【摘要】：全球氣候變化問題是當(dāng)前科學(xué)研究的熱點,涉及氣候、環(huán)境以及人類的生產(chǎn)生活方式。南極和北極的地理位置和氣候環(huán)境極其特殊,是地球表面的兩大冷源并被認(rèn)為是全球氣候變化的主要驅(qū)動器；同時,極地環(huán)境對全球氣候變化反應(yīng)又十分敏感,表現(xiàn)出明顯的放大作用。因此,兩極地區(qū)在全球氣候變化中的地位和作用已成為當(dāng)今世界共同關(guān)注的重大科學(xué)和社會問題。極地科學(xué)考察工作應(yīng)運而生,成為人類研究全球氣候變化機(jī)理和探索自然奧秘的重要科學(xué)領(lǐng)域,也是人類探求新的發(fā)展空間的重要研究方向。作為極地科學(xué)考察的基礎(chǔ)工作,極地測繪工作為其順利開展提供了堅實的保障。我國極地科學(xué)考察工作正處于從大國向強(qiáng)國邁進(jìn)的關(guān)鍵時期,也是全面開展極地資源調(diào)查和環(huán)境評估的攻堅時期。開展南極地理信息資源建設(shè)與應(yīng)用服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研究,對推動極地測繪信息化體系建設(shè),提升自主創(chuàng)新能力,滿足極地國家戰(zhàn)略和科學(xué)考察的需求,保障極地測繪科學(xué)發(fā)展具有重要意義。本文主要從以下兩個方面展開研究：一是地理信息資源建設(shè)內(nèi)容及方法,二是地理信息支撐科學(xué)研究并服務(wù)于科學(xué)考察的途徑。地理信息資源建設(shè)主要包括南極地區(qū)地圖基準(zhǔn)建立,露巖區(qū)域1：25萬、重點區(qū)域1：5萬和考察區(qū)域1：1萬或1：5000數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字線劃圖(DLG)和數(shù)字正射影像圖(DOM)制作等。地理信息服務(wù)主要包括南極測繪地理信息發(fā)布數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計、應(yīng)用服務(wù)平臺原型系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)、多尺度基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)任務(wù)規(guī)劃與調(diào)度、分布式網(wǎng)絡(luò)測繪地理信息服務(wù)模式和數(shù)字南極地理信息應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)質(zhì)量要求等內(nèi)容。圍繞南極地理信息資源建設(shè)與建設(shè)成果在科學(xué)考察中的應(yīng)用,本文所做的工作包括：1.多尺度測繪地理信息產(chǎn)品生產(chǎn)方法研究與實現(xiàn)。在南極地區(qū)地圖基準(zhǔn)建立工作中,以南極維多利亞地GNSS連續(xù)運行參考站建設(shè)為例,討論了南極GNSS連續(xù)運行參考站建設(shè)方法；在1：5000測繪地理信息產(chǎn)品生產(chǎn)中,以南極維多利亞地區(qū)域航空攝影測量為例,討論了直升機(jī)掛載哈蘇H4D-60為非量測型相機(jī)開展航空攝影平臺的搭建,以及立體測圖的方法；在1：5萬尺度,以南極露巖區(qū)域查爾斯王子山脈為研究區(qū),利用我國首顆民用高分辨率立體測圖衛(wèi)星資源三號立體影像,在ICESat GLAS等多源遙感信息的輔助下,獲取該地區(qū)1：5萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),包括數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字線劃圖(DLG)和數(shù)字正射影像圖(DOM)；在1：25萬尺度,重點研究了基于1：5萬地理信息數(shù)據(jù)的地形圖縮編技術(shù),并以國內(nèi)1：25萬地形數(shù)據(jù)庫建設(shè)為例,探討了1：25萬基礎(chǔ)地理信息資源建設(shè)的技術(shù)路線；在總結(jié)影響南極多尺度基礎(chǔ)地理信息獲取質(zhì)量主要因素的基礎(chǔ)上,提出了全面質(zhì)量控制方法和質(zhì)量控制具體措施,為南極冰川動態(tài)監(jiān)測提供了測繪技術(shù)保障。2.基于ICESat GLAS完整波形信號處理的地表覆蓋分類。分析了GLAS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),討論了歸一化和平滑預(yù)處理、波形反卷積和高斯分解等波形信號處理方法,并以南極露巖區(qū)域查爾斯王子山脈為例,實現(xiàn)了基于完整波形信號的南極地表雪地、巖石覆蓋分類,驗證了應(yīng)用ICESat GLAS數(shù)據(jù)對南極地表覆蓋進(jìn)行分類的可行性。3.南極地理信息資源應(yīng)用服務(wù)平臺原型系統(tǒng)構(gòu)建。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫、GIS、網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù),以我國南極科考各類測繪成果和國際共享成果作為入庫管理和共享服務(wù)的樣例數(shù)據(jù),搭建南極測繪地理信息發(fā)布數(shù)據(jù)庫,設(shè)計數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),建設(shè)數(shù)字南極地理信息應(yīng)用服務(wù)平臺原型系統(tǒng)。在原型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開展多尺度基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度、測繪地理信息服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的集成試驗和冰蓋表面冰流速監(jiān)測示范,為南極地理信息共享和服務(wù)提供了技術(shù)平臺。本文的研究工作對我國在極地測繪工作中進(jìn)行地理信息資源建設(shè)與應(yīng)用服務(wù)的科學(xué)目標(biāo)制定、工程實踐具有一定的參考借鑒價值。
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【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P205;P941.61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2262292