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代数重构算法在GNSS水汽层析解算中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第8期41卷 1113-1117,1124页

作者：于胜杰万蓉付志康湖北省地理国情监测中心湖北武汉430071 中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室湖北武汉430205

全球导航卫星系统(GNSS)水汽层析反演技术是目前获取对流层水汽三维分布的重要方法。考虑到代数重构算法在迭代反演中具有节省计算机内存且计算稳定度高的优点,对代数重构算法在GNSS水汽层析中的应用进行了研究。研究结果表明,受水汽在... 详细信息

全球导航卫星系统(GNSS)水汽层析反演技术是目前获取对流层水汽三维分布的重要方法。考虑到代数重构算法在迭代反演中具有节省计算机内存且计算稳定度高的优点,对代数重构算法在GNSS水汽层析中的应用进行了研究。研究结果表明,受水汽在对流层中的分布情况的影响,传统的加法代数重构算法在实际的层析解算中,会出现较大的重构误差,而乘法代数重构算法和调整了松弛参数向量的加法代数重构算法则大大提高了层析解算的精度;代数重构算法较附加约束条件的层析解算方法更易受到观测值误差的影响,但采用乘法代数重构算法可以获得优于加法代数重构算法的结果。

关键词：全球导航卫星系统(GNSS) 代数重构算法水汽层析

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DP算法自动实现方法:以河流化简为例

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第2期49卷 264-270页

作者：闫浩文张鑫港禄小敏李蓬勃兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室甘肃兰州730070

曲线化简是自动地图综合的重要内容,但其中广泛应用的DP(Douglas-Peucker)算法却是非自动化的,原因是需要在算法执行之初由人工输入距离阈值ε。为此,首先提出了一个多尺度曲线相似度的计算公式;然后基于该公式,以河流数据为例给出了地... 详细信息

曲线化简是自动地图综合的重要内容,但其中广泛应用的DP(Douglas-Peucker)算法却是非自动化的,原因是需要在算法执行之初由人工输入距离阈值ε。为此,首先提出了一个多尺度曲线相似度的计算公式;然后基于该公式,以河流数据为例给出了地图比例尺与曲线目标相似度的函数关系推导方法和曲线目标相似度与ε的函数关系推导方法,进而得出了ε与比例尺的函数关系;最后实现了DP算法的自动化。实验研究表明,利用提出的自动化DP算法可以获得指定地理区域不同比例尺的水系要素的化简结果,化简结果与经验丰富的制图员的手工化简结果的相似度平均值为0.927,相似度总体表现良好,表明了该方法良好的可靠性和较高的智能化。

关键词：曲线化简地图综合 Douglas-Peucker算法相似度河流数据

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水源保护区的生态脆弱性及生态修复成效分析

测绘科学 2022年第8期47卷 59-69页

作者：何丽华李建松王熙刘权毅吕世充於新国卢宾宾湖北省地理国情监测中心武汉430071 武汉大学遥感信息工程学院武汉430079

针对丹江口核心水源区(湖北段)生态环境存在的问题,该文以生态保护和修复为目标,从生态敏感性、生态恢复力、生态压力度3个角度甄选了16个指标因子构建“生态敏感性-生态恢复力-生态压力度”模型指标体系,运用主成分分析法和层次分析法... 详细信息

针对丹江口核心水源区(湖北段)生态环境存在的问题,该文以生态保护和修复为目标,从生态敏感性、生态恢复力、生态压力度3个角度甄选了16个指标因子构建“生态敏感性-生态恢复力-生态压力度”模型指标体系,运用主成分分析法和层次分析法,在格网尺度下定量分析了2015、2020年的生态脆弱性时空演变特征和生态修复成效。主要结论如下:①水源区生态现状良好,95%以上的区域在中度脆弱以下,脆弱性受人类活动影响空间分布由中心城区向周围城镇逐渐减弱;②各县区生态保护策略因地制宜,重脆弱区应控制建设用地的扩张减小生态敏感性,低脆弱区应发挥区位优势以生态旅游业带动经济发展;③5年间,生态修复成效明显,特别是中度脆弱区占比减少了5.82%,植被长势监测、露天采矿修复、复绿工程的实施等都使生态系统持续向好发展。

关键词：丹江口核心水源区生态脆弱性生态修复 SRP模型

执着测绘好男儿——记长江空间公司地图制图高级技师高何利

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中国测绘 2018年第6期 55-58页

作者：唐玥曹曦湖北省地理国情监测中心

高何利,出生在内蒙古的北方汉子,30多岁的他并不像一般外业队员一样皮肤黝黑,白净的脸庞配上无框眼镜,再加上中等身材,看起来满满的书生气。作为长江空间信息技术工程有限公司(武汉)遥感数字工程院的地图制图高级技师,高何利前不久入选... 详细信息

高何利,出生在内蒙古的北方汉子,30多岁的他并不像一般外业队员一样皮肤黝黑,白净的脸庞配上无框眼镜,再加上中等身材,看起来满满的书生气。作为长江空间信息技术工程有限公司(武汉)遥感数字工程院的地图制图高级技师,高何利前不久入选第三届湖北省首席技师,为湖北测绘人赢得了荣誉。

关键词：空间信息技术高级技师地图制图长江测绘无框眼镜工程院湖北省

一种基于IGA的融合点云和影像的建筑物提取方法

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红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 116-125页

作者：赖旭东骈蔚然薄立明何丽华武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 武汉大学中国发展与战略规划研究院湖北武汉430079 湖北省地理国情监测中心湖北武汉430000

针对精细化实景三维建筑物建模,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的建筑物LiDAR点云与正射影像融合提取方法:计算并提取基于点云和影像的特征,实现点云特征空间的扩张;再改进遗传算法选择点云特征,构建并优化特征空间;最后使用SVM分类器... 详细信息

针对精细化实景三维建筑物建模,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的建筑物LiDAR点云与正射影像融合提取方法:计算并提取基于点云和影像的特征,实现点云特征空间的扩张;再改进遗传算法选择点云特征,构建并优化特征空间;最后使用SVM分类器实现建筑物点云的精准提取。在ISPRS公开数据集Vaihingen测试数据的试验表明本文方法具有较高的建筑物提取精度;在实际生产数据的实验表明建筑物提取精度较高且稳定,证明了本文方法的先进性和普适性。

关键词：遥感信息工程 LiDAR点云特征选择建筑物提取

一种支持建筑群组相似模式检索的变分图卷积自编码模型

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地球信息科学学报 2023年第7期25卷 1405-1417页

作者：令振飞刘涛杜萍赵丹陈朴一马天恩兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

针对当前建筑群组相似模式检索中空间域和谱域相似度量方法的模型泛化能力较弱,且空间信息利用不足的问题,本文提出了一种基于变分图卷积自编码器的相似检索模型。首先,利用最小生成树构建建筑群组图数据,并将建筑物描述特征嵌入图节点... 详细信息

针对当前建筑群组相似模式检索中空间域和谱域相似度量方法的模型泛化能力较弱,且空间信息利用不足的问题,本文提出了一种基于变分图卷积自编码器的相似检索模型。首先,利用最小生成树构建建筑群组图数据,并将建筑物描述特征嵌入图节点中,实现建筑群组模式的定量化表达;其次,在变分图卷积自编码器重参数化模块中,加入四维超混沌系统与高斯分布融合生成的混合噪声,通过增加采样的随机性来提高模型的泛化能力;然后利用图卷积和池化代替全连接层以保留更多的空间信息,并对低维特征编码进行处理,获得建筑群组的模式特征编码;最后,利用余弦距离来获得待检索建筑群组与模式编码库中建筑群组之间的相似度,从而实现建筑群组模式的相似检索。实验结果表明,该模型能够有效提取建筑群组的模式特征,通过无监督学习实现端到端的建筑群组相似模式检索,为建筑群组模式的自动分类与相似检索提供了新的思路和方法。

关键词：建筑群组模式相似检索变分图卷积自编码器图卷积神经网络模式编码重参数化

融合图自编码器与GRU的城市盗窃犯罪时空分布预测模型

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地球信息科学学报 2023年第7期25卷 1448-1463页

作者：赵丹杜萍刘涛令振飞兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

犯罪预测是进行犯罪预防的前提,高效准确的犯罪预测对于提高城市管理效率、保障公共安全都具有重要的意义。当前,关于犯罪预测的已有研究大多采用单一的机器学习方法或深度学习模型,忽略了犯罪的时空依赖关系,往往难以获得准确的预测结... 详细信息

犯罪预测是进行犯罪预防的前提,高效准确的犯罪预测对于提高城市管理效率、保障公共安全都具有重要的意义。当前,关于犯罪预测的已有研究大多采用单一的机器学习方法或深度学习模型,忽略了犯罪的时空依赖关系,往往难以获得准确的预测结果。本文提出一个基于深度学习技术的犯罪时空预测模型—GAERNN:(1)利用GAE模型捕获犯罪案件的空间分布特征;(2)将带有空间依赖关系的特征经序列化处理后作为GRU模型的输入,进一步提取犯罪序列的时间特征;(3)经全连接层处理获得犯罪时空预测结果,并选取MLP、GCN等基准模型进行对比实验,结合RMSE、MSE等多个指标对模型预测结果进行评估。实验结果表明:对于各模型预测结果可视化分析,GAERNN模型预测的可视化结果与实际数据分布最相符合;在各模型误差分析方面,相比预测性能较差的MLP,GAERNN模型各月份的RMSE分别降低了1.02、3.58、1.29以及0.45;在子模块有效性评估方面,相比其变体模型GAE-LSTM,GAERNN模型在各月份的MAPE分别降低了2.15%、10.07%、1.92%以及2.54%,说明GAERNN模型能显著提高盗窃犯罪时空预测精度,可用于城市盗窃犯罪的积极预防和有效治理。

关键词：盗窃时空分布预测城市犯罪图神经网络深度学习门控循环单元图自编码器兰州市

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河系几何相似性的层次度量方法

地球信息科学学报 2021年第12期23卷 2139-2150页

作者：杨飞王中辉兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

已有的线群目标几何相似性度量方法主要基于数理统计的思想,通过统计整体变化信息计算几何相似性,缺少对局域特征的表达,并不适用于具有高度分形特征的河系。为此,本文将河系几何特征划分为3层次的信息特征:单条河流的形状特征、局部区... 详细信息

已有的线群目标几何相似性度量方法主要基于数理统计的思想,通过统计整体变化信息计算几何相似性,缺少对局域特征的表达,并不适用于具有高度分形特征的河系。为此,本文将河系几何特征划分为3层次的信息特征:单条河流的形状特征、局部区域的结构特征、全局范围的分布特征。首先,结合角链码法与Hausdorff距离计算单条河流的形状相似度;然后,根据"二八定律"确定局部特征区域,通过坐标系转换计算M:N的河系局域结构相似度;最后综合整体描述子得到全局分布相似度,并在该基础上,构建差异指标进行河系多尺度相似性计算与综合质量评价。实验表明,该方法的计算结果优于均值指标法,能有效应用于制图综合的质量评价。

关键词：层次分析河系几何特征几何相似性 Hausdorff距离夹角链码法二八定律分形维数制图综合质量评价

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简单曲线无量纲形状相似度计算方法

地球信息科学学报 2023年第12期25卷 2418-2426页

作者：闫浩文杨维芳禄小敏诸天舒马犇殷硕硕兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

曲线图形形状相似度的计算是地图学、图形学、几何学中的基础性理论问题之一,虽然目前有机器学习的方法可以计算曲线形状相似度,但这种方法往往依赖于大样本曲线对,其效率并不高。为了解决这一问题,本文提出了一种直接计算曲线形状相似... 详细信息

曲线图形形状相似度的计算是地图学、图形学、几何学中的基础性理论问题之一,虽然目前有机器学习的方法可以计算曲线形状相似度,但这种方法往往依赖于大样本曲线对,其效率并不高。为了解决这一问题,本文提出了一种直接计算曲线形状相似度的方法。原理如下:①对2条曲线进行位移、旋转和比例变换,找出能够使两条曲线叠置在一起后重合程度最大或平均距离最小的位置;②根据曲线的顶点和交集,将两条曲线划分为不同的子区域。然后,根据Gestalt心理学的邻近性原理,在每个子区域内计算图形的形状相似度;③将各个子区域内图形的形状相似度进行加权求和,得到2个简单曲线目标的形状相似度。通过心理学实验研究,验证了本文提出的方法计算得到的形状相似度与人们的空间认知相符,具有一定的适用场景。该方法不仅可以直接计算曲线形状的相似度,而且避免了对大样本曲线对的依赖,提高了计算效率。因此,该方法在地图学、图形学和几何学等领域具有一定的应用前景。

关键词：曲线形状相似度旋转缩放心理学实验计算几何学