当期目录
2022年 第47卷 第4期
2022,
47(4):
483-491. doi: 10.13203/j.whugis20200311
摘要:
在嫦娥三号探月工程中，月球天平动参数是影响其着陆器定位精度的重要参数，研究月球天平动参数估计方法对于中国探月工程的发展具有重要意义。目前，月球激光测距（lunar laser ranging，LLR）是解算月球天平动参数的常用方法，该方法通过数值拟合将拟合系数放在历表文件中供用户读取。首先，基于差分甚长基线干涉测量技术（very long baseline interferometry, VLBI）解算月球物理天平动参数，其仿真结果表明，与DE421星历的插值结果对比，其欧拉角
在嫦娥三号探月工程中，月球天平动参数是影响其着陆器定位精度的重要参数，研究月球天平动参数估计方法对于中国探月工程的发展具有重要意义。目前，月球激光测距（lunar laser ranging，LLR）是解算月球天平动参数的常用方法，该方法通过数值拟合将拟合系数放在历表文件中供用户读取。首先，基于差分甚长基线干涉测量技术（very long baseline interferometry, VLBI）解算月球物理天平动参数，其仿真结果表明，与DE421星历的插值结果对比，其欧拉角
2022,
47(4):
492-500. doi: 10.13203/j.whugis20190412
摘要:
目前的激光干涉绝对重力仪均在静态环境下工作，而动态环境下的绝对重力测量是技术发展的热点之一。船载绝对重力测量能够很好地克服海洋相对重力测量仪器的零漂、标定、误差累积等问题，提高作业效率和可靠性。基于激光干涉绝对重力仪工作原理设计了一个船载绝对重力仪测量系统，该系统由绝对重力测量系统、陀螺仪稳定平台、力平衡式加速度计和GPS（global positioning system）组成。通过对影响船载绝对重力测量系统的垂直波动、纵摇横摇、水平波动以及厄特弗斯效应等4类干扰源进行分析，给出了该系统正常工作的动态限制条件、误差修正方法和修正精度，验证了在现有技术条件下，船载绝对重力仪测量系统的测量精度可以优于±1.1 mGal，为进一步的船载绝对重力测量实验提供理论支撑。
目前的激光干涉绝对重力仪均在静态环境下工作，而动态环境下的绝对重力测量是技术发展的热点之一。船载绝对重力测量能够很好地克服海洋相对重力测量仪器的零漂、标定、误差累积等问题，提高作业效率和可靠性。基于激光干涉绝对重力仪工作原理设计了一个船载绝对重力仪测量系统，该系统由绝对重力测量系统、陀螺仪稳定平台、力平衡式加速度计和GPS（global positioning system）组成。通过对影响船载绝对重力测量系统的垂直波动、纵摇横摇、水平波动以及厄特弗斯效应等4类干扰源进行分析，给出了该系统正常工作的动态限制条件、误差修正方法和修正精度，验证了在现有技术条件下，船载绝对重力仪测量系统的测量精度可以优于±1.1 mGal，为进一步的船载绝对重力测量实验提供理论支撑。
2022,
47(4):
501-507. doi: 10.13203/j.whugis20190298
摘要:
在地球外核磁流体发电机数值模拟研究中，与地轴进动相关的庞加莱力通常视其影响极小而在求解发电机方程组中将其忽略，但实际上地轴进动的周期相对地球磁场的倒转周期来说仍是一个值得考虑的项。基于地球发电机数值模拟基准模型，通过引入周期为25 960 a的地轴进动速度，比较分析不同埃克曼数和瑞利数参数组合模型中地轴进动对发电机数值模型的作用。结果表明，地轴进动使得球壳磁流体的动能及磁能波动稳定在一个较原始模型更小的范围内，但增大球壳磁流体的环向动能10%~20%以上，这导致磁场西向漂移速率明显加快；通过比较各模型间的核-幔边界磁场强度和磁雷诺数，发现地轴进动项的引入使得磁流体的能量更倾向于向动能转换；通过比较核-幔边界的偶极性，发现地轴进动项的引入会降低磁流体发电机数值模型的偶极性，但对于所选的原始模型，偶极性的减小程度还不足以使其成为非类地发电机模型。通过数值模拟研究，发现地轴进动项的加入很可能会导致埃克曼数量级较小的类地发电机模型变为多极子主导的发电机模型，因此，在更为准确的磁流体发电机数值模拟研究中，必须考虑地轴进动项。
在地球外核磁流体发电机数值模拟研究中，与地轴进动相关的庞加莱力通常视其影响极小而在求解发电机方程组中将其忽略，但实际上地轴进动的周期相对地球磁场的倒转周期来说仍是一个值得考虑的项。基于地球发电机数值模拟基准模型，通过引入周期为25 960 a的地轴进动速度，比较分析不同埃克曼数和瑞利数参数组合模型中地轴进动对发电机数值模型的作用。结果表明，地轴进动使得球壳磁流体的动能及磁能波动稳定在一个较原始模型更小的范围内，但增大球壳磁流体的环向动能10%~20%以上，这导致磁场西向漂移速率明显加快；通过比较各模型间的核-幔边界磁场强度和磁雷诺数，发现地轴进动项的引入使得磁流体的能量更倾向于向动能转换；通过比较核-幔边界的偶极性，发现地轴进动项的引入会降低磁流体发电机数值模型的偶极性，但对于所选的原始模型，偶极性的减小程度还不足以使其成为非类地发电机模型。通过数值模拟研究，发现地轴进动项的加入很可能会导致埃克曼数量级较小的类地发电机模型变为多极子主导的发电机模型，因此，在更为准确的磁流体发电机数值模拟研究中，必须考虑地轴进动项。
2022,
47(4):
508-516. doi: 10.13203/j.whugis20200216
摘要:
在大地测量联合反演中，方差分量估计法用于确定相对权比时并没有考虑大地测量反演的病态性，利用正则化解代替最小二乘解会引入偏差，会造成方差分量估计不准确问题。针对此提出采用偏差改正方差分量估计方法，以消除正则化解引入偏差的影响，并基于残差的偏差改正方差分量估计与方差分量估计法进行模拟实验。结果表明，进行偏差改正后的方差分量估计法能够较好地反演出滑动分布情况，所提方法针对参数进行偏差改正的方差分量估计考虑了迭代初值引入的偏差，理论更为严密。并将所提方法用于Visso地震和Norcia地震反演中，验证了该方法的可靠性、合理性。
在大地测量联合反演中，方差分量估计法用于确定相对权比时并没有考虑大地测量反演的病态性，利用正则化解代替最小二乘解会引入偏差，会造成方差分量估计不准确问题。针对此提出采用偏差改正方差分量估计方法，以消除正则化解引入偏差的影响，并基于残差的偏差改正方差分量估计与方差分量估计法进行模拟实验。结果表明，进行偏差改正后的方差分量估计法能够较好地反演出滑动分布情况，所提方法针对参数进行偏差改正的方差分量估计考虑了迭代初值引入的偏差，理论更为严密。并将所提方法用于Visso地震和Norcia地震反演中，验证了该方法的可靠性、合理性。
2022,
47(4):
517-525. doi: 10.13203/j.whugis20190419
摘要:
针对现有多波束测深数据的滤波算法需要人工干预且难以实现自动滤波的问题，在布料模拟滤波基础上，提出了一种基于双向布料模拟(bidirectional cloth simulation filtering, BCSF)的多波束测深数据滤波算法。首先，基于二次曲面（Levenberg-Marquardt）算法拟合构建传递式迭代趋势面，消除海底负异常数据；然后，构建BCSF修正模型，确定最终海底滤波面，解决海底凹凸地形或具有成簇噪点的复杂海域地形容易产生的过度滤波问题；最后，对分类海底点与非海底点的距离阈值进行了自适应优化与估计，进一步提高BCSF滤波结果的准确性。将所提算法应用于实测多波束测深数据，实验结果表明，与布料模拟滤波相比，所提算法不仅克服了过度滤波的缺陷，而且实验区域的整体测试数据的噪点剔除率从12.87%下降到0.76%，局部测试数据的噪点剔除率从15.29%下降到1.09%；与基于不确定度理论的多波束测深滤波相比，所提算法更加简洁，易于技术实现，人工干预很少，保留了更多的地形细节，具有较好的鲁棒性和应用前景。
针对现有多波束测深数据的滤波算法需要人工干预且难以实现自动滤波的问题，在布料模拟滤波基础上，提出了一种基于双向布料模拟(bidirectional cloth simulation filtering, BCSF)的多波束测深数据滤波算法。首先，基于二次曲面（Levenberg-Marquardt）算法拟合构建传递式迭代趋势面，消除海底负异常数据；然后，构建BCSF修正模型，确定最终海底滤波面，解决海底凹凸地形或具有成簇噪点的复杂海域地形容易产生的过度滤波问题；最后，对分类海底点与非海底点的距离阈值进行了自适应优化与估计，进一步提高BCSF滤波结果的准确性。将所提算法应用于实测多波束测深数据，实验结果表明，与布料模拟滤波相比，所提算法不仅克服了过度滤波的缺陷，而且实验区域的整体测试数据的噪点剔除率从12.87%下降到0.76%，局部测试数据的噪点剔除率从15.29%下降到1.09%；与基于不确定度理论的多波束测深滤波相比，所提算法更加简洁，易于技术实现，人工干预很少，保留了更多的地形细节，具有较好的鲁棒性和应用前景。
2022,
47(4):
526-532. doi: 10.13203/j.whugis20190398
摘要:
与先期采用消电离层组合仅估计相位中心偏差(phase center offset, PCO)参数不同，欧洲的伽利略（Galileo）系统发布的地面校正的卫星天线参数基于原始频点，且包含天线相位中心变化(phase center variation, PCV)参数。为此，分析了校正的卫星天线参数特性，发现其水平向PCO与卫星类型相关，FOC(full operational capability)卫星的PCV参数较IOV(in-orbit validation)卫星稳定，仅依赖天底角。利用20个MGEX (multi-GNSS experiment)测站连续15 d的数据分析校正天线参数对双频组合/ 非组合精密单点定位（precise point positioning, PPP）的影响, 并与消电离层天线参数的定位结果比较，结果表明，其水平方向精度基本一致，双频组合PPP高程方向的精度提高约6.3%，双频非组合高程方向的精度提高约11.9%，基于原始频点的校正天线参数在双频非组合PPP定位中表现出更优的自洽性。
与先期采用消电离层组合仅估计相位中心偏差(phase center offset, PCO)参数不同，欧洲的伽利略（Galileo）系统发布的地面校正的卫星天线参数基于原始频点，且包含天线相位中心变化(phase center variation, PCV)参数。为此，分析了校正的卫星天线参数特性，发现其水平向PCO与卫星类型相关，FOC(full operational capability)卫星的PCV参数较IOV(in-orbit validation)卫星稳定，仅依赖天底角。利用20个MGEX (multi-GNSS experiment)测站连续15 d的数据分析校正天线参数对双频组合/ 非组合精密单点定位（precise point positioning, PPP）的影响, 并与消电离层天线参数的定位结果比较，结果表明，其水平方向精度基本一致，双频组合PPP高程方向的精度提高约6.3%，双频非组合高程方向的精度提高约11.9%，基于原始频点的校正天线参数在双频非组合PPP定位中表现出更优的自洽性。
2022,
47(4):
533-542. doi: 10.13203/j.whugis20200286
摘要:
利用不同尺度下的位场数据进行边界检测可获得相应的多尺度边界信息，其在区域地质构造单元划分、地质填图、矿产资源圈定和结晶基底研究等方面具有广泛应用。通过联合二维经验模态分解（bi-dimensional empirical mode decomposition, BEMD）和小波模极大值（wavelet modulus maximum, WMM）方法实现位场数据多尺度分解及各尺度异常边界检测，首先，证明了BEMD方法能够实现对位场的多尺度分解，且分解各尺度异常具有实际地质含义；然后，对构建的模型重力异常进行边界检测，结果显示, WMM方法具有良好的抗噪声干扰能力，能够清晰、准确地检测出组合模型体的边界位置、走向及分布范围；最后，将该联合方法用于三峡地区布格重力异常的多尺度分解和各级固有模态函数的边界检测，结合径向对数功率谱曲线对分解各尺度异常进行场源深度估计，得到了三峡地区不同深度层位上的构造或岩体线性分布特征，并对各尺度异常边界检测结果与区域地质构造特征进行了比较分析和解释，验证了该方法的优越性和有效性。
利用不同尺度下的位场数据进行边界检测可获得相应的多尺度边界信息，其在区域地质构造单元划分、地质填图、矿产资源圈定和结晶基底研究等方面具有广泛应用。通过联合二维经验模态分解（bi-dimensional empirical mode decomposition, BEMD）和小波模极大值（wavelet modulus maximum, WMM）方法实现位场数据多尺度分解及各尺度异常边界检测，首先，证明了BEMD方法能够实现对位场的多尺度分解，且分解各尺度异常具有实际地质含义；然后，对构建的模型重力异常进行边界检测，结果显示, WMM方法具有良好的抗噪声干扰能力，能够清晰、准确地检测出组合模型体的边界位置、走向及分布范围；最后，将该联合方法用于三峡地区布格重力异常的多尺度分解和各级固有模态函数的边界检测，结合径向对数功率谱曲线对分解各尺度异常进行场源深度估计，得到了三峡地区不同深度层位上的构造或岩体线性分布特征，并对各尺度异常边界检测结果与区域地质构造特征进行了比较分析和解释，验证了该方法的优越性和有效性。
2022,
47(4):
543-550. doi: 10.13203/j.whugis20190410
摘要:
卷积自编码器融合了适于处理相同维度数据映射的自编码器神经网络，以及近年来在图像处理领域取得广泛应用的卷积神经网络。基于深度学习处理重力观测数据图像, 利用卷积自编码器从含噪声的重力图像中重建重力观测图像。首先，随机建模生成大量不同参数的重力异常体，正演其重力异常, 将加入噪声的重力异常和原始重力异常分别作为卷积自编码器的输入和输出进行训练；然后，模拟数据测试表明训练得到的神经网络重建效果良好；最后，用Kauring实验场实测重力数据测试该神经网络的泛化性能，并与快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)滤波、db小波(Daubechies wavelet)滤波方法进行了比较。结果表明，训练好的卷积自编码器重建实测重力数据的平均误差小于FFT滤波方法及db小波滤波，且能避免重力异常特征过度滤波而消失，受噪声干扰小于db小波滤波，综合效果理想。
卷积自编码器融合了适于处理相同维度数据映射的自编码器神经网络，以及近年来在图像处理领域取得广泛应用的卷积神经网络。基于深度学习处理重力观测数据图像, 利用卷积自编码器从含噪声的重力图像中重建重力观测图像。首先，随机建模生成大量不同参数的重力异常体，正演其重力异常, 将加入噪声的重力异常和原始重力异常分别作为卷积自编码器的输入和输出进行训练；然后，模拟数据测试表明训练得到的神经网络重建效果良好；最后，用Kauring实验场实测重力数据测试该神经网络的泛化性能，并与快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)滤波、db小波(Daubechies wavelet)滤波方法进行了比较。结果表明，训练好的卷积自编码器重建实测重力数据的平均误差小于FFT滤波方法及db小波滤波，且能避免重力异常特征过度滤波而消失，受噪声干扰小于db小波滤波，综合效果理想。
2022,
47(4):
551-560. doi: 10.13203/j.whugis20190423
摘要:
三维加速度点质量模型法为反演陆地水储量变化提供了新的途径，采用三维加速度点质量模型法计算了中国华北地区2003—2014年的水储量变化。为了检验反演结果，采用球谐系数法以及德克萨斯大学空间研究中心(Center for Space Research，University of Texas at Austin，CSR)发布的RL06 Mascon模型进行对比分析。研究结果表明，两种方法反演结果均反映出华北地区陆地水储量长期处于亏损趋势，但不同方法计算的亏损速度有一定的差别，三维加速度点质量模型法采用CSR提供的RL06数据反演的华北地区陆地水储量亏损速度为-3.09
三维加速度点质量模型法为反演陆地水储量变化提供了新的途径，采用三维加速度点质量模型法计算了中国华北地区2003—2014年的水储量变化。为了检验反演结果，采用球谐系数法以及德克萨斯大学空间研究中心(Center for Space Research，University of Texas at Austin，CSR)发布的RL06 Mascon模型进行对比分析。研究结果表明，两种方法反演结果均反映出华北地区陆地水储量长期处于亏损趋势，但不同方法计算的亏损速度有一定的差别，三维加速度点质量模型法采用CSR提供的RL06数据反演的华北地区陆地水储量亏损速度为-3.09
2022,
47(4):
561-569. doi: 10.13203/j.whugis20200087
摘要:
针对现有建筑物多细节层次（level of detail，LOD）表达主要面向外部，很少涉及内部空间的问题，提出一种含室内空间结构的建筑物三维LOD概念模型。该模型分为LOD0~LOD6 7个LOD，细节层次由建筑物的基底平面图、幢模型、无侧面楼层模型、楼层模型、户模型、房间模型到含门、窗等建筑语义的信息房间模型，空间细节逐次变细，丰富了建筑物室内空间LOD的表达理论。为构建这种LOD模型，提出基于胞腔复形链边界算子和上边界算子的LOD生成方法。该方法引入代数拓扑的胞腔、胞腔复形和复形链3个概念，利用胞腔和胞腔复形表达LOD，并在LOD6的基础上，利用边界算子和上边界算子生成其他粗空间粒度LOD模型，为三维城市模型建筑物LOD构建提供一种新方法。
针对现有建筑物多细节层次（level of detail，LOD）表达主要面向外部，很少涉及内部空间的问题，提出一种含室内空间结构的建筑物三维LOD概念模型。该模型分为LOD0~LOD6 7个LOD，细节层次由建筑物的基底平面图、幢模型、无侧面楼层模型、楼层模型、户模型、房间模型到含门、窗等建筑语义的信息房间模型，空间细节逐次变细，丰富了建筑物室内空间LOD的表达理论。为构建这种LOD模型，提出基于胞腔复形链边界算子和上边界算子的LOD生成方法。该方法引入代数拓扑的胞腔、胞腔复形和复形链3个概念，利用胞腔和胞腔复形表达LOD，并在LOD6的基础上，利用边界算子和上边界算子生成其他粗空间粒度LOD模型，为三维城市模型建筑物LOD构建提供一种新方法。
2022,
47(4):
570-578. doi: 10.13203/j.whugis20190377
摘要:
月球地形制图是了解月球形貌构造，开展月球工程探测及科学研究的基础性工作。自从发射嫦娥一号月球探测卫星以来，中国正式步入月球与行星制图研究的行列。首先，回顾了国内外月球探测与地形制图的基本情况；然后，结合中国嫦娥工程中在月球地形制图领域的研究工作，从月球地形制图标准体系建设、月球地形制图产品研制、月球地形制图理论及技术研究3个方面介绍了中国在月球地形制图领域开展的研究进展和取得的初步成果；最后，总结了当前月球地形制图研究领域中存在的关键理论和技术难题，并探讨了下一步亟需开展的研究工作，可为中国未来的月球地形制图研究提供借鉴。
月球地形制图是了解月球形貌构造，开展月球工程探测及科学研究的基础性工作。自从发射嫦娥一号月球探测卫星以来，中国正式步入月球与行星制图研究的行列。首先，回顾了国内外月球探测与地形制图的基本情况；然后，结合中国嫦娥工程中在月球地形制图领域的研究工作，从月球地形制图标准体系建设、月球地形制图产品研制、月球地形制图理论及技术研究3个方面介绍了中国在月球地形制图领域开展的研究进展和取得的初步成果；最后，总结了当前月球地形制图研究领域中存在的关键理论和技术难题，并探讨了下一步亟需开展的研究工作，可为中国未来的月球地形制图研究提供借鉴。
2022,
47(4):
579-588. doi: 10.13203/j.whugis20210355
摘要:
等高线拓扑关系定量表达对空间认知、地形特征挖掘、地图综合等至关重要。然而，已有研究多针对等高线树的生成及综合算法，缺乏等高线拓扑关系及其与尺度变化关系的定量表达，不同地貌类型其变化规律是否一致仍未知。为此，通过分带与投影转换、非闭合等高线拓扑检查与闭合及有向等高线树的构建等，发展了一种等高线拓扑关系定量表达方法。采用高山、中山、平原地貌60组多尺度等高线数据集，探究不同地貌类型的多尺度等高线拓扑指标及其随尺度变化规律的一致性。试验结果表明，相邻尺度等高线拓扑指标变化规律符合空间认知与推理，不同地貌类型多尺度等高线拓扑指标与尺度变化间关系可用同一个幂函数定量表达，该结论为基于多尺度空间相似关系等高线全自动综合的实现提供了理论支撑。
等高线拓扑关系定量表达对空间认知、地形特征挖掘、地图综合等至关重要。然而，已有研究多针对等高线树的生成及综合算法，缺乏等高线拓扑关系及其与尺度变化关系的定量表达，不同地貌类型其变化规律是否一致仍未知。为此，通过分带与投影转换、非闭合等高线拓扑检查与闭合及有向等高线树的构建等，发展了一种等高线拓扑关系定量表达方法。采用高山、中山、平原地貌60组多尺度等高线数据集，探究不同地貌类型的多尺度等高线拓扑指标及其随尺度变化规律的一致性。试验结果表明，相邻尺度等高线拓扑指标变化规律符合空间认知与推理，不同地貌类型多尺度等高线拓扑指标与尺度变化间关系可用同一个幂函数定量表达，该结论为基于多尺度空间相似关系等高线全自动综合的实现提供了理论支撑。
2022,
47(4):
589-596. doi: 10.13203/j.whugis20200075
摘要:
路网环境下的k最近邻查询方法在地理信息系统、智慧城市、数据挖掘、医疗营救和物流配送等领域都有着较为重要的作用，已有路网环境下的最近邻查询方法无法直接解决查询对象为点而数据对象为点和线段混合的复杂数据的近邻查询问题，为了弥补已有方法的不足，提出了路网环境下混合复杂数据的最近邻查询算法。将查询过程分为预处理、数据集约减和数据集精炼3个部分，并与3种对比算法进行对比实验，研究了测试数据对象的数量、路网规模的大小对中央处理器运行时间以及输入/输出代价的影响。结果表明，所提算法能有效地处理路网环境下混合数据的最近邻查询问题。
路网环境下的k最近邻查询方法在地理信息系统、智慧城市、数据挖掘、医疗营救和物流配送等领域都有着较为重要的作用，已有路网环境下的最近邻查询方法无法直接解决查询对象为点而数据对象为点和线段混合的复杂数据的近邻查询问题，为了弥补已有方法的不足，提出了路网环境下混合复杂数据的最近邻查询算法。将查询过程分为预处理、数据集约减和数据集精炼3个部分，并与3种对比算法进行对比实验，研究了测试数据对象的数量、路网规模的大小对中央处理器运行时间以及输入/输出代价的影响。结果表明，所提算法能有效地处理路网环境下混合数据的最近邻查询问题。
2022,
47(4):
597-603. doi: 10.13203/j.whugis20200029
摘要:
固定相位时长的信号灯控制由于无法根据实时路况进行自适应调节，对交通拥堵现象的改善程度有限。为了模拟根据实时路况进行信号灯相位自适应调节，以Webster算法为基础，融合虚拟仿真和计算机视觉技术，构建信号灯配时优化与自反馈闭环系统。首先，构建基于Unity3D的道路交通仿真场景，模拟车辆启停、行驶及信号灯控制；然后，利用OpenCV库处理采集的车流视频，统计通车流量并计算最佳信号周期和确定通车相位；最后，将配时计算结果作用于仿真场景，实现信号灯相位的实时调整与优化循环。仿真实验结果表明，信号灯自适应配时优化与闭环反馈能较大幅度减少车辆等待时间，有效缓解交通拥堵状况。
固定相位时长的信号灯控制由于无法根据实时路况进行自适应调节，对交通拥堵现象的改善程度有限。为了模拟根据实时路况进行信号灯相位自适应调节，以Webster算法为基础，融合虚拟仿真和计算机视觉技术，构建信号灯配时优化与自反馈闭环系统。首先，构建基于Unity3D的道路交通仿真场景，模拟车辆启停、行驶及信号灯控制；然后，利用OpenCV库处理采集的车流视频，统计通车流量并计算最佳信号周期和确定通车相位；最后，将配时计算结果作用于仿真场景，实现信号灯相位的实时调整与优化循环。仿真实验结果表明，信号灯自适应配时优化与闭环反馈能较大幅度减少车辆等待时间，有效缓解交通拥堵状况。
2022,
47(4):
604-612. doi: 10.13203/j.whugis20190180
摘要:
利用签到数据进行好友关系预测是基于位置的社交网络的主要研究方向之一。由于社会关系网络数据往往事先难以获取，为了能够仅依靠位置签到数据实现好友关系判断，提出了一种基于改进重力模型的签到数据好友关系判断方法。首先，利用信息增益计算不同特征参数对好友关系的影响，并选择了用户居住地和时空共现区两个特征参数；然后，针对所选择的两个特征参数对重力模型进行改进，并利用Sigmoid函数将其值域映射到0~1，以便好友关系的判断及模型参数标定；最后，利用逻辑回归实现了模型参数的标定，并在测试数据集上实现了好友关系的预测。分别在Gowalla和Brightkite数据集上利用改进重力模型进行了交叉实验，并与好友关系概率模型进行了对比实验。结果表明，所提方法能够在仅仅依靠位置签到数据的条件下实现好友关系判断，模型在不同来源的数据之间具有较好的稳定性，且该方法的总体效果明显高于对比方法。
利用签到数据进行好友关系预测是基于位置的社交网络的主要研究方向之一。由于社会关系网络数据往往事先难以获取，为了能够仅依靠位置签到数据实现好友关系判断，提出了一种基于改进重力模型的签到数据好友关系判断方法。首先，利用信息增益计算不同特征参数对好友关系的影响，并选择了用户居住地和时空共现区两个特征参数；然后，针对所选择的两个特征参数对重力模型进行改进，并利用Sigmoid函数将其值域映射到0~1，以便好友关系的判断及模型参数标定；最后，利用逻辑回归实现了模型参数的标定，并在测试数据集上实现了好友关系的预测。分别在Gowalla和Brightkite数据集上利用改进重力模型进行了交叉实验，并与好友关系概率模型进行了对比实验。结果表明，所提方法能够在仅仅依靠位置签到数据的条件下实现好友关系判断，模型在不同来源的数据之间具有较好的稳定性，且该方法的总体效果明显高于对比方法。
2022,
47(4):
613-622. doi: 10.13203/j.whugis20200099
摘要:
为提高线性八叉树邻近格元计算效率，利用Hilbert码标记格元，提出一种邻近格元Hilbert码快速计算方法。以Hilbert基元曲线为基础，引入状态向量的概念以记录Hilbert曲线对同属于一个父格元的所有子格元的填充顺序，从而建立状态向量的层级演进与退化函数，得到状态向量在m阶与m+1阶曲线中的层级映射关系，最终利用状态向量及其层级演进与退化函数实现邻近格元Hilbert码的计算。结果表明，所提算法计算结果正确；状态向量计算速度随层级提高而降低，在第20层级上1 ms内可完成4 201个格元的计算，对后续邻近格元计算影响较小；在指定层级上同等数量的邻近格元计算中，该算法的速度明显优于现有Morton码转换算法，在第15层级上百万级规模的邻近格元计算中，该算法的速度约为现有Morton码转换算法的2.1~2.4倍；在不同层级的百万级规模邻近格元计算中，该算法计算速度相比现有Morton码转换算法的提升倍数随层级提高而增大，在第20层级上该算法的效率提升达到2.6倍。
为提高线性八叉树邻近格元计算效率，利用Hilbert码标记格元，提出一种邻近格元Hilbert码快速计算方法。以Hilbert基元曲线为基础，引入状态向量的概念以记录Hilbert曲线对同属于一个父格元的所有子格元的填充顺序，从而建立状态向量的层级演进与退化函数，得到状态向量在m阶与m+1阶曲线中的层级映射关系，最终利用状态向量及其层级演进与退化函数实现邻近格元Hilbert码的计算。结果表明，所提算法计算结果正确；状态向量计算速度随层级提高而降低，在第20层级上1 ms内可完成4 201个格元的计算，对后续邻近格元计算影响较小；在指定层级上同等数量的邻近格元计算中，该算法的速度明显优于现有Morton码转换算法，在第15层级上百万级规模的邻近格元计算中，该算法的速度约为现有Morton码转换算法的2.1~2.4倍；在不同层级的百万级规模邻近格元计算中，该算法计算速度相比现有Morton码转换算法的提升倍数随层级提高而增大，在第20层级上该算法的效率提升达到2.6倍。
2022,
47(4):
623-631. doi: 10.13203/j.whugis20200137
摘要:
遥感影像数据与地理信息系统（geographic information system，GIS）矢量数据的配准是遥感与GIS集成的基础。目前遥感影像与矢量数据的配准关键在于遥感影像特征的提取，而现有遥感影像特征提取方法存在特征提取不完整、配准失败和精度不高等问题。由此提出了一种基于Mask R-CNN（region-based convolutional neural network）的遥感影像与矢量数据配准方法，首先，利用Mask R-CNN模型提取影像的道路交叉口作为影像控制点; 然后，依据几何拓扑关系筛选矢量数据道路交叉口作为矢量控制点，再根据遥感影像与矢量数据控制点的欧氏距离确定同名控制点；最后，以同名控制点为基础实现遥感影像与矢量数据的配准。选取上海市矢量数据和高分二号影像数据进行配准实验，实验结果表明, 所提方法鲁棒性强、精度高。
遥感影像数据与地理信息系统（geographic information system，GIS）矢量数据的配准是遥感与GIS集成的基础。目前遥感影像与矢量数据的配准关键在于遥感影像特征的提取，而现有遥感影像特征提取方法存在特征提取不完整、配准失败和精度不高等问题。由此提出了一种基于Mask R-CNN（region-based convolutional neural network）的遥感影像与矢量数据配准方法，首先，利用Mask R-CNN模型提取影像的道路交叉口作为影像控制点; 然后，依据几何拓扑关系筛选矢量数据道路交叉口作为矢量控制点，再根据遥感影像与矢量数据控制点的欧氏距离确定同名控制点；最后，以同名控制点为基础实现遥感影像与矢量数据的配准。选取上海市矢量数据和高分二号影像数据进行配准实验，实验结果表明, 所提方法鲁棒性强、精度高。
2022,
47(4):
632-638. doi: 10.13203/j.whugis20190171
摘要:
针对手写汉字文本识别准确率不高的问题，提出了一种结合卷积神经网络和循环神经网络进行手写汉字文本识别的端到端方法。首先，通过Inception模块构建的卷积神经网络提取文本图像的基本特征；然后，使用循环神经网络对提取的特征进行预测，并输出一个关于汉字字符集的概率分布；最后，采用连接主义序列分类算法计算识别结果并构建损失函数。利用所提方法在手写汉字文本数据集上进行实验, 结果表明，Inception模块和数据增强方法可以有效提升算法的性能，并取得了71.2%的识别准确率和0.060的文本编辑距离，较现有方法性能有所提升，证明了所提方法的有效性。
针对手写汉字文本识别准确率不高的问题，提出了一种结合卷积神经网络和循环神经网络进行手写汉字文本识别的端到端方法。首先，通过Inception模块构建的卷积神经网络提取文本图像的基本特征；然后，使用循环神经网络对提取的特征进行预测，并输出一个关于汉字字符集的概率分布；最后，采用连接主义序列分类算法计算识别结果并构建损失函数。利用所提方法在手写汉字文本数据集上进行实验, 结果表明，Inception模块和数据增强方法可以有效提升算法的性能，并取得了71.2%的识别准确率和0.060的文本编辑距离，较现有方法性能有所提升，证明了所提方法的有效性。
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