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国家地理信息公共服务平台(天地图)建设的若干思考

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测绘通报 2024年第4期 145-149,155页

作者：黄蔚张红平徐永王振国家基础地理信息中心北京100830

天地图是政府部门提供地理信息公共服务的重要载体,集成了海量地理信息资源,为用户提供权威、标准、统一的在线地理信息服务。随着经济、社会、技术的发展,各领域对地理信息公共服务提出了更高的要求。因此,本文通过分析天地图建设面临... 详细信息

天地图是政府部门提供地理信息公共服务的重要载体,集成了海量地理信息资源,为用户提供权威、标准、统一的在线地理信息服务。随着经济、社会、技术的发展,各领域对地理信息公共服务提出了更高的要求。因此,本文通过分析天地图建设面临的形势,提出了新时期天地图建设需要着力解决好服务对象、服务内容、服务手段三者间的准确耦合问题。重点推进地理信息公共服务平台建设模式与总体架构在新技术条件下的持续演进,持续完善地理信息资源从离散、离线到集成、在线的服务模式,建立全国一体化的地理信息资源开放与共享体系。

关键词：天地图地理信息公共服务在线一体化

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航空摄影统筹共享管理技术设计

测绘通报 2024年第S1期 196-200页

作者：毕凯赵俊霞国家基础地理信息中心北京100830

针对航空摄影统筹共享管理缺乏有效技术手段的问题,在分析当前技术现状和技术要求的基础上,提出了建立综合管理系统开展航空摄影“事前-事中-事后”全流程在线统筹共享管理的技术思路,设计了航摄统筹共享管理的工作流程、系统组成、数... 详细信息

针对航空摄影统筹共享管理缺乏有效技术手段的问题,在分析当前技术现状和技术要求的基础上,提出了建立综合管理系统开展航空摄影“事前-事中-事后”全流程在线统筹共享管理的技术思路,设计了航摄统筹共享管理的工作流程、系统组成、数据流与接口,详细阐述了“事前”开展航摄需求技术统筹;“事中”进行航摄信息可视化在线共享;“事后”实现航摄成果目录信息快速更新等技术内容。研究成果可为实现全国航空摄影“一获多用”与信息及时共享提供新的解决方案。

关键词：航摄需求技术统筹航摄资源航摄成果目录信息共享

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时空信息的基本内涵与赋能机理

地理学报 2024年第5期79卷 1099-1114页

作者：刘万增陈军国家基础地理信息中心北京100830 自然资源部时空信息与智能服务重点实验室北京100830

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的... 详细信息

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的内涵与外延不清,时空信息赋能的内在机理不明,制约着其科学高效赋能,亟需厘清其基本内涵、赋能机理与赋能模式等。本文针对时空信息赋能问题,梳理了时空信息的基本概念、丰富内涵和基本特征;指出熵是时空信息赋能的物理基础,熵减是时空信息赋能的内生动力;时空信息赋能的本质是以时空信息为载体,以负熵流转为动能,以不确定性转化为特征,通过人、机、物(环境)相互影响、相互作用,实现系统结构优化、效能提升的过程;并提出了时空信息作为自在信息直接赋能、作为自为信息间接赋能、转为时空知识倍增赋能3种模式;最后,探讨了时空信息赋能自然资源高质量发展的路径。

关键词：时空信息高质量发展赋能机理信息熵国土空间

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联合空间信息的高光谱遥感协同表示动态集成分类算法

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遥感学报 2024年第1期28卷 187-202页

作者：虞瑶苏红军陶旸江苏省基础地理信息中心南京210013 河海大学地球科学与工程学院南京211100

近年来,集成学习成为高光谱遥感影像分类的研究热点,尤其是动态集成算法根据测试样本的特征自适应地选择最佳分类器,其分类性能显著提升。然而现有的动态集成方法仅考虑测试样本与验证样本的光谱信息,忽略了高度规则化的高光谱遥感影像... 详细信息

近年来,集成学习成为高光谱遥感影像分类的研究热点,尤其是动态集成算法根据测试样本的特征自适应地选择最佳分类器,其分类性能显著提升。然而现有的动态集成方法仅考虑测试样本与验证样本的光谱信息,忽略了高度规则化的高光谱遥感影像包含的丰富空间信息。为进一步提升高光谱遥感影像动态集成算法分类的准确性和可靠性,提出了联合空间信息的可变K邻域动态集成算法VKS(Variable K-neighborhood and Spatial Information)和联合自适应邻域空间信息的可变K邻域动态集成算法VKSA(Variable K-neighborhood with Shape-Adaptive)。两种算法第一阶段综合考虑分类器精度与相似度自适应地改变测试样本的K邻域,第二阶段分别设计固定窗口和自适应窗口的嵌入方式增加地物的局部空间近邻关系,充分利用高光谱遥感影像地物复杂的空间形态结构信息。实验部分采用3组通用的高光谱遥感影像数据对所提出算法的性能进行综合评价。结果表明相比于传统的动态集成算法,本文提出的联合空间信息的动态集成模型能显著提升分类精度,其中基于自适应窗口方式的VKSA算法明显优于基于固定窗口的VKS算法。

关键词：高光谱遥感动态集成自适应邻域协同表示影像分类

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地学知识图谱引导的遥感影像语义分割

遥感学报 2024年第2期28卷 455-469页

作者：李彦胜武康欧阳松杨坤李和平张永军武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 贵州省基础地理信息中心贵阳550004 贵州省第一测绘院贵阳550025

尽管深度语义分割网络有效提升了遥感影像语义分割性能,但其效果远未达到人类领域专家的目视解译水平。原因是人类视觉系统在进行遥感影像解译时,往往会综合运用视觉特征、语义信息和先验知识。然而,深度语义分割网络本质上是数据驱动... 详细信息

尽管深度语义分割网络有效提升了遥感影像语义分割性能,但其效果远未达到人类领域专家的目视解译水平。原因是人类视觉系统在进行遥感影像解译时,往往会综合运用视觉特征、语义信息和先验知识。然而,深度语义分割网络本质上是数据驱动的面向像素级损失反向优化的分类方法。这种基于像素级优化的深度语义分割网络,一方面受限于像素空间尺度,缺乏整体性目标线索挖掘;另一方面难以跨越结构化数据和非结构化知识之间的鸿沟,无法充分利用地学先验知识和空间语义信息。针对以上两方面的问题,本文提出了地学知识图谱引导的遥感影像深度语义分割方法,运用从地学知识图谱中抽取的地物目标语义信息和地学先验知识构建实体级连通约束和实体间共生约束,引导深度语义分割网络训练。其中,实体级连通约束以连通域实体而非像素单元计算损失,得到实体级别的特征表示,使得分割结果更具整体性,边界模糊和随机噪声现象得到抑制。实体间共生约束将共生条件概率量化的空间共生知识嵌入到数据驱动的深度语义分割网络中,实现空间语义信息和地学先验知识对实体空间分布的约束引导和自动优化。验证结果表明,在实体级连通约束和实体间共生约束的引导下,深度语义分割网络可以完成对实体级特征的学习并根据空间共生知识自动优化地物实体的空间分布,有效改善了遥感影像语义分割性能。

关键词：地学知识图谱深度语义分割网络实体级连通约束空间共生知识约束地学知识嵌入优化

结合SBAS-InSAR技术与瞬变电磁法在煤矿区沉降监测中的应用

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遥感信息 2024年第3期39卷 97-103页

作者：施望科贾伟航徐劼杨承文苏凯甘肃煤炭地质勘查院兰州730000 甘肃省基础地理信息中心兰州730000

煤矿长时间开采会导致上覆岩层在重力因素下产生刚性弯曲、断裂等,进而造成一系列安全隐患。如何高效地对煤矿区进行地表形变监测,对煤矿安全、自然生态有着十分重要的意义。文章结合小基线集干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS... 详细信息

煤矿长时间开采会导致上覆岩层在重力因素下产生刚性弯曲、断裂等,进而造成一系列安全隐患。如何高效地对煤矿区进行地表形变监测,对煤矿安全、自然生态有着十分重要的意义。文章结合小基线集干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)技术与瞬变电磁测深法对煤矿区进行沉降监测。此外,采用标准差椭圆分析了沉降体空间形变规律与特征,利用长短时记忆网络(long short term memory network,LSTM)模型预测了沉降体形变趋势。分析结果表明:通过瞬变电磁法与干涉测量结合,地表形变范围基本与瞬变电磁反演的采空区吻合,标准差椭圆分析出形变中心向西南方移动376 m,沉降形态也在向似圆状过渡;LSTM模型可以预测两个月的形变,误差为2 mm,可以实现煤矿区形变趋势的短期预测。

关键词： SBAS-InSAR 瞬变电磁法沉降监测标准差椭圆

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顾及时空特征的参考作物蒸散量集成学习估算

排灌机械工程学报 2024年第2期42卷 179-186,193页

作者：刘傲赵东保魏义长肖炼华北水利水电大学测绘与地理信息学院河南郑州450046 自然资源部四川基础地理信息中心四川成都610041

为提升参考作物蒸散量(ET_(0))的估算精度,以四川省为研究区域,发现全省ET_(0)的数据变化具有明显的时间和空间自相关性,继而在气象特征基础上引入时空特征构建以XGBoost, LightGBM,GBDT、随机森林和极限树为基模型的Stacking模型.将顾... 详细信息

为提升参考作物蒸散量(ET_(0))的估算精度,以四川省为研究区域,发现全省ET_(0)的数据变化具有明显的时间和空间自相关性,继而在气象特征基础上引入时空特征构建以XGBoost, LightGBM,GBDT、随机森林和极限树为基模型的Stacking模型.将顾及时空特征的Stacking模型与其各个基模型以及经验模型彭曼公式(FAO 56 Penman-Monteith)的决定系数、平均绝对值误差和均方误差等多项指标进行了全面的精度对比验证.试验结果表明:在顾及空间特征的情况下,Stacking模型在测试集上决定系数精度提升了3%,平均绝对值误差和均方误差分别降低了51%和76%;在顾及时序特征的情况下,Stacking模型在测试集上的决定系数精度提升了4%,均方误差和平均绝对值误差分别降低了92%和72%.这表明时空特征的引入可有效提升模型估算ET_(0)性能.在同时顾及时空特征的情况下,Stacking模型相较于彭曼公式,决定系数提升了39%,均方误差、平均绝对值误差分别降低了95%和77%,并且,在2006—2010年逐年精度验证中,Stacking模型精度始终优于其每年最优基模型精度.因此,顾及时空特征的Stacking模型可有效提升四川省ET_(0)估算精度.

关键词：参考作物蒸散量 Stacking模型时空特征集成学习

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王之卓先生民国时期所写《中国之测量》

中国测绘 2024年第5期 57-60页

作者：宋鸿运国家基础地理信息中心

在中国第二历史档案馆的馆藏档案中,珍藏着一份王之卓先生撰写的《中国之测量》一文,时间推断大概在1947年,王之卓先生时任中华民国军令部第四厅负责测绘的主要官员。其原文采用手写繁体字,有些字迹不易辨认,后经过仔细辨认并咨询资深... 详细信息

在中国第二历史档案馆的馆藏档案中,珍藏着一份王之卓先生撰写的《中国之测量》一文,时间推断大概在1947年,王之卓先生时任中华民国军令部第四厅负责测绘的主要官员。其原文采用手写繁体字,有些字迹不易辨认,后经过仔细辨认并咨询资深文字编辑整理,得出以下现代汉字版文稿。

关键词：王之卓馆藏档案现代汉字编辑整理繁体字中华民国民国时期测绘

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碎片化地形矢量数据比例尺评估方法

测绘学报 2024年第6期53卷 1013-1024页

作者：刘万增王新鹏赵婷婷翟曦李然朱秀丽蒋志浩彭云璐张晔湖北珞珈实验室湖北武汉430079 国家基础地理信息中心北京100830 时空信息与智能服务重点实验室北京100830

针对目前人工判定碎片化地形矢量数据比例尺效率低下、可靠性不高的问题,本文提出一种基于自然法则的地形矢量数据比例尺评估方法,实现地形矢量数据比例尺判定的自动化。该方法基于不同比例尺地形矢量数据节点密度指数随比例尺变化的特... 详细信息

针对目前人工判定碎片化地形矢量数据比例尺效率低下、可靠性不高的问题,本文提出一种基于自然法则的地形矢量数据比例尺评估方法,实现地形矢量数据比例尺判定的自动化。该方法基于不同比例尺地形矢量数据节点密度指数随比例尺变化的特征,利用自然法则原理和统计学知识确定不同比例尺、不同类型要素节点密度指数区间的理论值;对于待鉴定地形矢量数据,将其节点密度指数与已知比例尺的地形矢量数据节点密度指数区间进行比对,如果落在该比例尺节点密度指数区间内,则推断为该比例尺数据,进而实现比例尺的自动判定;最后利用等高线和水系两种地形要素验证了该评估方法的可行性。试验结果表明,基于本文方法的1∶100万、1∶25万和1∶5万地形矢量数据比例尺自动判定正确率分别达到了93.97%、94.04%和92.47%,地形矢量数据比例尺判定总体正确率达到93.21%,极大提高了比例尺判定的精度与效率,为地理信息安全评估提供了技术支撑。

关键词：矢量数据自然法则节点密度指数比例尺评估