种数据的多分辨率表达和渐进传输的研究现状，指出了相关研 究的发展方向，为海量空间数据适用于分布式网络传输提供参考依据。提出针对遥感数据分 享过程的版权问题，提出了基于映射机制的抵抗几何攻击的强抗差性盲水印算法、抗几何攻 击的高分辨率遥感影像半盲水印算法。开发了地理空间数据元数据管理系统、基于 CLIFFORD代数的栅格时空数据分析系统软件、基于C
7、LIFFORD代数的多维矢量GIS系统 软件。在地图相关研究方面，提出基于约束D -TIN的等高线簇与河网协同综合方法；利用 约束D_TIN进行建筑物多边形凹部结构识别与渐进式化简方法;从制图综合基本问题出发， 阐述了移动环境地图自动综合的概念，考虑用户的移动性，从制图综合发生机制、地图认知、 地图信息传输等方面分析了移动环境地图自动综合的特征，设计了移动环境制图自动综合的 系统架构。分析了警务GIS对地图表达的特殊要求，从地图色彩设计、符号设计、注记设 置和分级显示等方面进行了面向警务GIS系统的地图表达方法的优化设计。实现一种儿童 手机地图原型系统。在地图符号共享方面，提出了一种基于路径的
8、点状符号数据结构，给出 了 TrueType符号、图元符号、信息块符号到基于路径的点状符号同化方法；分析了GIS的 3种典型符号模型不利于构建地图符号与符号间难以共享的原因，引入了PB符号模型，提 出了符号数据共享与符号渲染功能共享相结合的符号共享机制，设计了 3类GIS点状符号 与PB符号间的映射方法，实现GIS点状符号共享，提出基于PostScrif成像模型的线状地 图符号数据结构。在地理信息应用方面，针对城市交通拥挤题，提出了一个简单的出发时间转移模型， 并将其和交通分析与仿真系统( TRANSIMS) 的建模过程进行集成，进而提出了一种顺序出 发时间与路径选择模型。针对噪声污染问题，研
9、究在点源噪声影响下住宅小区部分建筑的噪 声空间分布状况，基于三维空间模拟的方式，揭示了点源噪声扩散的空间分布特征。在物流 方面，将工作流技术和GIS技术引入到物流运输过程当中。提出基于多层DEM与QTPV的 地层建模方法，并结合考古地层数据源类型，阐述了具体的地层建模过程。开发了三维地理 信息系统平台软件、南京城乡建设用地适宜性评定系统软件。(2) 地理环境重建研究方向基于黔西南雾露洞石笋(Wu 32)12个23TH年龄和371个氧同位素分析，获得了末次冰 期2920.8kaBP分辨率约20年的亚洲夏季风演变序列。通过对位于苏北盆地中部的兴化 XH-1孔350 08 m连续岩芯的古地磁测年，确
10、定了年代地层序列。在此基础上，对钻孔沉 积物进行了以粒度特征为重点,包括矿物组成、结构、沉积构造和沉积组合在内的综合岩相 古地理分析， 划分出8 个沉积相和19个沉积亚相。并根据沉积相的组合特征，将苏北盆地 3 20Ma以来的沉积环境演化划分为沉降盆地-收缩湖盆-开阔平原湖泊-滩地湖沼4个大 的阶段和8 个沉积体系，恢复了盆地沉积环境演化从活动到稳定、从沉降到充填、从起伏 到平坦的发展过程， 分析了构造、沉积、气候及海平面变化对苏北平原形成的影响。通过对 比， 揭示了中国东部沉降盆地的地形、气候变化和水系重大调整与青藏高原隆升之间的藕合 关系，其中发生在距今2 25 2 10Ma和1 90 1
11、 72Ma左右的2次运动使盆地地形和水系 发生重大调整，而发生在距今0 99Ma左右的昆黄运动导致东亚季风气候发生了重大的转型 冬、夏季风强度都显著增加， 盆地沉积呈现出明显的周期性特征。针对江苏盱眙地区震旦纪 地层，通过区域6条实测剖面和6 7条路线剖面的综合岩石学、沉积学研究，建立了地层序 列；根据详细的岩石结构、构造及组合等研究，划分出8种沉积相类型；在区域内沉积相的 纵向、横向变化基础上，确定了不同时期的沉积体系序列，进而建立盱眙地区震旦纪的沉积 格架，恢复了沉积环境的时空演化过程。为更加深入地揭示核素示踪土壤侵蚀的内在机理，运用地统计学方法研究了宁镇地区 137Cs与210Pbex的
12、空间异质性及其坡面分布特征。选择江苏镇江地区作为研究区，采集仑 山水库附近的12个土壤剖面共116个土壤样品，运用137 Cs示踪方法，探讨了撂荒地、油 菜地、茶园、林草地、林地、水稻田6种地类的137 Cs含量及其侵蚀模数。（3）地理建模研究方向 深入解析了不同等级中心地产生与演化的过程机理，构建了中心地等级体系的演化模 型，推导分析和模拟结果显示中心地等级体系的产生与演化可分为萌芽期、成形期、完善期、 成熟期和提升期5个阶段。受空间区位和中心性影响，中心地规模结构和功能结构存在显著 不同，不仅同一级中心地规模可以存在很大的差异，甚至低等级中心地规模可以超过高一级 中心地，而位于中央位置的中
13、心地最终可形成中心地集聚区。研究表明基于均质平原假设条 件，不仅可以形成均衡性的中心地功能结构，同时还可衍生出不均衡的中心地规模结构，从 而完成了从纯理论的空间均衡模式的推导向不均衡的现实模式的解释和论证的转变。基于西北太平洋海域22个站位的验潮数据，应用RegEM及MTM方法探讨其多尺度 波动过程的时空差异，基于空间邻近性及有序聚类方法，将区域海面变化划分为5个区段（渤 海黄海北部沿岸、黄东海中国沿岸、东海海域日本沿岸、东海南部沿岸以及南海西北部 沿岸），进而利用MGF方法对各站位进行中长期的统计预测，并结合主成分方法进行区域综 合。引入3阶主张量分析方法对19932008年赤道太平洋地区卫
14、星测高数据进行解析，前两 个主张量可有效表征海面变化的经、纬向耦合特征，重构与对比了该时段内6次ENSO事 件海面变化的经、纬向演化的空间构型与耦合作用过程。结果表明：不同类型的ENSO在 经纬向耦合演化轨迹的周期性、规则性和方向性特征可在一定程度上作为ENSO类型区分 依据。从污染物排放量、污染物处理能力和单位土地面积的污染物排放量等方面选取中国 28个省市区的18项环境指标数据，运用主成分分析、标准差,Mann-Kendall和聚类分析 法，研究1986 2008年间中国区域环境质量差异及格局变化。提出一种基于欧氏区域分配的面状河流图斑中轴线的提取方法，该方法所提取的中轴 线连续、光滑，且
15、与相邻的线状支流保持有拓扑关系，对于数据量大、形状复杂的面状河流 达到了自动、快速有效提取中轴线的目的。提出一种基于DEM汇流模拟的鞍部点快速提取 改进算法，提高了鞍部特征点的提取精度。提出了基于规则格网DEM，通过引入边缘检测 算子提取并连接沟沿线候选点，并借助形态学方法滤除细碎线段，最终生成沟沿线的方法。 综合考虑山脊线与沟谷线的耦合关系，提出了一种山脊线等级划分的方法。研究伪沟谷的成 因与消除方法，提出了黄土塬区DEM水文分析中消除地面伪沟谷的方法。提出一种基于语 义规则判别和剖面特征匹配的粗糙度模型评价算法，并探讨了对面积比率模型、矢量粗糙度 模型、表面粗糙度因子、基于标准差计算的统计
16、模型等四类八种常用地形粗糙度模型的实用 性。提出采用约束特征线控制地形的方法速构建水平梯田、坡式、反坡dem。采用ROAM 算法实现大型DEM的实时多分辨率三角网，提高了误差数据获取速度以及三角网对DEM 表达的精度。提出一种新区域尺度土壤侵蚀因子G，并基于此对土壤侵蚀强度进行制图。探 讨了基于DEM的汇水面积的尺度作用，通过引入尺度因素和位置因素，提出了比汇水面积 的比例缩小的模型。实现了数安地形分析系统、真三维地学空间分析组件平台。（4）地理环境遥感动态监测研究方向在针对环境一号卫星 CCD 数据解析方面，根据实测的太湖、巢湖、滇池和三峡水库 的水面光谱信息以及水质参数，构建基于环境一号卫星多光谱数据的富营养化评价模型，提 出了利用环境一号卫星CCD数据可以较为准确地评价太湖、巢湖、滇池和三峡水库水体富 营养化状态。利用环境一号卫星CCD数据，分析研究了三峡水库漫衰减系数的光学特性及 影响因子，构建了 490nm处漫衰减系数的K d （ 49反演模型。针对内陆水体解析方面，建立了浑
