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车载激光扫描数据中实线型交通标线提取

测绘学报 2019年第8期48卷 960-974页

作者：方莉娜黄志文罗海峰陈崇成福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福建福州350002 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350002 福州大学数字中国研究院福建福州350002

本文提出一种基于路面点云强度增强的车载激光点云实线型交通标线提取方法。首先通过预处理提取路面点云,获取各激光点与轨迹线的距离。然后逐段对路面进行强度增强,集合多滤波器集成的策略进行强度变换和去噪,消除距离、点密度、磨损... 详细信息

本文提出一种基于路面点云强度增强的车载激光点云实线型交通标线提取方法。首先通过预处理提取路面点云,获取各激光点与轨迹线的距离。然后逐段对路面进行强度增强,集合多滤波器集成的策略进行强度变换和去噪,消除距离、点密度、磨损等因素对反射强度值影响,增强路面点云和标线的强度差异。基于增强后的反射强度,采用k均值聚类和连通分支聚类等方法对标线进行分割,并利用归一化图割方法优化强度分割结果。最后利用实线型标线的语义信息和空间分布特征从分割后标线对象中识别实线型交通标线。试验采用四份不同车载激光扫描系统获取的数据用于验证本文方法有效性,实线型标线提取结果的准确率达到95.98%,召回率达到91.87%,综合评价指标F 1-Measure值达到95.55%以上。试验结果表明本文方法能够有效增强受扫描距离、路面磨损及点密度分布不均等因素影响的点云强度信息,实现不同车载激光扫描获取的复杂道路环境下实线型交通标线的提取。

关键词：车载激光点云强度增强标线提取强度分割实线型标线提取

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利用时空自相关指数的植被变化检测

遥感信息 2016年第3期31卷 37-44页

作者：黄恺毛政元福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福州350002 福州大学福建省空间信息工程研究中心福州350002 福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350002

针对现有遥感变化检测方法中变化信息提取不够精确、对待检测影像数据质量和配准精度要求高等问题,提出一种利用时空自相关指数检测植被变化的方法。该方法先计算待检测区域两个时相影像数据的时空自相关指数,再设定目标函数确定变化检... 详细信息

针对现有遥感变化检测方法中变化信息提取不够精确、对待检测影像数据质量和配准精度要求高等问题,提出一种利用时空自相关指数检测植被变化的方法。该方法先计算待检测区域两个时相影像数据的时空自相关指数,再设定目标函数确定变化检测最佳阈值,并以空间自相关指数为依据滤除噪声、提高检测精度,可以集成现有基于像元和基于对象的变化检测方法的相对优势,同时把握待检测区域的整体和细部特征变化。以长汀县人工植被和自然植被变化检测为案例的实证研究结果表明,所提出的方法在一定程度上克服了现有变化检测方法在精度、适应性与自动化程度3个方面的局限性,能更好地满足遥感影像变化检测的应用需求。

关键词：植被变化检测时空自相关最佳阈值空间自相关长汀县

基于CatBoost的植被总初级生产力遥感模拟方法及在福建省的应用

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地球信息科学学报 2023年第9期25卷 1908-1922页

作者：李玉洁江洪刘宣广福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350108 福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福州350108 数字中国研究院(福建) 福州350108

植被总初级生产力(GPP)作为衡量陆地生态系统健康的重要指标,可直接反映区域环境状况和改善情况,因此准确估算植被GPP变化对区域可持续发展具有重要意义。本文利用中国及日本涡度通量观测数据,构建了基于CatBoost算法融合地形特征的GPP... 详细信息

植被总初级生产力(GPP)作为衡量陆地生态系统健康的重要指标,可直接反映区域环境状况和改善情况,因此准确估算植被GPP变化对区域可持续发展具有重要意义。本文利用中国及日本涡度通量观测数据,构建了基于CatBoost算法融合地形特征的GPP估算模型;并将模型应用于具有复杂地形特征的福建省,实现了该省GPP长时序模拟。研究结果表明:①地形特征是GPP机器学习估算的重要参数,融合地形特征建模的GPP模拟结果精度明显提高,均方根误差(RMSE)下降16%。②CatBoost GPP估算模型有效降低了传统GPP估算模型和常用机器学习(随机森林和支持向量机)GPP估算模型中存在的高估和低估现象,模型拥有更高的精度和更强的鲁棒性。本文GPP模拟精度:决定系数(R2)为0.888,RMSE为1.164 gC·m^(-2)·day^(-1),平均绝对误差(MAE)为0.773 gC·m^(-2)·day^(-1)。③基于CatBoost GPP估算模型模拟的福建省多年GPP变化与GOSIF GPP估算结果高度一致,且其对福建省GPP空间分布表达更准确。福建省2002—2020年GPP均值1697 gC·m^(-2)·a^(-1),空间变化整体呈现出“由东南向西北递减”的分布特征,多年GPP变化呈“不显著波动增加”趋势。本研究可为实现区域GPP精确估算和生态环境有效治理提供新方法和可靠科学依据。

关键词：植被总初级生产力地形特征 CatBoost 随机森林支持向量机

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基于地理标记照片的个性化景点推荐方法

地球信息科学学报 2021年第8期23卷 1391-1400页

作者：叶凡孙玉陈崇成于大宇福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350108 福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福州350108 武汉大学遥感信息工程学院武汉430079

研究如何根据已有的海量旅游信息及数据,为游客个性化推荐旅游景点具有重要意义。本文利用从Flickr网站获取的2013—2018年香港特别行政区范围内的地理标记照片来识别旅游景点,并根据游客游览顺序重建旅游轨迹。在此基础上,针对现有方... 详细信息

研究如何根据已有的海量旅游信息及数据,为游客个性化推荐旅游景点具有重要意义。本文利用从Flickr网站获取的2013—2018年香港特别行政区范围内的地理标记照片来识别旅游景点,并根据游客游览顺序重建旅游轨迹。在此基础上,针对现有方法尚未考虑游客偏好在旅行过程中会发生动态变化的问题,提出一种基于隐含狄利克雷分布模型(Latent Dirichlet Allocation,LDA)和用户长短期偏好的个性化景点推荐方法(A Recommendation Method Based on LDA and User’s Long and Short-Term Preference,L-ULSP)。该方法利用LDA主题模型获取景点特征信息,挖掘景点间的相关性,再利用注意力机制和长短期记忆网络分别学习用户的长期偏好和短期偏好,最后结合长短期偏好捕捉用户偏好的动态变化。实验结果表明,L-ULSP方法所推荐的景点在命中率和平均倒数排名2个指标上均优于现有其他方法,证明了本文所提方法可以从景点序列中有效学习游客偏好,并为游客推荐下一个景点。此外,本文通过对比实验,进一步验证了同时考虑用户的长短期偏好能够更好地学习用户的偏好变化。

关键词：地理标记照片景点推荐旅游轨迹长短期偏好注意力机制长短期记忆主题模型个性化推荐

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三维场景树荫模拟与量化——以城市街道为例

地球信息科学学报 2024年第11期26卷 2493-2505页

作者：苏宏霖唐丽玉陈季委高继淼袁跃辉福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350108 福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福州350108 数字中国研究院(福建) 福州350108

树荫是城市区域夏季降温的重要资源之一,对树荫资源的量化可为城市极端高温天气的风险预警提供帮助。现有估算树荫资源的方法中,实测法耗费时间且成效较低,影像识别法难以精确反映树荫的时空变化,本文提出一种基于三维场景的树荫模拟与... 详细信息

树荫是城市区域夏季降温的重要资源之一,对树荫资源的量化可为城市极端高温天气的风险预警提供帮助。现有估算树荫资源的方法中,实测法耗费时间且成效较低,影像识别法难以精确反映树荫的时空变化,本文提出一种基于三维场景的树荫模拟与量化方法。通过三维重建技术模拟城市街道场景,区分并标识地理实体模型的类型;根据太阳几何位置参数信息,构建与实地场景同步的光照环境;根据光线直线传播和阴影形成原理,利用射线求交算法判断太阳光线与场景三维模型的遮挡情况,生成树荫并与其他地物阴影进行区分;量化树荫面积、树荫覆盖时长等数据,并在三维场景中进行可视化效果呈现。通过与无人机拍摄的阴影对比验证,相对误差区间为3.35%~13.27%,平均相对误差为9.29%,该方法在树荫资源估算方面有应用潜力。同时,以城市街道场景为例,模拟量化了不同空间朝向、不同树种、不同樟树生命周期的街道树荫资源情况并进行相应分析。该方法可以模拟任意时刻现实的和虚拟的(未来的或规划的)情景的阴影资源的时空分布情况,且可以进行分类统计,为城市规划管理提供参考,为城市树木降温效应分析提供基础数据。

关键词：虚拟地理环境城市绿地树荫三维模拟遮荫效应

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车载激光点云道路边界提取的Snake方法

测绘学报 2020年第11期49卷 1438-1450页

作者：方莉娜卢丽靖赵志远王昀昀陈崇成福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福建福州350002 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350002 福州大学数字中国研究院福建福州350002 福建省制图院福建福州350001

针对车载激光点云中道路边界提取困难,自动化程度低的问题,提出一种基于离散点Snake的车载激光点云道路边界提取方法。不同于传统基于图像建立Snake,本文直接基于离散点建立Snake模型。先利用伪轨迹点数据,确定初始轮廓位置,参数化不同... 详细信息

针对车载激光点云中道路边界提取困难,自动化程度低的问题,提出一种基于离散点Snake的车载激光点云道路边界提取方法。不同于传统基于图像建立Snake,本文直接基于离散点建立Snake模型。先利用伪轨迹点数据,确定初始轮廓位置,参数化不同类型的道路边界初始轮廓;然后基于离散点构建适合多类型道路边界的Snake模型,定义模型内部、外部和约束能量,通过能量函数最小化推动轮廓曲线移动到显著道路边界特征点处,实现不同道路边界的精细提取。本文试验采用3份不同城市场景的车载激光点云数据验证本文方法的有效性,道路边界提取结果的准确率达到97.62%,召回率达到98.04%,F1-Measure值达到97.83%以上,且提取的道路边界结果与软件交互提取的结果有较好的吻合度。试验结果表明,本文方法能够修正噪声、断裂等数据质量对道路边界提取的影响,能够实现各类复杂城市环境中不同形状道路边界的提取,具有较强的稳健性和适用性。

关键词：车载激光点云主动轮廓模型(Snake) 道路提取梯度能量函数

基于MapReduce的海量公交乘客OD并行推算方法

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地球信息科学学报 2018年第5期20卷 647-655页

作者：邬群勇苏克云邹智杰福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福州350002 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350002

公交乘客出行OD能够反映居民出行特征和出行需求,是进行公交系统评价、调度和线路优化的重要基础数据,对城市规划具有重要的实用价值。现有公交OD推算方法多适用于少量公交数据,无法直接快速地推算海量公交乘客出行OD,因此本文提出了一... 详细信息

公交乘客出行OD能够反映居民出行特征和出行需求,是进行公交系统评价、调度和线路优化的重要基础数据,对城市规划具有重要的实用价值。现有公交OD推算方法多适用于少量公交数据,无法直接快速地推算海量公交乘客出行OD,因此本文提出了一种基于Map Reduce的海量公交乘客OD并行推算方法。首先将公交数据从关系型数据库迁移至HBase数据库;接着利用MapReduce并行计算框架,根据HBase中IC卡数据的Region数量分成多个map任务,每个map任务中Map函数计算上车站点,Reduce函数将上车站点以用户为单位进行归并输出到HDFS;然后在上车记录数据的基础上,根据HDFS存储的块数量分成多个map任务,针对每个乘客的出行记录,综合考虑出行链方法和历史相似出行行为规律实现对公交乘客下车站点较为精确的推算。最后以厦门2015年6月13日至26日的IC卡数据和公交车辆GPS数据进行实例分析,共计算出295条公交线路,16 879 661条上车记录,14 410 058条完整OD记录,占IC卡数据的78.9%,计算效率相比传统方法有较大幅度提升。结果表明:该方法不仅可以较为准确地推算公交乘客上下车站点,而且计算效率较高。

关键词：海量公交数据公交OD MapReduce 公交出行链出行规律

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时间序列植被覆盖度断点检测方法研究

地球信息科学学报 2017年第10期19卷 1355-1363页

作者：王恩鲁汪小钦陈芸芝福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350116

断点检测技术能够提取时间序列数据中发生变化的信息,对时序变化特征的研究和分析具有重要意义。在植被变化研究中,它有助于发掘时序植被参数数据中潜在的连续变化信息(如火烧、砍伐和病虫害等),具有较广阔的应用前景。本文以2000-2015... 详细信息

断点检测技术能够提取时间序列数据中发生变化的信息,对时序变化特征的研究和分析具有重要意义。在植被变化研究中,它有助于发掘时序植被参数数据中潜在的连续变化信息(如火烧、砍伐和病虫害等),具有较广阔的应用前景。本文以2000-2015年空间分辨率为250 m的福建省长汀县MODIS NDVI遥感时序产品计算的植被覆盖度(Vegetation Fractional Coverage,VFC)为数据源,利用DBEST(Detecting Breakpoints and Estimating Segments in Trend)模型开展植被变化断点检测与分析,并讨论了模型参数对实验结果的影响。经研究发现,使用DBEST推荐的第一、第二水平变化阈值(即θ1、θ2分别为0.1和0.2)可较好地界定植被覆盖度的变化级别;变化持续时长φ可根据所用时序数据的类型和当地植被变化特点进行调整,表示断点变化级别的阈值β也可根据研究目标自定义;本文φ取3,β取0.2,实验得到断点位置和断点类型的精确度分别为92%和80%,表明DBEST模型能够很好地提取时间序列VFC数据中的重要变化信息,与当地实际情况比较吻合。

关键词：断点检测时间序列 MODIS NDVI 植被覆盖度 DBEST模型

TAVI与地形校正后NDVI抗地形影响比较

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福州大学学报（自然科学版） 2017年第6期45卷 846-852页

作者：黄海明江洪曹小杰福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建省空间信息工程研究中心福建福州350116

为了比较TAVI与地形校正方法的抗地形效果,利用福建省福州市连江县地区Landsat 8 OLI卫星数据,配合使用相对应的DEM数据,采用目前广泛运用的C校正、SCS+C校正、SCS校正、Cosine校正等4种地形校正方法.从校正后影像的目视分析、均值和标... 详细信息

为了比较TAVI与地形校正方法的抗地形效果,利用福建省福州市连江县地区Landsat 8 OLI卫星数据,配合使用相对应的DEM数据,采用目前广泛运用的C校正、SCS+C校正、SCS校正、Cosine校正等4种地形校正方法.从校正后影像的目视分析、均值和标准差参数的统计结果,太阳入射角余弦值与影像各波段的相关性等方面对校正结果进行了对比分析.选取最优的C校正模型,计算校正结果的NDVI,从多方面与TAVI进行抗地形效果的对比,得出TAVI的抗地形效果最好.

关键词：地形校正地形调节植被指数 C校正模型福建省