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融合知识图谱与协同过滤的微地图推荐

地球信息科学学报 2024年第4期26卷 967-977页

作者：牛雪磊杨军闫浩文兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

针对推荐系统中数据稀疏问题,传统的协同过滤算法无法捕捉辅助信息之间的相关性,从而降低了推荐的准确性。为此,本文提出融合知识图谱的协同过滤模型(Knowledge Graph Embedding Collaborative Filtering,KGCF),引入知识图谱作为辅助信... 详细信息

针对推荐系统中数据稀疏问题,传统的协同过滤算法无法捕捉辅助信息之间的相关性,从而降低了推荐的准确性。为此,本文提出融合知识图谱的协同过滤模型(Knowledge Graph Embedding Collaborative Filtering,KGCF),引入知识图谱作为辅助信息,利用知识图谱中多源结构性的数据来缓解数据稀疏问题。KGCF模型结合知识图谱的语义信息和协同过滤的偏好信息,能够挖掘出用户和微地图的隐语义交互信息,从而达到“千人千面”的推荐效果。(1)融合知识图谱和协同过滤算法对微地图数据集进行采集训练;(2)通过皮尔逊相关系数计算出用户之间的相似矩阵,并对稀疏的评分矩阵进行隐语义矩阵分解,采用基准(Baseline)得到用户和微地图地名的偏好信息;(3)通过知识图谱将微地图语义信息转化为低维向量,采用余弦相似度计算出微地图地名之间的相似矩阵;(4)将用户和微地图地名结合为一个推荐结果集。通过在微地图数据集上实验,证明了本文提出的KGCF模型能有效解决数据稀疏,可准确为用户推荐感兴趣的微地图。

关键词：知识图谱协同过滤数据稀疏微地图推荐系统结构性数据隐语义

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基于组合模型的方向关系查询

地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1123-1137页

作者：王中辉杨雷挺兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

锥形模型和矩阵模型因计算简单、可查询性好,常被用于方向关系查询,但由于忽略了空间对象的大小、形状、以及相互之间的距离对方向关系的影响,容易导致方向关系查询结果出现偏差。为解决该问题,本文利用锥形模型、矩阵模型和Voronoi图... 详细信息

锥形模型和矩阵模型因计算简单、可查询性好,常被用于方向关系查询,但由于忽略了空间对象的大小、形状、以及相互之间的距离对方向关系的影响,容易导致方向关系查询结果出现偏差。为解决该问题,本文利用锥形模型、矩阵模型和Voronoi图模型在方向关系判断上的互补性,提出一种集成三者优势的方向关系组合模型,并基于该模型实现了方向关系查询。其基本思路是:为了能够集成不同模型的优势,将方向关系分为外部方向关系和内部方向关系;然后,组合锥形模型和矩阵模型实现外部方向关系查询,从而兼顾空间对象的大小和相互之间的距离对方向关系的影响;并使用Voronoi图模型进行内部方向关系查询,以顾及空间对象的形状对方向关系的影响。实验结果表明,组合模型在方向关系查询中具有良好的适用性和可行性,能够有效克服锥形模型和矩阵模型存在的缺陷,提高方向关系查询的准确性。该模型将有助于提升空间信息智能查询、智能推理、以及多尺度空间关系相似性计算等空间数据处理方法的准确性和可信度。

关键词：方向关系空间查询地理信息检索方向关系模型空间对象拓扑关系距离关系空间认知

典型建筑物群组模式的空间图卷积模型DGCNN识别方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 868-878页

作者：张自强刘涛杜萍杨国林兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室甘肃兰州730070

建筑物群组模式的识别是建筑物综合的重要步骤,高效的建筑物群组模式识别方法能有效提升地图自动综合的质量。建筑物群组模式的识别目前主要包括几何方法和传统的机器学习方法两种,存在规则定义复杂、特征工程庞大等缺点。图卷积神经网... 详细信息

建筑物群组模式的识别是建筑物综合的重要步骤,高效的建筑物群组模式识别方法能有效提升地图自动综合的质量。建筑物群组模式的识别目前主要包括几何方法和传统的机器学习方法两种,存在规则定义复杂、特征工程庞大等缺点。图卷积神经网络方法克服了传统方法的局限性,已成功地应用于建筑物的模式分析。然而,目前使用图卷积进行建筑物群组多模式识别的相关研究较少,且已有的图卷积大多基于谱域图卷积,对空间局部信息考虑不足。引入空间图卷积模型DGCNN(deep graph convolutional neural network)进行建筑物群组的多模式识别,首先聚类建筑物数据形成群组,并构建建筑物群组的几何模型;然后定义建筑物的特征向量,建立建筑物群组的图结构;最后将图结构输入DGCNN模型训练,得到建筑物群组模式。结果发现,该模型在训练集的精度达到97.60%,测试集的精度达到95%,优于谱域图卷积方法,能有效用于建筑物群组模式分类。

关键词：建筑物群组模式识别空间图卷积模型深度学习

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DP算法自动实现方法:以河流化简为例

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第2期49卷 264-270页

作者：闫浩文张鑫港禄小敏李蓬勃兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室甘肃兰州730070

曲线化简是自动地图综合的重要内容,但其中广泛应用的DP(Douglas-Peucker)算法却是非自动化的,原因是需要在算法执行之初由人工输入距离阈值ε。为此,首先提出了一个多尺度曲线相似度的计算公式;然后基于该公式,以河流数据为例给出了地... 详细信息

曲线化简是自动地图综合的重要内容,但其中广泛应用的DP(Douglas-Peucker)算法却是非自动化的,原因是需要在算法执行之初由人工输入距离阈值ε。为此,首先提出了一个多尺度曲线相似度的计算公式;然后基于该公式,以河流数据为例给出了地图比例尺与曲线目标相似度的函数关系推导方法和曲线目标相似度与ε的函数关系推导方法,进而得出了ε与比例尺的函数关系;最后实现了DP算法的自动化。实验研究表明,利用提出的自动化DP算法可以获得指定地理区域不同比例尺的水系要素的化简结果,化简结果与经验丰富的制图员的手工化简结果的相似度平均值为0.927,相似度总体表现良好,表明了该方法良好的可靠性和较高的智能化。

关键词：曲线化简地图综合 Douglas-Peucker算法相似度河流数据

一种基于IGA的融合点云和影像的建筑物提取方法

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红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 116-125页

作者：赖旭东骈蔚然薄立明何丽华武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 武汉大学中国发展与战略规划研究院湖北武汉430079 湖北省地理国情监测中心湖北武汉430000

针对精细化实景三维建筑物建模,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的建筑物LiDAR点云与正射影像融合提取方法:计算并提取基于点云和影像的特征,实现点云特征空间的扩张;再改进遗传算法选择点云特征,构建并优化特征空间;最后使用SVM分类器... 详细信息

针对精细化实景三维建筑物建模,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的建筑物LiDAR点云与正射影像融合提取方法:计算并提取基于点云和影像的特征,实现点云特征空间的扩张;再改进遗传算法选择点云特征,构建并优化特征空间;最后使用SVM分类器实现建筑物点云的精准提取。在ISPRS公开数据集Vaihingen测试数据的试验表明本文方法具有较高的建筑物提取精度;在实际生产数据的实验表明建筑物提取精度较高且稳定,证明了本文方法的先进性和普适性。

关键词：遥感信息工程 LiDAR点云特征选择建筑物提取

结合NSCT变换和引导滤波的多光谱图像全色锐化算法

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自然资源遥感 2024年

作者：徐欣钰李小军盖钧飞李轶鲲兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃省地理国情监测工程实验室地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心

遥感图像融合技术能够将两幅或多幅的多源遥感图像信息进行互补、增强,使图像携带的信息更加准确和全面。非下采样轮廓波变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)通过对遥感数字图像多尺度多方向分解有益于提取高分遥感图像细节... 详细信息

遥感图像融合技术能够将两幅或多幅的多源遥感图像信息进行互补、增强,使图像携带的信息更加准确和全面。非下采样轮廓波变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)通过对遥感数字图像多尺度多方向分解有益于提取高分遥感图像细节,从而实现图像的锐化高空间分辨率,但传统NSCT直接生成的高频细节信息过少,且容易产生“虚影”现象。基于此,论文结合NSCT与引导滤波(guided filter,GF),提出了一种新的遥感图像全色锐化融合算法。该算法通过NSCT变换的多尺度多方向分解与重构特性,提取直方图匹配后的图像的细节分量,同时结合GF提取具有全色细节特征的多光谱细节分量,最终通过加权细节信息锐化获得高空-谱融合结果。通过多个高分遥感数据集的主客观评价验证了本文算法有效性。

关键词：非下采样轮廓波变换引导滤波遥感图像融合全色锐化

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黄河流域上游植被覆盖变化特征及其影响因素

干旱区研究 2024年

作者：张宏伟别强石莹苏晓杰李欣璋兰州交通大学测绘与地理信息学院地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃省地理国情监测实验室

植被覆盖度能很好的反映流域生态状况，遥感技术为大规模、高效、精准地监测植被覆盖变化提供了重要手段。本文分析了2001—2020年黄河流域上游植被覆盖度时空变化特征，利用Hurst指数与Cv系数检验其持续性、稳定性；分析气候、地形和... 详细信息

植被覆盖度能很好的反映流域生态状况，遥感技术为大规模、高效、精准地监测植被覆盖变化提供了重要手段。本文分析了2001—2020年黄河流域上游植被覆盖度时空变化特征，利用Hurst指数与Cv系数检验其持续性、稳定性；分析气候、地形和人口对植被覆盖度变化的影响。结果表明：（1）植被覆盖度由东北向西南递增，69.25%区域呈增长趋势。稳定区域面积占总面积的73.79%，强持续性区域面积占比为66.49%。（2）植被覆盖度与降水正相关区域占比75.63%，与气温正相关区域占比39.28%。（3）植被覆盖度随着高程的增加先升高后下降，与坡度呈正相关，与坡向关系不显著。（4）植被覆盖度在人口密度为65～85人·km-2与GDP为27000～37000元·km-2时最高，人类活动对黄河流域上游植被覆盖变化呈现促进作用。研究结果为黄河流域上游生态高质量发展提供科学参考。

关键词：植被覆盖度时序变化影响因素黄河流域上游

基于InVEST模型的水源涵养功能评价的时空变化—以兰州市为例

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干旱区地理 2024年

作者：石莹别强苏晓杰李欣璋地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃省地理国情监测工程实验室

“四水四定”背景下，科学地量化评估水源涵养能力是保障社会经济高质量发展和对生态环境有效保护的基础。生态保护重要性评价作为“双评价”重要组成部分，对农业生产和城市建设等评价起指导作用。基于InVEST产水量模块利用地形指数、... 详细信息

“四水四定”背景下，科学地量化评估水源涵养能力是保障社会经济高质量发展和对生态环境有效保护的基础。生态保护重要性评价作为“双评价”重要组成部分，对农业生产和城市建设等评价起指导作用。基于InVEST产水量模块利用地形指数、土壤饱和导水率和流速系数对其修正获得水源涵养量，定量评估2000—2020年兰州市水源涵养量时空演变，探讨土地利用类型变化对其影响，并划分水源涵养功能重要性等级。结果表明：(1)2000—2020年兰州市农田面积减少，其他土地利用类型面积均增加，其中草地增加最显著。(2)兰州市水源涵养量空间上呈现“高低相间分布”，多年平均单元水源涵养量15.42 mm，水源涵养总量2.03×108m3。2000—2020年兰州市平均单位水源涵养和总量增加，且增加幅度逐渐上升。(3)兰州市不同土地利用类型水源涵养总量依次为：草地>农田>林地>不透水面>裸地>灌木。其中，林地的平均水源涵养量最大，而草地的水源涵养总量最大。(4)2000—2020年兰州市水源涵养功能重要性一般重要和较重要地区面积减少，中度重要、高度重要和极重要地区面积增加。水源涵养功能评价和重要性分级可以为中国干旱区巩固现有退耕还林还草成果、推进生态文明建设、促进区域经济发展提供科学参考与指导。

关键词：兰州市 InVEST模型水源涵养土地利用变化

基于GRACE与InSAR数据地下水变化与地面沉降滞后性研究

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自然资源遥感 2024年

作者：魏小强杨国林刘涛邵明马志刚兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃省地理国情监测工程实验室地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心

河西地区由于地下水利用比重不断上升导致地下水位显著下降,引起了局部地区地面沉降。研究河西地区地下水变化与地面沉降滞后性对当地水资源管理、土地利用规划和农业发展具有重要意义。利用GRACE与GLDAS数据得到研究区2010—2017年地... 详细信息

河西地区由于地下水利用比重不断上升导致地下水位显著下降,引起了局部地区地面沉降。研究河西地区地下水变化与地面沉降滞后性对当地水资源管理、土地利用规划和农业发展具有重要意义。利用GRACE与GLDAS数据得到研究区2010—2017年地下水变化速率,结合监测井实测数据验证了反演地下水变化数据的可靠性,利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometry synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)技术得到局部沉降区2014年10月—2017年6月的地表形变速率,并用永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatters interferometry synthetic aperture Radar,PS-InSAR)技术对结果进行对比验证,运用快速傅里叶变换和时滞相关性分析对地下水变化与地表沉降数据解算分析。结果表明,临泽、甘州、凉州、金川沉降区地面沉降较地下水变化滞后时间分别为74～89 d,64～83 d,83～102 d,74～102 d;相关系数分别在0.541～0.593,0.589～0.689,0.600～0.750,0.543～0.630之间。研究结果可为河西地区水资源管理、土地利用规划和农业发展提供科学依据。

关键词： GRACE SBAS-InSAR PS-InSAR 地下水变化地面沉降滞后性