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水足迹视角下四川省主要粮食作物种植结构优化及用水效率分析

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农业工程学报 2024年第12期40卷 117-127页

作者：阳君肖作林刘睿戴技才刘文利重庆师范大学地理与旅游学院地理信息系统应用研究重庆市高校重点实验室重庆401331

作为粮食主产区,四川盆地农业用水占比高但农业用水效率低,季节性和区域性缺水严重,导致农业用水压力巨大。为了探究作物用水规律,提高作物用水效率,该研究以四川省为例,基于水足迹理论量化3种主要粮食作物用水量,并以此为基础构建蓝水... 详细信息

作为粮食主产区,四川盆地农业用水占比高但农业用水效率低,季节性和区域性缺水严重,导致农业用水压力巨大。为了探究作物用水规律,提高作物用水效率,该研究以四川省为例,基于水足迹理论量化3种主要粮食作物用水量,并以此为基础构建蓝水和灰水足迹最小化,经济收益最大化的多目标优化模型,得到不同节水情景(5%、10%和15%)下的最优作物种植结构,最后通过用水效率指数分析优化前后各地农业用水效率。结果表明:1)2001—2021年间,四川作物生产用水呈现下降趋势,空间上由东北向西南逐渐减少,空间差异大。2)在节水5%、10%和15%情景下,种植结构优化结果均显示水稻和小麦面积调减,玉米面积调增;作物蓝水足迹在3种情景下均减少。3)研究时段内,作物用水效率在逐渐提升,并且呈现出“东南高-中间低”态势;经种植结构优化后,发现增加玉米种植面积,适当减少水稻、小麦种植面积,对提高作物用水效率有利。研究结果对农业水资源管理,提升作物用水效率,保障粮食安全具有参考价值。

关键词：作物农业水足迹种植结构优化农业用水效率四川盆地

面向多种天气场景下目标检测的多域动态平均教师模型

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 388-398页

作者：刘袁缘王超凡王文斌张浩宇罗忠文中国地质大学(武汉)计算机学院武汉430074 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心武汉430074

现有的基于深度学习的目标检测模型中,由于复杂天气使得现有方法的精度大幅降低.因此为了有效地消除不同天气场景带来的域差异问题,提出一种多域动态平均教师模型.首先引入多域平均教师模块,为多个不同天气场景下目标域数据生成伪标签;... 详细信息

现有的基于深度学习的目标检测模型中,由于复杂天气使得现有方法的精度大幅降低.因此为了有效地消除不同天气场景带来的域差异问题,提出一种多域动态平均教师模型.首先引入多域平均教师模块,为多个不同天气场景下目标域数据生成伪标签;然后引入基于学生网络的风格迁移模块,解决多域任务中学生网络对不同目标域泛化能力差的问题,可有效地减小源域与不同目标域之间的差异,提升学生网络对不同目标域的泛化能力;最后提出基于教师网络的动态过滤伪标签模块,根据教师网络对不同目标域的学习效果动态地调整过滤伪标签的阈值,提升每个目标域伪标签质量.在FoggyCityscapes&RainCityscapes和Dusk-rain&Night-rain数据集上的实验结果表明,所提模型分别获得了40.3%和31.4%的精度,在雨天、雾天和夜晚等多种复杂天气场景下都优于对比方法.

关键词：领域自适应目标检测多目标域风格迁移伪标签

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一种基于时空棱柱的乘车行程可拼性判断模型

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第9期49卷 1702-1711页

作者：李杰文康朝贵武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心湖北武汉430078

拼车是城市共享出行的重要组成部分,量化分析行程间的可拼性程度对推广拼车服务和提高乘客的出行效率具有重要意义。现有研究大多依据车辆在多个上、下车点间是否满足特定时空约束条件下的先后到达顺序来判断可否拼车,缺少有效建模行程... 详细信息

拼车是城市共享出行的重要组成部分,量化分析行程间的可拼性程度对推广拼车服务和提高乘客的出行效率具有重要意义。现有研究大多依据车辆在多个上、下车点间是否满足特定时空约束条件下的先后到达顺序来判断可否拼车,缺少有效建模行程可拼性强度的手段,在应对大规模拼车请求时无法快速全面地发现所有潜在可拼机会。提出了一种基于时空棱柱的乘车行程可拼性判断模型,首先基于时间地理学中的时空棱柱建模方法和乘客共乘意愿的时空表达,构建行程的潜在时空可达范围表达模型;然后,基于行程时空棱柱间的拓扑关系判断行程的可拼性,量化行程的可拼性强度;最后,提出两种拼车匹配策略,模拟真实出行环境下的拼车匹配结果。实验结果表明,所提模型能够准确和有效地发现潜在可拼行程。对美国纽约市曼哈顿岛内行程可拼性能力的可视化分析结果呈现出明显的时空分布规律,能为车辆资源调度和乘客拼车出行规划提供一定的决策支持。

关键词：共享出行时空棱柱道路网络可拼性判断模型拼车匹配策略

山地小流域主导生态系统服务空间格局及其影响因素探究

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灌溉排水学报 2024年第7期43卷 106-112页

作者：刘睿范天虎王科宇肖禾重庆师范大学地理与旅游学院重庆401331 地理信息系统应用研究重庆市高校重点实验室重庆401331 重庆市地理信息和遥感应用中心重庆401147

【目的】探究澎溪河流域主导生态系统服务的空间格局及其影响因素。【方法】采用InVEST模型评估澎溪河流域的水源涵养与土壤保持服务,基于地形起伏度与海拔高程划分地貌类型。利用地理探测器探究不同地貌类型下生态系统服务的主要影响... 详细信息

【目的】探究澎溪河流域主导生态系统服务的空间格局及其影响因素。【方法】采用InVEST模型评估澎溪河流域的水源涵养与土壤保持服务,基于地形起伏度与海拔高程划分地貌类型。利用地理探测器探究不同地貌类型下生态系统服务的主要影响因素及其相互作用。【结果】水源涵养量呈南高北低的空间分布特征,低海拔高程台地的水源涵养量最小,为239.52mm/m^(2);土壤保持服务水平呈北高南低的空间格局,随地貌梯度升高而增加。土地利用类型及归一化植被指数(NDVI)分别主导了水源涵养与土壤保持服务水平的变化,在林地及草地区域中尤为突出。【结论】在高地貌梯度地区,生态修复需综合考虑多种因素以提升水源涵养与土壤保持能力。

关键词：生态系统服务 InVEST模型地理探测器澎溪河流域

Stacking集成策略下的径向基函数曲面复杂矿体三维建模方法

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地球科学 2024年第3期49卷 1165-1176页

作者：扶金铭胡茂胜方芳储德平李红万波中国地质大学计算机学院湖北武汉430074 中国地质大学地理与信息工程学院湖北武汉430078 国家地理信息系统工程技术研究中心湖北武汉430078

建立三维矿体模型是数字矿山、智慧矿山的基础.针对经典径向基函数曲面重建算法在原始数据稀疏时出现曲面边界自拟合及模型不连续现象,提出了一种集成多种机器学习模型的径向基函数曲面复杂矿体三维建模方法.该方法利用Stacking模型学... 详细信息

建立三维矿体模型是数字矿山、智慧矿山的基础.针对经典径向基函数曲面重建算法在原始数据稀疏时出现曲面边界自拟合及模型不连续现象,提出了一种集成多种机器学习模型的径向基函数曲面复杂矿体三维建模方法.该方法利用Stacking模型学习矿体轮廓线离散化点云数据的分布特征,建立表征矿体模型几何信息的有向点集;在此基础上提取边界点及法向量,通过Hermite型径向基函数建立隐式场,最后基于行进四面体算法建立三维矿体模型.与轮廓线拼接法、经典径向基函数曲面重建算法、简单克里金插值法相比,该方法能够有效减少曲面边界自拟合现象,减少模型多余孔洞,提高模型的连续性;建立的模型所切轮廓线与原始轮廓线相似度达75.14%,与人工干预程度较高的显式模型相当;在体积表征上与显式模型的差距达到最低.

关键词：复杂矿体建模隐式建模 Stacking集成策略机器学习径向基函数三维建模

珠三角高科技企业与香港科技创新赋能的关联特征及影响因素

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地理学报 2024年第6期79卷 1521-1539页

作者：许吉黎叶嘉安林初昇刘行健杨帆罗子昕广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室广州510070 香港大学城市规划与设计系中国香港999077 香港大学地理系中国香港999077 中山大学地理科学与规划学院广州510006

珠三角与香港跨境区域创新系统建设是粤港澳大湾区迈向国际科技创新中心的重要支撑。本文聚焦珠三角高科技企业使用香港科技创新功能及要素的特征,集成客观视角下企业社会经济属性和主观视角下利益相关者合作动机以揭示影响因素。研究表... 详细信息

珠三角与香港跨境区域创新系统建设是粤港澳大湾区迈向国际科技创新中心的重要支撑。本文聚焦珠三角高科技企业使用香港科技创新功能及要素的特征,集成客观视角下企业社会经济属性和主观视角下利益相关者合作动机以揭示影响因素。研究表明:①香港地区对珠三角高科技企业的科创功能供给主要体现在“一国两制”框架制度优势的市场拓展、国际化运营和企业融资,投资创业退居相对次要位置,科创要素的供需关联性由强到弱分别是生产性服务、劳动力和科技;②港资、较大规模和创立年限更久的珠三角高科技企业更倾向使用香港科创要素,内资、中小规模和新创企业对香港科创要素的需求呈减弱态势;③香港地区劳动力、科技和生产性服务供给的优势体现在竞争力、国际接轨和国际视野,劣势在于高成本、粤港相互了解有待深化和合作机制不够健全;④宏观层面全球和国家新经济格局下香港地区的功能转型、中观层面“一国两制三关”跨境区域特性、微观层面企业异质性之间的多层级互动影响珠三角高科技企业与香港科技创新赋能的关联特征。

关键词：区域创新系统高科技产业粤港澳大湾区一国两制珠江三角洲香港地区

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基于主题模型的高分辨率遥感影像解译综述

遥感技术与应用 2024年第3期39卷 527-535页

作者：李真朱祺琪雷洋万江琴王琳琳许磊中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院国家地理信息系统工程技术研究中心湖北武汉430078

从文本分析到影像解译,主题模型一直起着十分重要的作用。由于其强大的语义挖掘能力,主题模型能够捕捉遥感影像中潜在的空谱信息,从而广泛应用于遥感影像解译问题(例如语义分割、目标检测、场景分类等)。然而,目前还没有一个详述和总结... 详细信息

从文本分析到影像解译,主题模型一直起着十分重要的作用。由于其强大的语义挖掘能力,主题模型能够捕捉遥感影像中潜在的空谱信息,从而广泛应用于遥感影像解译问题(例如语义分割、目标检测、场景分类等)。然而,目前还没有一个详述和总结主题模型在遥感影像中应用现状的研究。本研究旨在系统地总结主题模型在遥感影像中的应用,并针对几个的典型影像解译任务开展实验对比和分析,全文架构包括以下4个方面:①主题模型基本理论;②基于主题模型的遥感影像典型应用;③基于主题模型的实验对比分析;④总结和展望。

关键词：主题模型遥感影像场景分类语义分割

注意力引导全尺度连接网络的高分辨率影像变化检测

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遥感学报 2024年第4期28卷 1052-1065页

作者：刘英何雪李单阳岳辉魏嘉莉西安科技大学测绘科学与技术学院西安710054 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心武汉430000

针对普通跳跃连接缺乏从全尺度角度获取变化信息及编码器特征提取能力不足的问题,本文设计了耦合注意力机制CBAM(Convolutional Block Attention Module)的UNet+++高分辨率遥感影像变化检测网络CBAM UNet+++。CBAM UNet+++基于融合全尺... 详细信息

针对普通跳跃连接缺乏从全尺度角度获取变化信息及编码器特征提取能力不足的问题,本文设计了耦合注意力机制CBAM(Convolutional Block Attention Module)的UNet+++高分辨率遥感影像变化检测网络CBAM UNet+++。CBAM UNet+++基于融合全尺度特征的语义分割结构UNet+++,同时替换基本卷积单元为残差注意力模块ResBlock_CBAM(Residual Block_CBAM)抑制背景影响,增强编码器对显著特征的学习能力,并利用两种不同变化类型的高分辨率遥感影像变化检测数据集进行验证。结果表明:该方法在LEBEDEV多地物变化数据集上取得最高精度,F1(F1-Score)和OA(Overall Accuarcy)值分别为88.9%、97.3%;在LEVIR-CD建筑物变化数据集上取得次高精度,F1和OA值分别为86.7%、96.8%;同时,该法能有针对性的获取深层语义,定性结果优于其他基准网络。

关键词：遥感变化检测 UNet+++ 注意力机制编码解码

耦合混合像元分解和混合元胞模拟的土地覆盖变化推演

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地球信息科学学报 2024年第7期26卷 1611-1628页

作者：曹玮肖瑶梁迅关庆锋中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430078 北京辰安科技股份有限公司北京100094 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心武汉430078

元胞自动机(CA)是土地利用/土地覆盖变化模拟的重要工具。以往基于纯质元胞的CA模型忽略了元胞内部的混合土地覆盖结构,难以模拟现实中混合土地系统在快速城市化进程的连续演化。而混合元胞CA模型(MCCA)虽能较好地处理这一问题,却因难... 详细信息

元胞自动机(CA)是土地利用/土地覆盖变化模拟的重要工具。以往基于纯质元胞的CA模型忽略了元胞内部的混合土地覆盖结构,难以模拟现实中混合土地系统在快速城市化进程的连续演化。而混合元胞CA模型(MCCA)虽能较好地处理这一问题,却因难以获取精细尺度的混合结构数据而不易于推广。为了解决这个问题,本研究提出了耦合混合像元分解方法和MCCA模型的模拟分析框架,利用混合像元分解算法从Landsat影像中直接获取MCCA模型所需的亚元胞尺度混合结构数据;并利用SHAP方法挖掘亚元胞尺度土地覆盖变化的驱动力。本文以武汉市为研究区开展了实验,研究结果表明:①耦合模型在混合土地结构的空间格局表征以及未来变化模拟方面具有较高的准确性(解混精度高于0.8,mcFoM指数达到0.38);②本文的耦合模型能够在有效模拟精细尺度的土地覆盖动态变化及其比例关系的同时,发现区域土地覆盖变化的相关规律。例如:未来的土地覆盖结构变化主要集中在建成区附近,土地混合度将经历先增后减的过程,靠近公司企业、市政府和高人口、高GDP是不透水面扩张的重要驱动因素,在离高铁站相对较远的地方,不透水面比近处增长更加明显;③本文模型模拟的未来土地覆盖变化趋势与武汉市的未来规划布局相符,多情景间的对比体现了MCCA模型在精确捕捉像元间土地覆盖比例细微差异方面的能力。本研究通过耦合遥感领域的混合像元分解方法和GIS领域的混合元胞CA模型,解决了混合土地覆盖模拟缺乏精细尺度数据源的问题,实现了在亚像元尺度下的未来混合土地覆盖结构变化模拟,可为城市管理和规划决策提供新的方法与工具。

关键词：土地利用变化土地覆盖地理模拟混合元胞元胞自动机混合像元分解