交通土建类院校测绘地理信息实验教学平台建设

文中从交通土建类院校测绘地理信息实验教学存在的问题出发,构建"全过程、三层次、五平台、开放式"的测绘地理信息实验教学新体系;实践全面开放的实验教学模式;探索专业实验室建设与发展的新思路。

测绘与地理信息实验教学示范中心建设与实践

针对测绘与地理信息实验教学示范中心建设中面临的诸多问题,面向信息化测绘的发展方向,从构建完善的信息化测绘平台、突出创新实践能力培养机制、广泛开展对外合作交流、注重省内外辐射与带动等方面积极探索,建成完善的多层次、多学科信息化测绘平台,在创新创业能力提升、对外交流、合作与辐射方面取得了良好的实施效果。

全局信息提取与重建的遥感图像语义分割网络

为了将遥感场景图像更好地进行分割,供给下游任务使用,提出多尺度注意力提取与全局信息重建网络.编码器引入多尺度卷积注意力骨干到遥感深度学习语义分割模型中.多尺度卷积注意力能够捕获多尺度信息,给解码器提供更丰富的全局深浅层信息.在解码器,设计了全局多分支局部Transformer块.多尺度逐通道条带卷积重建多尺度空间上下文信息,弥补全局分支存在的空间信息割裂,与全局语义上下文信息共同重建全局信息分割图.解码器末端设计极化特征精炼头.通道上利用softmax和sigmoid组合,构建概率分布函数,拟合更好的输出分布,修复浅层中潜在的高分辨率信息损失,指导和融合深层信息,获得精细的空间纹理.实验结果表明,网络实现了很高的精确度,在ISPRS Vaihingen数据集上达到82.9%的平均交并比,在ISPRS Potsdam数据集上达到87.1%的平均交并比.

铁路地理地质数字孪生数据多层次时空索引方法

铁路工程地理地质数据海量多源异质、带状空间不规则分布,铁路海量地理地质孪生数据跨尺度高效检索是动态更新、实时计算与智能服务的基础,现有时空索引方法难以满足不同类型任务应用中跨尺度、多模态高效实时检索应用的需求。因此,本研究设计适用于铁路地理地质时空数据特点的存储结构模型,构建多尺度GeoHash-Quad空间索引与数据版本时间索引混合的多层次时空索引,实现数据频度划分模型驱动的内外存协同的时空索引动态缓存机制;并利用典型长大铁路隧道地理地质数据进行测试,与现有主流分布式地理大数据存储索引框架GeoMesa进行实验对比。结果表明,本方法在铁路地理地质时空数据实时检索场景下性能更优,可以支撑铁路地理地质数字孪生时空数据高效分布式管理与高性能实时查询检索应用。

多措并举,教学互动——测绘与地理信息类学生创新创业能力培养的研究与实践

根据国家"大众创业、万众创新"战略对高等教育提出的新要求,结合学院的专业特色,积极探索测绘与地理信息类学生创新创业能力培养机制,教学与学生工作紧密结合,从教学模式改革、大力推进协同育人、完善学科竞赛体系、广泛开展学术交流、实施创新创业训练计划等方面多措并举、教学互动,切实提高学生的创新创业水平。

顾及权重信息的地图点群目标自动综合方法

在小比例尺地图上,许多地物呈点群状分布。当地图比例尺进一步缩小时,点状符号之间会出现相互堆叠、覆盖等情形。为了保持地图的清晰度、层次特征与美观性,需要对点群进行综合,即从原始点群中抽取出一定数量相对重要的点而删除相对次要点。点的权重反映了单个点在点群整体中的重要性程度,在点群综合算法设计中非常关键。按照点群综合过程中对权重信息的顾及情况,可以将已有的点群综合算法分为两大类:第1类算法在点群综合过程中没有顾及其权重信息,第2类算法在综合过程中虽然顾及到了权重信息,但仍然存在点群权重设定比较主观、综合结果缺乏现势参考价值,以及没有顾及道路网在点群综合中的制约与影响作用等问题。

基于公路交通协同指数的区域发展协调性评价——以长三角地区为例

交通路网是连接不同经济主体,促进区域经济协调发展的重要基础设施。作为人文地理学和区域经济学研究领域的热点问题之一,在交通路网对社会经济的支撑和带动作用等方面已经积累了大量的研究成果。然而,现有研究聚焦于从区域路网的角度分析交通区位优势及其对经济社会发展的影响,较少考虑到不同等级公路在交通效率和通行能力方面的差异及其对区域经济的影响。文中研究了不同等级交通路网密度空间分布格局,提出了基于道路等级和道路密度的长三角区域公路交通协同指数构建方法。以长江三角地区41个城市的交通路网为例,验证文中提出的区域交通协同指数计算方法,并分析了交通协同指数和以GDP为代表的经济统计数据之间的相关性。结果表明,文中提出的区域交通协同指数计算方法可以较好揭示区域内的交通路网空间分布特征,指数计算结果与GDP数据之间呈现显著的正相关性,可以用来反映经济发展趋势。

基于InVEST模型的水源涵养功能评价的时空变化——以兰州市为例

“四水四定”背景下,科学地量化评估水源涵养能力是保障社会经济高质量发展和对生态环境有效保护的基础。生态保护重要性评价作为“双评价”重要组成部分,对农业生产和城市建设等评价起指导作用。基于InVEST产水量模块利用地形指数、土壤饱和导水率和流速系数对其修正获得水源涵养量,定量评估2000—2020年兰州市水源涵养量时空演变,探讨土地利用类型变化对其影响,并划分水源涵养功能重要性等级。结果表明:(1)2000—2020年兰州市农田面积减少,其他土地利用类型面积均增加,其中草地增加最显著。(2)兰州市水源涵养量空间上呈现“高低相间分布”,多年平均单元水源涵养量15.42 mm,水源涵养总量2.03×10^(8) m^(3)。2000—2020年兰州市平均单元水源涵养量和总量增加,且增加幅度逐渐上升。(3)兰州市不同土地利用类型水源涵养总量依次为:草地>农田>林地>不透水面>裸地>灌木。其中,林地的平均单元水源涵养量最大,而草地的水源涵养总量最大。(4)2000—2020年兰州市水源涵养功能重要性一般重要和较重要地区面积减少,中度重要、高度重要和极重要地区面积增加。水源涵养功能评价和重要性分级可以为中国干旱区巩固现有退耕还林还草成果、推进生态文明建设、促进区域经济发展提供科学参考与指导。

测绘与地理信息类青年教师教学能力提升途径的探索与实践

针对测绘与地理信息类青年教师教学调研中普遍存在的教学经验不足、教学技能缺乏系统培训、教学针对性不足等问题,结合学科发展特点和学校特色,从"严格执行辅导、听课及全过程督导制度,加强教学基本技能培养""大幅提升教学奖励力度,激励投身教学热情""注重新技术、新设备的开发应用,提升实践教学能力"及"积极参与各类教学及学术交流活动,拓宽知识视野"等方面不断探索,形成具有鲜明行业和学校特色的测绘与地理信息类青年教师教学技能提升模式,青年教师的教学能力及专业人才的培养质量得到显著提升。

融合上下文信息和注意力机制的行人检测算法

针对复杂交通场景下行人特征信息提取不完整、检测精度不高的问题,提出一种基于YOLOv5网络改进的融合上下文信息和注意力机制的行人检测算法——YOLOv5-STRDC。将Swin Transformer置于骨干网络中,在高效获取全局信息的同时丰富上下文信息。提出融合5个并行空洞卷积和改进卷积块注意模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)注意力机制的空间金字塔池化(Spatial Pyramid Pooling,SPP)模块,输出较大图像范围信息的同时分别从通道和空间维度上增强了特征的融合能力。集成坐标注意力(Coordinate Attention,CA)机制,突出局部重点区域,以得到更准确的特征信息。YOLOv5-STRDC算法在公开的WiderPerson数据集和INRIA数据集上的平均精度均值(mean Average Precision,mAP)分别达到了71.60%和92.01%,相比YOLOv5模型,分别提升了1.80%和1.34%,实现了较好的行人检测效果。所提算法的检测速度分别达到了137.34、114.71帧/秒,满足了实时检测的要求。

基于信息熵的城市新区土地利用动态演变研究——以兰州市新区为例

分析城市用地结构的演变是土地利用优化配置的重要途径之一.以兰州新区1993~2013年土地利用数据为基础,对研究区土地利用类型变化进行分析,并运用信息熵理论对兰州新区土地利用结构进行了时间序列分析,进一步探讨了土地利用类型与信息熵的相关性.结果表明：20年间,兰州新区的耕地和草地面积呈大幅度减少,而受人为影响较大的房屋建筑区、人工堆掘地、构筑物、道路、林地等地类面积所占比例呈增加趋势,林地面积的大幅增加体现了政府部门在植树造林、改善环境方面所做的工作;兰州新区的土地利用结构信息熵、均衡度一直处于明显上升态势,而各土地利用类型的优势度有所降低;耕地、草地的减少,林地、房屋建筑区的增加是导致兰州新区信息熵持续增加的主要因素.

信息环境下的GIS专业自然地理学教改实践

为了探索适应综合性GIS人才培养要求的课程教学模式,通过统计全国GIS专业自然地理类课程开设情况,分析GIS专业自然地理课程重要性及制约课程改革的主要因素。在此基础上,根据兰州交通大学GIS专业自然地理学近10年教改经验,总结基于信息化环境,强化教材更新和教学体系全面改革的可行方案,旨在有效地促进教学改革多元化,提高课程教学的专业适应性和教学效率。

“一带一路”节点城市群轨道交通空间布局分析——以兰州——西宁城市群为例

轨道交通是城市相互联系的纽带,能加强城市之间的沟通协作和促进区域经济的发展。本文以兰州—西宁城市群为研究对象,运用Arc GIS软件、统计学和经济地理学方法,研究轨道交通网密度和可达性的空间分布规律,分析了影响区域内轨道交通发展的主要因素并规划该区域未来的轨道交通建设方案。结果表明:中心城市兰州、西宁的轨道交通发展良好,具有很高的可达性;兰州片区的轨道交通建设整体上优于西宁片区,西宁片区副中心城市与节点城市间没有直达的轨道交通。根据规划后的轨道交通建设方案,优化完善研究区的轨道交通网布局,可为"一带一路"节点城市群建设提供支持。

铁路三维地理信息系统构建技术研究

以三维GIS为技术支持,结合铁路线路设计理论,采集线路相关CAD设计数据,研究了CAD软件、GIS软件、Sketch Up软件联合建立地形模型和线路模型的方法;将模型转换为Multipatch格式数据,应用ArcEngine开发平台,最终建立三维铁路信息系统。

高分辨率遥感影像海岛礁地理信息自动变化检测方法

基于高分辨率遥感影像的海岛礁地理信息变化检测可用于普查海岛礁地理信息变化,从而为海岛礁开发利用、海洋资源保护、海洋经济发展及国防建设等提供参考。本文提出一种基于马尔科夫随机场的海岛礁地理信息自动变化检测方法,通过典型相关分析和马尔科夫随机场模型相结合的方法,提取变化区域。并以西沙赵述岛为实验区域进行方法验证。实验证明这一方法可以有效地提取海岛礁地理信息发生变化的区域。

实时交通数据支持下的医疗服务时空可达性分析

针对现有城市医疗服务可达性分析方法未考虑就医偏好,导致测算结果与居民实际感受相差较大的问题,本文提出了一种顾及时间和距离成本偏好的医疗服务时空可达性分析方法,并以武汉市中心城区为例进行了分析。试验结果表明,研究方法充分利用交通路况,兼顾了交通距离和通行时间对就医选择的影响,距离偏好在新方法中作用显著。该方法一方面可以体现不同时刻可达性差异,另一方面又强调了居民就医的时间和距离成本偏好,相比单一的时间或距离成本更具优势,分析结果更符合现实。

基于城市信息单元的多源时空数据融合框架

建设智慧城市可有效提升城市治理与运行能力、打破城市发展困境。为探索如何基于物理-数字空间交融中的时空大数据提供面向城市管理的智能服务,该文在解析多源、多维、异构时空大数据语义关系的基础上,提出多源时空大数据透明融合框架。为实现这一目标,该文进一步提出“城市信息单元”的概念作为构建物理-数字空间交融的数据组织基础,首先,对多源、多维、异构时空大数据进行主动汇集、语义解析,完成地理知识时空构建,依据唯一数据编码,将数据信息映射至城市信息单元;然后,建立数据匹配模型和关联模型,搭建数据透明融合框架,结合多源异构数据要素匹配技术,构建时空数据透明融合规则库;最后,在众多融合方法的支持下,实现城市实体与时空多源时空数据的透明融合。借助城市信息单元与数据编码,实现城市实体与时空大数据动态融合方法体系,进而为用户提供智能化信息服务。

地理信息科学专业Python程序课程设计与开课效果分析

在大数据、人工智能时代背景下,以社会需求为导向,兰州交通大学适时地面向地理信息科学专业,在大二年级开设了Python程序设计课程,提升了学生专业学习兴趣,对培养学生实践动手和解决实际问题的能力起到了非常重要的作用。Python程序设计课程的开设,使更多的学生喜欢上编程,加深了学生对地理信息原理、地理空间数据组织与管理、地理空间分析等方面的理解与应用,毕业生的能力水平更能满足社会用人需求,也帮助将来考研究生的同学奠定了科研编程的基础。

信息化测绘实验平台建设实践

从信息化测绘实验教学存在的问题出发,结合测绘与地理信息实验教学示范中心建设,阐述了信息化测绘实验平台建设内容、方法与措施。实验平台建设过程中,不断探索创新实践育人机制,提升教师实验教学水平。

三维数字管网地理信息系统

"数字管网"是"数字城市"的重要组成部分,传统的二维平面图形难以描述管网的复杂空间结构,在三维虚拟场景中对管网进行可视化管理是当前研究的热点。在参与某数字园区项目的基础上,本文系统地阐述了管网的测量、矢量化、三维建模及编程开发等技术的实现过程,研究了其中的关键技术,提出了三维数字管网地理信息系统的构建方法,实现了管网的可视化管理。