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基于神经网络的船测稀疏海域地形反演改进算法

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中国惯性技术学报 2025年第1期33卷 64-69页

作者：欧阳明达翟振和牛向华管斌张鹏飞付永健地理信息工程国家重点实验室西安710054

针对重力地质法在船测稀疏海域反演海底地形时的精度下降问题,提出径向基函数神经网络改进算法,即将船测已知点上重力异常、低分辨率海底地形、垂直重力梯度等与海底地形存在关联要素作为输入数据,将长波重力异常作为输出数据进行训练,... 详细信息

针对重力地质法在船测稀疏海域反演海底地形时的精度下降问题,提出径向基函数神经网络改进算法,即将船测已知点上重力异常、低分辨率海底地形、垂直重力梯度等与海底地形存在关联要素作为输入数据,将长波重力异常作为输出数据进行训练,所建立神经网络模型用于长波重力异常格网构建,达到提高地形反演精度的目的。为验证改进算法有效性,设计7种不同组合模式,将南中国海某海域作为研究对象,对比形成最优方案,结果表明,在船测稀疏海域,改进方案相比重力地质法反演精度提高40%以上。

关键词：重力地质法径向基函数神经网络算法重力异常海底地形

制图级矢量要素遥感智能解译的研究进展与展望

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地球信息科学学报 2025年第2期27卷 285-304页

作者：刘帝佑孔赟珑陈静波王晨昊孟瑜邓利高邓毓弸张正宋柯王志华初启凤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 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408 中国科学院地理科学与资源研究所地理信息科学与技术全国重点实验室北京100101 黑龙江地理信息工程院哈尔滨150086

【意义】制图级矢量要素提取是遥感智能解译可直接应用于真实场景的关键前提。【分析】尽管遥感观测技术和深度学习在遥感影像解译中取得了显著进步,但生产满足业务需求的矢量要素仍依赖大量人工目视解译和人机交互后处理。【进展】本... 详细信息

【意义】制图级矢量要素提取是遥感智能解译可直接应用于真实场景的关键前提。【分析】尽管遥感观测技术和深度学习在遥感影像解译中取得了显著进步,但生产满足业务需求的矢量要素仍依赖大量人工目视解译和人机交互后处理。【进展】本文基于公众测绘产品生产等业务场景的实际数据需求,深入分析了大量业务场景中遥感影像解译的不同地物矢量要素的规则约束,初步定义了能够直接满足行业需求的“制图级矢量要素”。围绕该定义,从矢量类型,地物形状,边界定位,面积、长度、宽度和角度大小,拓扑约束以及邻接约束这9个维度对制图级矢量要素规则集内容进行了归纳和分析,并从类别属性、位置准确性、拓扑准确性以及综合取舍合理性4个方面梳理了制图级矢量要素的评价方法。随后,重点回顾了基于深度学习提取矢量要素的分割后处理、迭代式和并行式3类方法,分析它们的基本思路、提取矢量的特点与精度、灵活性以及计算效率等方面的优劣与异同,概括了当前面向制图级矢量要素遥感智能解译方法在制图级解译能力、制图级规则耦合以及遥感可解译性方面的不足。【展望】最后,从构建广泛且开放的制图规则集、构建并共享制图级矢量要素样本集、发展面向多要素的制图级矢量要素提取框架、探索多模态耦合语义规则潜力等方面对制图级矢量要素智能解译的未来研究方向进行了展望。

关键词：矢量要素提取制图级矢量遥感影像深度学习制图级规则集规则知识耦合遥感智能解译

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地理空间智能预测研究进展与发展趋势

地球信息科学学报 2025年第1期27卷 60-82页

作者：王培晓张恒才张岩程诗奋张彤陆锋中国科学院地理科学与资源研究所地理信息科学与技术全国重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 香港中文大学太空与地球信息科学研究所中国香港999077 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 政务大数据应用省部共建协同创新中心福州350003

【意义】预测是地理空间人工智能(Geospatial Artificaial Intelligence,GeoAI)重要研究方向,也是测绘地理信息技术与人工智能技术深度融合、智能化创新的关键,支撑空间智能技术走向广域多样化应用场景落地应用。【进展】本文回顾了地... 详细信息

【意义】预测是地理空间人工智能(Geospatial Artificaial Intelligence,GeoAI)重要研究方向,也是测绘地理信息技术与人工智能技术深度融合、智能化创新的关键,支撑空间智能技术走向广域多样化应用场景落地应用。【进展】本文回顾了地理空间智能预测的技术发展历史,综述了基于统计学习、深度学习及生成式大模型的智能预测模型,阐述了智能预测模型中的时空依赖关系嵌入机制,解耦了时间关系建模、空间关系建模及时空关系建模等通用计算算子。【挑战与展望】本文总结归纳了智能预测模型在标注数据稀疏、可解释性缺失、泛化能力匮乏、模型压缩轻量化及模型高可靠性不足等挑战,思考并提出了地理空间智能预测技术未来4个发展趋势与研究方向:耦合多算子的可配置通用空间智能预测平台、融合多模态知识的生成式预测模型、先验指导的深度学习智能预测模型,以及地理空间智能预测模型拓展地球系统深度预测应用领域。

关键词：地理空间人工智能时空预测时空建模深度学习生成模型

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1980—2019年黄河源区冻土影响下水源涵养空间格局

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地理研究 2025年第03期 876-890页

作者：沈琦罗栋梁陈方方刘佳田世民雷汶杰彭贻菲李世珍兰州交通大学测绘与地理信息学院中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室中国科学院大学黄河水利科学研究院辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院

黄河源区冻土空间分布异常复杂，冻土因其特殊的水热物理性质显著影响水源涵养功能，然而冻土影响下的水源涵养空间格局尚未得到充分研究。本文基于InVEST模型模拟黄河源区水源涵养量空间分布变化，同时对黄河源区冻土变化及其对水源涵... 详细信息

黄河源区冻土空间分布异常复杂，冻土因其特殊的水热物理性质显著影响水源涵养功能，然而冻土影响下的水源涵养空间格局尚未得到充分研究。本文基于InVEST模型模拟黄河源区水源涵养量空间分布变化，同时对黄河源区冻土变化及其对水源涵养的影响进行了研究。结果表明，1980—2019年间，黄河源区多年平均水源涵养量为41.15±14.55 mm，受降水作为主控因素的影响，其整体以（0.10±0.08）mm/a(p>0.05)的速率增加，季节冻土区增加速率（0.09±0.09）mm/a(p>0.05)略高于多年冻土区（0.07±0.07）mm/a(p>0.05)；当前，季节冻土区平均水源涵养量约为多年冻土区的1.29倍。多年冻土顶板温度（TTOP）对水源涵养量的单因子解释力为0.20，其多因子交互作用均强于单因子作用。空间回归分析和自相关分析表明，TTOP与水源涵养量呈显著的协同关系，而活动层厚度（ALT）及最大季节冻深（MSFD）均与水源涵养量呈权衡关系。在回归性上，TTOP与水源涵养量回归系数由西北向东南递增，正相关区域集中在季节冻土区；ALT与水源涵养量的回归系数由南向北递增，MSFD与水源涵养量的回归系数由西北向东南递增。在变暖显著、降水微弱增加的气候暖湿作用下，黄河源区多年冻土退化明显，季节冻土以（394.06±62.41）km2/a(p 研究将为黄河源区水源涵养功能提升和生态环境分区管控提供一定的科学依据。

关键词：黄河源区水源涵养冻土气候暖湿化空间格局

质量守恒框架下黄土小流域径流输沙时空路径建模

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地理研究 2025年第1期44卷 305-319页

作者：代文汤国安杨昕刘爱利雷少华郑光辉南京信息工程大学地理科学学院南京211800 南京师范大学地理科学学院南京210023 虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学) 南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室南京210029

研究小流域径流输沙的时空路径及对应路径的输沙率,可量化小流域表层物质和能量传输过程,为小流域水土流失综合治理提供重要参考依据。本研究基于质量守恒原理,结合实验室小流域物理模型与降雨模拟,重现了小流域地表径流输沙过程,分别... 详细信息

研究小流域径流输沙的时空路径及对应路径的输沙率,可量化小流域表层物质和能量传输过程,为小流域水土流失综合治理提供重要参考依据。本研究基于质量守恒原理,结合实验室小流域物理模型与降雨模拟,重现了小流域地表径流输沙过程,分别构建了基于水文过程的、基于水力过程的和耦合水文-水力过程的泥沙路径分配模型,反演了黄土小流域径流输沙的时空路径及对应的输沙率。结果表明,实验室物理模拟结果精细直观地反映了不同时期小流域输沙的空间变化特征。基于坡度指数的多流向算法可以较好模拟坡面上的输沙路径和输沙率,质量守恒比例为89.95%~100%。在沟道区域,基于水力模拟的路径分配模型更能反映径流输沙过程的差异性,但其在质量守恒指标上没有展示出明显的优势。对于整个小流域使用二者的耦合方法,质量守恒比例为90.03%~100%,可有效地反演径流输沙的时空路径及其对应的输沙率。本文提出的径流输沙时空路径建模方法可以广泛地应用于其他类似小流域水土流失监测和评价,为地表过程研究提供新方法和思路。

关键词：数字高程模型质量守恒时空路径泥沙输移黄土高原

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美国对南亚国家援助的时空格局演变分析

世界地理研究 2025年第2期 1-12页

作者：冯长强姜明波张晓楠孙姣郗笃刚西安测绘研究所地理信息工程国家重点实验室空军航空大学 31016部队

对外援助是美国实施地缘战略博弈的重要工具，深入分析美国对外援助的演变特征有利于全面把握其地缘战略发展。基于美国国际开发署的对外援助数据库，利用分类统计、自然断裂点等方法对2001—2022财年美国对南亚国家援助的时空格局进行... 详细信息

对外援助是美国实施地缘战略博弈的重要工具，深入分析美国对外援助的演变特征有利于全面把握其地缘战略发展。基于美国国际开发署的对外援助数据库，利用分类统计、自然断裂点等方法对2001—2022财年美国对南亚国家援助的时空格局进行研究，分析其地缘战略内涵。结果表明：(1)美国对南亚援助规模先增长后下降，于奥巴马第一任期达到高峰，该状况与南亚在美国地缘战略布局中的定位变化一致。(2)美国对南亚国家援助项目具有明显的结构性和阶段性特征，援助项目主要以经济科技类为主体、社会稳定类和军事安全类为重点、政治外交类和其他类为补充；特朗普政府时期为过渡期，前三类援助项目的主要援助对象由美国反恐盟友扩大到战略伙伴或中立国家，后两类援助项目的主要援助对象变化相对不大。(3)美国对南亚国家的援助具有显著的空间异质性，美国的反恐盟友为第一梯队，战略伙伴和部分支点国家为第二梯队，个别支点国家和边缘国家为第三梯队，但随着反恐战争接近尾声以及印太战略的推进，美国的重点援助对象开始由反恐盟友扩大到战略伙伴和中立国家。(4)美国对南亚国家进行差异化援助的主要战略意图是建立并维护美巴反恐同盟，保障反恐战争的胜利；促进美印战略伙伴关系，围堵遏制中国崛起；拉拢渗透中立友华国家，挤压中国战略空间。

关键词：对外援助援助格局援助结构地缘战略南亚美国

基于国际通信卫星组织11参数的GEO卫星轨道快速拟合和预报

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大地测量与地球动力学 2025年

作者：张政浩黄勇杨鹏贾小林长安大学地质工程与测绘学院中国科学院上海天文台地理信息工程国家重点实验室中国科学院大学上海市空间导航与定位技术重点实验室西安测绘研究所

对国际通信卫星组织（Intelsat）发布的利用11参数计算地球同步轨道（geostationary orbit,GEO）的算法进行了拓展应用，针对4颗GEO卫星开展轨道的快速拟合与预报工作。首先对11参数的反算求解进行算法说明，然后仿真GEO卫星的动力学外... 详细信息

对国际通信卫星组织（Intelsat）发布的利用11参数计算地球同步轨道（geostationary orbit,GEO）的算法进行了拓展应用，针对4颗GEO卫星开展轨道的快速拟合与预报工作。首先对11参数的反算求解进行算法说明，然后仿真GEO卫星的动力学外推轨道和导航卫星的漏信号数据，最后对不同拟合时长和预报时长的轨道进行精度检验。结果表明，拟合6 h数据时，计算时长小于0.9 s，拟合轨道精度优于100 m；利用不同拟合数据时长的反算参数进行轨道预报时，随着拟合时间的增加，预报轨道精度呈现先上升后下降的变化趋势，拟合时长为2 d时整体预报的轨道精度最高，预报1 d的轨道精度优于1 200 m。

关键词：国际通信卫星组织地球同步轨道轨道拟合轨道预报

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地理知识图谱推理研究进展与展望

地球信息科学学报 2025年第1期27卷 41-59页

作者：段雨希陈碧宇李岩张雪英林黎武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079 南京师范大学地理科学院南京210023 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023

【目的】随着知识图谱技术在GIS领域应用和发展,地理知识图谱(GeoKG)近年来逐渐成为GIS领域的重要研究方向。GeoKG往往无法确保涵盖所有知识,知识的缺失和不一致性严重影响应用性能,需要采用GeoKG推理技术来自动补全缺失知识、识别矛盾... 详细信息

【目的】随着知识图谱技术在GIS领域应用和发展,地理知识图谱(GeoKG)近年来逐渐成为GIS领域的重要研究方向。GeoKG往往无法确保涵盖所有知识,知识的缺失和不一致性严重影响应用性能,需要采用GeoKG推理技术来自动补全缺失知识、识别矛盾知识、预测地理现象未来发展趋势。区别于通用知识图谱推理技术,GeoKG推理技术需要着重考虑地理知识的复杂时空特性。本文对近年来GeoKG的推理工作进行了全面介绍和总结。【分析】首先,介绍了GeoKG推理的相关概念与问题描述;其次,本文分析了GeoKG推理的二大核心任务:①面向知识补全的推理模型,主要用于填补图谱中的空白,确保知识的完整性;②面向预测任务的推理模型,旨在通过已有地理数据预测未来的趋势。两类模型各自针对不同的应用场景进行优化,并在地理数据的处理中各有侧重。【展望】展望了GeoKG推理的未来发展趋势,指出未来GeoKG推理技术的发展将更加关注时空数据的复杂关系处理、多尺度地理知识的推理、多模态数据的融合,以及提高推理模型的可解释性与智能化。此外,GeoKG与大规模预训练模型的结合也将成为关键方向。

关键词：地理知识图谱地理知识推理研究进展地理知识表达时空数据推理

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遥感科学的内涵与基础性问题

遥感学报 2025年第01期 1-48页

作者：张兵柳钦火李晓明刘良云杨必胜胡斯勒图高连如张文娟张浩卞尊健齐梦佳陈驰尚华哲中国科学院空天信息创新研究院中国科学院大学资源与环境学院遥感科学国家重点实验室中国科学院空天信息创新研究院武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

自20世纪60年代以来，遥感科学与技术一直是世界大国竞相发展的高科技领域，已成为人类开展地球系统科学研究和多领域空间信息综合应用的核心技术手段。近年来，以深度学习为代表的人工智能技术引发了数据驱动的遥感数据分析与应用新范... 详细信息

自20世纪60年代以来，遥感科学与技术一直是世界大国竞相发展的高科技领域，已成为人类开展地球系统科学研究和多领域空间信息综合应用的核心技术手段。近年来，以深度学习为代表的人工智能技术引发了数据驱动的遥感数据分析与应用新范式的变革，“遥感科学与技术”也正式成为中国研究生教育交叉门类一级学科。在此背景下，深入探讨遥感科学的内涵与基础性问题尤为重要。本文从遥感科学的物理基础出发，即地物与电磁波相互作用并在特定条件下形成遥感电磁波谱图像，将遥感科学的基本理论问题归纳为辐射、光谱、时相3大特性和尺度、大气、角度、邻近、传递5大效应，前者是由于地物自身理化学特点在电磁波谱上表现出的固有特征，而后者是在成像尺度、大气条件、观测角度、背景环境、遥感器成像机制等不同观测模式与条件下形成的地物遥感特征表达及其变化规律。上述对遥感科学的内涵与基础性问题的梳理与讨论，有助于在人工智能蓬勃发展的大背景下深化和促进遥感科学基础理论研究，进一步推进遥感信息获取、处理与应用技术的创新发展，持续推动遥感与其他学科领域的深度交叉融合。

关键词：遥感科学地物电磁波谱辐射传输尺度效应角度效应反射辐射发射辐射激光雷达合成孔径雷达