基于混合智能的街景影像知识提取方法

针对街景影像目标的智能化提取难题,本文提出了一种基于混合智能的街景影像知识提取方法(K-CAPSNet)。首先,在现有全景分割网络的基础上,同时关注街景影像的通道信息和空间信息,发展了一种联合注意力机制的全景分割网络,以提高目标分割精度;其次,将人们在生产、生活中形成的街景知识融入街景影像认知过程,借助先验知识设置目标标记阈值,对分割结果进行优化;然后,进一步根据街景影像先验知识验证街景目标之间的拓扑关系并利用深度信息进行空间关系知识挖掘;最后,采用语义模板对街景目标类型、数量及空间关系进行描述和表达。试验表明,相较于基线网络,本文方法在全景分割质量和识别质量方面都有明显提升,较好地实现了对街景影像知识的提取与表达。

智慧国土的基本内涵与发展方向

当前,国家大力推动数字化转型和高质量发展,对自然资源与国土空间的数字化发展与应用提出了更高要求。虽然近些年国土空间数字化发展取得了很大成绩,但对标数字化转型和高质量发展的迫切要求,尚存在着与业务融合不深、技术支撑不够、整体合力不强、发展动能不足等问题,突出表现为高质量信息供给不足、高层次分析能力不强、高层次赋能手段短缺。因此,应以智慧国土为抓手,统筹数字化发展,推进智慧化应用。本文分析了智慧国土的基本内涵,提出以数据—信息—知识为主线,统筹国土空间的数字化发展,实现一体化建模、集成化管理及知识化服务;从全面动态感知、系统精准认知及全域智慧管控的角度,提升自然资源管理和国土空间治理各项工作的智慧化应用水平,实现在实景三维空间研判、用时空信息说话、凭时空知识决策。为了切实地构建国土空间治理的数字化生态、促进国土空间治理体系和治理能力现代化,今后还要加强顶层设计,推动科技创新,开展试点示范,加快专业改革。

碎片化地形矢量数据比例尺评估方法

针对目前人工判定碎片化地形矢量数据比例尺效率低下、可靠性不高的问题,本文提出一种基于自然法则的地形矢量数据比例尺评估方法,实现地形矢量数据比例尺判定的自动化。该方法基于不同比例尺地形矢量数据节点密度指数随比例尺变化的特征,利用自然法则原理和统计学知识确定不同比例尺、不同类型要素节点密度指数区间的理论值;对于待鉴定地形矢量数据,将其节点密度指数与已知比例尺的地形矢量数据节点密度指数区间进行比对,如果落在该比例尺节点密度指数区间内,则推断为该比例尺数据,进而实现比例尺的自动判定;最后利用等高线和水系两种地形要素验证了该评估方法的可行性。试验结果表明,基于本文方法的1∶100万、1∶25万和1∶5万地形矢量数据比例尺自动判定正确率分别达到了93.97%、94.04%和92.47%,地形矢量数据比例尺判定总体正确率达到93.21%,极大提高了比例尺判定的精度与效率,为地理信息安全评估提供了技术支撑。

智能化测绘的混合计算范式与方法研究

传统数字化测绘产品在数字经济、数字治理与数字生活等方面发挥着越来越重要的时空基底和关键生产要素作用,但其精细程度、更新周期、服务方式难以满足数智新时代下的高质量发展需求。因此,迫切需要实现数字化测绘到智能化测绘的转型升级,通过构建新型时空新型基础设施以全方位提升高品质的时空信息供给能力、高层次的时空数据分析能力,以及高水平的时空知识服务能力。本文从测绘自然智能与人工智能结合的必要性分析出发,首先讨论了测绘智能计算的基本概论及内涵,然后提出了智能化测绘知识为引导、数据为驱动、算法为基础、服务为支撑(KDAS)的混合智能计算范式并梳理了其构建基本任务,最后从感知、认知、表达与服务4个维度研究并系统阐述了智能化测绘的混合计算关键技术和相应途径,试图为混合计算赋能智能化测绘知识体系构建以及产业发展升级搭建基础研究框架。

亚马孙河流域地表覆盖时空变化知识建模

亚马孙河流域地表覆盖时空变化影响着全球气候和生态系统的稳定,目前亚马孙河流域地表覆盖的研究广泛,具有海量数据和信息,但缺少系统性的时空知识体系。为了更好地了解亚马孙河流域地表覆盖时空变化知识,本文首先引入本体建模理论,提出了亚马孙河流域地表覆盖时空变化知识建模方法,利用Protégé工具完成了亚马孙河流域地表覆盖模式层的设计和构建;然后利用提取的亚马孙河流域地表覆盖时空变化数据、时空变化信息和景观格局指数等,完成了亚马孙河流域的建模,从而为亚马孙河流域的分析决策提供支撑。

知识引导的碎片化栅格地形图比例尺智能识别

比例尺是确定地形图秘密等级的重要依据。本文针对碎片化栅格地形图比例尺判定的难题,通过凝练地图尺度特征先验知识,引导构建专家知识图像金字塔数据集(EKIPD),然后使用深度卷积神经网络算法进行建模,构建以知识为引导,以数据为驱动,以算法为核心的知识、数据与深度卷积神经网络耦合的混合智能模型。统计EKIPD中不同尺寸碎片化地形图的样本分布得到最优识别尺寸(ORS),然后以ORS为步长对待识别地形图进行切分;对每个子图分别使用模型进行预测,集成子图的预测结果得到碎片化栅格地形图的比例尺。经过试验验证,本文方法的识别精度在97%左右,证明了本文方法的有效性。

智慧国土构建的技术模式研究--以重庆为例

智慧国土是统筹自然资源与地理空间数字化发展、促进智慧化应用、赋能高质量发展的重要举措。当前,尽管关于智慧国土的相关研究成果较多,但针对智慧国土技术模式的研究尚不多见,既有为数不多的技术模式的研究也不能完全适用于当前数字中国建设架构,因此,本文开展智慧国土构建的技术模式探讨。首先,本文从当前智慧国土构建中存在的不足出发,提出从信息到知识,从知识到智慧为主线的总体构建思路,总结形成以全面动态感知、系统精准认知、全域智慧管控为特征的智慧国土构建总体技术框架;其次,在分析重庆智慧国土构建技术现状与存在问题的基础上,讨论重庆智慧国土构建的技术创新方向与重点任务;最后,针对当前智慧国土发展现状,为下一步智慧国土构建提出相应建议。研究成果旨在为智慧国土实践的技术创新方向与重点攻关任务提供参考。

全球地表覆盖时空变化交互式知识地图集设计与表达方法

地图集是呈现地表覆盖知识的高效表达工具。然而现有地图集仅面向预定区划的知识内容展示,难以满足用户对不同兴趣区域的个性化需求,从而导致图集实用性较差。另外,传统地图集图幅版面布局主要以不同信息的拼合模式为主,难以体现知识所包含信息的关联性,从而不利于用户较快的理解知识内容。为满足地图应用的个性化和知识服务需求,本文基于三期GlobeLand30数据,进行近20年全球地表覆盖时空变化地图集编研工作。除了制作了从宏观角度反映全球、大洲和国家尺度的地表覆盖分布和变化图幅集,还采用用户交互式选择感兴趣区域的方式实时化生成地表覆盖时空变化知识,并提供用户选择不同的知识可视化表达形式和图-文双向交互功能,从而以更为个性化和易懂的方式展示地表覆盖时空变化知识内容。

地理信息保密安全评估的基本问题与对策

地理信息保密安全智能化评估是当前国家地理信息安全监管工作实施的迫切需求。本文在国内外文献调研和需求分析的基础上,指出地理信息保密安全研究中所面临的三个基本问题,即空间尺度的智能识别、位置精度的高效评估和影像敏感信息的场景化认知;同时,将人类的自然智能与机器计算智能有机融合,设计了基于混合智能的地理信息数据安全评估的技术框架;并明确了评估知识库构建、空间尺度计算、位置精度评定、敏感内容识别及评估系统研制等研究对策。

时空信息赋能高质量发展的基本问题与发展方向

充分发挥时空信息数据要素价值,全面有效地支撑国家和地方高质量发展,已成为政府部门、学术界和产业界关注的热门话题。但当前时空信息赋能高质量发展的基础研究相对薄弱,亟需理清其基本内涵、赋能机理、发展战略、实现路径等。为此,本文聚焦时空信息赋能高质量发展的基本问题与发展方向,首先从“赋能”的内涵出发,讨论了数字化赋能、全局性赋能和时空型赋能的基本概念,分析指出了无所不在的时空连接、无时不用的时空计算、无所不及的时空智能是时空赋能的三大基本方式;继而讨论了当前时空赋能所面临的问题,提出了时空信息赋能高质量发展的发展方向,包括打造实景三维中国、建设时空算力基础设施、构建时空知识服务基础设施等,并简要讨论了时空信息在数字经济、数字社会、数字政府等方面的未来应用场景。

时空知识中心的研究进展与应用

时空知识是对实体空间位置、形态、分布、关系、运动、变化、趋势等信息进行概括和凝练,形成具有时间和空间特性的知识。时空知识中心是时空知识获取、积累、创造、演化和利用的服务平台或环境。构建时空知识中心是智能化测绘面临的机遇和挑战,相关研究还处在起步探索阶段,尚无可供借鉴的、成熟的建设和服务模式。本文瞄准测绘“两服务,两支撑”的基本定位,借鉴国内外知识中心建设的实践,融入智能化测绘的有关理念,提出时空知识中心概念、内涵、技术框架、主体实现方法及研究进展,指出时空知识中心是现有地理信息中心智能化转型升级的发展方向。

线目标空间冲突自动检测方法研究

基于1:5万空间数据更新质量检查的实际应用需求,分析了空间冲突的自动检测问题;提出了基于平面扫描算法的空间冲突检测方法．该方法在平面扫描计算的同时利用四交模型计算线段间的拓扑关系;并根据线段间的拓扑关系推理线目标间详细的拓扑关系,将计算出的空间关系与规则比较进行空间冲突判断．该方法在国家1:5万空间数据库建库质量检查中应用,减轻了作业员的劳动强度,提高了数据质量检查的效率．

数据库更新中河流与山谷线一致性检测

针对数据更新中常见的河流偏离山谷线这一空间不一致问题,提出了一种基于矢量投影法的快速、准确地提取山谷点的方法,并利用提取出的山谷点来检查与其相关河流的空间关系的一致性;最后利用VB6.0+MO实现了该方法,并进行了大量的数据测试,取得了较好的效果。

平面离散点集拓扑邻近稳定区域计算模型

利用Voronoi图及其对偶Delaunay三角网研究平面离散点集拓扑邻近稳定区域的计算方法,给出拓扑邻近稳定区域的概念,证明点的拓扑邻近稳定区域必须满足的两个条件,给出点的拓扑邻近稳定区域定量计算模型,并通过试验证明其正确性。

公益性制图的基本问题与研究方向

从公益性制图的职能定位和基本特性出发,分析了当前我国公益性地图应需保障服务存在的问题,提出了应当建立公益性应需高效制图的技术体系和技术标准,指出了今后公益性应需高效制图急需解决的关键技术和研究方向。

空间曲线长度计算与精度评价模型

面向三维空间曲线长度计算的实际需求,将空间曲线分解为一系列首尾相连的空间线段。利用误差传播理论,研究提出空间曲线长度计算与精度评价模型。分析指出测点数量及其与实际曲线的逼近程度是影响空间曲线长度计算精度的主要因素;提出在空间曲线曲率半径小的区段逼近优先,大的区段尽量减少测点数量的改进测量措施。最后用试验验证了本文方法的正确性。

循环经济GIS数据库空间冲突的确认方法研究

空间冲突的确认是空间冲突检测和处理不可缺少的重要环节。本文只是对线目标间空间冲突的确认方法进行了初步的探讨,给出了数据库更新背景下线线空间冲突的确认方法。该方法综合考虑空间数据精度、目标类型、时态、语义等因素,利用元数据、DLG、DRG、影像数据以及专家经验等对检测出的空间冲突进行人机交互确认。

我国测绘地理信息成果保密政策分析及对策

针对新形势下我国测绘地理信息成果应用与保密面临的突出问题,从不同角度分析了测绘地理信息成果保密与应用的关系,提出了我国测绘地理信息成果应用的对策和建议。

智能化测绘的基本问题与发展方向

测绘生产与服务面临着数据获取实时化、信息处理自动化、服务应用知识化等诸多新难题。以算法、模型为核心的数字化测绘,往往无法用简洁的算法、模型,实现对纷繁多样、多维动态现实世界进行完整描述与表达,难以满足高维、非线性的空间问题求解要求。为破解这一难题,应模仿和利用人类的测绘自然智能,研发以知识为引导、算法为基础的智能化测绘技术。本文首先讨论了智能化测绘的基本概念与思路;继而分析指出了智能化测绘的三个基本问题,包括测绘自然智能的解析与建模、混合型智能计算范式的构建与实现、赋能生产的机制与路径;然后提出了今后一段时间的主要努力方向,包括构建智能化测绘的知识体系、研究技术方法、研发应用系统和仪器装备。为了切实地推动这方面的科技研发与工程应用,应该加强顶层设计,推动跨学科协同创新,促进产学研合作,营造良好发展环境。

线目标间拓扑关系的细化计算方法

拓扑关系的细化计算是生产实践中提出的新的需求,代表了当今空间关系理论研究的趋势。本文从1∶5万数据更新质量检查的实际应用需求出发,研究提出线目标间复杂拓扑关系的分解-组合计算思路;讨论直线段拓扑关系计算的改进平面扫描计算方法;建立根据直线段拓扑关系推断局部拓扑关系的基本规则;给出由局部拓扑关系组合描述线目标间全局拓扑关系的拓扑链模型;将该方法应用于国家1∶5万地图数据库更新中,取得良好的效果。