基于带线段的障碍城市Voronoi图的煤炭运输优化研究

如何能在最短时间将煤炭运送到目的地是煤炭运输问题研究的一个重要内容。在道路网络环境中,该问题可以转化为找到查询点的k个最近邻。在带线段障碍的城市Voronoi图基础上,给出k最近邻查询算法,能有效解决该问题。

一般城市Voronoi图的结晶生成

城市Voronoi图是以L1平面上任意两点之间花费的最短时间为距离的一种新型Voronoi图,它要求交通网络路线仅为水平或垂直方向。然而,客观世界中存在大量曲线交通路线。为了使城市Voronoi图理论研究进一步贴近现实,进而应用于实际,将交通路线扩展为曲线,提出了一种新的城市Voronoi图——一般城市Voronoi图,给出了一般城市Voronoi图的定义、性质和结晶生成算法。

带线段障碍的城市Voronoi图生成算法研究

带线段障碍的城市Voronoi图是城市Voronoi图的扩展。在步行或使用一般交通工具的情况下,客观世界中存在着许多不能逾越的障碍,甚至连交通网络也时常被一些障碍隔开。许多障碍可简化为线段障碍来处理。给出带线段障碍的城市Voronoi图的定义、性质,结晶生长算法和实例。算法简单,可扩展性好,具有较高的理论价值和应用价值。

基于全景图的城市街谷平均辐射温度计算模型研究

在评估城市街谷热环境对居民生活质量的影响时,明确街谷的微气候条件,尤其是平均辐射温度(Mean Radiant Temperature,MRT)对于改善城市热环境具有重要意义。现阶段,利用基于鱼眼图的天空视域因子(Sky View Factor,SVF)计算方法较为繁琐且难以实现大范围街谷MRT的时空分布评估。因此,本研究旨在通过全景图像技术,提出一种快速大量计算城市街谷MRT时空分布的新方法,并进一步考虑城市街谷中树木的影响,以改进传统模型。本研究首先基于全景图像批量获取城市街谷中的SVF,并结合城市街谷中的几何特征和植被视域因子,通过改进的平均辐射温度计算模型对单点的MRT进行计算,同时采用定点实测数据对该模型进行精确度验证,并将其应用于西安市街谷MRT的实际计算中。研究结果显示,经过模型验证,本研究方法具有较高的精度,相对误差大多数情况下在20%以内,RMSE在2.85~4.66℃。同时,模型与实测数据的一致性较好,能够清晰地反映MRT的变化趋势,R2大于0.74,IA大于0.80。与仅考虑单一不透水面的计算模型相比,考虑树木植被后的模型精度有明显提升,RMSE从5.15℃降至3.87℃,模型的R2由0.72提升至0.74,表明改进模型与观测结果具有更好的一致性。提出的基于全景图的MRT计算方法不仅提高了评估城市街谷热环境的效率和精度,而且通过考虑树木植被的影响,为城市规划和绿化管理提供了更加科学的指导。此外,本研究的方法和结论能够为城市热岛效应的缓解和城市生活环境的改善提供理论依据和技术支持。通过实例分析,研究成功地应用于西安市,展示了2021年7月14日上午9:00的街谷MRT分布图,为后续的城市热环境评估和改善工作奠定了基础。

基于Voronoi图的空间点事件统计聚类方法

挖掘地理空间数据中点事件聚集模式对于揭示流行疾病、犯罪分布热点区域及城市基础设施空间分布格局等具有重要意义。针对不同形状、密度和大小的显著空间点聚集模式的识别,目前以空间扫描统计为代表的方法虽然可以对空间点聚类的显著性进行统计推断,减少虚假聚类结果,但其主要用于识别球形或椭圆形状的聚簇,对于沿着街道或河道分布的任意形状、不同密度的显著空间点聚簇识别还存在局限。因此,本研究提出一种基于Voronoi图的空间点聚集模式统计挖掘方法。首先,采用Voronoi图来度量空间点分布的聚集性,将空间点聚类问题转化为热点区域探测问题;其次,结合局部Gi*统计量探测统计上显著的空间点聚簇;最后,通过模拟数据和真实犯罪事件数据进行实验与对比分析。结果表明:本方法能够有效探测任意形状的空间点聚类,并对空间点簇的显著性进行统计判别,识别显著的空间点簇,减少随机噪声点的干扰;聚类识别结果优于现有代表性方法,如DBSCAN算法、空间扫描统计方法等。

基于Voronoi图的无线传感网络覆盖盲区检测方法

传感网络的空洞暴露程度较少,在检测网络覆盖情况时更容易出现误差,影响盲区的检测效果。为此,提出基于Voronoi图的无线传感网络覆盖盲区检测方法。根据节点分布关系推测无线传感网络覆盖情况,在Voronoi图的指导下排除已覆盖区域,获取具备检测条件的未覆盖无线传感网络空洞。计算网络空洞的暴露程度和节点能量,作为特征样本输入粒子群分离器中,根据分类器的输出结果,实现无线传感网络覆盖盲区检测。仿真结果表明,所提方法不同覆盖盲区数量下的检测时长低于0.2 s、不同节点数量下的检测能耗低于20 J、不同空洞圆心距下的覆盖盲区差异度最高为0.24,证明所提方法具有较好的无线传感网络覆盖盲区检测效果。

基于图注意力网络的城市内涝积水预测与研究

极端暴雨天气多发频发造成的城市内涝,严重威胁居民的人身财产安全,准确高效的内涝点积水面积预测在提高城市灾害应急处置能力中发挥着至关重要的作用。为了提高城市内涝点积水预测的准确性和直观性,提出一种基于GAT和LSTM网络的GATLSTM组合预测模型,通过GAT提取积水信息局部空间特征,并通过节点分配权重的方式加强对关键信息序列的记忆,随后采用LSTM提取积水面积序列的时间特征,对内涝点积水面积进行预测。以开封市区某内涝点的积水数据建立模型并评估验证,将GATLSTM模型和LSTM、GAT以及GCNLSTM模型进行对比,结果表明:GATLSTM模型的预测精度优于另外3种模型,能够准确地对内涝点积水面积进行预测,可以为防汛工作和应急响应措施的制定提供科学依据。

改进骨架提取的Voronoi图导航中骨架重构算法研究

基于Voronoi图的路径规划算法在复杂环境导航过程中会因环境改变和Voronoi图结构的不变性,使全局路径规划器陷入最短路径搜索“陷阱”,导致导航失败。针对这一问题,提出一种改进骨架提取的Voronoi图导航骨架重构算法。对栅格地图进行预处理,生成全局初始骨架;结合激光雷达观测模型更新代价地图,通过改变代价地图的更新方式辅助骨架重构,实现机器人正确导航。对比实验结果表明,所提算法使骨架重构具有“记忆性”,在保证导航实时性的同时,提升了骨架算法的导航鲁棒性。

基于Voronoi图与条件随机场的自然场景文本检测方法

在自然场景中准确有效地检测文本是一项艰巨的任务,故提出一种基于条件随机场(CRF)框架的场景文本检测方法。通过利用贝叶斯推断估计文本极大值区域的置信度作为一元成本项,通过使用维诺图(Voronoi图)来构建CRF空间邻域信息,从而构建图模型,通过最大流算法最小化成本函数区分文本与非文本标记;利用字符的几何特性通过聚类方法聚合成行。实验结果表明,该算法比传统基于最大稳定极值区域(MSER)算法性能有所提高,自然场景文本检测正确率能达到87%。

基于加权Voronoi图的农村居民点用地适宜性评价及分区管控

随着经济社会的快速发展和城镇化的加快推进,农村人口向城镇集中,造成大量农村宅基地闲置或低效利用,加之宅基地布局散乱、基础设施配套不全,严重影响农村土地利用效率提升和人民生活水平的提高。本文以景泰县为例,在测算农村居民点整治潜力的基础上,应用加权Voronoi图进行农村建设用地适宜性评价和空间热点分析,探究农村居民点布局优化方向与发展的路径策略。结果表明,景泰县农村居民点整治潜力为876.16 hm2,整治潜力较大;农村建设用地适宜性整体较好,但各区域的差异较大,划分为适宜性好、较好、一般、较差、差5个等级;在此基础上将研究区划分为5种农村居民点发展模式区,并针对性地提出管控策略,为更好地开展国土空间规划编制、提高农村土地利用效率,助推乡村振兴提供参考和借鉴。

基于Voronoi图和距离衰减效应的模糊实例空间并置模式挖掘算法

空间并置模式挖掘用于发现一组空间特征,它们的实例在空间中频繁地相互邻近。传统的空间并置模式挖掘过程中,将空间实例抽象成点对象,每个实例对应一个确定位置。然而,规模较大的空间实例有多个重要位置点(如医院、公园入口),其空间位置因对其入口的认知不同而存在差异,具有模糊性。对于这些模糊实例,本文考虑其重要位置点对该实例规模的贡献,重新定义实例间的邻近度。此外,传统的并置模式挖掘方法忽略了特征实例的空间分布密度以及邻近实例间的邻近程度,采用静态的距离阈值来识别邻近实例。本文考虑特征的分布密度,用Voronoi图自适应提取不同特征的邻近实例,结合邻近实例的距离衰减函数,更加科学地描述实例间的邻近度。提出一种同时考虑模糊实例规模和距离衰减效应的空间并置模式挖掘方法,为实现快速挖掘,设计了极大团和哈希表搜索参与实例的挖掘框架。在真实数据集和合成数据集上进行实验,验证本文的算法可以发现传统空间并置模式挖掘方法所忽略的有意义模式。

城市轨道交通安检系统智能判图模式研究与设计

为提升城市轨道交通安检系统判图效率及准确率,设计一种新颖的判图模式,将AI(人工智能)图像识别技术与人工集中判图技术有效结合。首先针对逢液必检现状引入液体检测算法,避免对安全液体的开包查验,其次按安检品风险等级进行分类处理,最后结合AI置信度判断、人工抽检或必检判图对安检品进行判定。本判图模式可根据不同阶段下AI图像识别准确度和判图需求灵活调节AI介入深度,随着AI图像识别准确度的不断提升,逐渐从AI为辅、人工为主判图模式向AI为主、人工为辅的判图模式平滑渐进迭代,最终实现完全智能判图模式。通过案例分析可知,在不降低城市轨道交通车站安检水平的前提下,本判图模式可以进一步达到前端过检增速、后端降本增效的目的。

城市史视野下石刻《平江图》的时空解读

石刻《平江图》是传世最早的苏州城市地图,内雕“交龙”图案,正中刻有“平江图”三字,采用平面与立体相结合的表示方法,形象易读,是我国地图学和建筑艺术的珍品,同时也是研究苏州古城格局的重要史料。本文以城市史作为研究视角,对该石刻地图进行时空解读,在追溯其成碑时间和绘制者基础上,分析该图中所蕴含的苏州古城四大基本格局,即以政治军事为主导的府城规划、双棋盘式的城市格局、独特的坊巷结构和“前桥后寺”的信仰空间,并探讨其学术价值和地位,以期为苏州城市史研究提供参考。

基于非匀质空间下Voronoi图的城市影响范围研究

为解决城市影响范围研究中忽略非匀质空间的问题,本文以光栅扫描算法为基础,提出了一种非匀质空间下面状加权Voronoi图生成算法。首先,对面状目标和栅格空间赋予不同的权重;其次,采用3×3邻域模板进行十字交叉4次光栅扫描,在距离变换中按栅格像元传递权重对距离进行分解,完成非匀质空间下面状加权Voronoi图的生成;最后,以山西省11个地级市为研究区,进行了验证。结果表明,改进后的算法实现了非匀质空间面状加权Voronoi图的生成;相比点状加权V图,城市之间权重差异较大,距离较近时,面状加权V图更适合城市影响范围划分。

晚清重庆的城市文化景观探析——以《渝城图》为例

重庆凭借着水路交通和山地资源,成为长江上游繁荣发展的商业重镇。先后经“四筑渝城”,最终形成了独特的城池形态。清代是古代重庆城市发展的最后一个阶段,继承了历代的地域文化精髓,成为古代山地空间城市建设的典范。但由于年代久远和现代城市建设的叠加,重庆城池遗址的保存早已不完整,历史舆图的研究为晚清重庆城市空间特征提供了重要线索。文章将以《渝城图》中描绘的重庆独特城池形态与滨河商贸空间为基础,结合文献及图像资料,从城市形态学视角浅析晚清重庆城市的城市文化景观要素,进而总结其空间特征,并通过对重庆环境风水、经济利益、社会意识的考察,探讨形成晚清重庆城市空间特征的背后原因。

基于实景三维的城市一张图CIM平台的建设研究

文章对基于实景三维的城市一张图CIM平台建设展开了研究。其中,通过整合实景三维数据、社会管理数据和城市运行数据,CIM平台实现了全景展示、数据分析和决策支持等功能。该平台在城市规划与管理中具有重要意义,能够提供全面、直观的城市信息和工具,从而提升城市管理效能并推动其可持续发展。

文人画“意境”对于公园城市建造的启示探究——以《辋川图》为例

“文人画”是中国传统绘画的一种综合表达形式,强调自然景观和人文情怀,通常以山水等为题材,追求意境和气韵的表达。“公园城市”概念的出现作为中国城市化发展模式的一大重要转变,致力于以“生态文明”和“以人民为中心”为发展理念打造一种新型自然人居友好型理想城市。无论是“文人画”还是“公园城市”,它们的逻辑起点与发展锚点皆聚焦于不同时空下对“人”的关注,并突出人本和谐与公平公正的价值追求。本文将以《辋川图》为例,探究文人画中“亲近山水”的自然思想、“朴素简逸”的精神表达及“空灵静寂”的禅宗美学,以此对“公园城市”的建设理念进行分析,揭示文人画对于现代公园城市建设在营造自然和谐、追求品质生活以及促进文化驱动等层面的价值与启示。

Voronoi图的扩展、生成及其应用于界定城市空间影响范围

在总结国内外文献的基础上 ,提出了常规Voronoi图的两种扩展形式 ,即线的加权Voronoi图和面的加权Voronoi图 ,并在地理信息系统软件Arc/Info的支持下 ,实现了基于栅格方法的若干类Voronoi图的自动构建 ,这种方法可以处理任意图形的线状和面状发生元情形 .以界定河南省城市空间影响范围为例 。

基于加权Voronoi图的城市经济区划分方法探讨

在分析目前划分城市经济区的方法的基础上,考虑到加权Voronoi图几何性质的独特性、在空间分割上的合理性以及计算机自动生成的可行性,试图将其应用于城市体系研究.通过深入分析城市断裂点理论的性质,并应用加权Voronoi图对其扩展,发现了包括传统断裂点在内的城市吸引范围的理论上的准确边界,提出了"断裂弧"的概念.通过构建两种不同形式的加权Voronoi图,提出了确定区域中心城市和划分城市经济区的新方法,并以河南省为例进行了实证分析.

Voronoi图用于确定城市经济影响区域的空间组织

确定城市经济影响区域的空间组织是一项十分复杂的工作,在区域规划和城市规划中有着重要的理论和实际意义.目前,通常是利用数理统计的方法进行城市的分级,并以此来确定区域中的中心城市,未充分考虑区域空间中城市之间的竞争关系;确定城市经济影响区域时,往往采用断裂点公式来划定两两城市之间的分界线,当城市的数量较多时,这种方法有困难且工作十分繁杂.本研究提出可以用Voronoi图来确定各级城市的空间影响区,并利用Voronoi多边形邻居关系的性质来确定城市体系中不同等级城市之间的空间组织关系.