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船舶轨迹提取模型构建与交通流分析

地球信息科学学报 2023年第11期25卷 2134-2149页

作者：闫兆进杨慧慈慧王冉中国矿业大学资源与地球科学学院徐州221116 江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室中国矿业大学徐州221008 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室徐州221116

船舶航线提取与交通流分析是航线设计、海事管理、贸易分析等研究的基础。面向海量船舶轨迹,现有船舶航线提取方法在大范围海域的适应性、方法复杂性以及与真实船舶交通航线的符合性方面还存在不足。本研究以海量船舶自动识别系统(Autom... 详细信息

船舶航线提取与交通流分析是航线设计、海事管理、贸易分析等研究的基础。面向海量船舶轨迹,现有船舶航线提取方法在大范围海域的适应性、方法复杂性以及与真实船舶交通航线的符合性方面还存在不足。本研究以海量船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据为研究对象,提出一种船舶轨迹提取模型构建与交通流分析方法。首先,将船舶航行轨迹抽象为船舶停留特征点(停留点)与移动特征点(航路点)的组合,其中停留点为船舶在港口处停留轨迹段的特征点,航路点为船舶移动轨迹段中航行速度或航行角度发生明显变化的特征点,构建“出发港(停留)→移动(航路)→目的地港(停留)”船舶航行轨迹抽象模型,实现船舶航行轨迹划分;然后,以船舶航行轨迹抽象模型为基础,基于图论理论进一步聚类海量船舶航行轨迹的停留点和航路点,提取表征船舶航线的航线点(停留航线点和航路航线点);最后,建立航线点连接矩阵,以船舶交通图的形式实现船舶航线提取,为船舶航线提取、交通流分析等提供新方法。以南海丝路海域为研究区,利用2017年全年的历史AIS数据,分析研究区内典型商船(集装箱船、散货船、油轮)的交通流特征和船舶航线。结果表明,提取航线与船舶交通高密度区域高度吻合,能够反映南海丝路区域真实的船舶交通航线。进一步与现有航线数据比较可知,本文提取航线的细节更加丰富,结构更加完整。与现有船舶航线提取方法相比,本文方法具有两方面的优势。(1)本文方法提取的船舶航线具有更大的丰富度。本文方法不仅提取出船舶航线,还识别船舶航行过程中的特征点,即船舶停留特征点和航路特征点,这对于航线设计和航行安全无疑是重要的知识支撑;(2)本文方法提取的航线更易于分析海运交通网络。由于本文方法提取的航线是点对点的形式,且每条航线都是从港口出发,易于构建海运交通网络,可以实现潜在的运输网络分析。本研究可为船舶航线规划、交通流分析、航行安全等提供决策支持。

关键词：船舶轨迹船舶航线提取轨迹分析 AIS数据交通流分析轨迹挖掘交通模型船舶行为

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OBE驱动的工程教育课程教学创新设计

高等工程教育研究 2022年第2期70卷 150-154页

作者：杨慧闫兆进慈慧王冉中国矿业大学资源与地球科学学院地球信息科学系中国矿业大学资源与地球科学学院

成果导向教育理念的作用研究需要从理论向实践转化,工程教育课程教学设计可深化工程教育理念实践模式和内涵。以中国矿业大学空间分析与建模课程为例,从反向设计课程目标、整合课程知识体系、案例研究型教学模式和学习成果动态评价考核... 详细信息

成果导向教育理念的作用研究需要从理论向实践转化,工程教育课程教学设计可深化工程教育理念实践模式和内涵。以中国矿业大学空间分析与建模课程为例,从反向设计课程目标、整合课程知识体系、案例研究型教学模式和学习成果动态评价考核四个层面研究了工程教育课程如何实施OBE教育理念,为工程教育课程教学创新设计提供借鉴和参考。

关键词：成果导向教育课程目标反向设计知识体系整合案例研究型教学模式动态评价考核

新疆天山北坡城市群土地覆被数据产品精度评价

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干旱区地理 2024年第11期47卷 1852-1862页

作者：闫兆进孙雨晴 HE Rong 王冉阮晓光杨慧慈慧中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 圣克拉拉大学土木、环境与可持续工程系美国加州95053 浙江水利水电学院测绘与市政工程学院浙江杭州310018

土地覆被产品为全球各种地球系统科学应用提供了重要的地表覆被信息,如CLCD30(30 m)、GlobeLand30(30 m,简称Globe30)、GLC_FCS30(30 m)、FROM-GLC10(10 m)、Esri_Land_Cover_2020(10 m,简称Esri10),以及ESAWorldCover2020(10 m,简称ESA10),然而其在局地的精度和适用性如何尚不明确。基于Sentinel-2影像,通过样本精度评价和类别混淆评价对上述6套土地覆被数据产品在天山北坡城市群的精度及误差情况进行了研究和分析,并探讨了误差成因和不同数据产品的适用性。结果表明:(1)6套数据产品中,除Esri10外,其余5套数据产品的类型构成、面积占比相对一致。(2)GLC-FCS30、Globe30、CLCD30、FROM-GLC10、ESA10、Esri10的总体精度分别为0.8080、0.8147、0.7880、0.8531、0.8047、0.4725。(3)从产品适用性来看,GLC_FCS30适用于对耕地、裸地的分析,CLCD30适用于对林地、裸地的分析,FROM-GLC10适用于对草地、水体、冰/雪以及建筑的分析,ESA10适用于对耕地和草地的分析,Esri10适用于对林地、冰/雪以及建筑的分析,Globe30在各类别精度评价结果上更均衡。(4)类别混淆主要是耕地、林地以及草地之间及与其他类别的相互混淆,尤其是在土地覆被复杂的地区,如城市边缘区域。

关键词：土地覆被数据产品遥感精度分析类别混淆天山北坡城市群

改进的ROA算法在SAR图像边缘检测中的应用

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山东科技大学学报（自然科学版） 2016年第6期35卷 17-23页

作者：卢秀山闫兆进山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 山东科技大学海洋工程研究院山东青岛266590

为解决传统均值比(ratio of average,ROA)算子检测SAR(synthetic aperture radar,SAR)图像边缘时出现的受噪声影响大和边缘定位精度低等问题,结合平稳小波变换的优点,提出一种平稳小波去噪和改进ROA算法的SAR图像边缘检测方法。首先,利... 详细信息

为解决传统均值比(ratio of average,ROA)算子检测SAR(synthetic aperture radar,SAR)图像边缘时出现的受噪声影响大和边缘定位精度低等问题,结合平稳小波变换的优点,提出一种平稳小波去噪和改进ROA算法的SAR图像边缘检测方法。首先,利用平稳小波进行去噪预处理,减少相干斑噪声。然后,通过把传统ROA算子的4个检测方向增加为8个,以及利用非极值抑制进行边缘定位,在检测方向和定位精度两个方面改进ROA算法。实验结果表明,该方法的去噪性能和边缘检测效果较好。研究结论对传统ROA算法做了改进,使其更好地适用于SAR图像边缘检测。

关键词：合成孔径雷达边缘检测平稳小波变换均值比算法相干斑噪声

理工科课程思政融入地学大数据基础课程的探索

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高教学刊 2024年第18期10卷 193-196页

作者：闫兆进杨慧慈慧王冉中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

理工科专业课程是高校课程的重要组成部分,理工科课程思政建设已成为新时期高校课程思政改革的关键。然而,当前理工科专业课程思政建设成效仍不够显著,实际教学过程中专业知识难以与思政内容有机融合,“两张皮”现象突出。该文深入分析... 详细信息

理工科专业课程是高校课程的重要组成部分,理工科课程思政建设已成为新时期高校课程思政改革的关键。然而,当前理工科专业课程思政建设成效仍不够显著,实际教学过程中专业知识难以与思政内容有机融合,“两张皮”现象突出。该文深入分析课程思政的发展现状,总结归纳理工科课程思政建设存在的突出问题。以中国矿业大学地学大数据基础这一典型理工科课程为例,制定课程思政的教学设计方案,探讨切实可行的理工科课程思政建设机制,从而为理工科课程思政改革提供一定的借鉴与参考。

关键词：理工科课程课程思政问题分析实施路径教学改革

基于全球测深数据的中国海岸线周边海域数字水深模型融合

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海洋学报 2024年第7期46卷 16-28页

作者：阮晓光占赵杰闫兆进谈秋英郭美静杨阳浙江水利水电学院测绘科学与技术学院浙江杭州310018 浙江水利水电学院南浔创新研究院浙江杭州310018 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 浙江公路技师学院浙江杭州311300 福州大学数字中国研究院福建福州350108

数字水深模型(Digital Bathymetric Models,简称“DBMs”),是近海工程建设、资源开发、环境保护等领域的重要基础地理信息数据。现有全球公开DBMs产品如GEBCO(The General Bathymetric Chart of the Oceans)、SRTM(The Shuttle Radar Topography Mission)、ETOPO(Earth Topography)等在不同海域的数据类型、数据来源和产品精度均存在差异。为利用全球测深数据和DBMs产品重建中国近海水深模型,本文提出一种基于水深分区的加权融合重建框架。首先,从5个维度(整体精度、不同水深、航线剖面、地理分区、局部细节)对比分析6种常用DBMs产品的可靠性和适用性;然后,顾及水深和地形特征对研究区进行分割和分区,并选取分区内最优DBMs产品,以最小误差为约束进行最优加权融合;最后,对融合结果进行实测值恢复、平滑滤波等后处理,形成中国海岸线周边近海海域15″分辨率高精度无缝水深模型。结果表明,融合结果相比SRTM30_PLUS、GEBCO_2022、SRTM15_V2.5.5和ETOPO_2022均方根误差降低了27%、14%、14%和13%,地形细节也得到保留,证明了该融合框架的可行性,可为多数据集大规模海底地形的融合重建和及时更新提供参考。

关键词：数字水深模型多源数据融合水深海底地形中国海岸线

能源资源开发区域大气CO_(2)时空变化及影响因素分析

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地学前缘 2024年第4期31卷 147-164页

作者：杨慧范怀伟徐晓张云惠王文峰闫兆进王成王俊辉刘蕾王冉慈慧中国矿业大学资源与地球科学学院煤层气成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000 新疆维吾尔自治区气象台新疆乌鲁木齐830002 新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830017 新疆维吾尔自治区人民政府国家305项目办公室新疆乌鲁木齐830000 新疆维吾尔自治区地质局新疆乌鲁木齐830000 新疆维吾尔自治区生态环境监测总站新疆乌鲁木齐830011

分析能源资源开发区域大气碳浓度的时空变化和影响因素,对于探索“碳达峰”“碳中和”背景下能源资源开发高质量发展路径至关重要。新疆维吾尔自治区是我国重要的能源和战略资源基地,本文面向新疆维吾尔自治区的能源资源开发现状,采集... 详细信息

分析能源资源开发区域大气碳浓度的时空变化和影响因素,对于探索“碳达峰”“碳中和”背景下能源资源开发高质量发展路径至关重要。新疆维吾尔自治区是我国重要的能源和战略资源基地,本文面向新疆维吾尔自治区的能源资源开发现状,采集并预处理了2015—2021年轨道碳观测卫星-2(Orbiting Carbon Observatory-2,OCO-2)二氧化碳L3数据产品,分析研究区大气碳浓度的时间变化趋势和空间分布格局,构建深度森林回归模型,并分析各影响因素对碳浓度时空变化的驱动作用。结果表明:(1)新疆维吾尔自治区、准噶尔盆地、吐哈盆地和塔里木盆地XCO_(2)浓度在2015—2021年均呈周期性上升趋势,增长率呈“先减后增”,且季节变化趋势呈现明显的“春季高冬季低”;(2)在春、秋和冬季,新疆XCO_(2)浓度空间格局呈现“北高南低”的趋势,在盆地区域及能源资源开发区域出现XCO_(2)高浓度积聚现象,夏季则呈现“北低南高”趋势;(3)地形起伏、风场流速、NDVI、地表温度、降水量、10 mV风、10 mU风和能源开发强度对区域XCO_(2)浓度时空分布有显著影响,各因素呈现明显的空间异质性和显著差异。研究结果有助于理解能源资源开采区域的大气碳浓度时空演变机制,在国家碳减排目标的实现、指导碳中和策略、追踪碳减排效果等方面具有深远意义。

关键词：能源资源开发 XCO_(2)时空变化影响因素深度森林回归模型

基于车载LiDAR点云数据的某露天矿土方量计算

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现代矿业 2017年第1期33卷 177-178页

作者：闫兆进阎凌宇孟祥宇山东科技大学测绘科学与工程学院济宁市第一中学东营市第一中学

针对传统露天矿土方量计算方法存在耗时长、效率低等问题,提出了一种基于车载Li DAR点云数据的露天矿土方量计算方法。以某露天矿为例,首先对获取的原始Li DAR点云数据进行去噪处理;然后采用逐点插入法构成不规则三角网(Triangular irre... 详细信息

针对传统露天矿土方量计算方法存在耗时长、效率低等问题,提出了一种基于车载Li DAR点云数据的露天矿土方量计算方法。以某露天矿为例,首先对获取的原始Li DAR点云数据进行去噪处理;然后采用逐点插入法构成不规则三角网(Triangular irregular network,TIN),通过距离倒数加权法插值生成数字高程模型(Digital elevation model,DEM);最后通过不同时期的DEM进行了土方量计算。试验表明:所提方法自动计算的填方量、挖方量的准确率分别达到96%和97%,对于提高露天矿土方量的计算精度有一定的参考价值。

关键词：露天矿 LiDAR点云土方量不规则三角网数字高程模型

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基于直线特征检测的道路边线自动提取方法

测绘工程 2017年第3期26卷 42-45页

作者：闫兆进孟丽娜山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 中国民航大学机场学院天津300300

针对如何从车载激光点云数据中快速、准确地提取道路边线的问题,本文提出一种基于直线特征检测的道路边线自动提取方法。首先对原始点云进行地面滤波,删除非地面点,获取包含道路信息的地面点云,接着把点云投影到二维图像上,根据反射强... 详细信息

针对如何从车载激光点云数据中快速、准确地提取道路边线的问题,本文提出一种基于直线特征检测的道路边线自动提取方法。首先对原始点云进行地面滤波,删除非地面点,获取包含道路信息的地面点云,接着把点云投影到二维图像上,根据反射强度获得平均强度图像,对平均强度图像进行LSD直线检测,获得道路边线的直线段,然后进行直线连接,把检测出来的短线段连接成长直线,最后根据直线特征提取出道路边线,并且利用定量指标对提取结果进行定量分析。实验证明,该方法提取的道路边线具有较高的准确率和完整性。

关键词：车载激光扫描点云道路边线自动提取 LSD直线检测定量分析