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基于VR孪生实验的群组疏散时空行为特征分析

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遥感学报 2024年第5期28卷 1314-1329页

作者：黄琳李文航龚建华马浩男胡梦雨中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心北京100094 中国科学院大学北京101408

“数字孪生”概念的提出为人群行为研究提供了新思路,本文提出了数字孪生人群行为实验理论框架,从基本理论、基本原则等方面进行总结,包括地理认知理论、相似性理论、尺度理论、复杂性问题理论和地理智能模拟原理,以及实验相似性、协同... 详细信息

“数字孪生”概念的提出为人群行为研究提供了新思路,本文提出了数字孪生人群行为实验理论框架,从基本理论、基本原则等方面进行总结,包括地理认知理论、相似性理论、尺度理论、复杂性问题理论和地理智能模拟原理,以及实验相似性、协同和异构、规范化和标准化原则,并进一步提出数字孪生人群疏散实验研究内容及分类。根据该理论框架开展基于VR的群组疏散孪生实验,并根据实验数据定性和定量分析群组空间结构特征和疏散行为特征。结果表明,群组成员在孪生疏散过程中呈现出V型和“side by side”结构,在扶梯这类特殊区域中群组的空间结构有较大的变动,疏散个体面向方向与其他群组成员间的夹角小于60°,并且群组成员间的较小间距和信息扩散交互可以大大提高疏散效率。此外,分析孪生场景中的疏散轨迹和眼动轨迹得出疏散人群在柱子、出口、换乘通道等位置与环境交互较多,表明疏散人群在这些位置期望得到环境信息的需求较大。本文的孪生实验结果能够发现地铁站内的疏散瓶颈区域和群组行为规律,为地铁站内的布局规划和应急预案提供优化建议。

关键词：遥感数字孪生人群行为实验地铁疏散群组交互行为

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增强现实地图载体的空间认知负荷特征研究

地球信息科学学报 2024年第1期26卷 99-109页

作者：张国永龚建华张冬中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心北京100094 中国科学院大学北京100049 浙江中科空间信息技术应用研发中心嘉兴314100

本文依据增强现实数字地图与地理场景在时空、尺度和语义等的上下文关联性,研究并划分了包括存在上下文关联的地理实体空间载体、模型实体空间载体,以及不存在上下文关联的虚位空间载体三类AR地图载体。选取二维纸质地形晕渲图、三维打... 详细信息

本文依据增强现实数字地图与地理场景在时空、尺度和语义等的上下文关联性,研究并划分了包括存在上下文关联的地理实体空间载体、模型实体空间载体,以及不存在上下文关联的虚位空间载体三类AR地图载体。选取二维纸质地形晕渲图、三维打印地形实体模型、以及桌面虚位空间3种不同类型载体的AR地图为研究对象,以目标搜索和路径规划为任务目标,开展不同载体AR地图空间认知实验研究。结果表明,在2组实验中三维实体模型载体AR地图的认知负荷指数(CLI)分别为2.53和4.84均显著低于二维地图和虚位载体,具有认知负荷低、沉浸在场感强的认知特征;二维地图载体的认知负荷指数略低于虚位空间载体,但两者并无显著差异;同时,两组实验对比分析结果显示,随着任务难度提升,二维地图载体和虚位空间载体AR地图的认知负荷显著增加,但三维实体模型载体AR地图的认知负荷未显著增加,表明实体模型载体在面向复杂空间认知任务时具有较低认知负荷的优势。此外CLI和任务难度的同步变化也表明脑电数据对空间认知实验敏感,能有效反映空间认知实验过程中的认知特征变化。

关键词：增强现实地图空间认知地图载体三维打印地形模型虚位空间认知负荷脑电实验

基于高分遥感的城市内涝数值仿真与风险评价研究

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遥感技术与应用 2024年第4期 971-986页

作者：薛晓萌李红旮黄晓霞魏凯中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心中国科学院大学

城市暴雨内涝风险评估是城市减灾防灾研究的热点和难点之一。高分遥感城市内涝数值仿真评价模型有助于内涝灾前风险识别、灾中情景仿真和灾后损失评估，对指导城市规划和内涝应急管理具有重要的应用价值。采用GF-7卫星立体摄影测量技术... 详细信息

城市暴雨内涝风险评估是城市减灾防灾研究的热点和难点之一。高分遥感城市内涝数值仿真评价模型有助于内涝灾前风险识别、灾中情景仿真和灾后损失评估，对指导城市规划和内涝应急管理具有重要的应用价值。采用GF-7卫星立体摄影测量技术、面向对象分类及水文水动力耦合方法构建城市内涝数值仿真模型，结合水深、流速、影响面积、暴雨频率等因素构建风险评价模型。通过对深圳大沙河中下游进行实验，并与历史实测数据进行对比验证，模型精度优于82%，与海绵建设前2017年相较，2021年内涝风险区减少3.36%。研究表明：高精度DEM是提高城市暴雨内涝分析精度的关键因素，以1 h模拟结果为例，2.5 m分辨率DEM的积水深度精度分别比5 m、10 m和20 m高出5.31%、23.88%和58.09%。研究成果已应用于深圳市海绵城市评价并取得较好效果，为城市内涝灾害风险管理提供了科学手段和依据。

关键词：城市内涝数值模拟风险评价高分遥感卫星立体测量

复杂场景下小农经营区地块级苹果园模块化制图方法框架

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地球信息科学学报 2024年第1期26卷 197-211页

作者：寇雯齐沈占锋王浩宇李硕焦淑慧雷雅婷中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

实现复杂场景下地块级苹果园的精准制图,是中国苹果产业精细化管理面临的迫切需求。然而,传统的地块级分类制图框架在处理小农经营区内的大量细碎地块时,可靠性大幅度降低。本文提出一种适用于复杂场景下小农经营区的地块级苹果园模块... 详细信息

实现复杂场景下地块级苹果园的精准制图,是中国苹果产业精细化管理面临的迫切需求。然而,传统的地块级分类制图框架在处理小农经营区内的大量细碎地块时,可靠性大幅度降低。本文提出一种适用于复杂场景下小农经营区的地块级苹果园模块化制图方法框架。①基于模拟人类对目标场景视觉感知的分层策略,从深秋季的单幅超高空间分辨率(Very High Resolution,VHR)影像中提取冗余的候选地块;②利用非对称瓶颈网络(Depth-wise Asymmetric Bottleneck Network,DABNet)模型与长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,分别从VHR影像与时间序列影像中提取苹果园的空间特征像素与时序特征像素。然后,构建元特征描述特征像素在候选地块中的分布情况,与地块的内在特征共同组成苹果园地块的分类特征;③使用随机森林(Random Forest,RF)将候选地块分类为苹果园地块和非苹果园地块。以山东省栖霞市西城镇为研究区,从43238个候选地块中提取出30292个苹果园地块,分类总体精度达到92.7%。利用RF算法自带的平均精度减少指标(Mean Decrease in Accuracy,MDA)对17种分类子特征进行特征重要性分析,证明本文提出的元特征比传统人工设计特征具有更强的信息抽象与特征表达能力。该框架成功实现场景复杂的小农经营区地块级苹果园制图,可推进精准果园农业的发展。

关键词：苹果园复杂场景地块级分类深度学习元特征时间序列数据超高空间分辨率影像

结合桥梁难分样本优化的大清河流域水坝遥感检测

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自然资源遥感 2024年

作者：郭勇张琳翔许泽宇蔡中祥中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心信息工程大学地理空间信息学院

水坝的检测对于城市规划、生态环境评估等有着重要意义。目前基于遥感的水坝检测研究主要是基于样本集的算法改进或在小区域上的检测，缺乏在大尺度地学区域的实践应用。而在大区域中，水坝分布稀疏，地表存在更多的桥梁等地物会对水坝... 详细信息

水坝的检测对于城市规划、生态环境评估等有着重要意义。目前基于遥感的水坝检测研究主要是基于样本集的算法改进或在小区域上的检测，缺乏在大尺度地学区域的实践应用。而在大区域中，水坝分布稀疏，地表存在更多的桥梁等地物会对水坝的检测形成显著干扰。为应对这一问题，该文以大清河流域为例，研究大尺度区域内的水坝遥感检测。该文研究主要分为两个阶段，第一阶段是将容易与水坝混淆的桥梁作为难分负样本(即容易产生假阳性的样本)参加训练，基于DIOR公开数据集改进适合于水坝提取的神经网络结构；第二阶段是基于优化后的网络以及大区域多源样本数据进行微调训练获取模型，并实现大清河区域的水坝检测。优化后的模型模型在第一阶段测试得到了78.3%的水坝检测精度，在第二阶段大清河流域检测得到了330处水坝，其结果与现有公开的水坝空间分布数据集GRandD相符，且更为详细。结果表明，结合桥梁样本优化训练后的模型可以有效避免对桥梁的误提取，从而提高检测精度。

关键词：水坝难分负样本大清河流域 CenterNet网络目标检测

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5米光学02星应用在轨测试

遥感学报 2024年第3期28卷 591-600页

作者：唐新明肖晨超魏红艳刘宇韩波刘银年王军自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 北京空间机电研究所北京100094

5米光学02星于2021年12月26日成功发射,卫星与前序型号组成陆地中分业务卫星星座,建设形成天地一体化大幅宽定量化综合对地观测能力。在轨测试期间,自然资源部根据卫星设计指标要求,围绕土地资源、地质矿产、测绘地理信息、海洋海岛监... 详细信息

5米光学02星于2021年12月26日成功发射,卫星与前序型号组成陆地中分业务卫星星座,建设形成天地一体化大幅宽定量化综合对地观测能力。在轨测试期间,自然资源部根据卫星设计指标要求,围绕土地资源、地质矿产、测绘地理信息、海洋海岛监测等领域业务,梳理共计32个业务测试项,并按照自然资源调查和监测的相关标准和技术规范,开展了应用测试评价工作。在轨测试表明,卫星系统、地面系统和应用系统各项功能正常、运行稳定,双星一致性好,具备组网运行条件,卫星数据质量可满足自然资源执法督察、地质矿产资源调查、生态修复工程跟踪评价、地理空间信息更新、围填海调查、海岸线变化监测、钢铁去产能等业务需求,高光谱和热红外载荷定量应用测试取得良好效果。本文在介绍该卫星的数据特点与应用能力的基础上,重点介绍和分析卫星在轨测试应用评价结果,可为后续业务化应用提供参考。

关键词：遥感 5米光学02星自然资源卫星应用可见光/近红外高光谱热红外

星载激光雷达估测森林结构参数研究现状分析与展望

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农业机械学报 2024年第6期55卷 18-33页

作者：黄佳鹏李国元刘诏辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123000 自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨... 详细信息

星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨论了星载激光雷达数据估测多尺度森林结构参数的适用性,定量化分析现有星载激光雷达研究成果及存在的优缺点。最后,总结当前存在的问题,对星载激光雷达技术未来的前景和发展方向进行了展望。建议后续研究可进一步加大对反演不同森林结构参数、产品体系及标准规范、林业应用精度评价、林业用激光雷达参数设计等方面的深入研究。

关键词：森林结构参数星载激光雷达多尺度多源数据

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融入坐标—时间函数(CT-PIM)的矿区时序InSAR形变预计——以淮安盐矿为例

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遥感学报 2024年第6期28卷 1615-1631页

作者：张腾飞邢学敏彭葳朱珺刘祥彬葛家旺雷敏超长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114 长沙理工大学交通测绘雷达遥感应用研究所长沙410114

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Inte... 详细信息

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Integral Method)结合是较为有效的矿区形变预计方法。然而,目前矿区时序InSAR形变建模环节中大多数采用纯经验数学模型,未顾及开采沉陷机制,严重影响获取的形变观测值的精度;不准确的InSAR形变观测值将误差传递至后续形变预计,进而导致误差累积。本文将坐标—时间函数CT(Coordinate Time)引入时序InSAR建模环节,构建了坐标—时间函数预计模型(CT-PIM)以取代传统纯经验数学模型;再基于InSAR相位观测值求解未知参数,将构建的CT-PIM直接用于矿区形变预计,避免了误差的传递,以改善形变预计精度。分别开展了模拟实验和真实实验对提出预计方法进行验证。模拟实验显示:模型预计获取的时序形变与模拟真值的均方根误差(RMSE)为±4.6 mm。真实实验利用覆盖淮安市一盐矿区的35景Sentinel-1A SAR卫星影像开展,获取了研究区域2019年3月30日至2019年7月28日的预计结果,结果显示测区最大预计沉降量为152 mm。本文所提方法相比传统多速率模型,建模精度提升了38.2%;相比传统静态概率积分预计方法获取的形变结果,精度提升了39.1%。本文方法为预防盐矿区采矿引起的地质灾害问题提供了有力的工具,为盐矿区生产安全和生态环境保护提供参考。

关键词：遥感 InSAR 矿区坐标—时间函数地表沉陷形变预计

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二进制翻译技术综述

软件学报 2024年第6期35卷 2687-2723页

作者：谢汶兵田雪漆锋滨武成岗王俊罗巧玲无锡先进技术研究院江苏无锡214083 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制... 详细信息

随着信息技术的快速发展,涌现出各种新型处理器体系结构.新的体系结构出现为处理器多样化发展带来机遇的同时也提出了巨大挑战,需要兼容运行已有软件,确保较为丰富的软件生态群.但要在短期内从源码编译构建大量生态软件并非易事,二进制翻译作为一种直接从二进制层面迁移可执行代码技术,支持跨平台软件兼容运行,既扩大了软件生态群,又有效降低了应用程序与硬件之间的耦合度.近年来,二进制翻译技术研究取得了较大进展.为总结现有成果并分析存在的不足,首先介绍二进制翻译技术的分类以及典型的二进制翻译系统,之后从指令翻译方法、关键问题研究、优化技术等方面分别进行分析总结,接着阐述二进制翻译技术的核心应用领域,最后对二进制翻译技术的潜在研究方向进行展望.

关键词：二进制翻译翻译效率等价变换软件迁移多融合优化