浅谈海口一村一图专题地图的设计与实施

当前,专题地图保障服务与测绘地理信息建设涉及村级的较少,时间上更新慢且大部分为老地图。为了解决农村地理信息数据严重空缺等问题,更好全面落实“三区三线”成果和落实最严格的耕地保护制度。本文主要阐述了构建“一村一图”专题数据库,定制了统一模板样式,通过调用ArcGIS数据驱动模块,借助半自动批量输出工具制作耕地保护专题图件,实现了让农民“带图种地”和田长“带图巡田”的“一村一图”应用工程,将耕地保护监督管理延伸到“最后一公里”。

基于文献计量的新世纪地图可视化研究演变和热点分析

信息技术的发展为地图可视化提供了广阔空间,同时也带来丰富的创新地图成果。当前国内外大多从单一视角开展地图可视化研究,该文从全局视角基于文献计量法对2000—2023年国内外地图可视化研究进行综合分析,识别地图可视化的演变规律以及ICT(Information and Communications Technology)时代的研究热点。结果表明,近25年地图可视化研究经历了电子地图→网络地图→泛地图的演变过程,ICT时代泛地图、数字孪生地图、叙事地图、智能制图、全息地图等成为地图可视化领域新的研究热点。研究结果揭示了地图可视化研究的新趋势,能为进一步推动地图可视化研究和应用提供支持。

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。

基于视觉同时定位与地图构建的水下图像增强式视觉三维重建方法

针对仿生机器鱼水下作业时面临的水下图像质量偏低、水下自主定位难的问题,提出一种颜色均衡与G-B通道先验融合的水下图像增强式算法。将该算法和视觉同时定位与地图构建(SLAM)方法结合,实现了水下图像增强式的视觉三维重建。在不同水域环境下进行了水下图像处理实验、水下环境视觉三维重建实验和运动轨迹跟踪实验,结果表明该方法有效提高了水下图像综合质量,特征匹配效率提高了16.03%,真实轨迹与估计轨迹的误差平均约为7.99 mm。

基于图顶点深度聚类的建筑物合并方法

建筑物要素合并是大比例尺地图缩编过程中实现空间结构简化的重要手段。基于综合规则的合并方法难以同时顾及要素形态、分布等诸多特征,受预设算法参数影响大,综合过程缺乏灵活性。针对这一问题,本文提出了一种基于图顶点深度聚类网络的建筑物合并模型,利用Delaunay三角网构建建筑物群组表征图模型,结合自编码器与图卷积网络学习剖分三角形的几何形态、空间分布特征,采用自监督学习方式实现三角形的聚类与分类(保留、删除),最终在不依赖样本条件下实现建筑物要素端到端智能化合并。试验表明,该方法对预设合并参数依赖低,能同时顾及建筑物要素的形态与分布特征。合并过程具有一定灵活性,合并结果能较好满足地图可视化要求。

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。

海量多源高分辨率遥感卫星影像底图制作

基于海量多源高分辨率卫星影像制作底图是开展各个行业遥感监测的基础,如何确保大区域范围影像整体色调一致、相邻影像接边区域过渡自然、几何精度高,且生产自动化程度高,是设计海量多源高分辨率遥感卫星影像底图制作技术流程的关键。本文基于PCI GXL和国产Pixel Engine软件设计了海量多源高分辨遥感卫星影像底图的制作技术流程,对约300万km^(2)范围进行了正射影像底图生产。实验证明该技术流程方法可行,该技术流程生产的大区域范围底图图面质量、几何精度都达到了要求,自动化程度较高,提高了生产效率。

复杂室内空间的行人导航拓扑网络自动构建

室内导航网络是室内路径规划服务的基础。目前,复杂室内空间的行人导航拓扑网络往往需要通过人工或半自动方式构建,生产效率较低。本文提出了一种复杂室内空间的行人导航拓扑网络自动构建方法,该方法以建筑平面图作为数据源,自动建立室内空间的拓扑连通关系,从行人寻路的关键节点角度考虑,进一步自动将不同圆形率的室内空间对象抽象为基于图模型的导航节点集并连接形成室内导航拓扑网络。

自然资源统一确权登记技术难点探析——以玉龙雪山省级自然保护区为例

以玉龙雪山自然保护区自然资源确权试点为例,阐述了自然资源确权工作流程,分别针对确权工作中的多源异构数据融合、基础数据坐标系统多样、权利归属复杂、保护区内界线冲突等问题提出有效可行的解决方案,最后针对现状的自然资源确权提出切实有效的建议,为后续相关项目的开展提供指导和借鉴。

基于机器学习和土壤关键要素的烤烟品质数字制图——以云南玉溪烟区为例

以中国典型烟区云南玉溪烟区为研究对象,基于156个土壤–烤烟品质等级配对数据集,通过主成分分析法筛选土壤关键要素,应用反向神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM)3种机器学习方法,构建了基于土壤关键要素的烤烟品质等级预测模型,实现了玉溪市烤烟品质等级空间预测与制图。研究结果表明:基于17个土壤指标筛选出11个指标作为土壤关键要素,其中土壤黏粒含量对烤烟品质等级的贡献率最大,为18.5%。独立验证结果显示,RF模型的准确率和Kappa系数最高,分别为0.78和0.76,预测效果最好,其次是SVM模型,BPNN模型最差。从召回率和精确率来看,RF模型对烤烟品质等级正确分级效果的程度为五档>一档>二档。一档、五档烤烟主要集中分布在玉溪市东部,最东部的华宁县是玉溪市最优质的烤烟作物产地。

面向建筑物轮廓规则化的双路径边界约束与相对论生成对抗网络

高分辨率遥感影像建筑物提取目前仍是遥感应用与地图制图领域的研究热点和难点。尽管深度学习方法的引入极大地提升了建筑物分割的精度,但建筑物分割掩膜中轮廓不规则和边界不清晰的问题依然存在。为了获取规则的建筑物轮廓和清晰的边界,本文基于双路径边界约束与相对论生成对抗网络提出一种建筑物轮廓规则化方法。该网络由双路径边界约束生成器和相对论平均鉴别器共同组成。双路径边界约束生成器通过双路径网络架构和边界损失函数来融合遥感影像和输入标签的边界细节信息来,从而生成规则的建筑物轮廓;而相对论平均鉴别器则通过评估地面实况标签与生成的规则化结果之间的质量差异来迫使生成器生成更为真实的建筑物掩膜。为验证模型性能、探索性能提升原因,本文在WHU建筑物数据集和Inria航空影像标注数据集上设计了对比试验和消融试验。试验结果表明,本文方法可以生成吻合地面实况标签的规则化结果,在解决分割掩膜边界模糊、轮廓不规则的问题上具有显著优势。

点云加权迭代线拟合室内平面图自动生成方法

提出了一种基于三维激光点云加权迭代线拟合的室内平面图自动生成方法,根据线特征对三维点云沿高程方向的投影点云进行分割,采用加权迭代直线拟合方法进行分段直线拟合,并进一步对拟合直线进行融合和轮廓补全,实现室内平面图的自动生成。基于手持SLAM系统获取的典型室内场景激光点云自动生成室内平面图,结果表明,该方法能有效抑制室内点云噪声,结构提取完整性可达94.4%,制图精度优于3 cm,可快速生成室内平面结构图。

典型地貌特征的行星可视化制图--以火星与月球为例

对火星与月球的多次探测任务,使人们对两者地形地貌的共同点与差异点有了一定的认识。火星与月球的地形地貌与地球表面地貌存在较大差异性,对其采取有针对性的可视化方法,与其各自的地貌类型和地表色彩体系相匹配,将有利于行星制图和行星认知探索。本文对比了火星与月球之间的同类地貌,尤其是撞击坑、皱脊、槽沟等与地球地貌差别较大的地貌类型,通过选取适宜认知的星体可见光色彩,实现符合月球与火星表面形貌特征的增强可视化,使地图使用者快速把握地形地貌信息,有利于进一步开展深空探测研究及公众科普。

一种生成式神经网络的道路简化方法

道路数据具有数量大、变化频率高的特点,是地理空间数据的重要组成部分,道路要素化简也是地图制图综合和空间数据更新的核心技术环节之一。传统方法基于数据点压缩、弯曲识别和现有机器学习算法在道路化简中存在稳定性差、可控性弱,自动化程度低等问题,本文在视觉思维和句法模式相结合的理论基础上,利用深度学习算法的特征挖掘能力将生成式人工神经网络模型引入道路化简领域。首先,将需化简道路数据转化为序列数据,提取其序列特征,以此构造特征数据集;然后,利用门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络构建的Seq2Seq编码模型,将大比例尺道路数据进行嵌入形成高维语义编码,通过对语义编码的解码生成化简后的小比例尺道路数据;最后,根据弧段压缩率、长度变化率、曲线折度、缓冲区限差4个指标评估模型有效性和适用性。通过试验与传统算法对比试验表明,本文模型可应用到道路形状化简中,丰富道路化简方法,促进地图制图综合智能化发展。

面向地图匹配的室内位置-语义模型设计

传统的室内空间信息模型或者过于复杂导致操作性较差,或者没有充分表达地图匹配所需的空间要素信息,阻碍地图匹配方法的高效实施。该研究将以构建能够有效支撑地图匹配的室内空间信息模型作为研究目标,此模型应明确室内空间要素的表达内容,并应确定具体的表达方法。模型的构建应以地图匹配方法的机理为基础,以室内地图匹配的实际需要为导向,以表达支撑室内地图匹配的空间信息为目的,分别对室内空间要素的位置及属性,室内空间要素之间的拓扑关系进行表达。该研究构建面向地图匹配的室内位置-语义模型。实验表明此模型较为简洁且信息完备,可在保证地图匹配实际需要的同时提高运行效率。

蒙太奇手法在地图集设计中的应用

地图集对要素的选取与组织在很大程度上与电影镜头的剪辑组合并无二样,本文以提高地图集艺术表现水平为目的,探讨了将电影镜头组合理论——蒙太奇手法用于地图集设计的方法,并通过图集实例阐述蒙太奇在地图集设计中的应用。

格式塔原则下的建筑群空间分布智能理解

在格式塔原则下对建筑群进行聚类是计算机理解建筑群空间分布特征并实现地图自动综合的基础.在格式塔原则约束下,首先,利用最小生成树的阈值聚类及参数聚类,实现了对集中和分散均匀排列建筑群空间分布特征的挖掘,并利用C_(v)^(-)值定量评价了挖掘质量;其次,提出了阈值聚类和参数聚类的异同,以及阈值聚类具有局限性的原因;最后,根据建筑物语义特征获得最终聚类结果.试验表明:1)传统的MST阈值聚类不能维持分散均匀排列建筑群的空间分布特征;2)MST参数聚类的适应性要高于阈值聚类,更加符合人类的视觉认知.该方法更有助于提高计算机对建筑群空间分布的智能理解能力.

地图制图技术在地理信息系统数据中的应用

利用计算机辅助人工的地图制图技术具有制图效率低下、周期长等缺陷,无法满足时代发展需求。该文通过简要介绍地理信息系统概念、数据特征、地图制图技术概念,在明确地图制图技术在地理信息系统数据应用中的研究现状的前提下,以某省地理国情普查地图集制作为例,探讨借助WJ-Ⅲ软件实现的自动化地理制图技术在地理信息系统数据中的应用实例,证实自动化地图制图技术能够大幅提升制图效率,为实现省内国情数据图库一体化提供技术保障。

基于图卷积神经网络的建筑物合并方法

建筑物合并是地图综合中的复杂决策问题,基于规则的合并方法试图通过一系列认知参数和约束条件来解决“哪些合并”“如何合并”等问题,但是由于区域环境的复杂性、算子选择的多样性以及参量调整的多变性,基于规则的合并结果总是不尽人意。在人工智能技术支持下,将深度学习方法引入,则是从数据驱动视角通过样本训练以期突破规则方法的局限。本研究即是基于图卷积神经网络构建的一种建筑物分组及合并的方法。利用约束Delaunay三角网和最小生成树构建图结构,从图结构中提取建筑物节点特征和距离特征。通过图卷积层和点积运算得到的节点余弦相似度与距离特征拼接作为连接边特征,最后通过全连接层得到二分类结果。通过对比实验分析,本方法的ARI指数高于现有的方法 (从0.674到0.800)。

电子地图交互中的层级划分与实施

互联网技术时代的信息产品大多具有人机交互的应用模式,如何定义人在该交互中的角色和交互深度是该类产品设计的重要任务之一。与自动驾驶的L0~L5级操控类似,电子地图的受众阅读也要深入地图幅面、内容符号的交互操作,获得不同层级的个性化体验。本文着眼于阅读体验探讨电子地图交互的层级问题,从交互行为、用户类型和交互环境三个方面,详细分析交互分类、交互响应及实现机制,通过5级交互控制对现有地图集再加工,输出可交互、可体验、可感知的动态电子地图集。本研究对提升地图受众的体验感,获得自适应的阅读模式具有重要意义。