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社会地理计算的理论逻辑与研究范式及展望

地理学报 2024年第1期79卷 187-205页

作者：苏世亮王卓伦何深静徐阳陈逸敏兰天武汉大学资源与环境科学学院武汉430079 香港大学城市规划及设计系中国香港999077 香港理工大学土地测量及地理资讯学系中国香港999077 中山大学地理科学与规划学院广州510275

作为一个前沿的交叉学科研究领域,社会地理计算彰显出巨大的发展前景。然而由于过度关注方法和技术本身,缺乏对“是什么”和“为什么”等底层理论问题的探讨,社会地理计算的发展面临着泡沫化、碎片化和无根化的突出困境,引发了学术界对... 详细信息

作为一个前沿的交叉学科研究领域,社会地理计算彰显出巨大的发展前景。然而由于过度关注方法和技术本身,缺乏对“是什么”和“为什么”等底层理论问题的探讨,社会地理计算的发展面临着泡沫化、碎片化和无根化的突出困境,引发了学术界对其理论“合法性”的质疑。针对这些学术挑战,本文首先在学术史回溯中寻绎社会地理计算的理论逻辑。通过考察社会学、地理学以及地理信息科学源流演化与互动融合的发展脉络,揭示出社会地理计算的逻辑理据根源于“空间转向”与“计算主义”两大标志性学术事件的碰撞;其次,以“游牧空间”反谱系学的思维模式划分了社会地理计算的概念域,进而从横向分化与融接、纵向交叉与拼装两条路径阐释其“根茎”结构;再次,立足于范式的基本准则和框架,通过系统性“理论演绎与归纳”的方式,在认知论层面界定了社会地理计算的概念范畴与核心特征、在本体论层面确立了社会系统中的何物存在、在方法论层面提出了“理论与算法双重驱动”的分析方法及具体的研究路径;最后,将社会地理计算放置于后疫情时代“百年未有之大变局”考验的现实语境下,廓清了社会地理计算所肩负的使命担当,以期为当代地理学的理论创新和实践应用提供参考。

关键词：社会地理计算社会学地理信息科学理论合法性研究范式空间转向计算主义

广播星历旋转误差对低轨星载BDS-3/GPS实时精密定轨影响分析

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导航定位与授时 2024年第1期11卷 43-52页

作者：李敏王煜斌李文文蒋科材陈国赵齐乐武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079 香港理工大学土地测量与地理资讯学系中国香港

基于LT-01A卫星星载BDS-3/GPS观测值进行了星载实时精密定轨研究,并重点分析了广播星历旋转误差对实时定轨精度的影响。通过赫尔默特转换评估了所选时段内GPS和BDS-3广播星历轨道旋转误差,显示BDS-3广播星历旋转误差可达-8.7 mas,平均... 详细信息

基于LT-01A卫星星载BDS-3/GPS观测值进行了星载实时精密定轨研究,并重点分析了广播星历旋转误差对实时定轨精度的影响。通过赫尔默特转换评估了所选时段内GPS和BDS-3广播星历轨道旋转误差,显示BDS-3广播星历旋转误差可达-8.7 mas,平均量级较GPS大约2.5倍。BDS-3广播星历经旋转改正后,轨道切向、法向均方根(RMS)误差从25 cm左右提升至10 cm量级,提升幅度超过50%。因此,基于星载BDS-3以及BDS-3/GPS联合的实时定轨精度受BDS-3星历旋转误差影响严重,且主要作用于切向和法向。经过旋转改正后,单独BDS-3实时定轨在切向、法向、径向RMS分别为21.0 cm、10.7 cm及11.2 cm,其切向和法向精度比改正前分别提升15.0%和31.8%;BDS-3与GPS联合定轨进一步提升切向精度至19.4 cm。得益于BDS-3广播星历较高的精度,单BDS-3以及BDS-3/GPS联合的实时定轨在旋转改正前的三维RMS分别为31.9 cm和29.2 cm,较单GPS实时定轨分别提升9.1%和16.8%;添加旋转改正后,其定轨精度分别提升至26.7 cm和25.0 cm,较单GPS实时定轨分别提升22.6%和27.5%。

关键词：低轨卫星北斗三号广播星历实时精密定轨旋转误差

陆地水对南海海平面变化的贡献及其对ENSO交替事件响应的再评估

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中国科学:地球科学 2024年第7期54卷 2288-2303页

作者：杨鹏飞霍学深马中天武汉大学测绘学院地球空间环境与大地测量教育部重点实验室自然资源部地球物理大地测量重点实验室湖北珞珈实验室香港理工大学土地测量及地理资讯学系

区域海平面变化与区域陆地水和厄尔尼诺南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation, ENSO)存在密切关联.本研究评估了南海海平面变化与ENSO之间的关系,陆地水储量(terrestrial water storage, TWS)对非比容海平面(nonsteric sea level, NS... 详细信息

区域海平面变化与区域陆地水和厄尔尼诺南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation, ENSO)存在密切关联.本研究评估了南海海平面变化与ENSO之间的关系,陆地水储量(terrestrial water storage, TWS)对非比容海平面(nonsteric sea level, NSSL)的影响以及比容海平面(steric sea level, SSL)和NSSL对海平面异常(sea level anomaly, SLA)的贡献.在2003年到2015年期间, SLA呈现出了(6.65±0.78)mm/a的长期趋势,主要归因于SSL.此外,在这段时间内,交替出现的不同强度的ENSO事件也可能是导致SLA异常高的趋势的原因.相比于SSL, NSSL对SLA贡献了季节性信号,而NSSL在季节尺度的变化主要受湄公河流域的TWS影响,其他时间尺度的变化可由珠江流域和红河流域的TWS所解释.与TWS的贡献相比,降水和蒸散发的贡献则相对较小.此外,海平面变化与ENSO之间的负相关关系也被揭示,海洋Ni?o指数与SLA/SSL/NSSL之间的互相关系数为–0.36/–0.37/–0.62,分别在海平面变化滞后2/3/2个月时达到上述相关性.这些发现系统地重新审视了不同因素对海平面变化的贡献,为深入分析陆地水和其他潜在因素对南海海平面上升的影响提供了参考.

关键词：南海海平面变化陆地水储量 ENSO

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自动驾驶高精地图信息交互方法

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 662-671,680页

作者：张焱杰黄炜刘信陶张丰源吴杭彬应申刘春同济大学城市交通研究院上海200092 同济大学测绘与地理信息学院上海200092 多伦多都会大学土木工程系加拿大多伦多M5B2K3 香港理工大学土地测量与地理信息学系中国香港九龙999077 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

高精地图在自动驾驶应用落地的进程中发挥着重要作用,目前大多数研究着眼于高精地图中道路几何结构的高精度表征和道路静态信息的更新。然而,对路网交通中存在的大量且具有时效性的动态信息的相关研究尚有欠缺。从动态信息的内容、数据... 详细信息

高精地图在自动驾驶应用落地的进程中发挥着重要作用,目前大多数研究着眼于高精地图中道路几何结构的高精度表征和道路静态信息的更新。然而,对路网交通中存在的大量且具有时效性的动态信息的相关研究尚有欠缺。从动态信息的内容、数据结构、信息交互3个方面展开,研究高精地图动态信息。对国内外在高精地图数据组织结构和数据标准方面的工作进行整理和分析,提出了一套完整的高精地图动态信息所需涵盖的内容。将自动驾驶车辆车端和高精地图信息系统云端作为信息交互的两大主体,提出在车端、云端不同的组合模式下信息交互的方法,实现高精地图动态信息内容交互。提出的信息交互方法在局部的自动驾驶车辆与高精地图信息系统之间的交互过程中,逐步聚合到最终能够打通全域的高精地图信息数据流,实现高精地图动态信息数据的汇聚和整合,更好地服务和助力自动驾驶汽车在复杂道路环境下的导航决策能力。

关键词：高精地图自动驾驶动态信息信息交互

跨尺度政策流动视角下特殊功能区的演进机制——以长沙高新区为例

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地理研究 2024年第7期 1661-1674页

作者：邹冠男王欢明施德浩大连理工大学公共管理学院香港中文大学地理与资源管理学系

各类新城新区的设立体现国家下放诸如产业政策、空间规划和治理创新等事权，为空间治理和尺度重构研究提供了丰富的经验基础。然而，自上而下的分权化叙事先验地接受了地方政府的被动地位，鲜有文献关注地方政府如何将自身发展诉求自下... 详细信息

各类新城新区的设立体现国家下放诸如产业政策、空间规划和治理创新等事权，为空间治理和尺度重构研究提供了丰富的经验基础。然而，自上而下的分权化叙事先验地接受了地方政府的被动地位，鲜有文献关注地方政府如何将自身发展诉求自下而上地整合到中央策略中，以及两者如何互动形成新城新区的善治。本文尝试将政策流动的演进视角整合到国家尺度重构的结构化框架中，动态性地揭示在自上而下的分权化过程中，地方政府如何巧妙地调和上级政府与本地发展诉求。分析发现，长沙高新区发展历程整体受国家宏观政策的指引，但在空间治理具体政策上，又很大程度体现了本地治理主体在土地开发、产业发展等方面的诉求。在多尺度政策互动博弈中，长沙高新区与其所在区域的其他主体进行了反复磨合，并经历了三个主要发展阶段。在此过程中，长沙高新区的尺度不断上移，在空间治理上趋同于更高尺度单元，最终实现与既有行政层级体制的兼容。

关键词：空间治理区域协同产业升级国家级新区长株潭城市群

COVID-19大流行对南昌市热岛效应的影响评估

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江西科学 2024年第3期42卷 587-594,681页

作者：谢祎杰程朋根艾金泉童成卓东华理工大学测绘与空间信息工程学院南昌330013 自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室南昌330013 香港理工大学土地测量与地理信息学系中国香港999077

COVID-19疫情对城市环境产生了显著而广泛的影响。以南昌市为研究对象,运用劈窗算法,利用多时相遥感数据反演城市地表温度,由此对疫情不同阶段不同土地利用类型的热岛效应的时空分布特征进行了分析,从而揭示了COVID-19疫情防控不同时期... 详细信息

COVID-19疫情对城市环境产生了显著而广泛的影响。以南昌市为研究对象,运用劈窗算法,利用多时相遥感数据反演城市地表温度,由此对疫情不同阶段不同土地利用类型的热岛效应的时空分布特征进行了分析,从而揭示了COVID-19疫情防控不同时期城市热环境变化的规律。结果表明,与疫情之前同时期的情况对比,在2次封控管理期间,城市热岛效应分别下降了57%和49.3%,且这种下降幅度随着距离城市中心的增加而减小。此外,不同土地覆盖类型的热岛效应变化幅度存在差异。水体、森林、荒地和农田的热岛效应下降幅度相对较小,而城镇区域的热岛效应下降幅度较大。这些发现对深入理解疫情防控的不同阶段城市热环境的时空变化提供了重要的实证研究支持,也为优化城市规划和管理策略,减轻城市热岛效应,并为未来类似的突发事件提供参考。

关键词：地表温度土地覆盖热岛效应时空变化 COVID-19疫情

基于PS-InSAR的广西北部湾沿岸形变探测及成因分析

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海洋测绘 2024年第1期44卷 31-35页

作者：罗天宇高二涛赵威肖云志李淑娴桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006

受强降雨等极端天气影响,广西地区沉降地质灾害频发。为保障区域可持续发展,利用36景Sentient-1A卫星影像,探究广西北部湾沿岸地区土地形变情况并分析其成因。首先基于PS-InSAR技术和SBAS-InSAR技术,获取2018年1月~2020年12月广西北部... 详细信息

受强降雨等极端天气影响,广西地区沉降地质灾害频发。为保障区域可持续发展,利用36景Sentient-1A卫星影像,探究广西北部湾沿岸地区土地形变情况并分析其成因。首先基于PS-InSAR技术和SBAS-InSAR技术,获取2018年1月~2020年12月广西北部湾地区地表沉降信息。结果表明:两种方法具有高度一致性,研究区域最大累计沉降量达-78.1 mm,最大平均形变速率为-22.664 mm/a。其次结合降雨量数据与人类活动强度,分析地表形变成因,结果进一步表明:广西北部湾地区累计沉降量与人类活动强度呈现正相关;每年7、8月雨季时,地表形变速率提高,雨季结束后,部分地面出现抬升。人类活动与降雨是导致广西北部湾地区大面积不规则沉降的重要原因。

关键词： SAR卫星遥感合成孔径雷达干涉测量永久散射体雷达干涉测量不均匀地面沉降沉降成因分析

基于MAEU-CNN的高分辨率遥感影像建筑物提取

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地球信息科学学报 2022年第6期24卷 1189-1203页

作者：张华郑祥成郑南山史文中中国矿业大学环境与测绘学院徐州22116 香港理工大学土地测量及地理资讯学系中国香港999077

从高空间分辨率图像(HSRI)中提取建筑物信息在遥感应用领域具有重要意义。然而,由于遥感影像中的建筑物尺度变化大、背景复杂和外观变化大等因素,从HSRI中自动提取建筑物仍然是一项具有挑战性的任务。特别是从影像中同时提取小型建筑物... 详细信息

从高空间分辨率图像(HSRI)中提取建筑物信息在遥感应用领域具有重要意义。然而,由于遥感影像中的建筑物尺度变化大、背景复杂和外观变化大等因素,从HSRI中自动提取建筑物仍然是一项具有挑战性的任务。特别是从影像中同时提取小型建筑物群和具有精确边界的大型建筑物时,难度更大。为解决这些问题,本文提出了一种端到端的编码器-解码器神经网络模型,用于从HSRI中自动提取建筑物。所设计的网络称为MAEU-CNN(Multiscale Feature Enhanced U-shaped CNN with Attention Block and Edge Constraint)。首先,在设计的网络编码部分加入多尺度特征融合(MFF)模块,使网络能够更好地聚集多个尺度特征。然后,在编码器和解码器部分之间添加了多尺度特征增强模块(MFEF),以获得不同尺寸的感受野,用于获取更多的多尺度上下文信息。在跳跃连接部分引入双重注意机制,自适应地选择具有代表性的特征图用于提取建筑物。最后,为了进一步解决MAEU-CNN中由于池化及卷积操作导致的分割结果边界模糊的问题,引入多任务学习机制,将建筑物的边界几何信息融入网络中以优化提取的建筑物边界,最终获得精确边界的建筑物信息。MAEU-CNN在ISPRS Vaihingen语义标记数据集和WHU航空影像数据集2种不同尺度建筑物数据集上进行了试验分析,在ISPRS Vaihingen语义标记数据集上,MAEU-CNN在精度、F1分数和IoU指标中获得了最高精度,分别达到了93.4%、93.62%和88.01%;在WHU航空影像数据集上,召回率、F1分数和IoU指标中也获得了最高精度,分别达到了95.45%、95.58%和91.54%。结果表明,本文所提出的MAEU-CNN从遥感图像中提取建筑物信息精度较高,并且对于不同尺度具有较强的鲁棒性。

关键词：建筑物提取深度学习注意力机制多任务学习多尺度特征增强感受野边界约束高分辨率遥感影像

基于GPS-R的双基地SAR移动目标成像方法研究

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遥感学报 2022年第12期26卷 2555-2567页

作者：何振宇杨扬陈武翁多杰香港理工大学土地测量及地理资讯学系中国香港999077 香港理工大学深圳研究院深圳518057 河海大学计算机与信息学院南京211100

全球导航卫星系统反射GNSS-R (Global Navigation Satellite System Reflectometry)用做双基地合成孔径雷达(简称GNSS-SAR)是近年来新兴的研究方向。当前GNSS-SAR成像的主要对象是地表静态目标,关于动目标成像的研究非常少。本文以全球... 详细信息

全球导航卫星系统反射GNSS-R (Global Navigation Satellite System Reflectometry)用做双基地合成孔径雷达(简称GNSS-SAR)是近年来新兴的研究方向。当前GNSS-SAR成像的主要对象是地表静态目标,关于动目标成像的研究非常少。本文以全球定位系统GPS (Global Positioning System)卫星作为照射源,提出一种动目标成像方法。该方法首先构建了成像场景的双基地几何模型,推导了一种近似的双基地距离历程,用于描述目标回波的方位向相位变化,然后,采用Keystone变换校正由目标运动引起的未知距离单元徙动;组合短时傅里叶变换和随机抽样一致性算法估计未知的目标移动速度,最后,推导了方位向匹配滤波器用于方位向压缩从而完成动目标成像。采集了两组现场实验数据验证本文方法,实验结果表明:提出的算法能够有效地成像移动目标并且准确地估计目标运动速度、船长度、离岸垂直距离以及移动方向。

关键词： GNSS-R GNSS-SAR 动目标成像 Keystone变换短时傅里叶变换随机抽样一致性算法