一种基于半监督学习的地理加权回归方法

地理加权回归方法在小样本数据下回归分析精度往往不高。半监督学习是一种利用未标记样本参与训练的机器学习方法,可以有效地提升少量有标记样本的学习性能。基于此本文提出了一种基于半监督学习的地理加权回归方法,其核心思想是利用有标记样本建立回归模型来训练未标记样本,再选择置信度高的结果扩充有标记样本,不断训练,以提高回归性能。本文采用模拟数据和真实数据进行试验,以均方误差提升百分比作为性能评价指标,将SSLGWR与GWR、COREG对比分析。模拟数据试验中,SSLGWR在3种不同配置下性能分别提升了39.66%、11.92%和0.94%。真实数据试验中,SSLGWR在3种不同配置下性能分别提升了8.94%、3.36%和5.87%。SSLGWR结果均显著优于GWR和COGWR。试验证明,半监督学习方法能利用未标记数据提升地理加权回归模型的性能,特别是在有标记样本数量较少时作用显著。

一种局部多项式时空地理加权回归方法

基于加权最小二乘估计的时空地理加权回归方法,在随机项方差相同且最小的假设条件下估计回归参数和拟合值,由于没有考虑时空分析中异方差影响而导致估计结果存在一定偏差。局部多项式估计是一种消除异方差影响的非参数估计方法。本文在局部多项式估计原理基础上,提出了局部多项式时空地理加权回归方法。它是采用三元一阶泰勒级数展开式重构时空回归系数和自变量矩阵,进而建立满足高斯-马尔可夫独立同分布假定要求的新模型,利用新模型回归系数估计值、拟合值以及新模型与原模型的关系,可得到原模型回归系数估计值和拟合值。本文采用模拟数据和真实数据进行试验,以GTWR与局部线性地理加权回归作为对比方法,从方法适用性、整体估计效果、回归系数估计偏差和拟合优度、整体估计偏差等方面分析了LPGTWR方法性能,有效证明了LPGTWR方法能消除异方差影响提升估计精度。

中国地级及以上城市综合竞争力空间分布模式

为了揭示城市体系的空间分布规律,在城市综合竞争力分析的基础上,采用GIS的空间分析功能结合空间自相关模型,对中国地级及以上城市的综合竞争力进行了定量分析和定性评价,并从空间角度,结合地理特性、经济和人口属性对中国整个国家范围内城市的空间分布模式进行了深入研究。研究结果表明,城市竞争力在整体上呈现显著的空间集聚现象,在区域上城市空间关联具有明显的规律性。该成果丰富了城市体系空间特性的研究内容,为城市的空间布局和发展决策提供一定的决策依据。

基于.Net平台和Web Service技术的政府GIS的构建

为了解决政府GIS中办公、业务数据与GIS数据之间的共享、系统的响应速度和执行效率的问题,采用理论分析和实验的方法,分析政府GIS特点、.NET平台和Web Service构建新型政府GIS的技术优势。在实践基础上,设计了一种新的基于.Net控件的客户端和基于Web服务相结合政府GIS原型实验系统。通过具体实验系统,实现办公、业务数据与GIS数据之间的共享,有效解决系统并发控制与数据传输,提高系统的响应速度和执行效率。

利用地理格网计算方法模拟放射性气体扩散

传统放射性气体扩散计算方法多适合理想的地理环境,未充分考虑复杂地理环境的影响。为提高传统方法在复杂地理环境下,放射性气体扩散模拟的真实性与效率,建立利用地理格网模拟放射性气体扩散的方法,描述利用地理格网计算模型进行气体扩散模拟的方法原理与实现流程。最后用此方法模拟某一复杂风场与地形环境下放射性核素的扩散过程。结果表明:利用地理网格进行放射性气体扩散模拟,能够模拟复杂的地理环境中的扩散,能充分考虑复杂风场、地形、气体干沉积与放射性衰变的综合影响,实现放射性气体扩散的快速动态可视化。

基于预存储权值矩阵的多尺度Hough变换直线提取算法

针对Hough变换提取直线算法在速度、精度和影像大小三方面的局限,提出一种基于预存储权值矩阵的多尺度Hough变换算法。首先阐述对经典Hough变换的改进策略,对参数空间中ρ的分辨率和θ的分辨率的最佳取值也作了探讨,之后详细说明基于预存储权值矩阵的多尺度Hough变换直线提取算法。实验证明,本文提出的算法能显著提高实际影像处理的速度和直线提取的精度,特别是对比较大的影像具有计算量小、抗噪能力强等特点。

小波方法在澜沧江降水量周期变化分析中的应用

采用Morlet复小波对澜沧江下游段降水量进行分析,揭示了澜沧江下游地区年度降水量的多尺度振荡特性和周期性变化,确定了主周期。分析结果表明,澜沧江下游河段在24a时间尺度上存在明显的周期性丰、枯变化,其它在12a和36a尺度上的周期性振荡能量较弱,周期变化不明显。根据主周期预测,2004年～2010年该地区处于降水量偏多期的末段,逐步趋于下一个枯水期的到来。

WebGIS矢量空间数据压缩方法探讨

对 Web GIS在网上传输的矢量空间数据进行压缩的方法进行了研究 ,并在文献 [1]提出的矢量空间数据压缩方法的基础上 ,在以下 4个方面有了新的发展 :(1)对地图坐标数据不仅可以用 int型 ,甚至可以用 short型代替传统的 double型或 float型 ;(2 )得到数据映射范围的计算公式 ;(3)可用映射范围为虚拟屏幕 ,对矢量地图上弧段的型值点进行“滤点压缩”.如果“锯齿”的台阶宽度 step Width=1,图形的精度是无损的 ;如果 step Width>1,精度有损 ;(4)用“长边加点”来处理“偏移量压缩”中 ,弧段两相邻型值点间 x或 y的偏移量大于 12 7的个别“长边”.在进行了一系列的压缩措施后 ,可以使矢量地图的数据量压缩率达 80

3维GIS拓扑关系中“一面三层”的概念及其在2维的推广

提出 3维GIS拓扑关系中的一个新概念“一面三层” ,它是对笔者所提出的 3维GIS中基于体划分的 5组拓扑关系中的第 2组“曲面片 外环 内环 正面多边形 负面多边形”关系的补充与发展。“一面三层”就是假设作为体与体之间分界面的曲面具有三层 ,即正面层、负面层与中间层 ,正面层、负面层分别分裂 ,中间层将正面层与负面层的分裂迭合起来。这样既保持一个自然曲面片的完整性 ,又使曲面片正、负面的子片划分相互独立 ,并通过中间层使正、负面子片间建立联系。文中设计了实现“一面三层”的数据结构。采用“一面三层”的概念建立的拓扑关系 ,可以很方便地查出某个多面体所相邻的多面体。最后 ,文章将“一面三层”的概念推广到 2维 ,以用于高速公路、铁路、河流等作为行政区划自然边界的线状地物的拓扑关系中。

BP神经网络模型在澜沧江流域径流量模拟中的应用

河川径流等水文时间序列属于复杂的非线性系统， 使用回归分析等传统的分析方法， 难以获取和描述其内在关联和变化规律。利用现有的相关站点的径流量历史数据和输沙量、降水量数据， 在进行规格化处理和主成分分析的基础上， 利用三层BP人工神经网络模型， 对澜沧江流域上游昌都站径流量与各关联因子之间复杂的非线性映射关系进行模拟， 采用拟牛顿算法对模型进行训练， 模拟结果达到期望精度要求， 并利用1982年~1985年实测数据进行模型验证。结果证明利用BP神经网络模型对澜沧江流域站点的月径流量序列进行模拟、预测和数据补缺处理具有可行性。

基于主轴分析和嵌入置信度的彩色边缘检测

边缘提取是获取图像特征的基本方法之一,彩色图像提供了比灰度图像更丰富的信息,彩色图像的边缘检测日益受到人们的重视。分析了目前常见的彩色图像边缘检测算法,提出了一种将主轴分析和嵌入置信度相结合的边缘提取算法,通过实验证明,该方法充分利用了图像的彩色信息,能够有效地保护边缘细节,提高检测精度,具有良好的边缘提取效果和边缘连续性。

模拟退火算法在频率指配中的应用优化

已知发射机坐标和可用频率,考虑同、邻频约束和人口覆盖,建立了频率指配的数学模型。即在满足同、邻频约束条件下,寻求一组频率使得每台发射机尽量指配可用频率中的最低频率(无可用频率的将不被指配),并使得人口覆盖率最高。以局部搜索算法为参照,将模拟退火算法应用到频率指配问题中,结果表明模拟退火算法的指配结果质量明显优于局部搜索算法。并针对模拟退火算法的耗时性使用OpenMP指令优化约束检测代码,在多核计算机上运行取得了很好的加速效果。

基于MFC的频率指配模块设计与仿真

通过对频率指配的工作流程进行简化,建立了频率指配的数学模型。在MFC框架基础上设计和开发了干扰图显示查询模块与频率指配计算模块,并采用模拟退火算法求解数学模型,在计算过程中实现了相应温度下指配方案与相关参数的实时显示。本文为频率指配的计算可视化提供了一种新的研究思路和方法。

基于DEM地形信息量的景观格局预测——以珠海市为例

针对传统景观格局分析方法的数据局限性,该文提出了一种基于数字高程模型地形信息量的景观格局预测分析方法。结合信息熵理论,利用数字高程模型计算地形信息量,研究不同分级地形信息量下景观格局特征的变化特征,以及不同景观类型在不同地形信息量等级的分布特征,对具有相似地形特征的区域建立利用地形信息量对其景观格局特征进行预测分析的方法。该文选择珠海市地形特征相似的两个区域进行了试验分析,对珠海市斗门区建立基于数字高程模型地形信息量的景观格局预测方法,预测在相似地形特征下南坪镇的景观格局特征,并以南坪镇真实的景观特征进行验证。实验结果显示,基于数字高程模型地形信息量的邻域景观预测分析方法不仅能正确预测分析不同地形信息量下的景观分析指数,同时也能正确预测不同景观类型的空间分布特征。

DEM内插算法对区域坡长提取的影响分析——以陕北黄土丘陵区为例

利用陕北黄土丘陵区10m分辨率的高程数据,在Visual Studio平台下,实现双线性内插、反距离加权内插以及移动曲面拟合这三种DEM内插算法,进而对不同的内插DEM采用多流向算法实现坡长提取,最后对不同内插DEM提取的坡长进行空间结构分析、坡长精度分析、栅格坡长值的空间统计分析以及不同分辨率下(10m,25m,50m)不同内插算法坡长提取的比较分析。分析结果表明:(1)移动曲面拟合内插DEM生成的栅格坡长表面可正确表达各层级径流线信息,并具有与原始DEM以及坡度图相同的空间结构特征即表面的光滑连续特性,且其坡长提取精度最高,是适用于陕北黄土丘陵区域坡长提取的DEM内插算法;(2)空间统计分析表明,在实验区域内,不同内插算法在坡长值较小区域有显著性差异;(3)不同分辨率比较分析表明,在陕北黄土丘陵区域,不同分辨率对不同内插DEM坡长提取无显著性影响,且验证了分辨率越低坡长提取值越大的规律。