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深度指导的无监督领域自适应语义分割

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 133-141页

作者：卢加文史金龙诸皓伟孙蕴瀚成志刚江苏科技大学计算机学院镇江2120002 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210046 浙江大学软件学院杭州310058

为了提高语义分割精度,解决模型在不同数据域上泛化性差的问题,提出基于深度信息的无监督领域自适应语义分割方法.首先,深度感知自适应框架通过捕捉深度信息和语义信息的内在联系,减小不同域之间的差异;然后,设计了一个轻量级深度估计... 详细信息

为了提高语义分割精度,解决模型在不同数据域上泛化性差的问题,提出基于深度信息的无监督领域自适应语义分割方法.首先,深度感知自适应框架通过捕捉深度信息和语义信息的内在联系,减小不同域之间的差异;然后,设计了一个轻量级深度估计网络来提供深度信息,通过跨任务交互策略融合深度和语义信息,并在深度感知空间对齐源域和目标域的分布差距;最后,提出基于深度信息的域内自适应策略弥合目标域内部的分布差异,将目标域分为子源域和子目标域,并缩小子源域和子目标域分布差距.实验结果表明,所提方法在SYNTHIA-2-Cityscapes和SYNTHIA-2-Mapillary跨域任务上的平均交并比分别为46.7%和73.3%,与同类方法相比,该方法在语义分割和深度估计精度上均有显著提升.

关键词：无监督领域自适应语义分割多任务学习深度估计

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9.2ka BP亚洲弱季风事件的模拟研究

大气科学 2024年第3期48卷 1189-1200页

作者：王晶孙炜毅何家智刘健宁亮严蜜南京师范大学地理科学学院虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 南京师范大学数学科学学院江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋一气候一同位素模拟开放工作室青岛266237

全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(Nan... 详细信息

全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(NanjingNormalUniversity-12ka,NNU-12ka)对比重建资料和国际上已完成的过去21ka以来的瞬变积分模拟试验(Transient Climate Evolution over the last 21000 years,TraCE-21ka),探究了9.2ka亚洲弱季风事件的时空特征及其成因。结果表明:NNU-12ka太阳活动敏感性试验模拟出了9.6~9.4ka前后的亚洲弱季风事件,此时总太阳辐射减少了0.38Wm^(2),亚洲季风区夏季平均降水减少了0.17mmd^(-1)。而基于TraCE-21ka的全强迫试验结果表明,冰川融水和冰盖变化对该时期亚洲季风变化没有显著影响。NNU-12ka太阳活动试验中亚洲热带季风区夏季降水减少尤为明显,在我国东北地区降水略有增加。热带季风减弱的原因是由于太阳辐射的骤降导致亚洲海陆热力梯度减弱,加强亚洲陆地的海平面气压,引起热带季风区的异常下沉运动,抑制水汽向亚洲季风区输送,进而通过动力作用减弱季风。

关键词：亚洲季风突变事件地球系统模式太阳活动全新世

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全格陵兰冰盖表面融水卫星遥感观测

自然资源遥感 2024年第1期36卷 110-117页

作者：张闻松朱雨欣邱玉宝王裕涵刘金昱杨康南京大学地理与海洋科学学院南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023 中国南海研究协同创新中心南京210023 中国科学院空天信息创新研究院中国科学院数字地球重点实验室北京100094 中国科学院空天信息创新研究院和芬兰气象研究所北极观测联合研究中心索丹屈莱999018

每年夏季,格陵兰冰盖表面消融产生大量融水。冰面融水由冰面河输送,存储在冰面湖或注水冰裂隙中,形成了规模庞大、结构复杂的水文系统。然而,目前研究对全格陵兰冰面融水空间分布的理解十分有限。文章利用134景10 m空间分辨率的Sentine... 详细信息

每年夏季,格陵兰冰盖表面消融产生大量融水。冰面融水由冰面河输送,存储在冰面湖或注水冰裂隙中,形成了规模庞大、结构复杂的水文系统。然而,目前研究对全格陵兰冰面融水空间分布的理解十分有限。文章利用134景10 m空间分辨率的Sentinel-2遥感影像,提取了2019年消融旺盛期格陵兰冰面融水遥感信息;进一步,对比分析了遥感观测的冰面融水分布与区域大气气候模型(regional atmospheric climate model,RACMO)模拟的冰面融水径流量。结果表明:①2019年消融旺盛期,格陵兰冰面融水面积为9900.9 km^(2),融水体积为6.8 km^(3);②格陵兰冰面融水的空间分布差异较大,呈现明显的“西多东少”“北多南少”的态势;③格陵兰冰面融水主要由冰面河组成,冰面河占冰面融水总体积的57.1%,其次是注水冰裂隙(25.6%)和冰面湖(17.3%);④RACMO在多数流域准确模拟了冰面融水径流区域。研究反映了高分辨率遥感在格陵兰冰面水文研究中的应用潜力,提升了对冰面融水输送与存储等关键水文过程的理解。

关键词：冰面河冰面湖注水冰裂隙 Sentinel-2 格陵兰冰盖

顾及存量更新与增量发展不均速率的城市空间增长模拟研究

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地球信息科学学报 2024年第8期26卷 1858-1879页

作者：朱杰朱梦瑶宋书颖丁远陈丽朱学明孙毅中南京林业大学土木工程学院南京210037 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 河海大学地理与遥感学院南京210098 常州市新北自然资源和规划技术保障中心常州213022

我国大多数城市正处于从增量规划向存量规划转型的过渡阶段,存量规划的实施仍需以增量规划为基础,二者之间相辅相成、协同发展。值此转型阶段,新的国土空间规划体系强调了规划的层级传导,从宏观到微观,渐近式地引导和约束着城市的发展... 详细信息

我国大多数城市正处于从增量规划向存量规划转型的过渡阶段,存量规划的实施仍需以增量规划为基础,二者之间相辅相成、协同发展。值此转型阶段,新的国土空间规划体系强调了规划的层级传导,从宏观到微观,渐近式地引导和约束着城市的发展方向。本文依据存量更新与增量发展的时空增减更替变化规律,分别进行参数控制以实现二者指标的调整和面积分配,将其纳入到多层次矢量元胞自动机(Vector Cellular Automata,VCA)模型中,以此实现顾及“存量更新-增量发展”的城市空间增长多层次矢量CA模拟,并将其应用于存量规划背景下的江阴市2027年多情景用地增长预测与分析。研究结论如下:(1)多层次VCA通过不同层次间驱动力自上而下差异性分解与自下而上协同性传递的方式,既完成了上层管控的指标落实,又实现了用地模拟的精细化控制;(2)多层次VCA给予不同片区差异化的速度参数,充分顾及到了驱动因子与用地分布的空间异质性,其整体FoM达到了24.6%,精度相比单层次VCA高2.5%;局部细节特征上,多层次VCA对不同用地类型的错分情况以及对水域等禁建区的侵占情况要比单层次的模拟结果少,且对条状地块的模拟效果更好;(3)在“底线管控-分层管控-指标管控”层次约束下,随着存量更新速度的提高,不同情景下预测的新增建设用地的扩张情况均保持在规划控制的范围之内,且集中在澄西、澄南和澄东南3个片区,这与规划划定的增长边界和用地布局结构相吻合;(4)不同情景下存量用地更新方向以工业用地为主导,乡村建设用地次之,情景二中(d)和(e)的模拟结果中,工业更新趋于饱和,整体实现均衡增长,可作为未来江阴市用地格局发展的主要参考。

关键词：存量规划用地分配多层次矢量CA模型城市空间增长模拟多情景预测

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网络空间隐喻Gosper地图表达与分析

地球信息科学学报 2024年第1期26卷 144-157页

作者：刘龙辉施群山周杨胡校飞徐青中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450001 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心郑州450001 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450001

网络空间地图是认识抽象、复杂网络空间的重要工具,也是地图学领域研究的新方向和热点问题。针对传统网络空间制图不能分析网络节点多级拓扑关系和存在要素重叠的问题,本文综合应用隐喻思想和Gosper地图技术研究网络空间要素的隐喻表达... 详细信息

网络空间地图是认识抽象、复杂网络空间的重要工具,也是地图学领域研究的新方向和热点问题。针对传统网络空间制图不能分析网络节点多级拓扑关系和存在要素重叠的问题,本文综合应用隐喻思想和Gosper地图技术研究网络空间要素的隐喻表达与分析,提出了网络空间隐喻Gosper地图和地形图构建方法。首先,结合网络空间节点的拓扑层级关系和地理学第一定律构建网络节点与Gosper曲线叶节点的映射关系;然后,基于Gosper叶节点构建具有面域嵌套关系的Gosper地图;最后,结合隐喻思想和地图视觉要素与网络空间要素的相似性关系构建多尺度网络空间隐喻Gosper地图和地形图。本文基于两套网络空间资产数据验证了本文方法的适用性,并从节点分布、拓扑结构和节点脆弱性3个方面分析和挖掘网络空间资产特性用以说明网络空间隐喻Gosper地图的表达能力与认知效果。基于层次分析法的定量实验表明,本文方法的综合加权指标(0.4998)远高于节点链接(0.2668)和地理空间图层叠加(0.2331)可视化方法。本文提出的网络空间隐喻地图能够有效解决传统网络空间可视化中节点重复冗余、复杂抽象且无法支撑可视化分析的问题,能够为感知和管理网络资产、挖掘网络空间数据,可视化分析网络空间提供理论和手段支撑。

关键词：网络空间测绘网络空间资产层网络空间制图可视化与可视分析 Gosper地图多尺度表达隐喻思想网络空间地形

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一种态制备误差容忍的量子数字签名协议

物理学报 2024年第2期73卷 69-75页

作者：马洛嘉丁华建陈子骐张春辉王琴南京邮电大学量子信息技术研究所南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网教育部重点实验室南京210003

量子数字签名(quantum digital signature,QDS)能够以信息论安全保证签名消息的不可伪造性、不可否认性和可转移性,近年来备受关注与研究.其中,利用正交编码方式提出的信息论安全的实用化QDS协议,成为目前QDS研究的主流范式.然而,现有QD... 详细信息

量子数字签名(quantum digital signature,QDS)能够以信息论安全保证签名消息的不可伪造性、不可否认性和可转移性,近年来备受关注与研究.其中,利用正交编码方式提出的信息论安全的实用化QDS协议,成为目前QDS研究的主流范式.然而,现有QDS理论和实验都忽视了态制备过程中由于调制器件的不完美性可能引入调制误差.本文针对此问题提出态制备误差容忍的QDS协议.仿真结果表明,相比原来的QDS协议,本协议对态制备误差具有较好的容忍度,能实现更高的签名率和签名距离.另外,本协议在密钥产生阶段只需要制备3个量子态,降低了实验要求和难度.因此,本协议将对未来QDS的实际应用提供重要的参考价值.

关键词：量子数字签名态制备误差诱骗态

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山西省植被覆盖度的时空变化及驱动因子

应用生态学报 2024年第4期35卷 1073-1082页

作者：贾一越齐璇璇黄蕊周义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 山西师范大学地理科学学院太原030031

探究区域植被覆盖度的时空变化特征及其驱动因子,对于科学制定区域生态环境保护方案、维护区域生态平衡具有重要指导意义。本研究基于Google Earth Engine(GEE)平台,使用Landsat Collection 2数据,结合自然和社会经济数据,借助像元二分... 详细信息

探究区域植被覆盖度的时空变化特征及其驱动因子,对于科学制定区域生态环境保护方案、维护区域生态平衡具有重要指导意义。本研究基于Google Earth Engine(GEE)平台,使用Landsat Collection 2数据,结合自然和社会经济数据,借助像元二分模型、趋势分析、分区统计和地理探测器等方法,探究山西省1990—2020年间植被覆盖度时空变化特征及其驱动因子。结果表明:1990—2020年,山西省植被覆盖度呈波动上升趋势,44.4%区域的植被覆盖得到显著改善,显著退化区域占7.4%。山西省植被覆盖度与高程、坡度和山地地势起伏呈正相关。台地和丘陵地区植被覆盖度增长面积比例最高。因子探测结果表明,土地利用类型、地貌类型、年平均降水量、土壤类型是山西省植被覆盖空间分异的主要影响因素。交互探测发现,驱动因子间的交互作用均表现为增强。研究期间,自然因子间的交互结果呈下降趋势,而社会因子间的交互结果呈增强趋势,反映出人类活动对山西省植被覆盖的影响逐步增大。

关键词：植被覆盖度趋势分析时空变化谷歌地球引擎地理探测器

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从视觉神经科学的视角看地图视觉变量理论

地理学报 2024年第9期79卷 2191-2205页

作者：吴明光乔莉鸽闾国年南京师范大学地理科学学院南京210023 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

地图是地理学的语言,视觉变量是地图学的基础理论。然而,当前对地图视觉变量的研究主要以经验描述归纳为主,视觉机理解释不足,存在感知顺序不清晰、“形状”视觉变量划分粒度不精细、“位置”视觉变量界定不清楚3个基本问题。本文在总... 详细信息

地图是地理学的语言,视觉变量是地图学的基础理论。然而,当前对地图视觉变量的研究主要以经验描述归纳为主,视觉机理解释不足,存在感知顺序不清晰、“形状”视觉变量划分粒度不精细、“位置”视觉变量界定不清楚3个基本问题。本文在总结眼—脑系统中的主要视觉神经元的基础上,详细分析了视觉变量的神经机理,研究发现:①视觉变量的感知顺序首先是亮度和色彩,其次是简单的位置、方向、尺寸,最后是复杂的形状和纹理;旅游图的眼动实验表明,利用色彩能够被优先感知的特点,可以将色彩作为视觉线索,用于加强地图的视觉层次,引导读者的视觉注意力。②曲率可作为形状视觉变量的细分变量;可持续发展制图案例表明,曲率视觉变量可以有效用于表达定性、定量信息。③位置能够被视觉神经元直接高效识别和处理,应该被定义为一个视觉变量,但是在强调图形位置精度的情况下,它不宜变化。导航地图和印象地图的对比实验表明,位置视觉变量能够引起显著的视觉和情感唤醒度差异。本文研究结果可加深对地图视觉变量理论的理解,可为可持续发展制图、个性创意地图设计等提供新的视觉设计理论。

关键词：视觉变量地图学视觉感知视觉神经科学

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基于深度强化学习的掼蛋扑克博弈求解

计算机研究与发展 2024年第1期61卷 145-155页

作者：葛振兴向帅田品卓高阳计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 南京210023 上海大学计算机工程与科学学院上海200444 南京大学深圳研究院广东深圳518057

在不确定信息的复杂环境下进行决策是现实中人们经常面对的困难之一,因此具有能够进行良好决策的能力被视为人工智能的重要能力之一.而游戏类型的博弈作为对现实世界的一种高度抽象,具有良定义、易检验算法优劣等特点,成为研究的主流.... 详细信息

在不确定信息的复杂环境下进行决策是现实中人们经常面对的困难之一,因此具有能够进行良好决策的能力被视为人工智能的重要能力之一.而游戏类型的博弈作为对现实世界的一种高度抽象,具有良定义、易检验算法优劣等特点,成为研究的主流.其中以掼蛋为代表的扑克类博弈不仅具有他人手牌未知这样的难点,还由于可选出牌动作与他人手牌情况数量庞大等特点,难以进行高效求解.因此,提出了一种软深度蒙特卡洛(soft deep Monte Carlo,SDMC)求解方法.该方法能够更好地融合领域知识,加快策略学习速度,并采用软动作采样策略调整实时决策,提升策略胜率.所提出的SDMC方法训练出的策略模型参加第2届“中国人工智能博弈算法大赛”时获得冠军.与第1届比赛冠军策略和第2届其他策略模型的实验对比证明了该方法在解决掼蛋扑克博弈中的有效性.

关键词：非完美信息深度强化学习多智能体系统软深度蒙特卡洛方法扑克博弈