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基础地理实体数据存储与交换模型研究

测绘通报 2024年第S1期 120-125页

作者：姜慧伟张元杰李力勐郑义杨应国家基础地理信息中心

实景三维自提出以来，不断探索新模式新方法并取得了显著成效。然而由于建模方法和软件工具多样，不同地区基础地理实体数据格式、数据标准并不完全兼容，统一高效的存储格式标准还是空白，严重阻滞了数据在不同区域不同行业间的共享流... 详细信息

实景三维自提出以来，不断探索新模式新方法并取得了显著成效。然而由于建模方法和软件工具多样，不同地区基础地理实体数据格式、数据标准并不完全兼容，统一高效的存储格式标准还是空白，严重阻滞了数据在不同区域不同行业间的共享流通。本文以畅通不同格式、不同类型数据交互为重点，梳理分析当前用于存储地理实体数据模型现状，以当前地理实体数据交换格式标准为基础，研究统一、通用、开放的地理实体数据存储与交换模型，并结合实际生产数据进行探索试验，验证了本文方法的可行性，为形成可供广泛交流和共享的标准规范，促进实景三维数据的应用和推广提供参考。

关键词：实景三维地理实体数据存储模型数据交换共享通用格式

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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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

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局部全连接图编码的点云语义分割网络

测绘科学 2024年第5期49卷 200-208页

作者：王恺王腾飞王庆栋韩晓霞甘肃省基础地理信息中心武汉大学测绘学院中国测绘科学研究院

针对大场景细粒度点云语义分割，提出一种基于局部全连接图编码的语义分割网络。通过采用基于局部全连接图描述的特征编码方法提高网络对邻域空间的特征提取能力，在此基础上，采用多组基于图扩张卷积块残差块实现更有效的特征聚合与增... 详细信息

针对大场景细粒度点云语义分割，提出一种基于局部全连接图编码的语义分割网络。通过采用基于局部全连接图描述的特征编码方法提高网络对邻域空间的特征提取能力，在此基础上，采用多组基于图扩张卷积块残差块实现更有效的特征聚合与增强。针对样本不平衡问题，采用基于反频率权重交叉熵作为损失函数，实现对样本不平衡的处理。基于SensatUrban数据集的实验表明：本文方法相比现有方法在多项指标中最优，证明在大场景细粒度语义分割方面的有效性与实用性。

关键词：点云语义分割图编码深度学习实景三维

融合颜色信息和多尺度几何特征的点云语义分割方法

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1562-1575页

作者：张华徐瑞政郑南山郝明刘东烈史文中中国矿业大学环境与测绘学院徐州221116 香港理工大学土地测量及地理资讯学系中国香港999077 贵州省基础地理信息中心贵阳550004

大规模室外点云具有丰富的空间结构,是地理信息获取重要手段之一,由于其本身具有不规则性、复杂几何结构特征及地物尺度变化大等特征,点云分割的准确性依然是一个巨大的挑战。特别是目前大规模点云几何信息及颜色等信息利用不充分等问题... 详细信息

大规模室外点云具有丰富的空间结构,是地理信息获取重要手段之一,由于其本身具有不规则性、复杂几何结构特征及地物尺度变化大等特征,点云分割的准确性依然是一个巨大的挑战。特别是目前大规模点云几何信息及颜色等信息利用不充分等问题,为解决这些问题,本文提出了一种融合颜色信息和多尺度几何特征的点云语义分割方法(Integrating Color Information and Multi-Scale Geometric Features for Point Cloud Semantic Segmentation(CMGF-Net))。该方法中,分别设计了几何特征信息提取和语义特征信息提取模块。在几何特征信息提取模块中,为了充分利用点云数据的几何特征信息,设计了2个特征提取模块,分别是局部邻域的相对位置特征提取模块(RPF)和局部邻域的几何属性提取模块(LGP)。其中,RPF模块利用三维点云的空间法向信息以及相对空间距离,提取邻域点与当前点的相对位置关系;LGP模块利用点云几何属性在不同地物上有独特的表现特性,融合局部区域的几何属性特征;然后通过所设计的几何特征融合模块(LGF)将RPF模块和LGP模块所提取的特征信息进行融合得到融合后的几何特征信息。此外,为了从点云中学习到多尺度的几何特征,CMGF-Net在不同尺度的网络层中都进行了几何特征的提取,最终将所提取的几何特征与基于颜色特征提取的语义特征信息分层进行融合,以提高网络的学习能力。实验结果表明所提出的网络模型在Semantic3D数据集上的平均交并比(mIoU)和平均准确率(OA)达到了78.2%和95.0%,相较于KP Conv提高了3.6%和2.1%;在Sensat Urban数据集上达到了59.2%和93.7%,由此可见本文所提出的网络模型CMGF-Net在大规模室外场景点云分割具有较好的结果。

关键词：大规模点云语义分割法向量几何属性相对位置关系多尺度特征融合几何特征提取

基于Android的房屋建筑承灾体外业调查系统设计与实现

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测绘与空间地理信息 2024年第9期 76-79页

作者：夏佳毅解琨江苏省基础地理信息中心

针对江苏省房屋建筑和市政设施调查系统使用中系统卡顿、采集效率低、更新慢的问题，基于全国第一次自然灾害综合风险普查房屋建筑承灾体调查项目实际情况，提出调用天地图API提供的地理信息服务接口，依托安卓(Android)开发环境(Androi... 详细信息

针对江苏省房屋建筑和市政设施调查系统使用中系统卡顿、采集效率低、更新慢的问题，基于全国第一次自然灾害综合风险普查房屋建筑承灾体调查项目实际情况，提出调用天地图API提供的地理信息服务接口，依托安卓(Android)开发环境(Android Studio),基于Java语言，结合SQL数据库，通过使用ArcSDE数据库引擎构建空间数据库，打造了一个多功能的房屋普查移动端数据采集平台，实现了房屋普查数据的录入、编辑、输出、地图操作、拍照、可视化等功能，解决了国家平台在线版App在数据采集时对服务器瞬时访问量大、软件卡顿的问题，极大提高了房屋普查数据采集的效率。

关键词： Android 承灾体移动端数据采集开发环境

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复杂场景下多模态点云数据配准技术

测绘通报 2024年第6期 146-150页

作者：付超夏佳毅解琨吴大鹏付沁珵江苏省基础地理信息中心江苏南京210013 江苏煤炭地质物测队江苏南京210046

针对复杂环境下多模态点云数据获取难,以及对点云数据配准、三维模型构建精度的要求越来越高的情况。本文以南通大剧院实景三维建模为例,当初始点云和校准点云两组多模态融合点云位置差较大时,采用ICP算法进行点云配准易导致局部最优问... 详细信息

针对复杂环境下多模态点云数据获取难,以及对点云数据配准、三维模型构建精度的要求越来越高的情况。本文以南通大剧院实景三维建模为例,当初始点云和校准点云两组多模态融合点云位置差较大时,采用ICP算法进行点云配准易导致局部最优问题,利用所提出的基于控制点辅助约束的最近点迭代(CPA-ICP)算法通过对点云数据进行配准,并与其他3种点云配准算法的试验进行对比,可知该方法的配准精度和配准效率较高,对复杂场景下的多模态点云数据融合有较好的参考意义。

关键词：复杂场景多模态点云联合定向匹配 CPA-ICP算法数据融合

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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