基于R的地球热动力学数据可视化与动态解译平台
3S复习题
一、名词解释1、什么是3S技术：地理信息系统（GIS）、遥感应用技术( RS )、全球定位系统( GPS )2、地理信息系统：指的是由电子计算机网络系统所支撑的，对地理环境信息进行采集、存储、检索、分析和显示的综合性技术系统。
信息可以分为三大类型：图形/图像/语音；数字/文字；地理位置(地理空间信息)。
地理位置信息特点：地球为椭球体，地表信息在平面上表达，以不同的投影方式进行表达；地理信息的属性和时间变化；地理位置可以是绝对的坐标/经纬度；地理位置更多的是一个相对的拓扑关系。
3、遥感：遥感技术是指从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪，通过扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质性质和运动的技术。
4、全球定位系统：GPS为基于空间的无线电定位系统。
它是由若干颗卫星组成空间系统，并随时确定地表或地表附近的三维空间位置和时间。
5、地球空间模型：为了深入研究地理空间，进行长度、面积和体积等几何测量和分析而建立起的地球表面的几何模型，6、WGS84坐标系统该坐标系为绝对地理坐标系，该坐标系以地球质心为原点O，X轴指向格林尼治中央子午线同赤道的交点，Y轴指向东，Z指向北极点，XYZ-O构成右手系。
7、地图投影：把球形的地球表面的点映射到一个平面上，这种从地球表面到平面的转换就称为地图投影。
（投影面：圆柱投影、圆锥投影、平面投影；性质：正形投影、等积投影、等距投影、等方位投影）8、栅格数据：栅格数据是以规则的像元矩阵来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
9、矢量数据：矢量数据是指通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线和多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。
10、拓扑关系：拓扑关系是指图形在保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。
11、遥感图像处理：遥感传感器获得的原始图像通常需要进一步处理，其目的是对遥感图像进行加工和改造，使之有利于遥感图像的分析和判读，用于这种目的的技术称为遥感图像处理。
遥感影像快速处理与智能解译系统
遥感影像快速处理与智能解译系统随着空间科学技术的快速发展，遥感影像的获取和分析已成为地理信息系统（GIS）、环境监测、城市规划、土地资源调查等领域的重要工具。
然而，遥感影像的解析往往面临处理量大、处理速度慢以及解译精度不高等问题。
为了解决这些问题，本文将介绍一种遥感影像快速处理与智能解译系统。
一、遥感影像快速处理系统遥感影像快速处理系统主要包括以下四个步骤：数据预处理、图像融合、图像分类和图像分割。
1、数据预处理：这个步骤主要是对原始数据进行质量检查、格式转换和噪声去除等操作，以确保数据的准确性和一致性。
2、图像融合：通过将多源遥感影像进行融合，可以获取更全面和准确的信息。
常用的图像融合方法包括基于波段融合、基于空间融合和基于光谱融合等。
3、图像分类：这个步骤主要是利用计算机视觉和深度学习技术对遥感影像进行自动分类，以实现快速、准确的数据处理。
4、图像分割：对于一些特定的应用场景，可能需要对遥感影像进行更精细的处理，例如目标检测、边缘检测等，这时就需要用到图像分割技术。
二、智能解译系统智能解译系统是遥感影像解析的关键部分，它主要包括以下三个步骤：特征提取、分类识别和结果输出。
1、特征提取：从遥感影像中提取有用的特征是智能解译系统的第一步。
这些特征可以包括颜色、形状、纹理等，具体提取哪些特征需要根据实际应用场景来确定。
2、分类识别：在提取出有用的特征之后，就需要利用这些特征来进行分类识别。
常用的分类识别方法包括支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、神经网络等。
3、结果输出：智能解译系统需要将分类识别的结果以易于理解的方式输出，例如生成报告、绘制图表等。
三、总结遥感影像快速处理与智能解译系统是遥感技术发展的重要方向，它可以大大提高遥感影像的处理速度和解译精度，从而为各领域的决策提供更准确、更及时的数据支持。
虽然现有的系统已经取得了很大的进展，但是仍存在一些挑战和问题需要解决，例如如何进一步提高处理速度和解译精度，如何更好地适应各种复杂的应用场景等。
民族认同感越强烈的旅游者越愿意重游吗——以侵华日军南京大屠杀遇难同胞纪念馆为例
［摘要］寻求民族认同和接受爱国主义教育是旅游者前往特定黑色旅游目的地的重要动机之一，但在黑色旅游研究中对民族认同与重游意愿关系的关注还相对较少。
民族认同是否能够增强旅游者的重游意愿？促进和限制民族认同产生的因素又有哪些？针对此，文章以侵华日军南京大屠杀遇难同胞纪念馆为例，基于“认知—情感—意动”理论模型，构建了包括本真性、个体限制、民族认同和重游意愿的结构方程模型，通过对428份问卷进行PLS -SEM 分析，对民族认同的不同维度与重游意愿之间的路径关系，以及影响民族认同塑造的因素进行了分析。
研究结果表明：（1）民族认同对重游意愿的影响具有内部差异性，民族认同承诺对重游意愿有显著积极影响，而民族认同探求对重游意愿的影响却是消极的，虽然这种影响效应并不显著；（2）本真性感知对民族认同的各个维度和重游意愿有显著积极影响；（3）个体限制对旅游者的民族认同承诺和重游意愿有显著消极影响，对民族认同探求的消极影响则不显著。
该研究结论将为如何在黑色旅游地塑造积极的民族认同、提升旅游者重游意愿、增强黑色旅游的教育功能提供理论参考。
［关键词］黑色旅游；民族认同；本真性；个体限制；重游意愿［中图分类号］F59［文献标识码］A［文章编号］1002-5006(2021)04-0083-13Doi:10.19765/ki.1002-5006.2021.04.010引言中华民族认同是动员各族人民在困难和挑战中奋力抗争、肩负历史使命的重要政治资源[1-2]。
2018年通过的《中华人民共和国宪法修正案》首次将中华民族写入宪法，自此，中华民族认同有了法律依据和法理基础①。
在岁月的长河中，中华民族认同通过对历史的记忆和诠释不断被构建和发展[1]。
每一次重大事件如海外撤侨、建国70周年国庆阅兵、抗击新冠肺炎疫情都在激发民族的自尊心和自信心中强化了民族认同。
增强中华民族认同是实现中华民族伟大复兴中国梦的必然要求[3]。
在新时期和全球化背景下，我国政府也一直有意识地采取多种措施培育全社会对中华民族的认同，如发挥教育的功能，发掘和发展中华民族文化，借助新闻媒体的传播作用等。
《3S技术与应用》课程知识要点
名词解释1、3S技术组成：“3S”，即RS、GIS、GPS的集成和综合，“3S”技术是RS、GIS和GPS技术的总称。
2、遥感(RS) ：不与观测目标物体直接接触，运用遥感平台获取观测目标的从可见光到微波波段的电磁波辐射特征，并且成像来识别和区分地物属性，并探测其在空间上、时间上的变化规律的综合探测技术。
RS是英文Remote Sensing的缩写。
3、像元：栅格数据的最小信息单元，用一个像元大小来表示图像的分辨率，像元多少代表的地面范围的大小。
4、主动遥感与被动遥感：前者是探测器主动发射电磁波并接受信息。
后者是被动接受目标地物的电磁波。
5、辐射畸变与辐射校正：图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异，但也受到其它因素的影响而发生改变，这一改变的部分就是需要校正的部分，称为辐射畸变。
校正就是通过简便的方法，去掉多余的程辐射，使图像的质量得到改善复原，称为辐射校正。
空间频率愈高,即目标愈小时,辐射误差愈大。
6、地理信息系统(GIS) ：在计算机软硬件系统支持下，应用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析地理数据、提供管理、模拟、决策预测预报等任务所需的各种地理信息的技术系统。
GIS是Geographic Information System的缩写。
7、全球卫星定位系统(GPS)：利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某点进行定位、报时或对地面移动物体进行导航、追踪的技术系统。
GPS是英文Global Positioning System的缩写。
8、信息系统：能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
9、地物反射率：地物的反射能量与入射的总能量之比。
它与入射光的波长、入射角的大小以及地物表面颜色和粗糙度等有关。
10、监督分类：是根据已知试验样本提出的特征参数建立判读函数，对各待分类点进行分类的方法。
11、非监督分类：是事先并不知道待分类点的特征，而是仅根据各待分点特征参数的统计特征，建立决策规则并进行分类。
测绘与地理信息工程作业指导书
测绘与地理信息工程作业指导书第1章绪论 (2)1.1 测绘与地理信息工程概述 (2)1.2 地理信息系统基础 (3)1.3 测绘与地理信息工程的应用领域 (3)第2章测量学基础知识 (4)2.1 测量学基本概念 (4)2.2 测量坐标系与基准面 (4)2.3 测量误差与精度分析 (4)第3章地图学基础 (5)3.1 地图的基本概念 (5)3.2 地图的表示方法 (5)3.2.1 图形符号法 (5)3.2.2 注记法 (5)3.2.3 色彩法 (5)3.3 地图投影与制图综合 (6)3.3.1 地图投影 (6)3.3.2 制图综合 (6)第4章全球定位系统（GPS） (6)4.1 GPS概述 (6)4.2 GPS定位原理 (6)4.3 GPS测量与数据处理 (7)第5章遥感技术与应用 (7)5.1 遥感基本概念 (7)5.2 遥感传感器与数据获取 (8)5.3 遥感图像处理与分析 (8)第6章地理信息系统（GIS） (9)6.1 GIS的基本组成 (9)6.1.1 硬件设施 (9)6.1.2 软件系统 (9)6.1.3 数据 (9)6.1.4 人员与组织 (9)6.2 GIS数据结构与管理 (9)6.2.1 空间数据结构 (9)6.2.2 属性数据结构 (10)6.2.3 空间数据管理 (10)6.3 GIS空间分析与应用 (10)6.3.1 空间分析 (10)6.3.2 应用领域 (10)第7章工程测量 (11)7.1 工程测量的基本任务 (11)7.2 控制测量与地形测量 (11)7.2.1 控制测量 (11)7.2.2 地形测量 (11)7.3 线路测量与施工测量 (11)7.3.1 线路测量 (11)7.3.2 施工测量 (12)第8章摄影测量与激光雷达 (12)8.1 摄影测量基本原理 (12)8.1.1 像片几何关系 (12)8.1.2 摄影测量坐标系统 (12)8.1.3 摄影测量基本公式 (12)8.2 数字摄影测量与激光雷达技术 (13)8.2.1 数字摄影测量技术 (13)8.2.2 激光雷达技术 (13)8.3 摄影测量与激光雷达应用案例 (13)8.3.1 摄影测量在地质灾害监测中的应用 (13)8.3.2 激光雷达在林业资源调查中的应用 (13)8.3.3 摄影测量与激光雷达在城市规划中的应用 (13)8.3.4 摄影测量在水利工程中的应用 (13)8.3.5 激光雷达在电力线路巡检中的应用 (13)第9章不动产测绘 (14)9.1 不动产测绘概述 (14)9.2 不动产测绘的基本方法 (14)9.2.1 地面测量方法 (14)9.2.2 航空摄影测量方法 (14)9.2.3 地理信息系统（GIS）方法 (14)9.3 不动产测绘成果与信息化管理 (15)9.3.1 不动产测绘成果 (15)9.3.2 信息化管理 (15)第10章测绘与地理信息工程实践 (15)10.1 实践项目概述 (15)10.2 实践项目实施步骤 (15)10.2.1 项目准备 (15)10.2.2 数据采集 (16)10.2.3 数据处理 (16)10.2.4 地理信息系统建立与应用 (16)10.3 实践成果评价与总结 (16)10.3.1 实践成果评价 (16)10.3.2 实践总结 (16)第1章绪论1.1 测绘与地理信息工程概述测绘与地理信息工程是一门集地理学、测绘学、计算机科学、信息科学等多学科知识于一体的综合性学科。
基于ArcScene的三维地形可视化及其应用
基于ArcScene的三维地形可视化及其应用肖海红（神华（北京）遥感勘查有限责任公司北京 100085）【摘要】三维地形可视化是目前众多领域的研究热点，可广泛应用于山地、丘陵、沙漠等领域的各种工程规划和优化设计。
本文主要介绍了基于ArcScene平台的地形三维可视化的技术流程和三维动画制作方法。
以北京市房山区大安山地区为例，论述了三维地形场景在北京市矿产资源开发状况遥感动态监测和调查项目中的应用和作用。
【关键词】三维地形可视化DEM TIN 三维动画1 引言三维地形可视化技术是指在计算机上对数字地形模型中的地形数据进行逼真的三维显示、模拟仿真、简化、多分辨率表达和网络传输等内容的一种技术[1]，它可用直观、可视、形象、多时角、多层次的方法，快速逼真的模拟出三维地形的二维图像，使地形模型和用户有很好的交互性，使用户有身临其境的感觉。
三维地形逼真模拟在地形漫游、土地规划、三维地理信息系统等众多领域都有着广泛的应用[2]。
结合项目的实际需求，我们制作了北京市密云县潮白河中上游区和房山区大安山两地区的三维地形场景，并按照一定比例尺和飞行路线生成了研究区域的虚拟三维影像动画，对项目的深入研究和完善都起到了重要作用。
2 项目介绍北京市矿产资源开发状况遥感动态监测项目，是北京市国土资源局委托我公司充分应用遥感技术、地理信息技术和全球定位技术搭建可视化平台，对北京市密云县潮白河中上游区砂石开采现状、房山区大安山地区煤矿开采现状，及其对矿山环境的影响，进行试点调查和监测。
其目的在全市范围内进行推广，以矿产资源的非法开采和矿山环境严重破坏现象监测为主题，采用形象的图形图像语言和简便的计算机表达方式，为北京市国土资源局及其相关处室进行矿产资源的开发和管理，提供科学依据。
本项目的主要研究方法：（1）收集2004 年10月、2005年10月、2006年4月和2006年11月的不同时相、不同种类和不同比例尺的遥感图像，包括法国高分辨率SPOT5卫星数据、美国高分辨率QuickBird数据、IKONOS数据以及航空遥感数据。
卫星遥感技术的数据处理与解译教程
卫星遥感技术的数据处理与解译教程卫星遥感技术是一种通过卫星传感器获取地球表面信息的技术手段。
随着遥感卫星的发展和技术的进步，遥感数据的获取和处理已成为地学研究和资源管理中不可或缺的工具。
在这篇文章中，我们将向您介绍卫星遥感技术的数据处理与解译方法，帮助您快速掌握基本操作和技巧。
一、遥感数据处理的步骤1. 数据获取与选择首先，我们需要获取适合研究的遥感数据。
常见的卫星遥感数据包括Landsat、Sentinel、MODIS等系列数据。
根据具体研究需求，可以选择不同波段、分辨率和时间段的数据。
2. 数据预处理在使用遥感数据进行研究之前，我们需要对原始数据进行预处理。
这包括大气校正、辐射校正和几何校正等步骤，以确保数据的准确性和可比性。
3. 影像增强为了提取地物信息和进行可视化分析，我们可以对遥感影像进行增强处理。
常见的增强方法包括直方图均衡化、滤波和波段合成等。
4. 分类与分类精度评价遥感数据的分类是指将影像中的像素分配到不同的地物类别中。
常见的分类方法包括监督分类和无监督分类。
分类的结果需要进行分类精度评价，以验证分类准确性和可信度。
5. 特定应用的数据解译根据具体的应用需求，我们可以通过遥感数据解译获取所需的地物信息。
例如，利用NDVI（归一化植被指数）可以提取植被分布信息，利用NDWI（归一化水体指数）可以提取水体分布信息。
6. 数据分析与建模在获取地物信息之后，我们可以进行数据分析和建模，以深入研究地球表面的动态变化和环境响应。
常见的分析方法包括变化检测、时间序列分析和空间模型构建等。
二、常用的遥感数据处理软件1. ENVI（Environment for Visualizing Images）ENVI是一款功能强大的遥感数据处理软件，具有丰富的图像增强、数据分类和解译功能。
通过ENVI，用户可以方便地进行遥感数据的处理和分析。
2. ArcGIS（Arc Geographic Information System）ArcGIS是一款广泛使用的地理信息系统软件，同样提供了丰富的遥感数据处理和空间分析功能。
R软件在《试验设计与数据处理》教学中的应用
R软件在《试验设计与数据处理》教学中的应用佚名【期刊名称】《广东化工》【年(卷),期】2013(000)009【摘要】R软件是一款功能强大、易于使用的免费开源统计计算软件，可使用于多种平台。
R软件具有完整的数据载入、编辑、试验设计、统计分析和图形制作等功能。
在《试验设计与数据处理》课程教学中，将R软件作为教学辅助工具，可激发学生学习的积极性，显著提高教学质量。
%R is one of the most popular platforms for data analysis and visualization currently available. It is free, open-source software, with versions for Windows, Mac OS X, and Linux operating systems. R software has complete data input, editing, experiment design, statistical analysis, graphics, and other functions. It can act as auxiliary teaching tools in the course of experiment design and data processing, which can stimulate student's study enthusiasm, improve the ability of students to master the knowledge of experiment design and data processing and improve teaching quality obviously.【总页数】3页(P180-181,165)【正文语种】中文【中图分类】G4【相关文献】1.SURFER软件在多波束测深数据处理分析中的应用研究 [J], 魏荣灏;张杰;蒋小海;史永忠2.临床试验设计与数据处理(一)--临床试验设计的三要素 [J], 刘勖3.临床试验设计与数据处理(二)--临床试验设计的三项原则 [J], 刘勖4.临床试验设计与数据处理(三)--临床试验设计的三项原则 [J], 刘勖5.MindManager思维导图在《试验设计与数据处理》教学中的应用 [J], 裴玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
空间分析功能及应用
《XXX》作业姓名：XXX专业：XXX学号：XXX教师：XXX20XX年X月XX日星期X空间分析功能及应用空间分析是基于地理对象位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
空间信息可以分为空间位置、空间分布．空间形态、空间关系、空间质量、空间关联、空间对比、空间趋势、空间运动。
空间位置是借助于空间坐标系来传递的空间物体的个体定位信息；空间分布反映了同类空间事物的群体定位信息；空间形态是空间物体的几何特征，一些特征易于被视觉感受，如走向、连通性等，另一些特征则必须用数值来描述，如面积、周长、坡度；空间距离反映的是空间物体之间几何上的接近程度；空间方位是用方位描述两个物体之间的位置关系。
因此，空间分析是GIS的主要特征，也是评价GIS功能的主要指标之一。
空间分析的发展及在各行业中的应用空间分析源于60年代地理和区域科学的计量革命。
开始阶段是应用定量(主要是统计)分析手段分析点、线、面的空间分布模式，后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。
实际上自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。
如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例．而后者实质上已属较高层次上的空间分析。
空间分析功能的实现方法是通过空间分析技术的集成。
长期以来，空间分析的模型和方法没有形成统一的体系结构，对空间分析的基本内容也没有形成被广泛认同的界定。
因此，空间分析领域的研究是相对落后的。
根据GIS处理对象界定空间分析的功能，有以下几方面：(1)基于图的分析，主要有缓冲区分析、叠置分析、网络分析、复合分析、邻近分析及空间联结，这些方法以图形操作为主，在现有的GIS软件中已比较成熟。
(2)基于数据的分析，这部分的理论基础是空间统计学。
空间统汁学基于两个本惯似没：任意距离的两点间的差值的数学期望为零；任意距离的两点间的差值的方差最小。
地球空间信息学与数字地球
地球空间信息学与数字地球李德仁 李清泉 (武汉测绘科技大学)[摘要] 介绍了地球空间信息学和数字地球的概念及它们之间的有机联系,两者的结合给测绘行业所带来的一个极好发展机遇和一系列的挑战。
关键词: 地球空间信息学 空间数据基础设施 空间信息框架1 地球空间信息学地球空信息科学是以全球定位系统(GPS )、地理信息系统(GIS )、遥感(RS )等空间信息技术为主要内容,并以计算机技术和通讯技术为主要技术支撑,用于采集、量测、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关数据的一门综合和集成的信息科学和技术。
地球空间信息科学是地球科学的一个前沿领域,是以“3S ”技术为其代表,包括通讯技术、计算机技术的新兴学科,是地球信息科学的重要组成部分,是数字地球的基础。
111 地球空间信息学的理论基础地球空间信息科学的理论框架的核心是地球空间信息机理。
地球空间信息机理作为形成地球空间信息科学的重要理论支撑,通过对地球圈层间信息传输过程与物理机制的研究,揭示地球几何形态和空间分布及变化的规律,主要内容包括:地球空间信息的基准、标准、时空变化、认知、不确定性、解译与反演、表达与可视化等基础理论问题。
(1)地球空间信息基准地球空间信息基准包括几何基准、物理基准和时间基准,是确定一切地球空间信息几何形态和时空分布的基础。
而地球参考坐标系轴向对地球体的定向是基于地球自转运动定义的,地球动力过程使地球自转矢量以各种周期不断变化;另一方面,作为参考框架的地面基准站又受到全球板块和区域地壳运动的影响。
区域定位参考框架与全球框架的连接和区域地球动力学效应问题,是地球空间信息科学和地球动力学交叉研究的基本问题。
(2)地球空间信息标准地球空间信息具有定位特征、定性特征、关系特征和时间特征,它的获取主要依赖于航空、航天遥感等手段。
各种遥感仪器所感受的信号,取决于错综复杂的地球表面和大气层在不同电磁波段的辐射与反射率。
地球空间信息前提是信息的标准化,它作为一种把地球空间信息的最新成果迅速地、强制性地转化为生产力的重要手段,其标准化程度将决定以地球空间信息为基础的信息产业的经济效益和社会效益。
基于IdeaVR的虚拟仿真实验系统设计与实现
第２４卷第１期２０２１年１月㊀㊀㊀西安文理学院学报(自然科学版)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ ２４㊀Ｎｏ １Ｊａｎ ２０２１文章编号:１００８￣５５６４(２０２１)０１￣００３４￣０８基于ＩｄｅａＶＲ的虚拟仿真实验系统设计与实现孙美丽ꎬ曾佩枫ꎬ常㊀勇(山东师范大学地理与环境学院ꎬ济南２５０３５８)摘㊀要:虚拟现实技术(ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙꎬＶＲ)具有沉浸感㊁实时交互㊁多人协同等特性ꎬ在教育领域中有着十分重要的应用价值.通过收集数据ꎬ利用ＳｋｅｔｃｈＵｐ进行三维模型的构建ꎬ再利用ＩｄｅａＶＲ平台搭建整个三维场景㊁编辑交互动画ꎬ基于ＩｄｅａＶＲ的虚拟仿真实验系统实现了三维导航及漫游㊁实时信息查询㊁多人协同操作以及回忆测试等功能.实验结果表明ꎬ该系统可以让学生通过先进的虚拟现实硬件设备在沉浸式虚拟现实环境中进行交互式㊁协同式的操作和学习ꎬ与传统教学方式相比ꎬ大大增加了学生的兴趣㊁投入感和满足感ꎬ提高了认知效果和学习效率ꎬ从而证明了ＶＲ技术的实用性.关键词:虚拟现实技术ꎻ沉浸感ꎻ实时交互ꎻ多人协同ꎻ虚拟仿真实验系统ꎻＩｄｅａＶＲ中图分类号:ＴＰ３９１.９文献标志码:ＡＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＶｉｒｔｕａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＩｄｅａＶＲＳＵＮＭｅｉ￣ｌｉꎬＺＥＮＧＰｅｉ￣ｆｅｎｇꎬＣＨＡＮＧＹｏｎｇ(ＧｅｏｇｒａｐｈｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＣｏｌｌｅｇｅꎬＳｈａｎｄｏｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＪｉｎａｎ２５０３５８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ(ＶＲ)ｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｍｍｅｒｓｉｏｎꎬｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎꎬｍｕｌｔｉ￣ｐｅｒｓｏｎｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎａｎｄｓｏｏｎꎬａｎｄｈａｓａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｅｄｕｃａｔｉｏｎ.ＢｙｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｄａｔａꎬＳｋｅｔｃｈＵｐｗａｓｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅ３ＤｍｏｄｅｌꎬａｎｄＩｄｅａＶＲｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｗｈｏｌｅ３Ｄｓｃｅｎｅａｎｄｅｄｉｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅａｎｉｍａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘ￣ｐｅｒｉｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＩｄｅａＶＲｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆ３Ｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｎｄｒｏａｍｉｎｇꎬｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｑｕｅｒｙꎬｍｕｌｔｉ￣ｐｅｒｓｏｎｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｃａｌｌｔｅｓｔ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅ￣ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｌｅｔｓｔｕｄｅｎｔｓｃａｒｒｙｏｕｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅａｎｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｌｅａｒｎｉｎｇｉｎｔｈｅｉｍｍｅｒｓｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｙｕｓｉｎｇａｄｖａｎｃｅｄｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｈａｒｄｗａｒｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ.Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄꎬｉｔｇｒｅａｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｓ ｉｎ￣ｔｅｒｅｓｔꎬｓｅｎｓｅｏｆｅｎｇａｇｅｍｅｎｔａｎｄｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎꎬａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｃｏｇｎｉｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔａｎｄｌｅａｒｎｉｎｇｅｆ￣ｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆＶＲｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻｉｍｍｅｒｓｉｖｅꎻｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎꎻｍｕｌｔｉ￣ｐｅｒｓｏｎｓｃｏｌｌａｂｏ￣ｒａｔｉｏｎꎻｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍꎻＩｄｅａＶＲ收稿日期:２０２０－０６－０８基金项目:２０１９年教育部产学合作协同育人项目(２０１９０１２０５０１９): 旅游与地理虚拟仿真实验教学作者简介:孙美丽(１９９７ )ꎬ女ꎬ山东德州人ꎬ山东师范大学地理与环境学院硕士研究生ꎬ主要从事虚拟现实ꎬ地理信息三维可视化研究.通讯作者:常㊀勇(１９６８ )ꎬ男ꎬ山东德州人ꎬ山东师范大学地理与环境学院副教授ꎬ博士ꎬ主要从事虚拟现实ꎬ地理信息三维可视化研究.虚拟现实技术是以计算机技术为核心ꎬ生成与一定范围真实环境在视㊁听㊁触感等方面近似的数字化环境[１].作为一种可以创造和体验虚拟世界的计算机技术ꎬ它利用计算机生成仿真环境ꎬ借助虚拟头盔显示器(以下简称头显)㊁无线控制器手柄等设备ꎬ使用户实时感知和操作虚拟世界中的对象[２]ꎬ获得身临其境般的感受.相对于计算机ꎬＶＲ将扁平的虚拟世界提升到三维立体的虚拟世界ꎬ其操控交互方式更加拟人化㊁自然化[３].随着科学技术的不断发展ꎬ计算机㊁平板电脑㊁手机等智能设备的日渐普及ꎬ网络的飞速发展ꎬ传统图片与文字等相关交互模式已经很难满足民众的多元化需求ꎬ沉浸式或者多元化的交互模式无疑会成为今后重要的发展趋势[４].因此ꎬ虚拟现实技术飞速发展ꎬ越来越多的虚拟仿真场景被应用于各个行业ꎬ给人类的生活和生产带来了巨大的变化ꎬ如实时人机交互技术能够让用户体验到高度的参与感和真实感[５].从这样的观点来看ꎬ将虚拟现实技术与专业理论教育及专业仪器拆装训练相结合ꎬ既可以解决一些用文字和传统图片难以说明和解释的学习内容ꎬ还可以期待通过一系列的人机交互功能使学习者高度参与到虚拟训练中ꎬ进而提高学习效果.因此ꎬ本文的目的是基于虚拟现实和人机交互技术ꎬ利用ＳｋｅｔｃｈＵｐ及ＩｄｅａＶＲ开发一个具有良好沉浸感㊁交互性和多人协同能力的虚拟仿真实验系统ꎬ用于三维导航及漫游㊁实时信息查询㊁多人协同操作以及回忆测试等虚拟训练ꎬ以探讨ＶＲ技术在教育领域中的实用价值.１㊀系统架构将虚拟仿真技术与传统的测绘实习仪器全站仪的相关课程相结合ꎬ即 虚实结合 的原理ꎬ运用ＳｋｅｔｃｈＵｐ和ＩｄｅａＶＲ开发具有良好沉浸感㊁交互性和多人协同能力的虚拟仿真实验系统.系统的实现主要包括前期的数据收集ꎬ经过处理后ꎬ在建模软件中进行整个三维模型的构建ꎬ然后将整个三维模型导入ＩｄｅａＶＲ编辑器中进行三维场景的搭建以及各项系统功能的设计与实现ꎬ最终通过交互设备ꎬ对整个系统进行效果验证.系统的总体设计和架构如图１所示.图１㊀系统架构图２㊀数据获取及三维模型构建２.１㊀数据获取通过组织项目人员直接用全站仪或者ＧＰＳ等测量仪器对所需要构建三维模型的建筑进行测量ꎬ得到相关的参数数据ꎬ再通过在谷歌㊁天地图等一些在线地图中ꎬ获得所需位置的平面效果图数据ꎬ最后通过实地考察拍摄ꎬ拍摄实地建筑景观的全景图片作为该对象建模的完整参照图.２.２㊀三维模型构建三维模型的建立是整个虚拟实验场景的基础ꎬ能够模拟现实世界的物理特性[６].这决定了学习者是否能够直观体验真实的物理情境ꎬ以及动态交互所提供的逼真的沉浸式虚拟现实环境.三维模型构建的具体流程如下:５３第１期孙美丽ꎬ等.基于ＩｄｅａＶＲ的虚拟仿真实验系统设计与实现(１)ＳｋｅｔｃｈＵｐ三维建模在三维模型的构建环节ꎬ选择ＳｋｅｔｃｈＵｐ软件进行建模.ＳｋｅｔｃｈＵｐ软件功能和操作简单㊁模型通用性好㊁模型较小㊁建模周期短ꎬ可以快速大批量精细建模[７].在建模过程中ꎬ将整个场景的构建分为两部分进行ꎬ即外部场景(教学楼)和内部场景(实验室)两部分.导入所需位置的平面图数据ꎬ根据相关的参数数据调整其比例ꎬ通过软件的画图工具ꎬ参照平面图绘制出封闭的面状底物ꎬ然后再利用拉伸工具将已经生成的面拉伸至空间实体的实际高度ꎬ在此基础上先做出该物体大致的轮廓ꎬ再遵循 从大到小ꎬ从整体到局部 的原则来完善细节[８].建模时ꎬ尽量使线条看起来简洁不嘈杂ꎬ不存在重叠面ꎬ防止在ＩｄｅａＶＲ中出现卡顿等现象.还要注意组建群组ꎬ以利于后续对模型进行修改时能方便快捷.(２)Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ贴图处理实体三维模型构建完成后ꎬ为了与实物外观相符ꎬ使模型更加逼真和美观ꎬ达到与三维空间实体更高的吻合度.这就需要通过实地考察ꎬ拍摄各方位的实景照片ꎬ然后在Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图形处理软件中ꎬ对图像进行裁剪㊁拼接㊁模式调整以及其他相关处理ꎬ最后添加到ＳｋｅｔｃｈＵｐ中作为三维模型表面纹理.虚拟三维模型如图２所示.整个建模完成后ꎬ先通过把模型中的纹理贴图以ｄａｅ的格式导出ꎬ再将模型转换为ＩｄｅａＶＲ支持的３ｄｓ格式导入到纹理贴图的文件夹中ꎬ保证导入ＩｄｅａＶＲ中不丢失模型纹理ꎬ最终导入ＩｄｅａＶＲ中.图２㊀ＳｋｅｔｃｈＵｐ中三维模型效果图３㊀虚拟仿真实验系统搭建３.１㊀虚拟场景搭建平台ＩｄｅａＶＲ是曼恒数字自主研发的虚拟现实引擎平台ꎬ支持异地多人协同功能ꎬ是为教育㊁企业等行业用户打造的ＶＲ内容创作软件ꎬ可帮助非开发人员高效开发和应用行业内容.通过共享云平台获取ＶＲ素材资源ꎬ使用场景编辑器和交互编辑器快速搭建场景内容㊁制定交互行为逻辑ꎬ支持多种头盔显示设备.利用这款开发平台进行虚拟场景的搭建有以下几点优势:(１)使用零编程基础和图像化的方法快速制定交互和行为逻辑ꎬ解决ＶＲ教学内容建模困难的痛点ꎻ６３西安文理学院学报(自然科学版)第２４卷(２)可以实现异地多人协同功能及快速构建仿真环境ꎬ还原真实世界中大型活动的分工与协作状态和过程ꎻ(３)目前市面上的ＶＲ软件显示立体效果必须是在大屏幕上ꎬ而ＩｄｅａＶＲ在显卡支持上有突破ꎬ保证场景流畅运行的同时ꎬ降低了硬件成本.３.２㊀虚拟场景设计虚拟仿真实验系统的场景设计是至关重要的一部分ꎬ构建一个十分逼真的虚拟情景ꎬ是进行虚拟教学的前提.将ＳｋｅｔｃｈＵｐ中建好的模型ꎬ以３ｄｓ的格式导入到ＩｄｅａＶＲ场景编辑器中ꎬ通过在ＩｄｅａＶＲ场景编辑器上对三维模型进行渲染㊁合并组件㊁灯光㊁天气等一系列加工ꎬ最终形成一个完整的虚拟仿真实验场景ꎬ如图３所示.图３㊀ＩｄｅａＶＲ中的场景４㊀系统功能设计与实现虚拟现实强调沉浸感㊁交互性和构想性ꎬ这决定了它不同于传统的二维人机对话的交互方式[９].传统人机交互通过计算机输入设备发送请求ꎬ经计算机处理ꎬ在输出设备进行显示.本文所探讨的人机交互技术与传统人机交互有所不同[１０].本系统用ＶＲ头显和无线控制器手柄代替传统的显示器和鼠标ꎬ学习者所看到的是真实的虚拟实验设备和教学环境ꎬ使学习者有现场沉浸感.整个仿真系统功能的交互设计都是通过ＩｄｅａＶＲ中的交互编辑器和动画编辑器实现的.４.１㊀三维导航及漫游虚拟漫游是虚拟技术的核心.虚拟漫游技术能够使用户体验到逼真的效果与沉浸感[１１].在虚拟仿真实验系统中ꎬ通过手柄和眼前看到的设备或按钮进行交互ꎬ设计了两种前往实验室的路径选择ꎬ如图４所示.图４㊀漫游导航７３第１期孙美丽ꎬ等.基于ＩｄｅａＶＲ的虚拟仿真实验系统设计与实现其一是导航漫游功能ꎬ即出现提示箭头ꎬ指引学生前往实验室的路线.其二是直接跳转功能ꎬ即通过手柄与按钮的交互ꎬ直接使人 瞬移 到实验室的门口.第二种路径不仅需要在交互编辑器中进行实现ꎬ还需要对摄像机的视点进行动画处理ꎬ进行虚拟漫游时ꎬ控制主㊁副摄像机之间的跳转.４.２㊀虚拟实验室在虚拟实验室中主要实现专业仪器全站仪的虚拟教学ꎬ包括全站仪的理论教学㊁实时信息查询㊁多人协同操作及回忆测试等.４.２.１㊀理论教学ＩｄｅａＶＲ平台支持创建音频㊁视频和幻灯片三种类型的多媒体文件ꎬ通过这个功能在虚拟实验室中加入全站仪及其操作的视频㊁ＰＰＴ文件等ꎬ实现全站仪的理论教学.４.２.２㊀实时信息查询该系统中的实时信息查询ꎬ主要是实现对全站仪及其构造名称的信息查询ꎬ如图５所示.此功能主要是利用交互编辑器中的显隐性来实现ꎬ即信息查询内容是存在于整个场景中ꎬ但是设置为不可见状态ꎬ只有通过一系列交互操作ꎬ才可以把这种不可见状态转变为可见状态ꎬ从而实现信息查询的功能.图５㊀实时信息查询４.２.３㊀多人协同虚拟拆装多人协同操作的前提是多人共享虚拟空间ꎬ指将坐在远端物理位置的人置于完全相同的虚拟世界中.每个参与者带上头显或者立体眼镜ꎬ用各自的视角ꎬ浏览和操作同一场景ꎬ相互协作地共同完成某项复杂的工作.多人协同的管理者ꎬ不仅可以管理参与协同工作的参与者ꎬ而且还可以看到每个参与者头显中的实时场景ꎬ真正满足了现实世界中跨部门和跨地域的多人协作需求.学生通过在这种多人协同的社会条件下学习(无论是合作还是竞争)比在个人条件下学习要好.也就是说ꎬ与同伴一起学习的学生比单独学习的学生能记住更多的事实性材料[１２].多人协同功能的具体实现流程如图６所示.图６㊀多人协同功能实现流程８３西安文理学院学报(自然科学版)第２４卷在全站仪的虚拟拆装中ꎬ分为自动拆装与手动拆装.自动功能是通过动画编辑器生成虚拟动画以展示全站仪的部件构造㊁拆装过程等ꎬ如图７所示.图７㊀全站仪的自动拆装图手动拆装训练ꎬ则是学习者自由拆装过程ꎬ没有固定的拆装路线ꎬ此过程主要是在多人协同功能下进行.当学生Ａ在一个地点进行仪器的移动和操作时ꎬ在另一个位置的学生Ｂ可以看到学生Ａ的化身ꎬ以及在场景中对仪器进行的操作等行为.不仅如此ꎬ学生Ａ与学生Ｂ还可以共同对全站仪进行操作ꎬ如图８所示.图８㊀多人协同操作９３第１期孙美丽ꎬ等.基于ＩｄｅａＶＲ的虚拟仿真实验系统设计与实现无论是自动还是手动拆装训练ꎬ都会带给学生新颖直观㊁全方位的展示ꎬ帮助缺乏实际经验的学生建立起零部件空间的形状ꎬ并在没有实体或实体无法拆卸的情况下ꎬ通过虚拟动画理解全站仪的部件构造㊁装配关系以及工作原理等内容[１３].这种虚拟训练的优点是ꎬ在与实际装备㊁工作环境类似的学习环境中ꎬ反复进行安全教育ꎬ这有助于学习者在实际工作现场驱动设备.４.２.４㊀回忆测试为了检验学生的学习效果ꎬ在系统中添加虚拟考核功能ꎬ也可以说是对全站仪及其操作的回忆测试.在考试系统中ꎬ分为常规题以及操作题.常规题是通过导入编辑好的ＸＭＬ格式文档自动生成ꎻ点击面板 创建 列表下的出题按钮ꎬ选择编辑好的试题文件ꎬ即可在场景中看到试题板ꎬ保存好文件后ꎬ即可开始考试ꎻ操作题是通过学生对全站仪的虚拟拆装进行评判.５㊀交互设备虚拟场景中的一系列交互行为ꎬ都是在交互设备支持的基础上进行的ꎬ高端的ＶＲ设备可以产生身临其境般的沉浸式体验ꎬ它可以同时影响使用者的视觉㊁听觉和触觉.在场景中ꎬ交互设备为学习者提供了在环境中移动时㊁以自然的方式进行可视化和交互的能力.所以在整个虚拟仿真实验系统的开发中ꎬ用到的交互设备主要是ＨＴＣＶＩＶＥ套装ꎬ主要包括ＶＩＶＥ头戴式设备(ＶＲ头显)㊁ＶＩＶＥ操控手柄以及ＶＩＶＥ定位器.这套设备的大空间定位(ｒｏｏｍ－ｓｃａｌｅ)移动追踪技术ꎬ能够让使用者更加沉浸在虚拟场景中.所谓 移动追踪技术 ꎬ即当学习者在虚拟场景中移动时ꎬ跟踪技术感知到这种移动ꎬ并根据学习者的位置和方向呈现虚拟场景.而且ꎬＨＴＣＶＩＶＥ设备可以淘汰传统的键盘㊁鼠标和显示器的界面ꎬ允许学习者轻松地研究专业仪器ꎬ而不必成为仿真软件中操纵模型的专家.有了这种硬件支持ꎬ学习者可以更容易地增强对专业知识的认知.６㊀系统效果验证在ＩｄｅａＶＲ编辑平台上完成虚拟场景搭建后ꎬ对场景进行打包ꎬ进而在ＩｄｅａＶＲ启动器上打开该场景ꎬ选择渲染输出端并启动后ꎬ进入启动界面.整个虚拟仿真实验系统在ＩｄｅａＶＲ中启动后ꎬ通过ＨＴＣＶＩＶＥ交互设备进行验证实验.本次实验邀请了１０名年龄在１８到２５岁之间相关专业的学生ꎬ学生们对全站仪有一定的了解ꎬ避免了认知能力和知识结构的偏差.参与的学生被随机分配到两个组中ꎬ５名学生接受文字及图片性质的传统教学ꎬ５名学生通过虚拟仿真实验系统进行训练教学.最后ꎬ通过对这１０名学生进行教学过程中的一些表现以及理论知识的考察ꎬ得到实验结果:在相同时间内ꎬ接受虚拟训练教学的学生ꎬ更容易投入到教学环境中ꎬ并且对全站仪的认知提升更为明显.虚拟教学的实验验证场景如图９所示.图９㊀系统效果验证场景０４西安文理学院学报(自然科学版)第２４卷７㊀结㊀论将虚拟现实技术与专业理论教育及专业仪器拆装训练相结合ꎬ既可以解决一些用文字和传统图片难以说明和解释的学习内容ꎬ还可以期待通过一系列的人机交互功能使学习者高度参与到虚拟训练中ꎬ进而提高学习效果.ＶＲ技术的沉浸感㊁实时交互㊁多人协同等特性在该系统中得到充分的体现ꎬ学生可实现三维导航及漫游以及专业仪器全站仪的理论学习㊁实时信息查询㊁多人协同虚拟拆装㊁回忆测试等虚拟训练.该系统的虚拟训练内容可以用于实际设备实习前的前期教育或实习后的复习ꎬ减少实习设备投资费用和诱发学生学习兴趣ꎬ从而提高教学效率和学生的实际操作能力.在对该系统的效果验证中ꎬ学生对全站仪的学习表现出了浓厚的兴趣ꎬ提高了认知效果和学习效率ꎬ这表明了该系统在教育领域中具有很高的应用价值.[参㊀考㊀文㊀献][１]㊀赵沁平ꎬ周彬ꎬ李甲ꎬ等.虚拟现实技术研究进展[Ｊ].科技导报ꎬ２０１６ꎬ３４(１４):７１－７５.[２]㊀王文润ꎬ王阳萍ꎬ雍玖ꎬ等.沉浸式虚拟仿真实验案例设计与开发[Ｊ].实验技术与管理ꎬ２０１９(６):１４８－１５１.[３]㊀李勋祥ꎬ游立雪.ＶＲ时代开展实践教学的机遇㊁挑战及对策[Ｊ].现代教育技术ꎬ２０１７(７):１１６－１２０.[４]㊀姬喆.基于ＶＲ虚拟漫游技术的交互设计应用研究[Ｊ].现代电子技术ꎬ２０１９(１５):８６－９０.[５]㊀ＹＵＹꎬＤＵＡＮＭꎬＳＵＮＣꎬｅｔａｌ.Ａｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ[Ｊ].ＳｈｉｐｓａｎｄＯｆｆｓｈｏｒｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓꎬ２０１７ꎬ１２(６):８７３－８８４.[６]㊀ＨＵＡＮＧＴꎬＫＯＮＧＣＷꎬＧＵＯＨＬꎬｅｔａｌ.Ａｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ[Ｊ].Ａｕｔｏｍａ￣ｔｉｏｎｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２００７ꎬ１６(５):５７６－５８５.[７]㊀黄检文.基于ＳｋｅｔｃｈＵｐ虚拟现实技术的数字校园漫游设计与实现[Ｊ].新丝路(下旬)ꎬ２０１６ꎬ(１２):９８－９９.[８]㊀张瑞菊.ＳｋｅｔｃｈＵｐ结合ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ在虚拟校园中的应用[Ｊ].计算机应用ꎬ２０１３ꎬ３３(１):２７１－２７２.[９]㊀张凤军ꎬ戴国忠ꎬ彭晓兰.虚拟现实的人机交互综述[Ｊ].中国科学:信息科学ꎬ２０１６(１２):２３－４８.[１０]李国友ꎬ闫春玮ꎬ孟岩ꎬ等.沉浸式３Ｄ催化裂化培训系统的设计与实现[Ｊ].计算机与应用化学ꎬ２０１９(２):１５３－１６１.[１１]ＰＲＡＴＩＨＡＳＴＡＫꎬＤＥＶＲＩＥＳＢꎬＡＶＩＴＡＢＩＬＥＶꎬｅｔａｌ.ＤｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｎＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＷｅｂ－ｂａｓｅｄｎｅａｒｒｅａｌ－ｔｉｍｅｆｏｒｅｓｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].ＰｌｏｓＯｎｅꎬ２０１６ꎬ１１(３):ｅ０１５０９３５.[１２]ＢＡＩＬＥＮＳＯＮＪＮꎬＹＥＥＮꎬＢＬＡＳＣＯＶＩＣＨＪꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｕｓｅｏｆｉｍｍｅｒｓｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｉｎｔｈｅｌｅａｒｎｉｎｇｓｃｉｅｎｃｅｓ:ｄｉｇｉｔａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｔｅａｃｈｅｒｓꎬｓｔｕｄｅｎｔｓꎬａｎｄｓｏｃｉａｌｃｏｎｔｅｘｔ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＬｅａｒｎｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２００８ꎬ１７(１):１０２－１４１.[１３]谷艳华ꎬ朱艳萍ꎬ杨得军ꎬ等.用于网络教学的虚拟仿真交互式课件研究[Ｊ].图学学报ꎬ２０１６ꎬ３７(４):５４５－５４９.[责任编辑㊀马云彤]１４第１期孙美丽ꎬ等.基于ＩｄｅａＶＲ的虚拟仿真实验系统设计与实现。
地质人应该知道的一些网站
地质人应该知道的一些网站收集了一些网站，大家可以看看，觉得不错的话，给朵小花，给花的朋友，坚决回给！！！一、官方网站：1.全国地质资料馆（可检索）/2.中国地质图书馆（检索）/3.中国地质调查局/4.中国地质学会/5.中国科学院国家科学图书馆（可检索）/index.jsp6.国家科技文献图书中心（国际科学引文数据库）（可检索）/index.jsp二、重要网址：1.中国地学网/2.地学百科/3.中国矿产资源网/index.aspx4.全球矿权网/5.地质学术语查询/pro/view.php?id=8806.GIS空间站/soft/7.中国有色网/8.康奈尔大学White教授经典地球化学书籍免费下载/geology/classes/geo455/Chapters.HTML三、地学类论坛1.科学网论坛-地质/地球化学/地球物理板块/bbs/showforum.aspx?forumid=512.华夏土地论坛：/?fromuid=101641783.地学论坛-中国地学专业论坛/4.中国地球化学家论坛/?fromuid=16455.中国矿业论坛/bbs/6.上帝之眼/index.html7.岩土论坛/四、博客1.刘继顺科学网博客/u/yuelugj/2.刘继顺新浪博客/yuelugj3.朱志敏科学网博客/u/weah0500/4.刘玉平科学网博客/m/user_index1.aspx?userid=27691西安交通大学教育资源共享网（其中有MIT共享课程）/著名地球化学家孙贤鉥经典文献免费下载以及李曙光院士、孙卫东研究员等人的追忆文集/list/xueshu.htm#地质学英文单词查询的好网站：/dictionary/glossary-a.shtml，主页内容也很丰富/地球系统科学数据共享平台/Portal/index.jsp，由地理所主管，其中地理所网站还有其他很多共享信息（中科院资源环境科学数据中心，中国生态系统研究网络数据共享系统，中国自然资源数据库，MODIS共享平台，超图免费下载中心，中国科学院大型仪器共享管理系统）见地理所主页/index.jsp ——分——割——线——补充：1：Thinking in Earth by Science 用科学的思维看待地球/2：数字地质调查技术支持/。
智慧农业大数据应用平台整体解决方案
02
Part02
需求分析
分析需求
管理需求 生产需求
01
以农业大数据采集、农业物 联网、农业产品安全监管追 溯、问题会商科普培训、应 急指挥调度等角度出发。
02
从农业生产科技化、规模化 集成化、提高农业生产经济 效益等方面进行。
针对建设现状，进分析需求
运输需求 市场需求
03
基于农业物流现状存在的现 状：流通渠道不畅、保鲜技 术落后、市场信息落后、经 营多元无序等方面着手。
基地、企业 按需建设
流通监管系统
追溯反馈系统
农产品生产记录 产中
生产环境监控 墒情监测
分批次编码
关键节点数据 产后
查询反馈信息
采收
入市
物流
销售
退市
消费者
（收发货、耗损、批次、价格、分销商……）
农资品类数据 用量统计数据 ……
生产环境数据 生态参数 …… 订单农业
经营数据 市场信息 ……
产品溯源应用示例——农产品安全溯源系统
在线培训，在线学习，在线考试 建立线上人才培训基地
通信录
物的管理
• • 基础设备管理，大型机械管理， 提升使用效率
产中
• • •
遇到病害谁解答？ 猪马牛羊有多少？ 突发情况怎解决？
农技宝-在线解答疑难杂症 物联网监控生产状况，时时数据分析 远程监控调度，创新管理手段
农机管理 农机调度
事的管理
• • 标准化业务流程， 提升办公效率
解放生产
●动态的监测生产环境 ●智能的控制生产要素 ●高效的利用生产资源
提高效益
●提高灾害的抵御能力 ●快速准确的了解市场 ●绿色生态的发展理念
运输需求
李德仁-21世纪遥感与GIS的发展
随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展，人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想，并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通，为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。
在20世纪后半叶，遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术，迅速地成长起来。
一、遥感技术的主要发展趋势1.航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一，短短几十年，遥感数据获取手段迅猛发展。
遥感平台有地球同步轨道卫星（35000km）、太阳同步卫星（600-1000km）、太空飞船（200-300km）、航天飞机（240-350km）、探空火箭（200-1000km），并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等；传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。
三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像，EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。
卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m，进一步提高到Quckbird（快鸟）的0.62m，高光谱分辨率已达到5-6nm，500-600个波段。
在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星，具有220个波段，EOS AM-1（Terra）和EOS PM-1（Aqua）卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。
时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展，通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座，以及传感器的大角度倾斜，可以以1-3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。
由于具有全天候、全天时的特点，以及用INSAR和D-INSAR，特别是双天线INSAR 进行高精度三位地形及其变化测定的可能性，SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。
ASTER数据处理
ASTER数据处理引言概述：ASTER（Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer）是一种遥感卫星传感器，具有高分辨率和多波段的特点。
在地球科学、地质勘探、环境监测等领域，ASTER数据的处理和分析对于获取准确的地表信息至关重要。
本文将介绍ASTER数据处理的基本步骤和常用方法。
一、数据获取与预处理1.1 数据源：ASTER数据可从美国地质调查局（USGS）的全球地球观测系统（GEOSS）获取。
通过GEOSS平台，可以免费获取ASTER Level 1A和Level 1B数据，其中Level 1B数据已经进行了几何校正。
1.2 数据格式：ASTER数据通常以HDF（Hierarchical Data Format）格式存储，其中包含了多个波段的信息。
1.3 预处理：在进行数据处理之前，需要进行一些预处理步骤，如大气校正、辐射定标和几何校正等，以确保数据的准确性和一致性。
二、数据解译与分类2.1 数据解译：ASTER数据包含了多个波段，可以用于提取地表特征信息。
通过对不同波段的分析，可以解译出地表的植被、水体、岩石等特征。
2.2 数据分类：根据不同的应用需求，可以使用不同的分类方法对ASTER数据进行分类，如基于像元的分类、基于对象的分类和基于混合像元的分类等。
2.3 特征提取：通过图像处理技术，可以从ASTER数据中提取出各种地表特征，如植被指数、土壤湿度、地表温度等。
这些特征可以用于地表环境监测和资源调查等领域。
三、数据融合与模型建立3.1 数据融合：ASTER数据可以与其他遥感数据进行融合，以提高数据的精度和可靠性。
常用的数据融合方法包括主成分分析、小波变换和多尺度分析等。
3.2 模型建立：通过对ASTER数据进行分析和处理，可以建立各种模型来预测和模拟地表的特征和变化。
例如，可以建立植被生长模型、土壤侵蚀模型等，以支持农业生产和环境保护等决策。
博斯腾湖流域径流变化及年内分配特征
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１ ９２３５ ２０２３ １１ ００２第４４卷第１１期人民珠江 ２０２３年１１月 ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲ基金项目：绿洲资源环境与可持续发展甘肃省重点实验室开放课题（ＧＯＲＳ２０２１０６）；新疆维吾尔自治区重点实验室开放课题（２０２３Ｄ０４０４８）收稿日期：２０２３－０２－２７作者简介：莫银雪（１９９７—），女，硕士研究生，主要从事干旱区水循环研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｏ４９２５１７９５７＠１６３．ｃｏｍ通信作者：姚俊强（１９８７—），男，研究员，主要从事干旱区水循环研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｏｊｑ１９８７＠１２６．ｃｏｍ莫银雪，姚俊强，曲良璐，等．博斯腾湖流域径流变化及年内分配特征［Ｊ］．人民珠江，２０２３，４４（１１）：１１－２０，３０．博斯腾湖流域径流变化及年内分配特征莫银雪１，２，３，姚俊强２，３，曲良璐２，４，周桂香２，５（１．新疆大学生态与环境学院，新疆 乌鲁木齐 ８３００４６；２．中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆 乌鲁木齐 ８３０００２；３．甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室，甘肃 兰州 ７３００７０；４．成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都 ６１０２２５；５．新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆 乌鲁木齐 ８３００５４）摘要：以博斯腾湖流域两大主要入湖源流———开都河和黄水沟为例，基于新疆塔里木河流域管理局１９５６—２０２１年逐月实测径流量资料，采用集中度、线性回归、Ｍａｎｎ Ｋｅｎｄａｌｌ秩次检验法等方法，研究开都河和黄水沟径流变化及年内分配特征。
结果表明：开都河和黄水沟年径流量总体呈增加趋势，年径流量整体出现“减少—增加—减少”的阶段性变化；开都河和黄水沟年径流量分别在１９９６、１９９４年发生突变，突变后径流量年际变率大，年平均径流量比突变前高；逐月径流量整体呈增加趋势，冬季月径流量增加趋势显著；全年各月径流分布呈单峰型，年内径流量主要集中在夏季，径流量峰值均出现在７月；突变后各月平均径流量均高于突变前和多年平均值；各项指标特征值表明，开都河年内径流量分配有均匀发展态势，黄水沟年内径流量依然集中；开都河径流量主要受降水和气温共同影响，黄水沟径流量主要受气温变化的影响。
《基于深度学习的微震识别和到时拾取系统的研究与实现》
《基于深度学习的微震识别和到时拾取系统的研究与实现》一、引言随着人工智能和深度学习技术的飞速发展，其在地质、地球物理等领域的应用也日益广泛。
其中，微震监测技术是用于研究地下岩层中地震活动的重要手段。
本文将重点探讨基于深度学习的微震识别和到时拾取系统的研究与实现，为地下岩层地震活动的监测提供更为高效、精准的技术支持。
二、微震监测技术概述微震监测是通过在地下岩层中布置传感器，捕捉并记录由岩层中地震活动产生的微小震动信号，进而分析岩层的地震活动特性。
这一技术广泛应用于矿井安全、油田开发等地质工程领域，具有重要的实际意义。
三、深度学习在微震识别中的应用传统的微震识别方法主要依赖于人工解译和经验判断，效率低下且易受人为因素影响。
而深度学习技术能够通过学习大量数据，自动提取特征，实现自动识别和分类。
因此，将深度学习应用于微震识别，可以有效提高识别效率和准确性。
四、基于深度学习的微震识别系统设计与实现（一）系统设计本系统采用深度学习框架，设计包括数据预处理、特征提取、模型训练和识别四个主要部分。
首先，对原始微震数据进行预处理，包括去噪、归一化等操作；然后，通过深度神经网络提取特征；接着，利用大量标记数据进行模型训练；最后，实现微震信号的自动识别。
（二）特征提取与模型训练特征提取是深度学习中的关键步骤，通过卷积神经网络等手段，从原始数据中提取出有效的特征。
模型训练则需要大量的标记数据，通过不断优化模型的参数，提高模型的泛化能力。
在实际应用中，可以采用迁移学习等技术，加快模型训练速度，提高识别准确率。
五、到时拾取系统的设计与实现到时拾取是微震监测中的关键环节，用于确定地震事件的到达时间。
本系统采用基于深度学习的到时拾取算法，通过训练模型学习地震信号的传播规律和到时特征，实现自动到时拾取。
（一）算法设计到时拾取算法采用长短期记忆网络（LSTM）等深度学习技术，通过捕捉地震信号的时序特征，实现到时拾取。
算法包括数据预处理、模型训练和到时拾取三个步骤。
27144991_环境减灾二号A
㊀第３１卷㊀第３期２０２２年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程S P A C E C R A F TE N G I N E E R I N G ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３１㊀N o ．３㊀㊀㊀㊀１３５环境减灾二号A /B 卫星在洪涝灾害农作物恢复动态监测中的应用胡凯龙１㊀刘明博１㊀贾松霖２(１应急管理部国家减灾中心,北京㊀１００１２４)(２航天东方红卫星有限公司,北京㊀１０００９４)摘㊀要㊀以受洪涝灾害影响的安徽省合肥市庐江县北部为研究区,综合利用２０１９ ２０２１年环境减灾二号A ㊁高分一号㊁高分六号等卫星多时相遥感数据源,通过建立不同类型的遥感波段指数,对洪涝灾害受灾范围和受灾范围内的农作物恢复情况开展动态评估.研究结果表明:基于归一化水体指数提取淹没范围的总体精度为９２ ６％,多时相归一化植被指数能够反映农作物的动态恢复情况.环境减灾二号A /B 卫星能够以其幅宽大㊁时效性强的优势对受洪涝灾害影响的农作物恢复开展动态监测.关键词㊀环境减灾二号A /B 卫星;洪涝灾害;农作物恢复;动态监测中图分类号:V １９㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀D O I :１０ ３９６９/ji s s n １６７３Ｇ８７４８ ２０２２ ０３ ０１９A p p l i c a t i o no fH J Ｇ２A /BS a t e l l i t e s I m a g eC r o p Re s t o r a t i o n D y n a m i cM o n i t o r i n gi nF l o o dD i s a s t e r HU K a i l o n g １㊀L I U M i n g b o １㊀J I AS o n gl i n ２(１N a t i o n a lD i s a s t e rR e d u c t i o nC e n t e r o fC h i n a ,M E M ,B e i j i n g １００１２４,C h i n a )(２D F H S a t e l l i t eC o ．,L t d ．,B e i j i n g １０００９４,C h i n a )A b s t r a c t :I n t h i s p a p e r ,t a k i n g t h e n o r t h e r n p a r t o f L u j i a n g C o u n t y ,H e f e i C i t y,A n h u i P r o v i n c e ,w h i c hw a s a f f e c t e db y f l o o dd i s a s t e r ,a s t h e r e s e a r c ha r e a ,m u l t i Ｇt e m po r a l s a t e l l i t ed a t as o u r c e s s u c ha sH J Ｇ２A ,G F Ｇ１a n dG F Ｇ６f r o m２０１９t o ２０２１a r e u s e d t o e s t a b l i s hd i f f e r e n t t y p e s o f r e m o t e s e n s i n g b a n d i n d i c e s ,i no r d e r t o c a r r y o u t t h e d y n a m i c a s s e s s m e n t o f t h e f l o o d Ｇa f f e c t e d a r e a a n d c r o p r e s t o r a t i o n i n t h e a f f e c t e d a r e a ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e o v e r a l l a c c u r a c y o f e x t r a c t i n g th e s u b m e r g e d a r e ab a s e do nt h en o r m a l i z e dw a t e rb o d y i n d e xw a s９２．６％,a n dt h e m u l t i Ｇt e m p o r a l n o r m a l i z e dv e g e t a t i o n i n d e x e s c a n r e f l e c t t h e d y n a m i c c r o ps r e s t o r a t i o n ．T h e r e s e a r c h i s c o n c l u d e d a s :H J Ｇ２A /Bs a t e l l i t e s c a n c a r r y o u t d y n a m i cm o n i t o r i n g o n t h e r e s t o r a t i o no f c r o p s a f f e c t e db yf l o o dd i s a s t e r s d u e t o i t sw i d ew i d t ha n d t i m e Ｇe f f e c t i v e ．K e y w o r d s :H J Ｇ２A /Bs a t e l l i t e s ;f l o o dd i s a s t e r ;c r o p r e s t o r a t i o n ;d y n a m i cm o n i t o r i n g 收稿日期:２０２２Ｇ０５Ｇ１６;修回日期:２０２２Ｇ０５Ｇ２７基金项目:国家重点研发计划(２０１９Y F C １５２０８００)作者简介:胡凯龙,男,博士,助理研究员,研究方向为卫星遥感技术在应急管理中的应用.E m a i l :h k l o n g_g i s ＠１６３．c o m .㊀㊀受地形条件和季风气候影响,我国是世界上洪涝灾害多发㊁频发的国家之一,大约２/３的国土面积上都可能发生不同类型和不同程度的洪涝灾害.突如其来的洪水能够迅速淹没农田㊁房舍和洼地,不仅造成人员伤亡,还会对基础设施和农业作物带来破坏性影响[１].２００６年以来,我国每年由于洪涝灾害而造成的粮食减产平均高达１８６９万吨,约占我国全年产量的３ ５％[２].采取科学有效的手段对受洪涝灾害影响的农作物进行长时间持续监测,能够进一步评估农作物的恢复进程,为后续农作物恢复措施的实施提供科学依据[３].卫星遥感技术对重大自然灾害监测与评估具有特殊的优势和潜力,尤其是对洪涝灾害风险监测㊁损失评估和恢复重建等方面优势较为明显[４].受洪涝灾害淹没而损失的农作物恢复过程一般需要较长时间,卫星遥感技术不仅能够对农作物受灾区域进行大面积㊁快速成像,而且还能够在成本较低的情况下进行长时间持续监测[５].对洪涝淹没范围内的农作物生长恢复情况进行长时间序列监测,首先需明确洪涝灾害淹没范围.由于水体相对于其他地物类型,能够呈现出较为均一的图斑且无明显的纹理特征,因此对洪涝受灾范围的确定通常利用水体识别的方法[６].明确了洪涝受灾范围之后,对受灾范围内农作物恢复过程动态监测主要是利用多时相植被指数对比分析的方法进行评估[７Ｇ９].环境减灾二号A/B卫星于２０２０年９月２７日成功发射,两颗卫星功能性能参数相同,能够提供１６m多光谱㊁４８m/９６m高光谱㊁４８m/９６m红外图像数据,用于接替环境与灾害监测预报小卫星A/B 星.目前,环境减灾二号A/B卫星在轨以１８０ʎ等相位间隔运行,并与高分系列高分一号和高分六号卫星组成了四星星座,四星组网后具备１６m空间分辨率多光谱数据全球１天覆盖１次的观测能力,显著地缩短了观测覆盖周期,能够为受灾农作物的恢复监测提供长时间序列的多光谱卫星遥感数据支撑.本文综合应用环境减灾二号A㊁高分一号㊁高分六号等卫星的多时相多类型遥感数据,采用水体指数㊁植被指数等指数分析方法,对洪涝灾害淹没区受灾农作物的恢复情况进行监测,研究环境减灾二号A/B卫星在农作物恢复评价方面的应用潜力.１㊀研究区概况与数据１ １㊀研究区概况本文研究对象位于安徽省合肥市庐江县北部区域,地理坐标为东经１１７ １９ʎ~１１７ ４７ʎ,北纬３１ ２６ʎ~３１ ５６ʎ,研究区域总面积为８５８ ６３k m２,具体研究区地理位置见图１.庐江县境内有低山㊁丘陵㊁圩区和湖泊,地势西南高,东北低.庐江县地处中纬度地带,属北亚热带湿润季风气候,多年平均降水量为１１８８ １mm.２０２０年汛期,受持续强降雨影响,安徽淮河流域巢湖周边出现严重洪涝灾害.２０２０年７月２２日,庐江县境内支流白石天河受巢湖水位顶托,石大圩连河段突然出现漫堤溃口,决堤口西侧大量农作物被淹,损失严重.图１㊀研究区地理位置F i g １㊀G e o g r a p h i c a l l o c a t i o no f t h e s t u d y a r e a１ ２㊀卫星遥感影像数据本文利用环境减灾二号A㊁高分一号㊁高分六号等卫星遥感数据对庐江县石大圩周边被淹农作物的恢复情况开展动态监测.２０２０年９月２７日,环境减灾二号A/B卫星在太原卫星发射中心由长征四号乙运载火箭以 一箭双星 方式发射升空,其搭载的１６m空间分辨率多光谱相机,能够与高分一号和高分六号卫星的１６m宽幅相机配合,实现全球１天覆盖１次的观测能力,１６m多光谱相机载荷参数见表１.表１㊀卫星载荷参数汇总T a b l e１㊀S a t e l l i t e p a y l o a d p a r a m e t e r s s u m m a r y参数环境减灾二号A/B卫星载荷１６m多光谱相机空间分辨率/m１６幅宽/k m８００轨道高度/k m６４５重访周期/天２波段数/个５㊀㊀本文选取庐江县石大圩周边洪涝灾害发生前后共４景卫星遥感数据,其中灾前为２０１９年８月１日高分一号卫星数据,灾中为２０２０年７月２５日高分六号卫星数据,灾后为２０２１年１月１８日和２０２１年７月３０日环境减灾二号A卫星数据,具体影像参数见表２.６３１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３１卷㊀表２㊀卫星数据获取情况T a b l e ２㊀S a t e l l i t e d a t a a c qu i s i ti o n s i t u a t i o n 卫星云量成像时间灾害阶段环境减灾二号A 卫星少云２０２１年７月３０日灾后环境减灾二号A 卫星无云２０２１年１月１８日灾后高分六号卫星少云２０２０年７月２５日灾中高分一号卫星少云２０１９年８月１日灾前２㊀研究方法研究总体技术流程见图２.图２㊀技术流程F i g ２㊀F l o wc h a r t o f t e c h n o l o g y２ １㊀影像预处理卫星遥感影像在成像过程中,会产生各种辐射误差和几何变形.为了更好的对农作物恢复情况进行定量评估,需要对卫星工程地面系统提供的L １A 级数据进行辐射校正和正射校正.影像辐射校正主要包含辐射定标和大气校正,其中,辐射定标主要是把原始遥感影像的灰度值转化为辐射亮度值,主要利用中国资源卫星应用中心提供的外场定标参数进行计算;大气校正主要是消除大气层的散射光对地物本身的辐射光的影响,利用遥感图像处理平台E N V I 软件提供的F L A A S H 大气校正模块进行影像大气校正处理;正射校正是对由地形㊁相机几何特性以及与传感器相关的误差所造成的几何畸变进行处理,主要利用地面系统提供的有理多项式系数(R a t i o n a l P o l yn o m i a lC o e f f i c i e n t ,R P C )和已有地形数据进行正射处理[１０].最后,选取影像上覆盖共同的区域进行裁切,最终得到预处理后的影像数据.２ ２㊀洪涝淹没范围提取由于水体在遥感影像上的某些波段与其他地物的反射率存在差异,通过不同波段运算构造出水体指数来反映水体区域的特征.水体指数能够突出水体区域所代表的指数值,而抑制非水体区域所代表的指数值,通过拉大水体和非水体所代表指数值的差值,使得水体能够与其他地物相互区分.因此,水体指数能够间接反映洪涝灾害的淹没范围.为了进一步提取洪涝灾害淹没范围,需要对水体指数进行分类,提取出水体像元.决策树分类法能够对特征数据进行分类和统计,从而实现特定类别的提取.本文利用归一化水体指数(N DW I )计算洪涝淹没范围的水体特征,利用决策树分类提取水体像元,从而确定洪涝淹没范围.水体指数为N N D W I ＝p G r e e n －p N I Rp Gr e e n ＋p N I R (１)式中:p G r e e n 为绿光波段反射率;p N I R 为近红外波段反射率.２ ３㊀基于植被指数农作物恢复情况监测受持续性强降雨过程影响,防洪圩堤的突然损毁会使圩堤内农作物被淹,从而导致严重的生态和经济损失.随着洪水的逐渐退去和恢复种植措施的实施,农作物会逐渐恢复生长.植被指数能够间接反映植物生物量㊁绿色度和生长趋势,可以被用作指示植被空间分布㊁突出植被长势及表征植被的健康状况的监测参数.对于农作物恢复状况的评估,一般采用不同时期的植被指数进行分析[１１].本文主要利用不同时相的归一化植被指数(N D V I )的差值,来分析农作物生长恢复情况.其表达式如下.N N D V I ＝p R e d －p N I Rp Re d ＋p N I R (２)R ＝N m －N n (３)式中:p R e d 为红光波段反射率;p N I R 为近红外波段反射率;R 为农作物生长趋势情况;N m 为监测年份(m )的N D V I 值,主要为２０１９年和２０２１年;N n 为比较年份(n )的N D V I 值,主要为２０２０年.R 值为正,说明监测年份的农作物恢复情况好于比较年份;R 值为负,说明监测年份的农作物恢复情况不及比较年份.３㊀结果分析３ １㊀水体识别结果分析采用灾害发生时２０２０年７月２５日预处理后的７３１㊀㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀胡凯龙等:环境减灾二号A /B 卫星在洪涝灾害农作物恢复动态监测中的应用高分六号卫星影像,利用N DW I 计算公式,计算N DW I 指数,结果如图３所示.N DW I 的平均值为－０ ３,标准差为０ ２６.通过绘制N DW I 直方图,直方图在水体分布区域有较为明显的波峰,因此水体提取阈值设置为－０ ０３９.利用水体N DW I 阈值建立决策树分类规则,把N DW I 分为水体和非水体两类,并把水体图层输出为矢量,手工剔除永久水体的部分,经统计水体范围为１１０ ７７k m ２,具体提取结果见图４.图３㊀归一化水体指数N DW I 计算结果F i g ３㊀C o m pa r i s o no fN DW I c a l c u l a t i o n r e s u l ts 图４㊀水体提取结果F i g ４㊀W a t e r b o d y ex t r a c t i o n r e s u l t s 为了定量评价水体提取结果的有效性,分别随机生成１００个水体点和５０个非水体点,采用目视解译的方法逐点进行检核,得到误差矩阵见表３.其中,水体提取的制图精度为９６ ８％,用户精度为９２％;非水体提取的制图精度为８５ ４％,用户精度为９４％,总体精度为９２ ６％.由于洪涝淹没区域有部分云层覆盖,使得有少部分水体没有提取出来,导致损失了部分精度.表３㊀水体提取结果误差矩阵T a b l e ３㊀W a t e r e x t r a c t i o n r e s u l t s s t a t i s t i c s水体提取方法水体非水体总和制图精度用户精度水体９２３９５９６ ８％９２％非水体８４７５５８５ ４％９４％总和１００５０１５０总体精度＝９２ ６％３ ２㊀灾后农作物恢复情况分析分别计算灾前㊁灾中㊁灾后四景预处理后影像的N D V I ,结果见图５,图中红色部分为N D V I 的高值,植被生长较好;绿色部分为N D V I 低值,一般表示为非植被.２０２０年７月２５日洪涝灾害发生时,被水淹没的农作物区域N D V I 值偏低,主要呈现绿色.随着洪水退去,２０２１年１月８日和２０２１年７月３０日淹没区域都已复种农作物,N D V I 值也都相应有所增加,颜色已接近２０１９年８月１日的N D V I水平.图５㊀归一化植被指数计算结果F i g５㊀N D V I c a l c u l a t i o n r e s u l t s 为了定量评估灾后农作物恢复情况,分别计算灾前㊁灾后N D V I 与灾中N D V I 的差值R .在洪涝淹没区域内随机选择３０个采样点,分别统计N D V I 差值R 的最小值㊁最大值和平均值.由表４可以看出,R ２０２１０１１８Ｇ２０２００７２５的平均值为０１３,表明２０２１年１月１８８３１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３１卷㊀日,洪涝淹没区的农作物正在恢复中;R ２０２１０７３０Ｇ２０２００７２５的平均值为０ ６０,农作物恢复情况较好.表４㊀归一化植被指数差值统计结果T a b l e ４㊀N D V I d i f f e r e n c e s t a t i s t i c a l r e s u l t sN D V I 差值最小值最大值平均值R ２０１９０８０１Ｇ２０２００７２５０ ０７０ ８７０ ５９R ２０２１０１１８Ｇ２０２００７２５－０ ０８０ ２９０ １３R ２０２１００７３０Ｇ２０２００７２５０ ０４０ ８５０ ６０㊀㊀通过绘制灾前㊁灾后N D V I 与灾中N D V I 的差值的散点图,能够清晰地反映不同时间段农作物的恢复情况.图６(a )是２０２１年１月１８日和２０１９年８月１日农作物恢复情况的对比,由图中可以看出,与R ２０１９０８０１Ｇ２０２００７２５相比,大部分采样的R ２０２１０１１８Ｇ２０２００７２５的值低于０ ４,表明２０２１年１月１８日受淹较为严重的区域农作物恢复较慢;图６(b )的右图是２０２１年７月３０日和２０１９年８月１日农作物恢复情况的对比,由图中可以看出,大部分采样点的R ２０２１００７３０Ｇ２０２００７２５的值已接近R ２０１９０８０１Ｇ２０２００７２５,表明受淹较为严重的区域农作物已恢复到灾前水平.图６㊀归一化植被指数差值散点图F i g６㊀S c a t t e r p l o t s o fN D V I d i f f e r e n c e ４㊀结束语环境减灾二号A /B 卫星幅宽大㊁时效性强的特性对受洪涝灾害影响的农作物恢复动态监测有独特优势.本文以２０２０年汛期安徽淮河流域巢湖周边严重洪涝灾害为例,利用环境减灾二号A ㊁高分一号㊁高分六号等多时相多类型卫星遥感数据,采用水体指数㊁植被指数等指数分析方法,对洪涝灾害淹没区受灾农作物的恢复情况进行监测,监测结果表明受洪涝灾害淹没的农作物已经恢复接近到灾前生长水平.因此,不同时相的环境减灾二号A /B 卫星数据能够联合其他高分卫星共同反映农作物的恢复进程,可为后续农作物复种措施的实施提供科学依据.参考文献(R e f e r e n c e s)[１]赵铁松,张安凝知,胡会芳．暴雨洪涝灾害对农作物损失定量评估研究[J ]．湖北农业科学,２０２２,６１(３):３６Ｇ４１Z h a oT i e s o n g ,Z h a n g A n n i n g z h i ,H uH u i f a n g ．S t u d y on q u a n t i t a t i v e p r e Ｇa s s e s s m e n to fc r o p ra i n s t o r m d i s a s t e r l o s s [J ]．H ub e iA g r ic u l t u r a l S c i e n c e s ,２０２２,６１(３):３６Ｇ４１(i nC h i n e s e)[２]徐源畅．农作物洪灾后恢复措施[J ]．南方农业,２０２１,１５(３３):１６Ｇ１７,２０X u Y u a n c h a n g ．M e a s u r e sf o r p o s t Ｇf l o o d r e c o v e r y o f c r o p s [J ]．S o u t hC h i n aA g r i c u l t u r e ,２０２１,１５(３３):１６Ｇ１７,２０(i nC h i n e s e)[３]E r d l e n b r u c hK ,T h o y e r S ,G r e l o t F ,e t a l ．R i s k Ｇs h a r i n gpo l i c i e s i nt h ec o n t e x to ft h eF r e n c h F l o o dP r e v e n t i o n A c t i o n P r o gr a mm e r s [J ]．J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l M a n a g e m e n t ,２０１０,９１(２):３６３Ｇ３６９[４]李加林,曹罗丹,浦瑞良．洪涝灾害遥感监测评估研究综述[J ]．水利学报,２０１４,４５(３):２５３Ｇ２６０L i J i a l i n ,C a oL u o d a n ,P uR u i l i a n g ．P r o g r e s s e so n m o Ｇn i t o r i n g an d a s s e s s m e n t o ff l o o d d i s a s t e ri n r e m o t e s e n s i n g [J ]．J o u r n a l o fH y d r a u l i cE n g i n e e r i n g ,２０１４,４５(３):２５３Ｇ２６０(i nC h i n e s e)[５]胡凯龙,刘明,刘明博,等．高分多模卫星在洪涝灾害监测中的应用[J ]．航天器工程,２０２１,３０(３):２１８Ｇ２２４H uK a i l o n g ,L i uM i n g ,L i uM i n g b o ,J e t a l ．A p pl i c a t i o n o fG F D M Ｇ１s a t e l l i t ei nf l o o d d i s a s t e r m o n i t o r i n g [J ]．S p a c e c r a f tE n g i n e e r i n g ,２０２１,３０(３):２１８Ｇ２２４(i nC h i Ｇn e s e )[６]丁莉东,余文华,覃志豪,等．基于MO D I S 的鄱阳湖区水体水灾遥感影像图制作[J ]．国土资源遥感,２００７,１９(１):８２Ｇ８５９３１㊀㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀胡凯龙等:环境减灾二号A /B 卫星在洪涝灾害农作物恢复动态监测中的应用D i n g L i d o n g,Y uW e n h u a,Q i nZ h i h a o,e t a l．T h em a pＧp i n g o f f l o o dr e m o t es e n s i n g i m a g eb a s e do n m o d i s i n P o y a n g L a k er e g i o n[J]．R e m o t eS e n s i n g F o rL a n d& R e s o u r c e s,２００７,１９(１):８２Ｇ８５(i nC h i n e s e) [７]侯鹏,王桥,房志,等．国家生态保护重要区域植被长势遥感监测评估[J]．生态学报,２０１３,３３(３):７８０Ｇ７８８H o uP e n g,W a n g Q i a o,F a n g Z h i,e t a l．S a t e l l i t eＧb a s e d m o n i t o r i n g a n da p p r a i s i n g v e g e t a t i o n g r o w t h i nn a t i o n a l k e y r e g i o n so f e c o l o g i c a l p r o t e c t i o n[J]．A c t aE c o l o g i c a S i n i c a,２０１３,３３(３):７８０Ｇ７８８(i nC h i n e s e) [８]R a h m a n M M．T e m p o r a l c h a n g e d e t e c t i o no f v e g e t a t i o n c o v e r a g e i nP a t u a k h a l i C o a s t a lA r e a o f B a n g l a d e s hu s i n g G I S&r e m o t e l y s e n s e dd a t a[J]．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f G e o m a t i c s a n dG e o s c i e n c e s,２０１３,４(１):３６Ｇ４６[９]吴立新,马保东,刘善军．基于S P O T卫星N D V I数据的神东矿区植被覆盖动态变化分析[J]．煤炭学报,２００９,３４(９):１２１７Ｇ１２２２W uL i x i n,M aB a o d o n g,L i uS h a n j u n．A n a l y s i s t o v e g eＧt a t i o nc o v e r a g ec h a n g ei n S h e n d o n g m i n i n g a r e a w i t hS P O T N D V Id a t a[J]．J o u r n a lo fC h i n aC o a lS o c i e t y,２００９,３４(９):１２１７Ｇ１２２２(i nC h i n e s e)[１０]罗慧芬,苗放,叶成名,等．基于F L A A S H模型的A S T E R卫星影像大气校正[J]．安徽农业科学,２００９,３７(１７):８１０１Ｇ８１０２L u o H u i f e n,M i a oF a n g,Y eC h e n g m i n g,e ta l．A tＧm o s p h e r i c c o r r e c t i o no n A S T E Rs a t e l l i t e i m a g eb a s e d o nF L A A S H m o d e l[J]．J o u r n a l o fA n h u iA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s,２００９,３７(１７):８１０１Ｇ８１０２(i nC h i n e s e) [１１]赵虎,杨正伟,李霖,等．作物长势遥感监测指标的改进与比较分析[J]．农业工程学报,２０１１,２７(１):２４３Ｇ２４９Z h a oH u,Y a n g Z h e n g w e i,L i L i n,e t a l．I m p r o v e m e n ta n d c o m p a r a t i v e a n a l y s i s o f i n d i c e s o f c r o p g r o w t h c o nＧd i t i o n m o n i t o r i n g b y re m o t es e n s i n g[J]．T r a n s a c t i o n so ft h e C h i n e s e S o c i e t y o f A g r i c u l t u r a l E n g i n e e r i n g,２０１１,２７(１):２４３Ｇ２４９(i nC h i n e s e)(编辑:张小琳)０４１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３１卷㊀。
本刊被EBSCO数据库收录
本刊被EBSCO数据库收录
杜承宸
【期刊名称】《大地测量与地球动力学》
【年(卷),期】2022(42)9
【摘要】日前接EBSCO通知,从2022年第2期起,《大地测量与地球动力学》被EBSCO学术数据库收录。
据悉,EBSCO出版的全文数据库主要有学术期刊集成全
文数据库(Academic Search Premier)和商业资源电子文献全文数据库(Business Source Premier),其中ASP收录全球期刊7699种,涉及自然科学、社会科学、人
文艺术等多个领域。
【总页数】1页(P950-950)
【作者】杜承宸
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.本刊被美国《史蒂芬斯数据库》(EBSCO)全文收录
2.《中国癌症杂志》被EBSCO数据库收录
3.《鄱阳湖学刊》被世界知名EBSCO学术数据库正式全文收
录4.《信息技术与网络安全》被美国EBSCO数据库收录5.《信息技术与网络安全》被美国EBSCO数据库收录
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
WELCOME TO GeoTVP
Visualization and dynamic interpretation platform of Geochemistry thermodynamic data based on R 基于R的地球热动力学数据可视化与动态解译平台
2019年10月16日
GeoTVP的搭建者是？
项目骨干：
宋雪琪叶祥鹰尚龙祥
赵红涛
指导老师：
依托中南大学项目启动资金于淼Jeffrey Dick
GeoTVP
目录
CONTINENT
作品介绍
开发流程
热力学原理
Geo平台展示
GeoTVP 是什么？
作品介绍
地球热动力学数据可视化平台
GeoTVP（Geochemical Thermodynamics Visualization
Platform）是一款高效，准确，快捷的热力学数据可视化分析
web端APP。
目前可以实现的功能有地球热动力学相图动态绘制
与计算，热动力学数据查询，热动力学文献查询等功能。
适用于
广大的科研工作者和大学生使用。
www.geoc.xyz
作品背景
•Goldschmidt首次将热力学中的吉布斯相律引入变质岩石学至今，地质学家们建立了大量地球热动力学数据库。
随着计算机互联网发展计算机数据，一大批电子数据库快速发展。
并将随着与云计算、大数据技术的结合，获得更深度的挖掘与应用。
•CHNOSZ是中南大学地信院Jeffery Dick教授基于R编录的地球生物化学热力学数据库，也是GeoTVP 平台主要使用的数据库。
R是用于统计计算和统计制图的优秀工具，也是研究人工智能、深度学习与神经网络的热门语言。
基于R的热力学数据包有着无限的挖掘潜力。
R与
CHNOSZ
包
•CHNOSZ整合了Berman，DEW，SUPCRT92，SLOP98等知名数据库。
加上作者(Jeffery)多年整理的数据，共有包含3372个条目和639个可选数据条目(1841个溶液物质，992种无机物质）——至2019-08-02。
CHNOSZ 热力学包
为什么要做GeoTVP？
相图
GeoTVP绘出的相图•相图是热力学数据处理的一种可视化方式。
相图描述溶液中各种热动力学平衡，确定可
能存在的化学反应以及各种矿物相之间的稳定与变化趋势，在解释元素共生方面也十分
便捷。
在冶金、化工、选矿及材料中也都有广泛的应用。