基于多源数据与随机森林方法的城市建成区提取——以郑州市为例

基于夜间灯光数据的阈值分割法在城镇建成区提取研究中被广泛应用,但由于夜间灯光数据分辨率低、灯光溢出和阈值分割法无法顾及区域差异等问题,一定程度上影响了该方法的提取精度。以郑州市为例,以LJ1-01与NPP/VIIRS两种夜间灯光影像为主要数据源,结合Landsat8中分辨率遥感影像、网络城市兴趣点(POI)及路网数据,利用随机森林分类方法对郑州市2018年建成区进行提取,参考土地利用数据,对RF分类法与NTL、VANUI、BANUI、PANUI、RANUI指数等阈值法进行对比实验和精度评价,评估基于多源数据的随机森林分类方法在城市建成区提取中的优势。实验表明,RF比阈值法提取的建成区更接近真实建成区且提取精度更高,具有更好适用性;LJ1-01数据提取的效果和精度总体优于NPP/VIIRS数据;在采用RF分类时,各类特征的重要性在不同夜光数据源中表现差异较大。

基于多源数据的长江流域1982—2022年骤旱事件时空演变

骤发性干旱(简称骤旱)是一种突发性高且强度大的极端干旱现象,会对农业生产和生态系统构成严重威胁。近年来,长江流域骤旱频发,然而其骤旱时空演变格局及规律尚不明晰。本研究基于GLEAM、GLDAS和ERA5-Land数据,以标准化蒸发胁迫比及其变化值作为识别指标,开展1982—2022年长江流域骤旱识别,全面分析长江流域骤旱空间分布和时间演变特征;并鉴于2022年旱情的严重性和特殊性,重点分析该年长江流域骤旱事件。研究结果表明:①在空间分布上,长江流域上游的金沙江水系和中下游的大型水库湖泊骤旱发生频率最高且强度最大;②在时间演变上,骤旱发生频率、平均持续时间和强度均在长江流域整体上呈现出非显著上升趋势,而有显著变化趋势的区域在2001年前后表现出明显的趋势反转现象;③2022年夏季受极端高温热浪影响,长江流域遭遇大规模骤旱事件,具有波及范围广、持续时间长的特点,且骤旱在空间上呈现出从上游向下游传递的态势。

融合多源数据的湖北省城市洪涝灾害韧性综合评估

【目的】洪涝灾害是湖北省主要自然灾害之一,为了评估湖北省城市洪涝灾害韧性水平,以加快韧性城市建设、助力推进省域协同发展,【方法】从洪涝灾害的暴露度、敏感性、适应力和恢复力4个维度,构建湖北省城市洪涝灾害韧性评价指标体系,采用G1法(序关系法)和熵权法对评价指标进行赋权,收集气象、遥感影像、基础地理、社会经济等多源数据,应用GIS空间分析技术,对湖北省城市洪涝灾害韧性进行评估。【结果】结果显示:湖北省城市洪涝灾害韧性整体处于中等韧性水平。其中,高韧性区域主要分布在神农架林区、宜昌市和武汉市,较高和中等韧性水平区域大多位于荆门市及其以西的鄂西地区,其余地区洪涝灾害韧性水平较低,总体呈西强东弱的分布态势。【结论】融合多源数据的洪涝灾害韧性评估方法能准确高效地评估研究区洪涝灾害韧性水平,研究成果可为湖北省制定区域洪涝灾害管理及韧性城市规划提供参考。

水稻作物产量预测模型的研究——基于多源数据回归模型

水稻是我国重要的粮食作物之一,在我国不同农业生产区域都有种植,实现水稻产量的精准预测对于稳定我国粮食安全具有重要意义。为了改良传统产量预测方法,实现水稻产量高效预测,基于主成分分析法提取主成分,再将主成分作为BP神经网络模型的输入,对水稻种植面积较大的黑龙江省、江苏省、湖南省和湖北省2011-2020年的数据进行预测分析。研究结果表明:水稻产量与月最高土壤温度、月最低土壤温度、月土壤平均温度、月大气最高温度、月大气平均温度、月平均大气湿度为极显著相关,与月降雨量显著相关,与月大气最低温度相关性较弱。主成分分析与BP神经网络组合模型下,水稻产量的预测精度明显高于传统BP神经网络模型,R^(2)达到0.86,MAPE仅为0.97%,RMSE为0.93,预测值与试验值之间拟合程度较高,模型验证结果表明模型预测结果准确稳定。研究结果对于更加科学、合理地预测水稻产量具有重要的指导意义。

基于多源数据的高速公路差异化收费路段识别

在全面推广高速公路差异化收费背景下,针对如何选取差异化收费路段的问题,建立一种基于多源数据的差异化收费路段识别方法.首先,基于高速公路门架数据、收费站出入口流量、普通国省道交通流量自动观测站数据等多源数据,从路段沿线社会经济发展水平、网络化水平、交通运行特征、交通可转移性、交通负荷均衡性5个维度,构建高速公路差异化收费路段识别指标体系.然后,基于k-means聚类和分类回归树算法(Classification and Regression Trees,CART)建立高速公路差异化收费路段识别模型.最后,以云南省130条高速公路路段为例,提取高速公路差异化收费路段细分规则及关键特征指标.研究结果表明:影响高速公路差异化收费路段细分的关键特征指标分别为路段成网率、收费站节点度、出行成本偏差率、路段全天小时拥挤度、可替代路径数量;根据决策树细分规则可将差异化收费路段划分为差异化上浮型、不适合差异化、差异化下浮型3种,符合高速公路实际收费运营情况.

基于多源数据和改进链路预测的新能源汽车技术机会研究

[研究目的]在绿色低碳发展的背景下,旨在识别新能源汽车领域的技术机会,为未来新能源汽车的技术研发与商业化方向提供借鉴参考,助力新能源汽车的发展。[研究方法]搜集反映新能源汽车领域基础研究、应用研究和商业化的多源数据,采用三螺旋模型,将基于改进链路预测方法得到的预测结果“节点链”进行融合对比分析,得到最终细化的新能源汽车技术机会。[研究结论]验证了基于多源数据融合思想和改进链路预测的方法识别新能源汽车技术机会的可行性。研究结果表明:新能源汽车未来技术机会主要集中在动态无线充电技术、磁悬浮技术与自动驾驶技术的结合;通过碳化硅材料等改进的驱动技术;通过光催化等改进的电池技术;制氢与车载储氢等。

基于多源数据与机器学习的降雨型滑坡灾害危险性动态预警

降雨型滑坡灾害是三峡库区发育的主要地质灾害之一,区域滑坡灾害危险性预警对滑坡风险减缓有重要意义。针对区域滑坡灾害危险性预警的时效性等问题,本文以重庆市云阳县为研究区,提出了基于多源数据与机器学习的滑坡灾害危险性动态预警方法(图1)。1滑坡易发性空间预测滑坡易发性预测可准确地预测出潜在滑坡空间分布规律(黄发明等,2020;林高聪等,2023)。

基于多源数据融合的农产品气候品质评价模型研究

以新疆麦盖提灰枣为例,在基于气象观测资料开展气候品质评价的基础上,将FY-4A卫星遥感数据、高分辨率多源融合实况格点产品(ART-1km、CLDAS-V2.0、Laps)应用于农产品气候品质评价,研制了点面结合的网格化农产品气候品质评价模型,阐述了基于多源数据融合的农产品气候品质评价方法。结果表明,该方法可明显提高农产品气候品质评价结论的可靠性和精细化程度,同时可解决无观测资料地区农产品气候品质评价问题。

多源数据融合视角下突发公共卫生事件信息公开质量评估体系研究

[目的/意义]构建基于国家政策、研究文献、公众访谈资料在内的多源数据视角下的突发公共卫生事件信息公开质量评估体系,旨在更全面地评估信息公开质量,明确当前信息公开中存在的问题,进而有的放矢提升信息公开质量。[方法/过程]利用扎根理论的研究方法,选取国家政策、研究文献、访谈资料共计32份数据作为原始资料,利用Nvivo12质性分析软件对资料进行开放式编码、主轴式编码和选择式编码,并通过理论饱和度检验验证编码结果可信度。[结果/结论]构建多源数据融合视角下的突发公共卫生事件信息公开质量评估体系,分为基础保障、执行过程、社会效应以及核心内容4个维度,包括资源建设、流程管理、服务提供、传播载体、公众体验、政民互动和信息内容7个一级指标和40个二级指标,并给出了各指标的含义和类属,为有效开展更全面的突发公共卫生事件信息公开质量评估工作提供了理论和实践基础。

基于交叉注意力的多源数据融合的气体泄漏检测

为解决单一传感器在管道气体泄漏检测时容易出现误报、漏报的问题,及时预警并反馈泄漏状况,提出一种基于交叉注意力的多源数据融合管道泄漏检测方法。首先,利用预训练的ShuffleNetV2模型提取热像仪数据的空间特征;然后,结合一维卷积神经网络(1DCNN)和双向门控循环单元(BiGRU),构建1DCNN-BiGRU模型,以提取气体传感器数据的时序特征;最后,运用交叉注意力捕获数据的时空关联性得到2个数据源的特征表示,通过残差方式进行特征连接后输入到分类层中,得到识别结果。结果表明:所构建的多源数据融合模型(SCGA)对气体识别准确率为99.22%,损失值在0~0.04内波动;与仅使用气体传感器数据的支持向量机(SVM)、1DCNN、BiGRU模型相比,准确率至少提升4.12%;与仅使用热图像传感器数据的MobileNetV3、ShuffleNetV2、ResNet18模型相比,准确率至少提升1.14%;与将时序特征和空间特征直接拼接的多源数据融合模型(SCG)相比,准确率提升1%。SCGA模型对气体识别具有较高精度。

基于多源数据的兰州医疗机构空间布局研究

为准确判断兰州市医疗服务现状,依据人口集中度、医疗设施分布等因素,选取城关区、七里河区、安宁区、西固区4个中心城区部分街道的医疗机构为研究对象。通过收集地理信息与官方统计等多源数据,并将其分为三个层级,再借助ArcGIS软件分析方法将POI数据生成各层级医疗机构空间分布图、核密度分析图与缓冲区分析图等,分析医疗机构的聚集程度,并形成第一、二、三层级医疗机构800 m、1500 m与3000 m的服务范围覆盖率以及服务范围等级图。结果表明:(1)兰州市整体医疗资源配置空间分布不均衡。空间聚集程度上,东部明显高于西部,以城关片区为中心向周围逐渐降低。(2)从缓冲区分析图中可以发现,第一层级医疗机构主要集中在城市快速发展的区域,地区性特点突出,第二、三层级则随机分布。覆盖率上,城关片区与西固片区覆盖率更高,且第一层级医疗机构数量最多,空间分异大,第二、三层级数量少,分布相对均匀。(3)兰州市整体医疗服务水平不高。服务范围等级上,城关片区与七里河片区的医疗机构设施全面,分布较广,安宁片区与西固片区严重缺乏第二、三层级资源。建议从尊重城市规划发展要求基础上完善医疗机构的空间配置,完善分级诊疗制度,科学预测年就诊量,加强建设各等级医院的分工协作体系,以及加强韧性城市建设,增加就医需求多样化服务三方面,合理优化医疗资源的空间布局。

多源数据融合下医护科研人员科研能力提升策略研究

目的/意义探讨医护科研人员用户画像构建方法和科研能力提升策略。方法/过程根据用户画像理论提出医护科研人员用户画像的构建模型;使用Python语言、ETL和Echarts工具对构建用户画像所需的多源异构数据进行采集、预处理、存储和挖掘,提取标签进行用户画像可视化并进行实证研究。结果/结论医护科研人员可分为具备科研潜质的护理人员、科研新手、科研提升型群体和科研领域资深专家,根据不同类型特征提出医护科研人员科研能力提升策略。

多源数据融合在行政区域界线争议处理中的探索与应用

行政区域界线精准落地对资源保护利用及国家长治久安至关重要。随着城市化进程加快及优化调整举措推进,界线争议时有发生,给相关部门日常事务管理带来了诸多挑战。依据高精度行政区域界线勘定工作中争议处理原则与程序,探讨和分析了多源数据融合分析方法在争议解决中的应用,并结合具体案例,重点论述了高精度多源数据融合方法在不同区域(山区、城区)类型争议处理中的可操作性。实践表明,多源数据融合为稳定研判争议解决方案提供了有效的数据支撑,争议界线落地后为行业部门事务管理提供了强有力的法定依据。

基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法

随着分布式电源和非线性负荷的投运规模不断增加,电网谐波污染愈加严重和复杂,有必要对各馈线谐波电流进行监测。但基于经济性考虑,对变电站所有馈线均进行谐波电流监测并不可行。针对上述问题,提出了基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法。该方法基于电网现有电能质量监测系统、调度系统、营销业务应用系统等多源数据,只需对母线谐波电压和进线谐波电流开展监测,即可估计出变电站所有馈线的谐波电流情况。首先,根据馈线谐波电流的相量运算关系和功率关系构建馈线谐波频谱估计的目标函数。其次,基于多源数据利用改进粒子群算法求解目标函数,进而得到各馈线的各次谐波电流含有率及馈线谐波电流间的相角差,实现了各馈线谐波电流频谱的估计。最后,通过仿真算例和实测算例验证了方法的可行性。算例表明该方法仅需在变电站母线处安装一台电能质量监测终端,结合现有业务系统的基本电气数据等信息,可实现馈线谐波频谱的估计,有助于节约变电站监测装置的配置成本。

多源数据融合驱动的城市快速路交通状态划分

为提升交通状态划分效果,本文提出一种基于负激励项的改进模糊C均值聚类(BNITFCM)交通状态划分模型。该模型在原有FCM(Fuzzy C-Means)模型基础上考虑了交通流样本点权重以及交通流参数权重对聚类效果的影响,并引入隶属度负激励项、交通流权重负激励项、交通流样本点权重负激励项使聚类结果呈现类内高耦合、类间低耦合的特性。在此基础上,对样本点进行加权处理,用加权欧氏距离描述样本点之间的关系。通过拉格朗日乘子法得出模型的迭代公式并通过该迭代公式对模型进行求解。针对大多交通状态划分方法参数特征维度低的问题,本文以经过多源数据融合获得的速度、速度标准差、流量、密度和道路满载度构建高维特征输入。以数值仿真实验检验了BNIT-FCM模型在分类准确性方面的表现,结果表明,BNIT-FCM模型较FCM模型和改进模糊隶属度FCM模型(IFMD-FCM)的ARI(Adjusted Rand Index)分别提升了4.17%和3.56%。以深圳市北环大道卡口和浮动车数据的交通流为研究对象,实验结果表明,BNIT-FCM模型对比FCM模型以及IFMD-FCM模型的轮廓系数分别提升了4.12%和4.07%;同时,BNIT-FCM模型采用多源融合数据的速度及其标准差比单独采用卡口数据和单独采用浮动车数据的速度及其标准差的轮廓系数分别提升了29.67%和54.13%。

基于多源数据的重庆中心城区绿地生态系统文化服务供需关系研究

快速城市化及城市扩张过程中,城市绿地生态系统文化服务(CES)供给与公众需求空间失衡问题日益凸显。如何有效识别城市绿地文化服务供需空间匹配特征是优化绿地空间布局、提升绿地服务效率的关键所在。本研究以重庆市中心城区为研究范围,基于地理空间数据等多源数据,运用GIS分析技术、空间相关性分析等方法,构建了城市绿地文化服务供需评价指标体系和分析框架,识别了山地城市绿地文化服务供给与居民需求的空间匹配类型。研究发现CES供给具明显的空间聚集性,全局莫兰指数为0.720,呈现为“大核—次核—小核”的分布形态,CES需求全局莫兰指数为0.834,呈现中心高外围低、西高东低的空间格局,双变量自相关分析显示供给与需求之间存在空间结构相似性,CES供需关系整体上较好,但一些关键区域匹配失衡压力较大。根据供需平衡关系特征,将研究区识别为六类空间类型,并对每种类型提出了CES优化提升路径。研究结果可为山地城市绿地生态系统文化服务优化路径提供理论支撑与实践借鉴。

基于多源数据的县域小学教育设施供需匹配评价——以广州市增城区为例

教育设施的供需均衡性对实现教育公平具有重要意义。以广州市增城区为例,基于多源数据类型,综合人口空间化和小学可达性分析结果,对小学教育设施的供需匹配度进行评价。结果表明:(1)增城区小学可达性整体水平有待提升,各镇街可达性差异较大;车行可达性自南向北圈层递减,步行可达性点状空间集聚特征显著。(2)车行出行方式下供需匹配较均衡,基本符合“核心-边缘”空间分布规律;步行出行方式下供需失衡严重且单中心集聚特征显著,增城区小学教育设施存在一定的空间错配现象。针对不同类型地区的小学教育设施供需匹配情况,应从区际均衡、校际均衡及政策保障多角度出发,采取差异化配置策略,以应对未来学龄人口就学的不同需求。

基于多源数据的城市社区燃气管道突发事件风险分析

随着社区燃气管道的大量铺设,燃气管网安全性问题日益突出,一旦燃气管道遭到破坏或泄漏,不仅会对人民群众的生命及财产安全造成严重的威胁,也会给城市的应急资源布局带来考验。为了探析城市社区燃气管道突发事件风险的空间特征并提出城市应急资源优化方案,首先,基于北京市POI数据,在ArcGIS软件中基于频数密度算法划分城市功能区,得出北京市功能区的分布图;然后,基于POI数据和NPP/VIIRS数据,选用SAVEE模型分别进行风险分析,再使用迭加模型,在赋予两类数据权重的前提下,汇总成基于多源数据的北京市社区燃气管道突发事件风险综合评价图;最后,基于区位-配置模型的3个不同维度提出优化方案并汇总。结果表明:短期内新建19个消防站较为合理,可将住宅小区覆盖率提高至98.76%,长期内新建24个消防站较为合理,可将住宅小区覆盖率提高至99.84%。

多源数据驱动街区空间品质提升设计方法探索——以上海城市设计挑战赛获奖方案为例

伴随城镇化阶段转型,提升街区空间品质正成为新时期城市设计的工作重点。同时,网络信息技术的快速发展也正在改变传统城市设计的工作语境,为街区空间品质的提升带来更多可能性。新数据技术在街区型城市设计的应用上目前存在着研究维度相对单一、内容不够全面等问题,难以在整体上客观反映街区空间品质及环境要素之间的有机关系。首先,将城市设计学科的整体观与新数据技术的集成性有效融合,探讨存量更新背景下街区空间品质提升的理论内涵、内容构成与目标理念。其次,利用多源数据组合优势,建构多维度、多要素的综合品质研究框架、设计指标体系以及相应的技术路径。最后,以西陵家宅路、文定坊商业街坊和小陆家嘴金融商务街区为例,通过关键基础指标、问题诊断、目标愿景、策略框架与设计成果评估等技术环节的解析,初步验证该技术方法在不同街区环境中的可应用性。

医学院校高被引论文多源数据评价指标相关性研究

目的/意义了解医学院校高被引论文在不同数据库中多源评价指标相关性,为文献资源发现、利用、评估提供参考。方法/过程以2013—2023年首都医科大学高被引论文为研究对象,分析其在H1 Connect、Dimensions、ESI、Web of Science、InCites、SciVal数据库中的38个评价指标,对代表性指标,专利、政策引用指标,浏览使用指标,相对指标,期刊指标,被引频次,Altmetric指标分别进行相关性分析。结果/结论各组相似指标具有相对较高相关性,个别指标如加权星级和微博提及数与大多数不同平台指标没有显著相关性。