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    时空感知
  • 时空感知
    海底电缆敷设场景中超短基线组合定位方法研究
    刘宗喜, 欧阳本红, 王昱力, 夏荣, 张磊, 陈冠旭, 张济勇
    2024, 31(06): 689-697. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406002
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    高精度定位是确保海底电缆作业安全和效率的关键。传统海缆敷设作业采用单一的超短基线（ultra-short baseline,USBL）定位技术进行水下定位,受海底深埋犁高压水枪引起的浮泥影响,数据存在频繁跳动的问题。为提升海底电缆敷设场景中水下定位的稳定性和精度,本文对超短基线组合定位方法展开研究。首先,分析响应式USBL与应答式USBL的稳定性和精度;其次,基于卡尔曼滤波,利用选定模式的USBL与惯导系统进行组合定位;最后,分析USBL组合定位的稳定性和精度。结果表明：应答式USBL能够克服响应式USBL中硬件延时误差和时钟同步误差的影响,将静态定位精度从1.1 m提升至0.4 m,可提供更为稳定和精确的定位结果;基于应答式USBL与惯导组合定位方式能够解决应答式USBL动态定位结果所存在的系统偏差问题,将深埋犁轨迹与船舶GNSS轨迹整体的欧几里得距离从2.954 m降低至1.652 m,动态时间规整距离从206.886 m降低至96.661 m,可提供更符合实际情况的动态定位结果。
  • 时空感知
    基于高光谱影像的长三角一体化示范区典型区域植被类型分类
    潘琛, 顾建祥, 岳照溪
    2024, 31(06): 698-709. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406008
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    长三角一体化示范区植被具有类型多样、分布格局破碎等特征,给植被空间实地调查带来了一定的困难。本文基于资源一号02D（ZY1E）高光谱卫星影像,建立植被类型光谱库,不仅包含不同季节的植被光谱特征,还充分考虑植被类型的多样性和空间分布的破碎性。基于ShuffleNet轻量级深度学习网络,结合空谱注意力机制,构建高光谱植被分类深度学习网络,利用遥感影像的光谱、空间特征,实现不同季节研究区域植被分类;并与常用方法卷积神经网络（convolution neural network,CNN）、支持向量机（support vector machine,SVM）进行比较分析。结果表明：较常规的CNN和SVM方法,本方法在精确率、召回率、F1和总体精度四项评价指标均有较大提升,能够较好地刻画地物轮廓和保持斑块完整性,且多期分类结果总体精度均能够达到0.85以上;水田作物（以水稻为主）是研究区夏季主要的基本农作物,以茭白为代表的水生植被、林地也有大量分布。
  • 时空感知
    基于随机森林和多标签图割的点云石窟寺佛龛对象化提取方法
    何勇, 王继腾, 侯妙乐
    2024, 31(06): 710-721. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406009
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    随着三维激光扫描技术的发展,点云数据已成为主流的三维模型格式之一。为解决大型佛龛和小型佛龛在相连情况下出现的错分现象,本文提出一种基于随机森林和多标签图割的石窟寺佛龛对象提取方法。以云冈石窟寺佛龛为研究对象,使用体素云连通性分割（voxel cloud connectivity segmentation,VCCS）算法对点云进行超体聚类,生成超体素块;通过递归特征消除法筛选得到最优特征集,并提取佛龛的点云数据;利用带噪声的基于密度的空间聚类（density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN）算法和k均值聚类,从佛龛点云中初步提取佛龛对象并赋予独立标签,通过多标签图割算法提取佛龛对象;并进行精度评价。结果表明：特征筛选前后分类精度有了明显的提升,总体精度由0.8762提升至0.9079;边缘的精细化提取效果得到了提升,提取总体精度达到0.9692。
  • 时空感知
    基于改进DeepLabv3+的涉县石堰梯田遥感提取方法研究
    刘诗雨, 郑文武
    2024, 31(06): 722-731. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202405002
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    梯田是山区可持续发展的重要基础,是实现土地合理利用及粮食安全的重要部分。针对北方旱作梯田尺度变化大且分布较为密集,导致阶梯状梯田难以迅速、准确的获取,本文基于DeepLabv3+模型进行改进研究。首先,在模型中引入轻量级MobileNetV2,提取多种形状和多尺度的梯田特征;其次,通过调整空洞空间金字塔池化的膨胀率,获取更大感受野和上下文信息;引入注意力机制高效通道注意力模块,关注细小目标边界关键信息;最后,以涉县石堰梯田为例,与常用的三种经典图像语义分割模型PSPNet、HRNet 及Unet模型进行比较评价。结果表明：本方法的召回率为79.13%,与HRNet、PSPNet模型相比分别提升了2.03%、1.52%;平均交并比提升至70.63%,准确度为91.34%;模型参数量相比U-Net模型减少了约20 倍;针对石堰梯田空间分布的识别,本方法可以实现速度和效果的均衡,尤其对具有不规则狭长特征的梯田区域具有较好的分割精度和适应性。
    • 时空建模
  • 时空建模
    面向对象时空数据模型研究概述
    姬龙涛, 李亚汝, 张军海, 刘雅浩
    2024, 31(06): 732-744. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406001
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    时空数据模型是模拟处理具有时间、空间、主题等多维语义特征时空数据的有效工具。面向对象时空数据模型采用面向对象的思维和技术来认识、表达、存储与分析地理现象,通过构建时空对象实体、封装操作行为、模拟时序关系实现抽象描述地理现象的产生、发展和灭亡的过程,具有支持变长记录、多元组存储和子对象嵌套的优势。本文通过概述已有研究的面向对象时空数据模型,纵向梳理模型的发展脉络和演变过程,总结相关研究构建模型的基本思路和独特视角;横向参照数据模型的抽象过程,从概念、逻辑、物理三个层次分析模型的构成和特点,梳理不同研究设计模型的内在关联与基本逻辑,以期为模型理论探索和实践应用提供一定的借鉴,为模型完善和新模型探索提供一些参考。
  • 时空建模
    基于多源数据融合的实景三维山东构建
    董传胜, 孙久虎, 高浠舰, 李浩, 薛雨, 刘长春, 王翠林
    2024, 31(06): 745-753. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202405008
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    随着数据采集技术进步,多源数据集成与应用成为构建实景三维山东的关键挑战。依据国家新型测绘体系试点要求,研究多源异构数据按需融合关键技术,具体包括实景三维立方体模型的构建、多源异构数据基础一致性处理、基于GPA的数据建模处理过程按需编排、以地理实体码为纽带一码互联的数据图谱,以及多源异构三维信息轻量化处理与集成渲染;以山东省16个地级市为试点,实现数据量560 TB的倾斜摄影数据与447类政务专题数据的高效融合,并以济宁市高架桥三维模型数据为例进行方法有效性评价。结果表明：实现了实景三维山东;与传统数据融合全量更新方法相比,本文基于GPA的建模处理方法,处理效率提升了7倍以上,在不损耗数据精度前提下数据压缩比为70.74%;内存占用减少40%,加载性能提升一倍以上。研究成果为多领域决策提供了三维空间基底,可为其他地区的实景三维建设提供技术参考。
    • 时空认知
  • 时空认知
    基于文献计量分析的地理相似性研究进展
    苗保亮, 游雄, 张欣
    2024, 31(06): 754-764. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406005
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    为全面梳理国内地理相似性研究进展,掌握研究脉络、热点问题、主要成果和潜在研究方向,本文采用文献计量学方法对中国知网（CNKI）核心期刊数据库1994~2023年1305篇相关文献进行知识图谱化分析。利用中国知网（CNKI）核心期刊在线分析功能统计发文量、学科分布,结合CiteSpace、VOSviewer绘制作者、科研机构合作和关键词共现图谱,从科研产出、科研合作、研究领域三个方面分析研究进展,并进一步归纳地理相似性分析与度量方法。结果表明：地理学中有关相似性研究的发文量逐年攀升,主要集中在生物学、计算机软件及计算机应用、自然地理学和测绘学三个学科;作者和科研机构合作呈现整体分散、小范围集中的现状,主要围绕三大领域九个研究主题展开。地理相似性具有三类分析度量依据,相似度计算通用范式包括四个关键步骤。地理相似性潜在的方向包括多尺度特征、复杂时空特征相似性分析等。
  • 时空认知
    城市旅游产业发展与农用地管控空间协调性分析：以舟山市普陀区为例
    徐征, 翁宝凤, 罗明生, 王增利, 葛莹, 何孟欣
    2024, 31(06): 765-772. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406007
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    如何在国家土地用途管制下支持旅游产业发展模式是地方政府急需解决的问题,现有研究多集中于经济发展与生态环境之间的协调,鲜有针对农用地与旅游用地之间协调发展的分析。本文以舟山市普陀区为例,首先以街道为尺度,利用扩张强度指数计算旅游用地扩张强度;其次采用用地协调指数分析旅游用地与农用地之间的协调性程度;最后使用热点探测G统计量以社区尺度分析农用地和旅游用地空间协调关系。研究表明：①研究区旅游产业发展表现为农用地与旅游用地空间错位利用,具体呈现两种发展模式,分别为典型旅游用地模式与新型旅游用地模式。②典型旅游用地模式以旅游用地节约集约利用为先,前提是在农用地保护区外发展旅游产业;新型旅游用地模式显示旅游用地分散式利用,在农用地管控下实现了两类土地的协调发展。当地政府的做法可为其他城市在如何协调旅游业发展和农用地保护两者关系上提供借鉴。
  • 时空认知
    基于多源时空数据的北京大型公园绿色绅士化现象研究
    张朝阳, 李翔宇, 翁阳, 黄竞雄, 党安荣
    2024, 31(06): 773-784. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406006
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    随着城市进入高质量发展阶段,公园绿色绅士化现象对其影响逐步显现,掌握影响模式对城市公园规划建设具有重要的意义;现有研究多基于单一的社会经济数据,鲜有利用时空数据的相关研究。本文基于多源时空数据,以北京市六环内的六个大型公园为例,从空间视角探究其绿色绅士化现象及空间特征。首先,利用空间双重差分法分析泛城市化的影响,以土地利用类型、路网密度、兴趣点密度等指标分析绿色绅士化现象;其次,通过主成分分析法得出绿色绅士化强度的空间指标,并构建绿色绅士化评估指标体系,并通过分析公园周边用地变化情况揭示绿色绅士化的空间分布特征和变化模式;最后,为大型公园的规划建设提出相关建议。结果表明：研究区北边大型公园的绅士化程度普遍高于南边;绿色绅士化的空间分布呈现中心辐射分布和外围优势分布两种类型,且存在绿地协同增加和建设强度增加的共同变化模式。
  • 时空认知
    基于支持向量机的华南斜坡类地质灾害易发性评价：以肇庆市怀集县为例
    刘金沧, 王欢欢, 李云, 杨婷
    2024, 31(06): 785-794. https://doi.org/10.20117/j.jsti.202406004
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    以广东为代表的华南地区地质条件和气象条件复杂,受人类活动影响大,需要研究适合的诱发因子及模型进行地质灾害易发性评估;常规的易发性评价方法已有信息量模型或支持向量机等,但区域应用方面仍有提升空间。本文以广东省肇庆市怀集县为研究对象,基于数字高程模型结合资源三号卫星遥感影像,综合选取地形、植被覆盖、地质构造、降水分布、人类活动等11个致灾因子,采用支持向量机模型,对地质灾害的空间分布规律及其影响因素进行综合分析,获得研究区域斜坡类地质灾害隐患易发性评价结果;为验证方法可行性,与已有的信息量模型进行比较评价。研究表明：①根据评价结果极高易发区、高易发区分布的面积所占比其划分结果与研究区内地质灾害实际发育情况吻合,能够反映研究区地灾分布的总体特征。②SVM模型和信息量模型的预测结果均显示,研究区域非常容易发生滑坡危险,特别是在断裂带附近;但SVM模型的精度AUC值更高。