高斯感知约束空间异常的相关滤波目标跟踪

针对目标在复杂场景运动过程中容易出现跟踪丢失问题,提出一种高斯感知约束空间异常的目标跟踪算法。以高斯均匀分布为分布规律建立目标特征采样点,采用卷积结构提取目标的外观模型以及权重模型;为了约束空间异常,在目标函数中构建空间正则项,同时更新目标权重模型,减小空间过拟合的产生,增强跟踪器的空间异常适应性;应用加权最小二乘法思想,获得权重响应模型中心,确定目标中心,更新跟踪位置,增强跟踪器鲁棒性。使用OTB2015和UAV20L数据集,与其他主流相关滤波算法相比,该算法在目标运动导致低分辨率、遮挡等复杂条件下,跟踪成功率以及跟踪精度较高。

基于空间自相关的常规城市公交车辆危险驾驶热点路段识别

为了获得公交危险驾驶状态的空间分布特征,采用空间自相关性分析方法,识别危险驾驶状态的空间集聚性,确定危险驾驶状态热点路段,并对显著性影响因素进行分析。首先,采集4个季度各1周公交车辆卫星定位数据样本,修复重复数据、异常数据和缺失数据,并以公交站点为节点划分空间区段,对每个区段进行编号;接着,将速度过快、急加速、急减速和急转弯确定为危险驾驶状态,参照车辆运动学特性获得4种危险驾驶状态阈值,并计算4种危险驾驶状态的统计学指标和全局莫兰指数,结果表明,公交车辆危险驾驶状态具有空间集聚性(空间随机分布概率p<0.01,标准差得分值Z>2.58),速度过快状态(全局莫兰指数为0.731)的空间集聚性最为显著;然后,分别对4种危险驾驶状态进行局部空间自相关性分析,绘制了90%、95%和99%置信度下的莫兰散点图和Lisa集聚图,结合城市地图,获得危险驾驶状态的热点路段;最后,选取路段长度、车道数、平直度等9个指标,对比分析了OLS模型、SLE模型、SEM模型和SDM模型的拟合优度,采用SDM模型获得4种危险驾驶状态的显著性影响因素。文中研究结果可为公交车辆危险驾驶状态空间识别、精细化安全运行管理提供理论依据。

中国城市物流发展潜力评价及空间自相关演化

对于中国城市物流发展潜力的充分认识有助于优化我国物流发展布局,提高物流效率。但是在现有的研究中缺乏对于中国城市物流发展潜力的认识。基于此,通过对2009-2021年中国284个地级及以上城市的物流发展潜力进行评价,并运用空间自相关的研究方法,对2009-2021年中国城市物流发展潜力的变化情况以及空间自相关的演化情况进行了分析,得到以下研究结论:目前我国城市物流发展潜力现状表现为东高西低,京津冀、成渝、长三角、珠三角表现优异,总体呈现十字型布局,以武汉、郑州为代表的中部城市正在崛起;在此期间,中国城市物流发展潜力总体处于缓慢增长的态势,但是城市之间的差距依然非常大;中国城市物流发展潜力总体呈现集聚情况,这种集聚总体呈现出先增高再减小的趋势;中国城市物流发展潜力集聚情况总体变动较小,并且大多数城市处于LL(低低)集聚之中,HH(高高)集聚型城市数量有所增加。

基于空间句法与POI数据相关性的新旧城区空间对比分析——以南昌市旧城区和红谷滩新区为例

借助POI数据,使用Depthmap和ArcGIS中的核密度估算法缓冲区分析,对南昌市旧城区和红谷滩新区的城市空间进行研究,分析并对比两者日常服务设施POI集聚情况及其与城市道路空间结构的相关性。结果显示:旧城区城市空间中,道路空间结构的局域整合度与日常服务设施POI集聚相关性显著,六类日常服务设施POI集聚的核心位置多样,“饮食娱乐”不与道路空间结构相关;红谷滩新区城市空间中,道路空间结构的全局整合度与日常服务设施POI集聚相关性显著,六类日常服务设施POI集聚的核心位置单一,“服务住宿”不与道路空间结构相关。

重庆市绿色空间景观格局与PM_(2.5)浓度时空相关性

空气中的细颗粒物对人民群众身体健康产生严重威胁,探究绿色空间景观格局对PM_(2.5)浓度的影响,有助于通过调整绿色空间格局降低PM_(2.5)浓度。以重庆市1980~2020年土地利用遥感监测数据和PM_(2.5)浓度数据作为基础数据,通过景观格局指数法、空间自相关分析研究绿色空间景观格局及PM_(2.5)浓度变化特征,再通过时空地理加权回归(GTWR)模型研究绿色空间景观格局指数变化对PM_(2.5)浓度的影响及其时空异质性。结果表明:①重庆市PM_(2.5)浓度从1980年至2010年逐渐上升,2010年至今逐渐降低;同时,其空间分布具有显著聚集特征,主要显示为东部低-低聚集、西部高-高聚集的特征。②林地、草地和耕地的面积指数(TA)、斑块密度指数(PD)和斑块连接度指数(COHESION)与PM_(2.5)浓度具有显著的相关性。其中,林地面积指数呈负影响,耕地、草地面积指数呈正影响;林地、草地斑块密度指数呈正影响,耕地斑块密度指数呈负影响;林地、草地和耕地斑块连接度指数均呈负影响。③主城都市区内,草地面积指数和耕地斑块密度指数对PM_(2.5)浓度的负影响较强。渝东北三峡库区城镇群和渝东南武陵山区城镇群内,林地聚合度指数(AI)、斑块密度指数和斑块连接度指数以及耕地面积指数对PM_(2.5)浓度的影响较强。

基于频域阈值处理广义互相关和空间筛选的多源局部放电定位方法

该文针对电力设备的多源局部放电定位问题,提出了基于频域阈值处理广义互相关(frequency domain threshold processing generalized cross-correlation,FDTP-GCC)和空间筛选的多源局部放电定位方法。为实现多源局部放电超声信号的同源时间差提取问题,该文提出了FDTP-GCC算法,该算法直接应用于超声传感设备采集的原始信号,在频域内通过设置幅度谱阈值排除干扰频段,幅度谱归一化突出多源信号时间差的冲激函数特征,直接得到对应同源信号的时间差。通过仿真证明了FDTP-GCC算法进行时间差估计的高准确性、高稳定性、高抗噪能力。为解决FDTP-GCC算法带来的同源时间差分离的问题,该文提出了基于空间筛选的多源局部放电定位方法,并分析了采用基于解析解的算法和智能算法进行空间筛选的定位性能。最后采用双局部放电源进行了定位试验,试验结果表明该文方法提取的时间差误差均在1μs以内,两个局部放电源的定位误差为20.53cm和4.93cm。

基于空间相关性的高原山区村庄分类与布局优化

村庄分类是编制村庄规划和制定发展策略的重要基础。本研究以典型高原山区——云南省玉龙县为研究对象,首先运用层次分析法构建“三评价”(生态敏感性评价、发展潜力评价、建设适宜性评价)指标体系;其次对“三评价”进行空间相关性分析,得到初始村庄分类结果;最后运用状态空间法计算村庄承载力,对初始村庄分类进行修正,得到最终的村庄分类。结果表明:研究区村庄具有显著的高原山区空间分布异质性,其“三评价”空间自相关系数分别为0.343、0.253、0.110;60%以上村庄处于可承载状态,承载力较高区域集中于研究区的东南、西北和中部地区;经综合承载力测算修正后,特色保护类占23%,城郊融合类占4%,搬迁撤并类占15%,集聚提升类占40%,暂不明确类占18%。针对不同类型的村庄,结合承载力的计算结果,提出布局优化策略。研究结果可为乡(镇)级国土空间规划编制和“多规合一”实用性村庄规划实施提供方法参考和依据。

考虑地震事件内空间相关性的区域概率地震危险性分析

一次地震事件不同地点的地震动强度参数与结构响应参数之间是空间相关的,相关的地震效应将导致地震损失急剧集中与积累,从而造成灾难性事件,但是现有的区域尺度地震风险评估并没有考虑地震动的空间相关性。该文采用地统计学方法表征地震事件内地震动强度参数的空间相关性,提出了理论半变异函数的几何稳健估计方法,并采用加权最小二乘法实现对短距离空间相关性的准确高效评估。以新潟越冲地震为例,基于指数半变异函数模型,采用加权最小二乘法对几何稳健估计半变异函数值进行拟合,得到了PGA、PGV和0 s~10 s谱加速度的空间相关性函数,提出了变程b值的预测模型,结果表明:相比于短周期谱加速度,长周期谱加速度的空间相关性衰减速率更小,且在T=0.45 s处存在拐点。将所开发的空间相关性模型应用于区域概率地震危险性分析,采用Monte Carlo方法实现了空间相关随机场的区域地震动强度参数的模拟,改进了传统区域地震危险性分析的方法,发现绝大多数情况下考虑空间相关性的年超越概率大于未考虑空间相关性的年超越概率,表明考虑空间相关性对于建筑群落及基础设施风险评估、韧性城市建设等具有重要的指导意义。

基于不同权重的土地利用空间自相关模型对比分析——以元谋县为例

[目的]研究不同空间权重矩阵对土地利用空间自相关模型的影响。[方法]以元谋县土地利用变量为基础,首先分析不同权重矩阵下土地利用类型及其驱动因子的空间自相关性,建立基于queen权重矩阵、rook权重矩阵和距离阈值权重矩阵的耕地时空格局演变的空间自回归模型,选取拟合优度、最大似然对数值、赤池信息准则、施瓦茨信息准则、影响因子数量和模型残差空间自相关性等参数作为模型评价指标,对比分析经典线性回归模型、空间滞后模型和空间误差模型的差异。[结果]2018年元谋县土地利用类型和土地利用驱动因子在不同空间权重矩阵下均呈现出较强的空间正相关关系。通过对比3种权重矩阵的经典线性回归模型、空间滞后模型和空间误差模型,发现在同一空间自相关模型中,基于距离阈值权重矩阵的空间自回归模型的拟合效果较好,基于同一个空间权重矩阵,空间误差模型的拟合效果较好。[结论]空间相关性与空间权重矩阵有关,基于距离阈值矩阵的空间误差模型的拟合度最高,解释能力最强,能更好表征云南高原山区的土地利用格局的空间演变。

基于莫兰指数的31地区高校科研经费空间相关性的研究

R&D经费的合理高效配置,对提升国家创新能力、增强国家发展竞争力、实现经济社会可持续发展尤为重要。为研究高校R&D课题经费的空间相关性,本文基于莫兰指数对高校R&D课题经费的空间相关性进行探索,得出高校R&D课题经费投入规模持续增长、地域差距较为悬殊、其投入在空间上不存在明显相关性但局部地区呈聚集态势等结论,并提出破解高校R&D课题经费投入区域间不均衡难题的建议,包括加大各地区高校科研领域经费的投入、构建多渠道筹措科技经费长效机制、多措并举提高资金使用效益等。

球状星团成员星的空间相关性分析

以球状星团NGC(New General Catalogue)104、NGC 5139、NGC 6121为实验样区,选取了视差等10个恒星参数,通过引入地学中的空间分析理论和相应的分析框架为定量描述球状星团成员星的空间分布特征提出了一种基于地学的研究范式.通过计算全局和局部莫兰(Moran)指数得到球状星团成员星各恒星参数的空间分布特征.研究结果表明:球状星团NGC 104、NGC 5139、NGC 6121成员星的各恒星参数在总体上呈现出空间正相关特性,表现出空间集聚特征,但不同恒星参数之间存在差异;局部空间分布也呈现聚集特征,而不同的成员星呈现出不同的空间分布特性和趋势.总体而言,用地学空间相关分析系统地定量化描述球状星团成员星空间分布特征,能够为球状星团的研究提供新的思路.

乡村振兴与城乡融合发展的协调度及其空间相关性

基于2011—2020年中国30个省、自治区、直辖市的面板数据,采用协调度模型和探索性空间数据分析法,实证分析乡村振兴与城乡融合发展的协调度及其空间相关性。结果表明:乡村振兴水平整体呈现波动式上升趋势,其空间格局具有“东高西低”的特征,且这一特征日益弱化,但南北差异不断扩大、“南高北低”的特征日渐凸显;城乡融合发展水平逐年上升,也展现出“东高西低”的空间分布特征;乡村振兴与城乡融合发展的协调度呈现稳定增长态势,其中西部地区增长速度最快,年均增长率为2.00%,东部地区增长速度最慢,年均增长率为1.07%;乡村振兴与城乡融合发展的协调度存在显著空间相关性,其中高-高聚集区主要分布在东部地区,且呈现由沿海地区向内陆地区延伸的态势;低-低聚集区主要分布在西部地区,且其空间聚集程度呈现减弱趋势;低-高聚集区主要分布在中部和东北地区。据此,建议差异化制定乡村振兴策略,构建城乡区域均衡发展体系,形成乡村振兴与城乡融合发展间科学有效的互补机制。

城市路网中心性与创新空间布局的相关性研究——以杭州市区为例

文章以杭州市区为例,结合POI数据与道路网络矢量数据,利用多中心评价模型、核密度估计与Person相关系数法,探究城市路网中心性与创新空间布局的相关性。研究表明:(1)杭州市区内各类创新空间与城市路网中心性均具有显著的正相关关系;(2)创新企业空间与路网中心性的相关性最强,而创新知识空间与路网中心性的相关性最弱;(3)与直达中心性和介数中心性相比,道路网络的临近中心性与创新空间布局的关系最为紧密。

西部地区农业绿色发展水平评价、区域差异及空间相关性分析

本文从资源节约、环境友好、质量高效、乡村发展4个方面构建评价指标体系,使用熵值法和泰尔指数客观评价和分析西部地区2011—2021年农业绿色发展水平及其区域差异,在此基础上再运用莫兰指数检验各省份之间农业绿色发展的空间相关性。结果表明:(1)西部地区各省份农业绿色发展水平均得到了显著的提升,其中资源节约和质量高效两大方面发展较快,乡村发展次之,环境友好是其发展短板。(2)西部地区2011—2021年农业绿色发展水平总体差异呈现出“W”形的波动态势,各省份的农业绿色发展水平差异是在波动中不断缩小的,且西南区域内差异要比西北区域内差异的泰尔指数更趋于稳定。(3)西部地区各省份农业绿色发展水平存在空间聚集现象,且西南区域省份多偏向“高—高(H—H)”聚集状态,西北区域省份多偏向“低—低(L—L)”聚集状态。最后提出注重西部地区环境友好和乡村发展,补齐农业绿色发展短板,加强区域化合作与交流,落实区域协调发展战略,推进形成“高—高(H—H)”聚集区域等建议。

基于空间相关性增强的无人机检测算法

针对无人机(UAV)体积小、复杂背景下特征难以提取导致被误检和漏检的问题,提出基于自适应上采样和空间相关性增强的无人机小目标检测方法.采用多尺度的空洞卷积获取重要的上下文信息,然后通过注意力特征融合模块抑制多尺度特征融合造成的信息冲突;采用亚像素卷积和双线性插值自适应融合的新上采样方式,融合更多无人机特征信息,同时平衡计算量;对深层特征图的空间局部特征和全局特征采用空间相关性增强策略,提高复杂背景下前景目标的敏感度,增强目标表达和抑制背景噪声.在自制无人机数据集上进行消融实验和对比实验,与原始YOLOv5算法相比,本算法的m AP0.5和m AP0.5∶0.95分别提高了2.4%和2.7%,检测速度能够达到58.5帧/s;在VisDrone2019数据集上进行验证,本算法较YOLOv5算法的mAP0.5和mAP0.5∶0.95分别提高了4.6%和1.3%.

长三角城市群经济极化效应空间分布与自相关特征分析

本文以2016—2020年长江三角洲城市群的26个城市为例,对长三角三省一市城市群的经济极化指数与区域经济极化效应的城市贡献度进行测算,运用空间自相关等方法对城市经济极化效应进行分析,以期对长三角区域经济的发展提供参考。研究认为:长江三角洲城市群的经济极化水平呈波折下降趋势;长三角地区经济极化贡献度极处于多核心分布;经济极化贡献度具有空间正相关特征,局部自相关以H-H和L-L为主,空间分布较为集聚,并基于以上结论提出建议,以供参考。

不同采样间距下农田土壤镉含量空间自相关分析的研究

本文以舟山市定海区某水稻田土壤为研究对象,采用全局空间自相关和局部空间自相关相结合的方法,在仅改变采样间距的基础上,全面探讨40 m、20 m这两种采样间距下农田土壤镉(Cd)的空间自相关特征。结果表明,两种采样间距下均具有明显的尺度效应,短采样间距(20 m)更易于揭示Cd元素的空间分布状况;对于Cd污染农田土壤的安全利用及治理,虽然40 m采样间距能减少前期调查成本,但无法准确识别Cd含量较高值所在的具体位置,增加后期安全利用及治理的不确定性,而20 m采样间距则能够准确地进行异常值识别,有助于对Cd含量较高值所在位置的土壤采取针对性的污染防控措施以及摸排切断污染源头,为Cd污染农田土壤的安全利用及治理提供参考依据。

生态用地动态演变与热环境的空间自相关分析——以山西中部城市群为例

为探讨城市群尺度下生态用地与热环境的空间相关性,以2010~2022年间Landsat遥感影像为数据源,在分析山西中部城市群生态用地及热环境的动态演变的基础上,从热贡献度、用地均衡度和空间分布及动态演变等方面对二者进行空间自相关性分析.结果表明:(1)城市群生态用地中基础性生态用地与辅助性生态用地相互转化频繁;(2)2010~2022年间研究区热环境变化复杂:高温区面积增加最多,达11.63%,次高温区面积占比减少5.75%,升温区域占19.40%,降温区域占24.16%;(3)城市群生态用地与热环境有着密切的空间自相关关系:基于热贡献指数的各类用地对热环境贡献排序为:辅助性生态用地(0.95)>非生态用地(0.33)>基础性生态用地(-1.29),基础性生态用地起显著降温效应;生态用地均衡度与地表温度呈负相关性,其中2010年最为显著,莫兰指数(Moran'sI)为-0.264且具有显著的空间聚集性;在空间分布上,生态用地类型与温度分区具有较强的空间相关性;重心迁移轨迹表明二者在动态变化过程上具有一致性.本文在城市群尺度视角下探讨生态用地演变与热环境的空间自相关性,为城市群生态用地的热消减理论研究进行了补充,在实践上为城市群热环境的改善提供科学依据.

新疆乡村振兴县域差异及空间相关性研究

通过建立新疆乡村振兴评价指标体系,以县域为研究尺度,用熵权法测算了新疆2015—2020年的乡村振兴发展指数;又通过泰尔指数、莫兰指数分析了新疆乡村振兴水平的区域差异和空间相关性。研究结论:新疆乡村振兴战略效果显著,呈现波动上升趋势。在区域差距上,区域内差异远远大于区域间差异。进一步分解后,北疆地区区域内差异最大且呈现逐渐扩大趋势。从空间相关性来看,新疆乡村振兴水平有较强的正向空间相关关系,北疆地区以HH型集聚为主,南疆地区以LL型集聚为主,但LL型集聚数量逐年减少。

基于遥感影像的山区景观空间自相关分析——以山东省栖霞市为例

景观格局的最大特征之一就是空间自相关性,生态学变量在空间上如何关联及其变化是当前景观格局研究的热点。本研究以山东省栖霞市为例,从1987年和2022年的遥感影像中选取苹果园地景观作为研究对象,采用常用的莫兰指数进行不同时相的空间自相关分析。结果表明:研究区内苹果园地景观类型在不同时间内存在明显的自相关性变化;空间尺度变化对景观分析有显著影响,随着分析尺度的增加,空间自相关性均呈现下降趋势。