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    时空感知
  • 时空感知
    基于颜色-耳标参数映射的时空信息可听化方法
    杨乃, 连晓娜, 袁玥, 黄明仁, 李乔石, 林鑫
    2024, 31(04): 469-481.
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    随着时空信息的爆炸式增长,如何在保留地图可视化传统优势的基础上实现时空信息可听化是一个值得研究的方向。因此,首先以2022 年纽约市 PM2.5 污染情况为例,采用通用克里金法对 PM2.5 污染浓度数据进行插值,得到纽约市 2022 年365 幅PM2.5 浓度专题地图;其次,提取每张专题地图的色相、饱和度、明度平均值,并将它们与PM2.5 浓度数据的标准差分别映射为音色、音高、音强、音长四个维度的耳标参数,使用Sibelius 编排创建乐曲,实现纽约市2022 年PM2.5 数据的可听化;最后,对可听化的污染意象信息传递效果进行评估。结果显示：①污染浓度最严重比最不严重和不严重信息的传递效果好;②污染浓度变化最大和变化较大比变化最小信息的传递效果好;③污染浓度地域差异变化最大比变化最小信息的传递效果好;④音强和音高传递污染浓度信息的效果最佳,被试者的认可度也最高,而音长传递污染地域差异的效果最差;⑤被试者对于使用以上可听化形式来传递污染信息的态度持中立到同意的态度,但在理解上存在一定难度。实验拓展了时空信息可听化的研究内容,丰富了对于地图可听化技术的探索。
  • 时空感知
    基于随机森林算法的长沙市入境游客热点区域识别
    李涛, 杨波
    2024, 31(04): 482-491.
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    当前游客热点识别方法主要依赖于游客的位置信息数据,未充分考虑地理因素对游客活动的影响,在地理意义上的解释力尚有不足。本文基于Flickr 平台获取的带有地理标记的照片及其属性信息,结合多源时空数据,使用随机森林算法识别入境游客旅游热点区域（area of interest,AOI）,探究长沙市入境游客AOI 特征及成因;并与传统的密度聚类算法（P-DBSCAN）进行对比评价。结果表明：①随机森林算法在区域整体热度识别中表现优异,部分AOI 边界具有明确的地理意义;②入境游客的整体分布格局较为稳定,核心区外围受距离影响明显,发展潜力不足,距景点400 m 处为影响入境游客分布的临界点。本文为研究长沙市及类似城市的入境旅游热点区域和旅游资源配置提供了新视角。
  • 时空感知
    干旱影响下青海湖流域高寒草地物候变化
    吴笑天, 张辉, 庄乾乐, 文仙姣, 王亚雄
    2024, 31(04): 492-499.
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    干旱是影响植被物候及其生长的重要因素,研究地表植被生长行为对于理解高寒生态系统对气候变化的复杂响应至关重要。目前研究主要集中在干旱和物候相互作用关系及其影响机理、干旱对生态系统及生物多样性的影响、干旱对气候系统及水平衡的影响等方面,但基于标准化降水蒸散指数（standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI）的干旱影响物候期是否提前、是否延长鲜有研究。本文利用AVHRR、MODIS 双波段增强型植被指数（2-bands enhanced vegetation index,EVI2）对青海湖流域高寒草地返青期和枯黄期关键物候参数进行反演,并结合Penman-Monteith 多尺度SPEI 分析物候变化趋势。结果表明：1982~2022 年青海湖流域高寒草地物候的长期变化趋势是多样的;草甸返青期、草原枯黄期显著提前,草甸枯黄期、草原返青期的物候变化趋势则不显著。4 月SPEI06 对草甸和草原返青期的影响最为显著,分别贡献了11.56%、19.36%的年际变化;8 月SPEI12 和4 月SPEI06 对草甸和草原枯黄期的影响最为显著,分别贡献了10.89%、25%的年际变化。
    • 时空建模
  • 时空建模
    可编辑三维场景的动态3D Tiles 构建方法
    马林兵, 代兴龙, 胡靖元
    2024, 31(04): 500-512.
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    可编辑的大型三维WebGIS 具有一定的应用场景需求,常见的3D Tiles 数据格式局限于静态场景渲染,在编辑的三维场景中,需要构建动态的3D Tile 文件格式和多细节层次(level of detail,LoD)渲染方法。本文从动态空间索引和多细节层次技术两方面研究Web 在线编辑大型三维场景的构建方法,将动态松散八叉树和半边折叠LoD 构建算法应用于3D Tiles 构建流程中,实现支持可编辑场景的3D Tiles 构建与更新。结果表明：①松散八叉树索引在计算量上能够实现动态更新的目标,且在视锥体剔除上有着良好的精度;②基于半边折叠法进行准实时LoD 的构建,能够满足动态场景下实时计算LoD 的需求;③所构建的3D Tiles 场景,配合Three.js 等成熟框架并应用Web Worker 等技术,能够顺利完成3D Tiles 的高效调度和渲染。研究成果对城市三维模型在线编辑、动态地理三维场景的加载渲染等相关研究和应用具有一定的参考价值。
  • 时空建模
    基于SBAS-InSAR的地表沉降监测及漏斗拟合分析
    夏锐, 徐华龙, 徐正国, 马旭伟
    2024, 31(04): 513-523.
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    近年来,InSAR 技术凭借其测量范围广、精度高及便捷高效等优势,已被广泛应用于矿区的沉降监测中。利用InSAR 技术研究矿区的沉降漏斗所采用的主要模型有Logistic 模型、Knothe 模型等,这些多以沉降量预测为主,且模型计算相对复杂,在三维可视化表达方面也相对较少。因此,本文提出一种采用椭圆锥拟合矿区沉降漏斗的方法,用于揭示矿区开采时地表沉降的时空演化特征。首先,基于SBAS-InSAR 技术处理Sentinel-1 A 影像数据获取矿区的时序沉降结果;其次,将不同时期的沉降结果转化为栅格数据,利用椭圆锥模型拟合沉降漏斗,获取椭圆锥参数;最后,采用线性拟合的方式拟合不同时期椭圆锥的参数变化,研究矿区沉降过程中的时空演化规律,并用验证点证实监测结果的可靠性。结果表明,本方法能够用于快速模拟和分析矿区工作面附近的沉降漏斗,从而有效揭示沉降过程中的三维时空演化规律。研究成果能够为地质灾害防治、沉降治理等提供科学的参考依据。
  • 时空建模
    智慧矿山工业广场三维自动建模技术研究
    刘敬娜, 徐华龙, 徐正国, 张维
    2024, 31(04): 524-532.
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    为打破煤矿工业广场建模模式目前存在的高度依赖人工操作的现状,实现数字矿山规模化规范化建设、煤矿地面建筑设备模型量产化。本文对煤矿工业广场生产建筑群进行空间结构分析,着重分析煤矿井口、煤矿车间、煤矿办公楼的几何空间结构及生产设施的空间几何构型元素,提出一种分体分面组合模型自动建模技术。首先,通过将复杂的生产建筑群进行个体解构和几何拆分,将整套地上生产线设备及建筑拆分为最小规则（不规则）几何单元体,构建顶视投影弧段索引拓扑图;其次,通过线性封闭弧段环高程拉伸生成几何体空间组合关系构建建筑群;最后,以灵新煤矿为实验区域进行验证。结果表明：本文方法能够模拟建筑结构与设备的几何独特性,且纹理外观满足数字化要求;总建模工时由原来的每10 栋建筑3.25 人天降低到0.78 人天,产能提升达到预期。
    • 时空赋能
  • 时空赋能
    基于改进的舒适度指数的焦作市旅游适宜性评价
    刘元元, 苗李莉, 王世东
    2024, 31(04): 533-540.
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    现有旅游评价中较多顾及气象条件影响,综合考虑地形地貌、空气质量因素的研究还较少。以焦作市为研究区,首先,本文基于2000~2020 年气象数据利用数字高程模型改进旅游评价中的人体舒适度指数;其次,进行反距离权重插值分析;最后,结合2016~2022 年焦作市所辖市（县）的空气质量指数分析其旅游适宜性。结果表明：①焦作市受地形的影响,同期人体舒适度变化较大,其中,冬季变化幅度最大;春季人体舒适度指数为40.77~58.37,夏季人体舒适度指数为60.73~75.77,秋季人体舒适度指数为42~58.15,冬季人体舒适度指数为17.13~39.75。②夏、秋两季空气质量指数等级多为优、良,尤其适宜作为旅游目的地。研究成果可为地形条件起伏较大的城市的旅游管理规划部门提供科学参考。
  • 时空赋能
    森林火灾应急救援情景演化Web 三维模拟——以四川省西昌市泸山“3.30”森林火灾为例
    韩超然, 李霖, 任福
    2024, 31(04): 541-552.
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    目前大多数森林火灾信息系统局限于对林火要素的单一模拟,对森林火灾应急响应情景演化过程进行综合性表达的系统较少。本文构建基于知识元和元胞自动机的多要素、多事件情景演化模型,采用Cesium 创建森林火灾应急救援情景演化模拟的三维地理信息系统;通过四川省泸山“3.30”森林火灾的实际应用案例验证了可行性和有效性。结果表明：系统模型能够较准确地模拟林火扩散范围;系统模拟1 h 林火扩散并可视化所需时间约为10 s,手动修正火灾扩散范围更新速度快于5 s/次;系统可以清晰地模拟森林火灾中火焰扩散、地面扑火、隔离带开辟、飞机扑火等过程中各要素的动态变化。研究成果可为森林火灾灭火救援工作提供决策支持,有助于提高森林火灾应急救援能力,减少火灾对环境和经济造成的损失。
  • 时空赋能
    海图矢量切片地图服务自动发布及更新技术
    严怀志, 魏海洋, 丁广瑞, 朱利安, 彭长江
    2024, 31(04): 553-561.
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    针对栅格地图服务更新周期长,难以满足海图地图服务高频更新的需求,以及海图结构与可视化复杂等问题,本文基于矢量切片技术构建海图服务自动发布及更新方法。首先,设计从数据格式转换、变化数据识别更新、数据可视化预处理、数据分级预处理、数据切片配置、地图配置及服务更新发布的流程框架;其次,构建基于GDAL 的S-57 格式自动转换、多尺度离散海图数据向多级地图服务映射、海图数据-符号编码构建及处理等数据整合治理方法;最后,实现电子海图多样式和纸质海图样式的海图地图服务制作及更新,并通过对比实验验证可行性。结果表明,与传统栅格地图服务相比,基于矢量切片技术的海图地图服务无论在数据存储、更新效率等方面都有明显优势。
  • 时空赋能
    基于无人机遥感的建筑工程建设进度监测评估
    刘建歌, 王馨爽, 耿伟, 万翔
    2024, 31(04): 562-572.
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    针对建筑工程建设常规管理中“自下而上”的上报方式易导致主观、抽象、片面等问题,本文采用无人机遥感对地观测方法,从建设状态和建设进展两个方面探讨监测工程的建设进度。首先,构建基于无人机数据的多尺度建设现状分类体系,从整体到细节全方位地提取工程的建设现状,并利用层次分析法,评估建设状态;其次,根据建设现状的变化,采用动态度编码及桑基图方法,评估建设进展;最后,进行工程实践。结果表明,本文方法能够实现建设现状监测,具备有效性和准确性。研究成果可为管理部门掌握建设工程状况,提供全面、客观、量化的监测方法指导,提高了项目管控的信息化水平。