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城市信息学展望

国际城市规划 2024年第1期39卷 11-20,66页

作者：史文中迈克尔·古特柴尔德迈克尔·巴蒂李清泉刘信陶张安舒黄雨嫣刘超香港理工大学潘乐陶智慧城市研究院中国香港香港理工大学测绘及地理资讯学系中国香港加利福尼亚大学圣巴巴拉分校伦敦大学学院伦敦大学高级空间分析中心深圳大学、人工智能与数字经济广东省实验室(深圳) 香港理工大学潘乐陶智慧城市研究院、测绘及地理资讯学系中国香港同济大学建筑与城市规划学院同济大学智慧社区分中心

城市发展中不同城市部门、理论和技术的专业化及其在城市中的汇聚,极大地加快了城市信息学的发展。作为跨学科领域,城市信息学旨在通过新的信息技术来解读城市并推动城市发展。对于这一新兴领域的进展与前景虽已有一些讨论,但仍需进一... 详细信息

城市发展中不同城市部门、理论和技术的专业化及其在城市中的汇聚,极大地加快了城市信息学的发展。作为跨学科领域,城市信息学旨在通过新的信息技术来解读城市并推动城市发展。对于这一新兴领域的进展与前景虽已有一些讨论,但仍需进一步探索其研究计划,以推动城市信息学的进步,并对未来城市发展提供参考。为此,本文基于领域最新研究进展,提出了一系列城市信息学研究计划。这些研究计划涵盖三个层次:城市科学的未来;核心使能技术,包括地理空间人工智能、高精地图、量子计算、人工智能和物联网、数字孪生、可解释人工智能、分布式机器学习、保护隐私深度学习等;城市信息学的应用,涵盖城市设计和规划、交通、基于位置的服务和元宇宙等方面,以及关于算法和数据驱动方法的讨论。最后,本文展望了城市信息学未来的发展,尤其注重如何在日益增长的技术依赖与重要的社会问题之间取得平衡。

关键词：城市信息学城市科学城市计算城市感知智慧城市

基于MAEU-CNN的高分辨率遥感影像建筑物提取

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地球信息科学学报 2022年第6期24卷 1189-1203页

作者：张华郑祥成郑南山史文中中国矿业大学环境与测绘学院徐州22116 香港理工大学土地测量及地理资讯学系中国香港999077

从高空间分辨率图像(HSRI)中提取建筑物信息在遥感应用领域具有重要意义。然而,由于遥感影像中的建筑物尺度变化大、背景复杂和外观变化大等因素,从HSRI中自动提取建筑物仍然是一项具有挑战性的任务。特别是从影像中同时提取小型建筑物... 详细信息

从高空间分辨率图像(HSRI)中提取建筑物信息在遥感应用领域具有重要意义。然而,由于遥感影像中的建筑物尺度变化大、背景复杂和外观变化大等因素,从HSRI中自动提取建筑物仍然是一项具有挑战性的任务。特别是从影像中同时提取小型建筑物群和具有精确边界的大型建筑物时,难度更大。为解决这些问题,本文提出了一种端到端的编码器-解码器神经网络模型,用于从HSRI中自动提取建筑物。所设计的网络称为MAEU-CNN(Multiscale Feature Enhanced U-shaped CNN with Attention Block and Edge Constraint)。首先,在设计的网络编码部分加入多尺度特征融合(MFF)模块,使网络能够更好地聚集多个尺度特征。然后,在编码器和解码器部分之间添加了多尺度特征增强模块(MFEF),以获得不同尺寸的感受野,用于获取更多的多尺度上下文信息。在跳跃连接部分引入双重注意机制,自适应地选择具有代表性的特征图用于提取建筑物。最后,为了进一步解决MAEU-CNN中由于池化及卷积操作导致的分割结果边界模糊的问题,引入多任务学习机制,将建筑物的边界几何信息融入网络中以优化提取的建筑物边界,最终获得精确边界的建筑物信息。MAEU-CNN在ISPRS Vaihingen语义标记数据集和WHU航空影像数据集2种不同尺度建筑物数据集上进行了试验分析,在ISPRS Vaihingen语义标记数据集上,MAEU-CNN在精度、F1分数和IoU指标中获得了最高精度,分别达到了93.4%、93.62%和88.01%;在WHU航空影像数据集上,召回率、F1分数和IoU指标中也获得了最高精度,分别达到了95.45%、95.58%和91.54%。结果表明,本文所提出的MAEU-CNN从遥感图像中提取建筑物信息精度较高,并且对于不同尺度具有较强的鲁棒性。

关键词：建筑物提取深度学习注意力机制多任务学习多尺度特征增强感受野边界约束高分辨率遥感影像

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基于工作流的空间数据质量检查方法

测绘地理信息 2023年第4期48卷 137-140页

作者：任恒一史文中武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 香港理工大学智慧城市研究院中国香港999077

将地理计算按照业务逻辑进行组合后,可以针对性地解决复杂空间数据的质量问题,这是传统空间数据质检的基本方法。现有的空间数据质量检查流程仍然无法摆脱大量的人工参与。面对日趋复杂的空间数据,国内外学者提出了大量的质检算法和检... 详细信息

将地理计算按照业务逻辑进行组合后,可以针对性地解决复杂空间数据的质量问题,这是传统空间数据质检的基本方法。现有的空间数据质量检查流程仍然无法摆脱大量的人工参与。面对日趋复杂的空间数据,国内外学者提出了大量的质检算法和检查方法,但是在自动化程度、效率等方面还存在一些不足。提出和建立一套基于工作流技术的复杂空间数据质量检查方法,通过其自动化的流程管理可以辅助进行空间数据质量管理,按照协作式数据处理、流程调度和并行计算流程执行3个方面完成质检自动化。在算法中有效地解决了空间数据质量检察中的复杂依赖关系。该方法能够应对实时的空间数据更新,使得复杂数据的质量检查高效率、自动化。通过地理国情数据的质量检查案例,验证了方法的特点和可行性。

关键词：工作流质量检查空间数据地理国情

一种基于多源数据验证的手机信令数据分析结果不确定性研究方法

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测绘地理信息 2023年第1期48卷 44-48页

作者：韩钰史文中涂伟武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 香港理工大学智慧城市研究院中国香港999077 深圳大学建筑与城市规划学院城市空间信息工程系广东深圳518061

手机信令数据被广泛应用于城市人群的动态特征分析,但其分析结果的不确定性尚不明确。因此,提出一种多源数据验证的不确定性分析方法。将从手机信令数据中提取的分布特征与多源数据进行对比,用人群代表性、转移覆盖率、聚集一致性3个指... 详细信息

手机信令数据被广泛应用于城市人群的动态特征分析,但其分析结果的不确定性尚不明确。因此,提出一种多源数据验证的不确定性分析方法。将从手机信令数据中提取的分布特征与多源数据进行对比,用人群代表性、转移覆盖率、聚集一致性3个指标评价分析结果的不确定性。并基于深圳市手机信令数据,选取了城市感知中人群分布、区域流动、热点识别3个典型城市动态特征,用人口网格分布、营运车辆GPS数据、高德兴趣点(point of interest,POI)等数据集对手机信令数据的分析结果进行验证,得出该区域手机信令数据分析结果的不确定性特征。

关键词：手机信令数据不确定性多源数据城市感知

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一种高分辨率影像道路中心线提取算法

中国矿业大学学报 2013年第5期42卷 887-892,898页

作者：苗则朗史文中张华中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 武汉大学-香港理工大学空间信息联合实验室香港九龙999077

针对传统道路提取算法欠缺几何特征的考虑以及中心线提取不光滑的问题,提出一种基于形状特征和多元自适应样条回归(MARS)的遥感影像道路中心线提取算法.算法首先改进了传统的长宽比指数,然后利用该指数对遥感影像分割结果进行滤波,提取... 详细信息

针对传统道路提取算法欠缺几何特征的考虑以及中心线提取不光滑的问题,提出一种基于形状特征和多元自适应样条回归(MARS)的遥感影像道路中心线提取算法.算法首先改进了传统的长宽比指数,然后利用该指数对遥感影像分割结果进行滤波,提取线性特征;在此基础上,结合光谱特征从线性特征中提取纯净道路段,最后利用多元自适应样条回归算法提取道路中心线.采用Matlab语言编程实现道路提取算法,并采用3幅高分辨率遥感影像对算法进行了验证.试验结果表明:改进后的长宽比指数可以有效地提取线性特征;同时,相比于传统的道路中心线提取算法,利用多元自适应样条回归算法提取的中心线更加光滑.

关键词：形状特征多元自适应样条高分辨率影像道路中心线提取

矢量GIS平面随机线元等概率密度误差模型的概率算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2006年第8期31卷 736-739页

作者：汤仲安史文中中南大学信息物理工程学院香港理工大学土地测量与地理资讯学系

研究了基于误差模型包络点的概率算法,并与基于随机线元法平面的概率算法进行了比较。实例计算与可视化分析发现,两种概率算法对应的概率计算值近似,Tepdem及其边界包络线一致,且前者适用于随机线元,而后者更具有通用性。

关键词： GIS 随机线元概率算法误差模型

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基于遗传算法的时相关动态车辆路径规划模型

武汉大学学报（信息科学版） 2008年第8期33卷 875-879页

作者：唐健史文中孟令奎武汉大学遥感信息工程学院香港理工大学土地测量与地理资讯学系

动态车辆路径规划是智能交通和商业物流领域中的一个重要研究方面,其最大的优点是就是综合考虑了各种实时信息,及时优化更新配送车辆的行驶路径,进一步降低物流成本。提出了一种基于遗传算法的时相关动态车辆路径规划模型。该模型将时... 详细信息

动态车辆路径规划是智能交通和商业物流领域中的一个重要研究方面,其最大的优点是就是综合考虑了各种实时信息,及时优化更新配送车辆的行驶路径,进一步降低物流成本。提出了一种基于遗传算法的时相关动态车辆路径规划模型。该模型将时变的交通信息和动态客户订单考虑在内,可以获得比较好的动态更新效率和优化结果,为此类动态车辆路径规划探索出了一条可行的途径。

关键词：动态车辆路径规划智能交通系统物流遗传算法时相关

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GIS空间数据面元与线元不确定性的关系

武汉大学学报（信息科学版） 2005年第1期30卷 65-68页

作者：刘春史文中刘大杰同济大学测量与国土信息工程系同济大学现代工程测量国家测绘局重点实验室上海市200092 香港理工大学土地测量与地理资讯学系

通过对线元误差落在一定区域内的概率分析 ,进一步明确了线元误差的概率统计性质 ,对多边形面积精度与面元误差环对面积精度影响这两者关系进行推导和数值计算 ,探讨多边形面积的标准差和面元误差带面积之间的关系 ,通过对多边形各边的... 详细信息

通过对线元误差落在一定区域内的概率分析 ,进一步明确了线元误差的概率统计性质 ,对多边形面积精度与面元误差环对面积精度影响这两者关系进行推导和数值计算 ,探讨多边形面积的标准差和面元误差带面积之间的关系 ,通过对多边形各边的线元误差分析 ,进一步描述多边形面积误差的分布状况和概率统计性质。

关键词：空间数据 ε带模型面元不确定性

浅谈测量平差到空间数据分析的可靠性理论延伸

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武汉大学学报（信息科学版） 2018年第12期43卷 1979-1985,1993页

作者：舒红史文中武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079 香港理工大学土地测量及地理资讯学系香港九龙红磡

可靠性作为分析结果评价的质量指标,同时也是分析模型构建的优化准则。在传统测绘领域,李德仁于20世纪80年代中期提出了两个多维备选假设的模型误差可区分理论和验后方差选权迭代的粗差剔除方法,发展了测量平差可靠性理论及摄影测量应... 详细信息

可靠性作为分析结果评价的质量指标,同时也是分析模型构建的优化准则。在传统测绘领域,李德仁于20世纪80年代中期提出了两个多维备选假设的模型误差可区分理论和验后方差选权迭代的粗差剔除方法,发展了测量平差可靠性理论及摄影测量应用。在电磁物理和普适计算支持下,传统测绘技术已经进化为现代地球空间信息科技。随之,可靠性理论内容从测量平差的粗差处理、空间数据分析的异常处理延伸到空间信息服务的可信计算,可靠性分析方法也从统计推断、优化计算延伸到逻辑推理。类比语言学,测量平差的粗差处理为语法分析,空间分析的异常处理为语义分析,空间信息服务的可信计算则为语用分析。简要地给出了空间数据分析的可靠性指标计算方法,分析了优化目标(成本或代价)函数构造的一般准则(物理系统的能量最小化、数据系统的信息量最大化和用户系统的决策风险最小化),指出可靠性理论方法呈现整体模拟趋势(正常和异常的相对整体性,外在数据和内在状态的相对整体性,静态结构和动态行为的相对整体性,人机地系统的相对整体性)。

关键词：粗差可信性可靠性测量平差空间分析大数据