大数据时代空间信息与数字技术专业建设探讨

面对大数据时代“空间信息与数字技术”专业建设的挑战,如何适应经济社会发展的人才需求,培养兼具“信息技术”+“领域知识”的“空间信息与数字技术”专业的复合型人才,是该专业持续建设需要着重探讨的问题。从创新“3332”人才培养模式、重构“信息技术+领域知识”的课程体系、构建“基础-综合-创新”相结合的实践教学体系三方面对该专业的建设问题进行了探讨,给出了与之对应的专业建设的具体措施、路径与办法,以期为大数据时代“空间信息与数字技术”专业建设和人才培养提供参考,以满足国家战略对该专业高层次复合型人才培养的需求。

立德树人视域下空间信息智能类课程群案例教学研究

课程群是深化协同育人教学模式的有效载体,有助于践行“立德树人”的根本任务。同时,案例教学能够促进跨学科融合,提高学生的综合素质和实践能力。本文从空间大数据智能课程群的特点出发,强调了进行教学改革所需的数字化案例库的特点和特色。进而从系统设计的角度,阐述了案例教学知识共享平台设计思路。

地理空间信息采集与处理备赛的探索与实践

全国职业院校技能大赛对提升教师教学实践能力和学生职业技能水平有积极的推动作用,在备战地理空间信息采集与处理赛项过程中,需要科学的理论及方法来支撑训练和比赛。为此,构建“一体三段六融合”备赛培养模型,通过对训练体系、关键要素进行提炼和总结来提高参赛选手职业技能水平,结合备赛过程中常见问题提出可行的应对策略并进行实践,取得了显著成效,可供测绘类竞赛提供参考。

汉语发展性阅读障碍儿童视觉空间信息加工能力的可塑性:基于心理旋转实验

视觉空间信息加工能力在阅读中起至关重要的作用。以二年级(阅读启蒙阶段)和五年级(阅读运用阶段)的发展性阅读障碍儿童为被试,采用心理旋转实验范式,探究汉语发展性阅读障碍儿童在“真字”和“非字”心理旋转任务中视觉空间信息加工能力的差异。结果发现:五年级阅读障碍儿童在“真字”心理旋转任务中表现显著优于二年级阅读障碍儿童,两者在“非字”心理旋转任务上无显著差异。这表明,比起生理成熟,后天教育学习更能有效改善发展性阅读障碍儿童视觉空间信息加工能力。因此,对发展性阅读障碍儿童的早期干预是可行的。

基于特征优选和机器学习的第四系空间信息提取研究

【目的】第四系土体是土质滑坡的主要物源,其分布及厚度是开展土质滑坡隐患识别的重要基础。随着机器学习技术的兴起,图像分类技术与人工智能算法结合已成为遥感识别的主流。【方法】以三峡库首秭归向斜盆地为研究区,以Landsat-8影像为基础数据源,以区内现有土质滑坡数据构建样本,采用机器学习软件EnMAP-Box,建立第四系厚度及空间分布信息的随机森林分类模型,筛选出用于识别第四系土体厚度的最优特征子集,得出第四系相对厚度空间分布。【结果】结果表明:Landsat-8遥感影像的光谱特征、主成分、植被指数、湿度、坡度、绿度、均值等与第四系厚度具有强相关性,可作为识别第四系土体厚度的重要特征因子;随机森林模型能有效识别第四系土体厚度信息,且对岩质区提取精度较高;经实地调查验证,模型性能均衡,预测结果合理,可用于多植被中低山区环境的第四系识别。【结论】研究成果可为土质滑坡隐患识别和风险防控提供重要数据支撑。

基于GF-1卫星影像数据融合的冬小麦田空间信息提取

为给高标准农田建设规划和粮食安全生产措施的制定提供准确信息,在对国产GF-1/PMS卫星影像进行辐射定标、大气校正、几何校正和裁剪等预处理的基础上,经过影像融合提取了高标准麦田多地物的点像元光谱信息,通过分析不同地物光谱特征,利用波段反射率、归一化差值植被指数(NDVI)和差值植被指数(DVI)构建植被光谱特征指标阈值,进而对冬小麦田及非麦田进行分类,以获取高标准麦田的空间分布信息。结果表明,光谱特征指标选择BR_(4)>0.3、NDVI>0.619和DVI>0.317,可以较准确地从影像中识别出冬小麦田,并减少田间道路被误判为冬小麦田像元。在非麦田分类中,选择BR_(3)>0.15和BR_(4)>0.2,可将建筑用地与河流(沟渠)区分开。利用田间样方统计面积和遥感提取面积进行精度验证,总体精度可达97.33%,说明通过中、高空间分辨率遥感数据融合,结合多重光谱特征指标建立合理的分类阈值,可以准确提取冬小麦田及非麦田的分布信息。

空间信息技术在二氧化碳封存监测中的应用现状及展望

系统梳理了不同空间信息技术在CO_(2)封存监测中的应用现状,分析了空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战,并对空间信息技术在CO_(2)封存监测中的发展前景进行了展望。目前在CO_(2)封存监测领域应用的空间信息技术主要有涡度相关法、遥感技术、地理信息系统、物联网技术和全球导航卫星系统等5类,涉及监测数据获取、定位与数据传输、数据管理与决策支持等3个环节。空间信息技术在CO_(2)封存监测中面临的挑战主要包括:针对不同监测目的、不同搭载平台以及不同监测场地,需选取与其相匹配的空间信息技术;针对空间信息监测数据来源广、数据量大的特点,需建立有效的数据存储与计算能力;空间信息技术需要与目前成熟的监测技术进行交互验证,促进协同作业。未来需建立空间信息技术监测方案设计方法与标准,建立跨尺度监测技术的协同应用方法,形成空间信息技术与人工智能和高性能计算技术协同应用,加快空间信息技术在中国碳封存项目中的应用。

面向空间信息网络的免配对无证书链上接入认证方法

传统的地面网络接入认证方法存在单点故障和证书分发过程不透明的问题,难以应对空间信息网络中高度复杂和动态多变的拓扑网络,因此提出了一种面向空间信息网络的免配对无证书链上接入认证方法。首先,结合联盟链和无证书公钥密码分发技术,构建了星链通信模型。在此基础上,提出了基于区块链的免配对无证书公钥-椭圆曲线混合加密算法,设计了接入认证机制,以保障接入认证过程的安全性和操作的可追溯性。最后,通过扩展的区块结构记录接入认证清单,设计了批处理机制,实现高效切换。安全分析与仿真结果表明,所提方法与现有方法相比,在提供更强安全性保障的前提下,降低了信令开销约50%、认证时延至少约12.4%、批处理认证时延约23%。

一种多状态空间信息网络拓扑生成算法的优化

空间信息网络是一种具有节点运转高速性、周期性的网络。随着近地轨道卫星日益增多,空间信息网络拓扑动态性极强,网络拓扑抗毁优化问题将具有研究意义。在考虑卫星组网的可视性、卫星节点的连接度、以及整个网络通信链路数等多种状态情况下,以最小化网络中卫星节点间的端到端时延为优化目标,构建一个满足多种约束条件的网络拓扑优化模型,提出一种优化后的模拟退火算法对模型进行求解,在模拟退火过程中创新性的提出了网络流算法进行邻域求解。实验表明,模拟退火混合求邻域算法显著优于模拟退火随机求邻域算法。

基于移动GIS的招商空间信息系统设计与实现

针对诸多招商信息系统缺乏地理空间信息数据展示的问题,综合运用地理信息技术、移动互联网和数据库技术,以空间地理信息为载体,设计在线与离线的运行模式,方便用户随时随地使用空间信息服务,满足各级用户的工作需要,有效提高政府人员的工作效率,为招商引资、展示城市风貌提供信息化辅助手段。

面向地理空间信息产业的专硕培养问题与对策

地理空间信息产业对于应用型研究生需求非常迫切。研究生招生规模的扩大给高校人才培养带来了机遇与挑战。我国高校面向地理空间信息产业的应用型研究生培养存在与学术型研究生培养“同质化”的问题。为扭转“专硕培养学硕化”倾向,在充分调研的基础上,准确描述专硕培养现状,梳理总结存在的问题,深入分析了问题成因,并针对现实培养过程中存在的问题,提出了完善专硕培养定位和要求认知网络、制定并落实实践导向鲜明的专硕培养方案、充实完善专硕型人才培养导师库以及建设可用、耐用、实用的工程教育实践基地。

大数据时代高校空间信息类专业中的点云智能处理教育与探索

目的:当前,随着大数据、云计算、物联网与人工智能等新技术的迅速发展以及在各学科的渗透,以海量激光点云为数据基础的数字现实时代已经来临,要求点云数据处理课程面向大数据智能化推进理论和实践教学改革。方法:文章以南京邮电大学物联网学院的本科课程——点云智能处理与应用为例,阐述该课程的教学体系及课程教学内容、实践教学内容的设计,并结合当前新型激光传感器与车载、机载等移动平台以及人工智能数据处理算法发展成果,将相关大数据智能化领域的新技术、新理论以及新案例融入传统课程教学中,摒弃以往僵化的教学模式,采用整体性思维重新组织与设计教学内容,完善学生的知识体系;强化实践教学设计与提高科研竞赛参与度,在实践与科研竞赛活动中实现与理论知识的融会贯通;综合应用问题驱动法与案例教学法等多种教学方法,增强学生的学习积极性,实现此课程的初步改革设计。结果:实践表明,通过以上教学与实践改革,学生的课程参与度明显提高,学生的独立思考能力得到锻炼,实践操作水平进一步提高。结论:文章的研究为大数据智能化时代空间信息类专业相关课程改革与实践以及培养具有人工智能背景的专业人才提供了参考,具有一定的借鉴价值。

基于空间信息技术的美术馆导示系统设计与应用

导示系统在场馆导引中发挥着重要作用,传统以静态导引牌作为主体的导示系统在位置引导定位、信息传递、路径规划等方面存在及时性和便捷性方面的弊端。本文提出一种基于空间信息技术的美术馆导示系统,可以借助卫星定位系统、地理信息系统和遥感等技术,为观众提供包括精准定位在内的多种便捷服务,很大程度上优化了观众的看展体验。可以预见,未来以空间信息技术为主体的导示系统将成为场馆导示系统的主流。

传输通信的电子集成网络系统与空间信息技术模式的研究

在信息时代背景下,为保证移动通信质量和效率,本文提出一套行之有效的空间信息与移动通信传输系统的集成应用方案。首先,根据数据传输通信方式与介质,研究了网络系统集成方法。其次,结合空间信息与移动通信技术集成应用意义,从移动互联网接入技术、无线接入技术、传输组网技术、集成组网系统模式等多个方面入手,应用空间信息技术与移动通信技术,对集成网络系统模式进行设计和实现。最后,介绍空间信息与移动通信技术在物流配送、公安、交通管理等领域中的集成应用案例。本研究旨在为相关人员提供有益的借鉴和参考。

空间信息技术在土壤重金属污染研究中的应用

空间信息技术发展迅速,在环境保护和环境污染防治方面应用前景广阔。土壤重金属污染对人体健康和生态平衡的影响十分严重,是中国相当重视的环境问题。利用空间信息技术,可以获取土壤重金属的含量、空间分布、来源等相关信息,对于开展土壤环境风险评估、污染治理、长期监测等工作具有重要意义。本文综述空间信息技术在土壤重金属污染研究中的应用。

空间信息网络时变图建模方法

空间信息网络是星地融合网络中一个重要组成部分,其拓扑具有时变性和可预测性。采用一个合适的时变图模型来表征时变的空间信息网络,对于空间信息网络性能分析至关重要。首先阐述了空间信息网络的特性,然后介绍了多种空间信息网络时变图模型的建模方法,包括快照序列图、时间扩展图、存储时间聚合图和多功能时间扩展图,并且分析了它们的特征和优缺点,为6G星地融合网络的研究奠定基础,为网络性能分析提供了理论支撑。

基于空间信息与视频结合的直接定位方法

无人机遥感具有机动灵活、成本低、时效性强等优势,已成为获取地面目标图像信息的重要手段。目标的准确定位在目标识别、图像处理和分析中发挥着至关重要的作用。为满足在虚拟试验环境中高精度还原实际物理环境中建筑物、标识物等目标位置信息的现实需求,构建适用于三维GIS的无人机地理视频数据模型,通过硬件级别的同步将无人机的位置、姿态信息和视频融合建立视频数据和空间数据的对应关系,利用无人机飞行位置、姿态还原与视频匹配等技术方法实现对目标的定位,经多组计算视频定位数据与高精度GNSS设备实地采集数据对比,实现了其位置最大偏差值为5.772 m的定位精度,中误差为3.817 m,基本满足无人机对地面目标定位需求。

面向任务的空间信息网络关键节点分析模型

为了挖掘真实任务场景下空间信息网络中的关键节点并着重对其加以保护,从空间信息网络在体系背景下承担的使命任务出发,借助作战环理论对其中的节点类型和信息流动关系予以区分,考虑空间信息网络的高动态性,利用时变图的分析方法对网络进行建模。在空间信息动态网模型的基础上考虑作战环的形成时长赋予作战环价值系数,结合传统复杂网络指标提出了空间信息网络在面向任务时的节点重要性评价指标——时效环介数。通过实验仿真,对比时效环介数与度中心性、以作战环数量为指标的节点重要度,从方法本质上说明了在任务场景下通过时效环介数分析得到的关键节点有效性和合理性。

多元历史空间信息挖掘与可视化表达技术研究——以上海红色地名文化为例

上海作为中国共产党的诞生地,留下了丰富的红色资源。在制作红色文化产品时总是需要花费大量的人力物力去搜集和分析资料,进而提取有用的信息,且这些产品的表现形式较为单一,没有形成系统的技术体系去完善资源挖掘分析、数据整合存储以及多样可视化表达。为解决这一问题,本文以上海红色地名文化为例,通过研究多元历史文化综合数据库结构、基于语义分析的红色地名文化挖掘技术、基于多元时空叠加的可视化表达三个关键技术点,形成以空间地理信息为基础的多元历史文化成果转化体系,并在系统开发和红色图集制作方面得到了较好的应用。

新增地物对文化遗产地颐和园的影响:基于空间信息的认知与应对

人类建设行为对文化遗产地保持其原真性与完整性构成挑战,需要加以严格控制新增地物的数量、高度和密度。如何理解并应对建设行为对于文化遗产地的影响,是我们需要共同面对的科学与政策问题。基于空间观测信息,文章从颐和园缓冲区新增地物变化及其对文化遗产的影响、社会认知以及采取的措施等方面进行探讨,并以新增地物变化带来的直接与间接影响的若干案例,展示空间信息技术在文化遗产监测、评估中的作用,提出应对新增地物变化影响的文化遗产保护若干建议。