结合SAM大模型和数学形态学的历史地图水系信息提取方法

历史地图记载着丰富的历史地理信息,能够帮助了解历史规律,为当代发展提供借鉴。不同于现代地图、遥感影像等数据,历史地图保存时间久,存在留存数量少、图像精度低等问题,地图符号也与现代有所差异,因此信息难以被高效提取。针对该问题,本文以历史地图《宁夏省境黄河沿岸沟渠水道地形图》为试验数据,提出一种智能化历史地图水系信息提取方法。首先,结合符号句法,运用聚类与数学形态学方法构建数据集;然后,改进通用大模型(SAM)结构并进行迁移学习优化权重;最后,借助改进SAM自动提取历史地图水系信息。将试验结果与其他模型作对比,显示本文方法提取结果边界清晰,轮廓完整,准确率、精度等指标均为最高。同时,将提取结果与该区域水系现状作对比,发现历史上的河流沟渠如今大多改道、偏移或消失,湖泊面积大大减小。本文方法基于SAM通用大模型进行改进,验证了大模型在地图领域的可用性,为地图信息提取提供了思路。

场景化电子地图设计概念框架及实践

随着空间数据要素的丰富和场景差异粒度细化,同质化的电子地图严重影响空间数据辅助决策效果。本文提出一种场景化电子地图设计概念框架,明确了应用场景的定义和分类规则,确定了应用主题、客观环境、目标用户和制图内容4大类别,并归纳出差异化场景对电子地图的内在要求。根据上述要求,本文提出了一种场景化电子地图设计方法,通过场景暗示的符号系统搭建、语义驱动的符素组合表达等具体的设计手段,完成电子地图设计。列举3个需求案例,从场景提取、数据组织和电子地图设计整个流程验证本文方法,通过认知试验表明:基于本文方法设计的场景化电子地图在视觉处理、视觉搜索、认知负担方面的有效性,以及认知效果的预期一致性,为场景化电子地图设计提供了理论依据和实践路径。

基于三相4PT接线方式的PT短路故障特征量分析

针对基于三相4PT(Potential transformer,PT)接线方式的PT短路故障特征量进行分析,并得出变化规律。首先,对4PT接线方式下,二次三相电压、零序电压值进行理论分析;其次,根据PT的设计参数,建立有限元模型,仿真计算绕组相关的电容、电感、电阻等参数,并根据参数构建精细化等值电路模型;再次,基于三相4PT接线方式下,对PT短路故障现象及发生短路故障后各PT电气特征量变化进行详细分析;最后,结合精细化电路模型,通过Matlab建模仿真对PT短路故障后电气特征量变化规律进行验证,证实电气特征量变化规律的正确性。研究结果为PT短路故障在线监测方法提供重要依据,有利于在不退出操作或拆卸的情况下实时准确地监测PT的健康状况。

GIS本科教育:开放、开源与开发

随着地理信息知识结构的不断发展,社会人才需求呈现多样性,传统的本科教学方式不足以应对高水平的科研和工作要求,更科学高效的本科培养方案亟待提出。为响应以"成人"统领"成才"的教学指导方针,将GIS的基础理念、专业知识和方法技术贯彻到本科生的教学之中,本文提出GIS本科教育3个创新思想——开放、开源与开发,创建了一套"多学科、多方法、多技巧"的立体式培养方案,结合地理信息科学的专业特点在现有教学方式的基础上进行了突破性的设想和改革,将GIS的本科教学变成一种知识领域更加全面、方法技术更加前沿、实践方式更加多样的专业人才培养模式。该教学理念有利于本科学生充分认识所学知识,在理论基础的支持上能更快速地提升空间思维素养和增强实践开发能力,是GIS本科教育方法上的有益探索。

文化景观地图设计:表达对象与艺术风格

依托西湖文化景观的典型案例,本文以表达对象与艺术风格为具体突破点,首先从景观基因理论的视角出发,结合我国文化景观特有的意象要素,建立了文化景观地图表达对象选取的理论框架,在此基础上确定了《西湖文化景观地图》的表达对象。进而采取"古为今用"的地图设计理念,提出了移植宋代山水地图艺术风格的设计思路,并据此制定了《西湖文化景观地图》艺术风格营造的具体设计方案。最终通过视觉层次、符号设计、色彩设计、版面设计等环节,说明了《西湖文化景观地图》表达策略的制定过程,以期为文化景观地图设计提供理论和实践参考。

城市特色电子地图设计——以南京市为例

近年来,电子地图在人们的日常生活及旅游中发挥着越来越大的作用。城市特色电子地图作为一种新型电子地图,是公众获取城市地理空间信息、了解和认识城市的重要媒介,也是宣传、推广城市的有效工具,它能有效凸显城市结构和城市文化。然而,目前关于城市电子地图的研究主要集中在技术开发与功能实现方面,鲜有对其视觉设计及艺术性表现的探索,难以凸显城市特色。本文基于城市空间认知、地图视觉感受、色彩地理学等理论,从可视化表达的角度探讨了城市特色电子地图的设计方法,并在此基础上结合南京城市特色电子地图设计的实践案例,对分级内容选取、符号设计及色彩设计的具体方法与过程进行了阐述,旨在为城市特色电子地图设计提供参考。

叙事地图的基本理论问题——逻辑理据、概念界定、表征机制与研究议题

叙事地图正成为当代地图学蓬勃发展的分支。然而,由于对“什么是叙事地图”和“地图是否能叙事”等基本问题缺乏深入的剖析,引发了学术界对其逻辑理据的质疑,更造成了叙事地图在“如何叙事”这一关键问题上悬而未决。针对这些局限性,本文首先系统考察了叙事学和地图学源流演化的发展历程与交叉融合的现实路径,论证了叙事地图产生的逻辑理据;其次,立足于叙事学研究范式及语言符号学视角下的地图概念,在诠释地图“文本”叙事能力的基础上,界定了叙事地图的概念与基本内涵,并甄别出叙事地图的时空性、故事性、修辞性3大基本特征;再次,运用(后)结构主义观点厘清叙事行为过程,解析了叙事地图的叙事系统构成,进而通过集成地图信息传输模型、三维话语分析框架及叙事传输理论的耦合互补优势,构建了叙事地图的叙述模型,从“文本”分析、话语实践和社会实践3个维度阐明了叙事地图的表征机制;最后,对后续叙事地图研究的重点议题进行了展望,以期为叙事地图迈向系统化、体系化和学科化发展提供参考。

综合性大学一流GIS专业建设的探索与实践

综合性大学一流本科专业建设是全面振兴本科教育、提高高校人才培养能力、实现高等教育内涵式发展的重要途径。从地理信息科学(GIS)专业学科依托切入,归纳了测绘地理信息行业特征,剖析了智能时代发展对GIS专业带来的新要求。并结合武汉大学GIS专业建设实践,探索专业建设思路和创新举措,从培养目标、师资建设、课程体系、教学模式、国际交流、质量保障等方面展开讨论,为推进国家一流专业建设提供参考。

新疆农业景观格局演变对其生态系统服务价值的影响

结合遥感、地理信息系统、景观生态学和空间分析等理论,分析了新疆地区2000~2015年农业景观格局的时空动态变化特征,测算了农业生态系统服务价值,通过相关分析进一步研究了农业景观格局与生态系统服务价值的关联,为促进区域土地资源合理利用和生态农业发展提供科学依据。结果表明,新疆农业生态系统正朝着多样化、稳定化的方向发展;农业生态系统服务价值显著增长,但区域间的价值差异较大,呈现北疆高南疆低的分布格局;景观面积、斑块数和景观形状对新疆地区农业生态系统服务价值影响较大且均呈现明显正相关关系。

通识教育背景下GIS专业核心课程建设模式

社会经济的发展决定了通识教育要在高等教育中进一步深化,这种趋势也深刻影响GIS专业教育模式。本文在分析国内四所一流高校GIS专业通识教育内容占比、结构和内容基础上,面向“以学生为中心、专业自由选择”的完全通识教育模式,提出了GIS专业核心课程的建设模式,即建设松散耦合的课程体系,单个课程知识体系相对完备独立,并以课程为中心,构建包括课程内容、教材、实践体系及课程团队的一体化教学模式。该课程建设模式充分考虑了课程内容体系、学习模式、实践引导等学习要素,能够有效提升服务创新人才培养的GIS专业建设,具有一定推广意义。

地理信息科学专业的国际化办学模式探索

本文系统介绍了武汉大学地理信息科学专业创新人才培养中国际化办学的研究和实践成果。首先,拓宽学生国际视野和强化国际化办学理念,在全球范围之内“找标杆”,鼓励学生开展创新实践活动;其次,构建国际化课程体系,包括全英文和双语教学课程以及现有一般课程教学材料的英文化,引进实习和培训教材;再次,培养国际化师资团队,包括现有教师队伍的国际化建设和多途径引进国际化教师队伍;然后,开展教育和学术交流,包括人才培养模式的国内外比较、常态化交流渠道建设和国际交流学术基地建设;最后,打造富于学校特色的国际化办学模式,包括开展中外联合课程和以交换为基础的联合教学等。

面向国土空间规划的“三调”地图产品体系设计

第三次全国国土调查(简称“三调”)产生了翔实的基础矢量数据和丰富的影像数据、统计数据。因此,设计相应的地图产品体系不仅有助于摸清家底、保障自然资源管理,同时也可为国土空间规划编制、国土综合治理等提供参考。从应用需求出发,明确了“三调”地图产品的结构形态,提出了“三调”地图产品体系的设计理念,并针对各类需求构建了面向国土空间规划的“三调”地图产品体系,最后以余姚市为例设计了“三调”地图产品,以期为“三调”地图产品生产提供战略指导。

井下段钻柱耦合振动及钻井液压力分析

针对深水钻井井下段钻柱在横向、纵向和扭转方向上的非线性耦合振动问题,根据动力学原理建立了井下段钻柱非线性耦合振动数学模型和井筒内钻井液压力波动模型,分析了波动钻压和波动转速对井下段钻柱横纵耦合振动、纵扭耦合振动的影响以及钻柱振动对井筒内钻井液压力波动的影响。研究结果表明:随着钻压的增大,钻柱的横向和纵向振动幅度都有一定程度的增加,钻柱稳定性变差,钻压增大对钻柱横向振动影响最大;在低转速时,钻柱容易产生较大的纵向振动,随着转速的继续上升,钻压波动和钻头黏滑振动幅度明显减小,钻柱稳定性提高;井筒内钻井液压力受钻柱振动影响较大,并随着钻柱系统的耦合振动幅度增大而上升,同时呈一定的周期性变化。研究结果可为深水钻井作业提供一定的指导。

基于网络约束方法的交通事故空间点格局分析

研究一种基于路网约束空间格局方法在交通事故分析中的应用,以武汉市13个区交通事故为研究对象,将交通事故抽象成道路网上的点要素,采用路网约束下的核密度估计方法,讨论其空间分布格局并与平面空间点聚类分析的结果进行对比分析,最后采用局部Moran's Ⅰ方法对道路基本单元网络核密度估计结果值进行判别,揭示0.01显著性水平下的武汉交通事故易发路段。实验结果表明,网络核密度估计算法可直观体现事故沿城市道路网的聚类模式,对核密度结果进行的局部Moran's Ⅰ统计方法能够有效地应用于易发路段的鉴别。

基于社交网络数据的地标显著度模型构建与应用

认知空间位置,分享空间信息是在大尺度空间范围下,空间定位的最基本过程。在路径指引的过程中加以地标辅助解释有助于提高路人的认知程度。因此,如何以一种客观、高效、便捷、精确的方式提取不同显著的地标成为相关领域的热点。本文提出一种基于微博签到数据、微信热度以及搜狗热度的地标显著度模型的构建方法,以服务于导航数据库构建、地标补充、市政规划等。

基于模体的化石能源贸易网络特征分析

将能值理论引入化石能源贸易数据中进行网络建模,并与复杂网络分析方法相结合分析贸易网络结构特征,最后进行模体发现以识别网络中关键节点。研究表明:“一带一路”贸易网络中网络节点间的贸易联系较弱;从时间维度上看,整个贸易格局具有“小世界”特点,整体比较稳定;泰国、缅甸、中国、俄罗斯和卡塔尔属于整个贸易网络中重要性较高的国家节点,其中中国、泰国是重要的输入国家节点之一,缅甸则是能源传输与共享的枢纽,俄罗斯更倾向于扮演能源贸易中的中转国家节点,相比之下,卡塔尔的贸易模式则更为均衡;俄罗斯和印度尼西亚为贸易网络中3种能源重要输出国家节点;同样泰国和新加坡均是能源贸易网络中各能源重要输入国家节点。

一种微博POI签到数据的四叉树格网获取方法

针对现有的新浪微博POI签到数据获取方式所存在的数据目标容易丢失的问题,提出了一种四叉树动态格网获取数据的方法。该方法首先对目标区域按照单一尺度划分均匀格网来获取数据,若待抓取格网中POI数量超过阈值,则采用四叉树思想动态划分当前格网迭代抓取。通过对比单一尺度格网抓取方法,验证了此方法能更好地保证数据采集的完整性,适用于大范围内的数据采集。实验中采用四叉树动态格网抓取方法,获取到全国范围内2017年1月至3月,共计1963851条新浪微博POI签到数据。

流场动态地图符号视觉变量分析与应用

随着大数据的发展以及数据观测技术的进步,以动态地图和动态符号的方式进行流场可视化表达具有广泛的应用前景。针对目前流场动态地图符号表达机制研究不足的问题,本文采用粒子系统方法构建了流场动态地图符号表达模型,基于流场的特点,研究了视觉变量的选取对于流场动态表达效果的影响。然后,以海洋流场数据的可视化实现为例进行验证,结果表明可视化效果良好,可以为矢量场动态符号的应用提供参考。

深圳市宝安区土地利用遥感分类方法对比分析

以深圳市为代表的新型城市,面临城市土地利用类型种类多、变化快等问题,在实际生产中急需高精度、高效率且时效性强的智能化监管方法。因此,本文结合第三次全国国土调查成果和2019年深圳市宝安区0.2 m高分辨率遥感影像,构建了宝安区地表自然资源丰富区域的样本库,比较分析了以K近邻、支持向量机、随机森林和梯度提升决策树作为分类器的传统机器学习分类方法,以及以U-Net、Resnet50-unet和DeepLabV3+模型作为语义分割模型的深度学习分类方法的适用性。结果表明:①面向对象分类比基于像素分类结果整体性更强,能解决“椒盐噪声”问题;②分类结果最好的传统机器学习模型和深度学习模型分别是随机森林、DeepLabV3+;③在较少样本量条件下,梯度提升决策树相较于DeepLabV3+模型,在计算效率与结果可解释性方面具有优势;DeepLabV3+模型经充足样本量训练后的分类结果优于传统机器学习分类方法;④总体而言,DeepLabV3+模型分类结果最佳,在宝安区整体区域的土地利用分类结果符合第三次全国国土调查的情况,预期能兼顾实践生产中精度和效率要求。

新型基础测绘地理实体概念及相关问题探讨

针对国家新型基础测绘建设提出以基础地理实体为核心的成果模式,文章对地理实体的理念起源、概念本质及其构建相关问题进行了探讨。通过哲学和科学相结合的角度追溯地理实体的思想起源,对地理实体的内涵和外延进行深入解析,提出人类认知从写意地图到实景中国的螺旋式上升结论。同时对构建地理实体涉及的生产管理机制、多源数据融合和地理产品组织等方面的关键性问题进行分析,以武汉试点产品体系为例对设计思路、产品生产等内容进行实践探索。文章对深度解析新型基础测绘体系内核与充实新型基础测绘理论体系起到了一定作用。