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2014年第39卷第10期

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创刊于1957年月刊

ISSN 1671-8860

CN 42-1676/TN

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特别推荐

李彦胜

耦合知识图谱和深度学习的新一代遥感影像解译范式

在遥感大数据时代，遥感影像智能解译是挖掘遥感大数据价值并推动若干重大应用的关键技术，如何将知识推理和数据学习两类解译方法有机联合已成为遥感大数据智能处理的重要研究趋势。由此提出了面向遥感影像解译的遥感领域知识图谱构建与进化方法，建立了顾及遥感成像机理和地理学知识的遥感领域知识图谱。在遥感领域知识图谱支撑下，以零样本遥感影像场景分类、可解释遥感影像语义分割以及大幅面遥感影像场景图生成3个典型的遥感影像解译任务为例，研究了耦合知识图谱和深度学习的新一代遥感影像解译范式。在零样本遥感影像场景分类实验中，所提方法在不同的可见类/不可见类比例和不同的语义表示下，都明显优于其他方法；在可解释遥感影像语义分割实验中，知识推理与深度学习的联合方法取得了最好的分类结果；在大幅面遥感影像场景图生成实验中，知识图谱引导的方法精度明显高于基准的频率统计方法。遥感知识图谱推理与深度数据学习的融合可以有效提升遥感影像的解译性能。

柳景斌

室内高精度定位技术总结与展望

高精度的室内定位技术对于国民经济发展具有非常重要的意义。近年来，随着位置服务需求逐渐增加，技术不断发生迭代，室内定位向着高精度和无缝持续发展。在卫星信号无法覆盖室内的情况下，高精度室内定位技术成为研究热点，发展出多种定位源和对应的定位原理。针对高精度室内定位技术的最新发展现状，依据不同定位原理分为基于几何关系、指纹匹配、增量估计和量子导航的高精度定位方法，并对各类方法的定位原理进行了介绍，对当前技术发展进行探讨和分析，总结出高精度室内定位技术的特点，探讨出多源化、智能化、大众化的未来发展趋势。

李腾

无人机在南极科学研究的应用：进展与展望

无人机作为一种新兴的低空遥感平台，具有多种类型的平台和载荷。尽管南极的自然条件严酷，无人机的应用范围仍涵盖了南极基础和应用科学的诸多领域。首先，论述了南极的环境条件对操作无人机的特殊影响，包括气象、电磁场、光照等因素。然后，对目前无人机在南极考察与科学应用中的研究现状做了系统的检索，在收集到的104篇全部相关资料中，梳理了发表时间、主流的期刊、研究区、国家与研究机构等内容，分7个主要应用领域综述了代表性文献，具体包括航空、大气、海冰与冰山、冰川、地貌与地磁、生态‐植被、生态‍‐动物, 并全面回顾了中国南极科学考察中的无人机发展历程和重点成果。最后，总结南极无人机应用领域研究的不足之处，并阐明了未来发展趋势和建议。

周熙然

地图图像智能识别与理解：特征、方法与展望

随着测绘制图与通讯技术的发展，公众能够借助各种平台和工具实时地自由创建、发布、编辑和共享地图图像大数据资源和产品，地图图像在地图内容、绘图标准等方面具有了显著的泛在性，导致难以创建大规模、高质量的地图图像标注数据。因此，尽管现有深度学习方法在识别标准地图的内容中取得了突破性的进展，但受制于地图图像标注数据的局限，依然无法有效应对地图图像的识别和理解。根据目前国内外的相关研究进展与挑战，结合地理空间人工智能技术，探讨支持泛源地图图像大数据识别的理论与技术框架。首先，提出既能够表达地图图像内容，又能够为模型或算法表征的地图特征；然后，探讨面向地图图像内容识别的地理空间人工智能技术，以及面向地图图像理解的语义分析方法；最后，总结和展望基于地图图像大数据的相关应用及潜在价值。需要进一步研究支持地图图像表征的理论与方法，且集成地图图像显式内容的识别（地图感知）和地图图像潜在语义的分析（地图认知）才可充分挖掘地图图像大数据的价值。希望能够从数据表征和地理空间人工智能的角度为地图图像的研究提供新思路。

李清泉

冬奥会国家速滑馆超大地坪平整度快速测量

施工期平整度测量对地坪施工质量的控制与评估具有重要意义。采用靠尺或水准仪的传统地坪平整度测量方法存在测点稀疏、效率低等不足，难以适应超大地坪施工期平整度快速、精细的测量需求。提出了一种全站仪与惯性导航系统（inertial navigation system，INS）融合的平整度快速测量方法，通过卡尔曼滤波融合全站仪和INS数据，解算小车运动轨迹，根据轨迹点的高程计算平整度指标，发明研制相应的测量设备，应用于2022年北京冬奥会国家速滑馆冰面混凝土基底施工期平整度检测。实验结果表明，所提方法精度与水准仪相当，而测量效率显著提高，不仅能对地坪施工期整体平整度质量进行评估，而且可以对平整度异常进行检测和定位，为地坪的磨平工作提供指导，具有良好的工程价值。

陈栋

智慧城市感知基站：未来智慧城市的综合感知基础设施

感知设备的接入、集成管理与服务是实现智慧城市的首要前提。为了剖析当前智慧城市感知技术的发展和挑战，首先系统性论述了智慧城市感知的需求与复杂性，梳理了智慧城市感知技术体系的发展过程和网络架构；然后在此基础上，针对未来智慧城市感知中泛在接入、可信感知和智慧管理的重要挑战，提出了智慧城市感知基站这一全新的解决方案，论述了智慧城市感知基站作为未来智慧城市综合感知基础设施的重要角色，并从其原型机上介绍了整个系统的运行原理；最后围绕智慧城市感知基站，分析和展望了其在社区场景和应急场景下的应用前景。

郑宇

城市治理一网统管

城市的高速发展对城市治理能力和治理体系提出了更高的要求，基于一网统管的市域治理现代化是城市安全稳定的底线、城市综合实力的体现和城市运行效率的保障。市域治理现代化在打通城市各部门数据的基础上，进一步联通各部门的业务系统，使得指令可以在不同部门之间流转，完成对事件的高效、协同处置。同时，设立市域治理指挥中心实体机构，将城管、综合治理、12345等相关部门与之一体化运行，通过机制创新和技术创新双轮驱动，创造以下4大价值：分析研判辅助决策、监测预警防范风险、联动指挥行政问效、基层治理共建共享。城市治理一网统管以城市状态一网感知和城市数据一网共享为基础，以大、中、小3屏联动为信息流转方式，以数字孪生为虚实映射的桥梁和人机交互的界面，让各部门高效协同、各层级行动一致、各事件闭环处置，确保城市的安全、稳定和发展，为全面提升国家治理体系和治理能力现代化做好承上启下的支撑。

乐阳

空间和地理计算与计算社会学的融合路径

空间和地理数据及空间计算是大数据和人工智能（artificial intelligence，AI）研究的一个主要组成领域，也为社会科学从本体论、方法论和认识论层面提供了一个进行定量和定性研究的重要维度。但是空间如何与计算社会科学结合仍处于探索阶段。通过邀请实证社会研究、地理信息科学、计算机科学等多个领域在计算社会学方向的代表学者，对大数据和AI时代新的研究和技术范式下空间和地理计算与社会计算相结合的重要议题或实现路径等阐述各自观点，希望能够对空间社会计算的发展提供研究思路。讨论认为，空间与地理研究和社会研究具有相同的底层原理，基于空间大数据的新范式为重启宏观社会学空间研究带来了重要机遇，而且空间大数据的可获得性使得中国学者能以更为主动的姿态和清晰的视野来审视和参与影响人类命运共同体的重大现实问题。但是在此过程中，还需进一步思考基础理论和框架，解决数据、计算和伦理等一系列问题，需要社会科学、地理信息科学和计算科学的共同合作和努力，以学科的进步促进社会的健康发展。

胡羽丰

2022年汤加火山喷发的综合遥感快速解译分析

2022年1月14日―15日南太平洋汤加Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (HTHH)海底火山发生剧烈喷发并造成海啸，引起了国际广泛关注。对此次“千年一遇”的汤加HTHH火山喷发事件进行应急响应，首先综合利用国内外多时相卫星光学影像、雷达影像、全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）监测站等数据进行快速解译，分析此次火山喷发过程及影响，评估汤加部分地区的受灾情况；然后提出多源数据获取-地貌演化监测-地表形变监测-环境响应探测-灾害损毁评估-灾后恢复决策一整套综合遥感技术框架。结果显示，汤加HTHH海底火山自2020-06以来在卫星视线方向出现明显的地表形变，累积最大下沉达到6.0 cm，并且该火山在2021-12-22左右已出现喷发迹象；火山喷发过程中当地磁场和电离层出现明显异常变化，汤加地表GNSS监测站发生显著位移，其中地表抬升量达50.2 cm；火山喷发的火山灰覆盖了汤加大部分地区，但汤加首都北部沿海区域无明显海岸线冲断迹象，主要建筑和道路保持完整。研究展示了如何利用综合遥感技术对海底火山喷发进行快速解译分析，实现HTHH火山地形变化跟踪和灾害评估。该综合遥感技术框架将有助于灾后快速恢复和重建，也为后续灾害的防治提供支撑。

李振洪

InSAR数据约束下2016年和2022年青海门源地震震源参数及其滑动分布

中国青海省门源县于2016年和2022年分别发生了Mw 5.9和Mw 6.7地震，相距不足40 km。利用欧洲空间局Sentinel-1A升降轨雷达影像，采用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技术分别获取两次地震的同震地表形变场，进而利用弹性半空间的位错模型确定上述事件的震源参数，基于分布式滑动模型反演确定两次地震断层面上的滑动分布，并探讨2016年门源地震对2022年门源地震的发震影响及触发机制。结果表明，2016年门源地震为逆冲型地震，并未破裂到地表，升、降轨同震形变场沿视线向的最大形变量分别为6.7 cm和7.0 cm，断层的最大滑动量为0.53 m，主要集中在地下4~12 km区域滑动。2022年门源地震同震形变场沿NWW-SEE向破裂，降轨影像最大视线向地表形变量为78 cm，断层的最大滑动值达到3.5 m，处于地下4 km左右，断层滑动分布模型揭示此次地震为左旋走滑型地震；结合冷龙岭断裂的运动性质和几何特征，可初步判定发震断层主要为冷龙岭断裂的西段、且极有可能破裂到了其西北端西侧的托莱山断裂。静态库仑应力触发关系显示，2016年门源地震对2022年门源地震的发生有一定的促进作用。