顾及学校特色与学生能力的GIS专业人才培养模式——以北京建筑大学GIS专业为例

随着地理信息科学(GIS)专业技术的飞速发展,该技术已经应用到社会各个方面,使人们的生产、生活发生了巨大变化,我国不少行业和研究领域开始应用GIS来解决科研、生产,以及经济与社会发展中的实际问题。面对当前社会多层次应用的需求,迫切需要一大批既掌握GIS技术,又懂管理,且能够将GIS技术深化应用的复合型人才。然而相对社会需求的新特点,我国高校GIS专业培养的毕业生面临诸多限制和不足,很难满足社会的需求。这就需要高校改革现有的GIS专业培养模式,从社会多层次需求出发,结合当前社会发展的客观实际,建立突出学校特色与学生能力的GIS专业人才培养模式。

北京多源历史空间信息展示平台设计与实现

运用JCR内容仓库、地理信息系统及网络技术,对各种历史空间数据和非空间数据进行了有效的存储、查询及管理,实现了基于历史地图兴趣点的动态标注和多源异构数据可视化展示,为历史空间信息的普及应用提供了有效的解决方案.

基于信息熵与空间洛伦兹曲线的土地利用结构研究--以京津冀城市群为例

对2009—2016年京津冀城市群区域内各土地类型用地面积进行分析,运用信息熵、均衡度、优势度和空间洛伦兹曲线方法研究了京津冀城市群内13个城市8年间土地利用空间布局的时空演变。结果表明:京津冀城市群整体信息熵值逐年递增,城市发展建设已进入稳步阶段,信息熵变化主要表现在农用地转换为建设用地;交通运输用地和其他土地分布基本保持均衡的分布状态,林地、草地、水域及水利设施用地成为分布不均衡的土地利用类型;京津冀城市群土地利用结构变化趋势与京津冀协同发展土地利用总体规划的要求基本一致。研究结果对于京津冀城市群土地利用结构合理化与制定土地规划具有重要指导意义。

基于SE-Mask-RCNN建筑遗产识别与空间可视化分析

传统建筑是中国宝贵的建筑遗产,承载着优秀的民族建筑文化,是反映城市特色风貌的重要指标。现阶段深度学习识别建筑物的技术相对成熟,但使用街景图片识别建筑遗产并进行地图可视化展示的研究较少,因此,本研究基于Mask-RCNN(mask region-based convolutional neural network)模型,融合SE(squeeze and excitation)注意力机制,提出一种基于SE-Mask-RCNN识别街景图片中建筑遗产的方法。首先,通过路网数据获取百度街景图片,制作数据集。其次,在模型的残差网络(residual network,ResNet)中引入SE注意力机制;并与已有相关方法 U-net(u-shaped network)、全卷积网络(fully convolutional network,FCN)、Mask-RCNN三种模型进行实验对比评价。最后,使用本方法识别研究区域内的街景图片,形成可视化地图,分析建筑遗产在空间上的分布情况。结果表明,本方法可以有效识别城市中的建筑遗产,识别结果较Mask-RCNN、U-Net、FCN模型分别提高了2%、3.1%、4.7%,证明了本方法对城市中建筑遗产的识别具有可靠性和有效性。研究成果可为建筑遗产保护及现状调查提供依据。

空间插值视角下北京人口与空气质量指数的相关性研究

随着全球城市化的加速,空气污染已经成为一个突出的公共健康问题,尤其在高度城市化的地区,如北京。鉴于北京的人口密度与社会经济层面存在的显著差异,传统的空气质量指数难以精确反映空气污染对居民的实际影响。通过对北京市的人口和空气质量指数(AQI)进行深入的空间插值分析,考察了普通克里金插值、简单克里金插值和反距离权重插值3种方法。结果显示,普通克里金插值在核心统计指标上,如误差平均值和均方根误差,展现出了显著的优势。然而,在评估空间数据的相关性时,简单克里金插值对于北京市的人口与AQI数据显示了最强的正向关系。综合研究发现,虽然普通克里金插值在数据准确性和稳定性上具有优势,而简单克里金插值在秩次相关性评估上更为优越。

府学胡同36号院古建筑信息模型建立研究

BIM技术中模型建立是基于建筑构件层面上的面向对象参数化模型建立过程.BIM模型具有丰富的建筑信息且能够达到对建筑物构件层面和建筑物内部的管理.BIM与GIS结合能够实现建筑遗产信息的全生命周期管理,可以解决GIS在建筑遗产信息管理中的"信息孤岛"问题.以府学胡同36号院为典型样例,重点研究利用点云逆向建立传统木结构古建筑构件BIM"族"模型及古建筑BIM模型,最终将建立的古建筑信息模型在GIS环境下实现共享.为规模化古建筑"族"库的开发探索技术方法,以实现建筑遗产信息的全生命周期管理、为古建筑正向修复重建和仿古建筑的模型设计提供依据.

利用差值法与InSAR相干系数检测城市变化信息

由于当前经常出现雾霾等极端气候,光学遥感不能提供稳定数据源,而合成孔径雷达所具有的全天时、全气候的特点可以获取稳定的数据源,因此利用SAR影像进行城市变化检测有着非常广阔的前景。该文提出一种利用差值法与InSAR相干系数相结合,通过二者的优势与特点进行城市变化检测的方法。实验经过数据的预处理、影像纠正、实验区裁剪、差值处理、相干系数图阈值处理、差值结果图与相干系数图阈值处理结果图叠加、边界处理等一系列的影像处理。实验结果表明,该方法可以成功地提取出实验区域的变化信息,所提取变化信息具有较高的准确性。

物联网技术在精细化城市管理中的应用——以北京市西城区城市运行物联网监测平台为例

随着城市化进程的加快,城市运行管理中表现出的问题越来越凸显.如何有效利用物联网等高新科技手段,以全新的管理理念和管理模式提升城市精细化管理水平,成为城市管理者面临的重大课题.以北京市西城区城市运行物联网监测平台为例,探讨了城市管理部门如何利用物联网技术针对区位特点以及自身业务,解决城市运行管理中的实际问题,以有效提升城市运行管理的效率和精细化管理水平.重点论述了北京西城区城市运行物联网监测平台总体架构、信息通讯传输、统一界面以及西城区物联网具体应用实例,说明了物联网技术在城市管理中的积极作用,希望对今后的城市运行管理工作起到借鉴意义.

城市基础地理信息变更情报监测方案研究

城市基础地理信息的获取能力直接影响地理信息产品服务城市的水平,当前数据更新的速度、方法和手段还不能适应现代城市发展对地理信息的需求。基于此,以共享协作、开放互动的思维探索地理空间信息变化情报快速获取的方法和思路,较好地解决地理信息变更情报滞后这一影响地理信息产品现势性的关键性问题。通过工程建设与维护信息、定期普查信息、大众互动信息等3方面的情报收集,最大程度地实现了地理信息产品的现势性、科学性、权威性和多样性。建立共享协同机制,创建分别服务于地理信息技术部门、地理要素建设维护部门和广大人民群众的3个地理信息平台,调动关联于地理信息要素中的所有终端人群,形成各部门各行业各人群优势互补的一套系统的地理信息变更情报监测方案,为快速及时实现数据信息更新提高保障。

EyesMap 3D图像建模技术在建筑物测绘中的应用

基于EyesMap平板扫描系统获取的3D图像数据,自动提取点云数据,并进行点云建模。对点云数据进行选择性切片,得到建筑物的轮廓线。同时,用实例介绍了整体方法的实现过程和效果。实践效果表明,利用平板扫描系统获取的点云数据,可以快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型,相比较传统的三维激光扫描仪获取的海量点云数据及后期复杂繁琐的处理工作,平板扫描仪只需获取较少点云数据,且能利用系统的点云处理软件做到实时处理的能力,这样可以节省大量的时间和工作量。这种能力是现行的三维激光扫描仪所不能比拟的。

基于空间格网的城市功能区定量识别

随着城市化进程加快,城市功能区的合理规划和管理愈来愈重要。本文利用北京市西城区20 622条POI数据,将西城区分割为25×25及50×50的空间格网,采用样方密度法,以及频数密度、类型比例两个指标对城市功能区识别及划分,对西城区单一功能区及混合功能区识别和可视化,并探讨其分布规律及影响。将结果进行对比分析:格网大小及数量影响城市功能区的定量识别及划分,在不同的应用环境下需要使用不同大小的空间格网识别城市功能区,从而在宏观上更好地了解城市分布规律,为城市管理及决策提供数据支持。

基于多基线近景摄影测量方法的城市建筑物立面图构建

随着我国城市化速度的加快,以及中心城区内可开发空间的限制,城区建筑物数据的更新基本集中在立面变化的更新和维护。而这些中心城区建筑物的周边环境复杂、测量可用空间不足,不易使用传统测量或无人机倾斜摄影等方式进行相关测绘。针对这些建筑物测量的局限性以及相关城市管理部门对其立面数据的迫切需求,本文采用基于多基线-数字近景摄影测量方法,通过构建建筑物立面正射影像图,最终提取其数字线划图。实验证明,该方法可快速、有效地获取建筑物立面正射影像和数字线划图,为城市设计管理部门提供重要的数据支撑。

基于深度学习的城市建筑物阴影提取方法

城市建筑物阴影的存在增加了基于高分影像信息提取的复杂度,影响了高分影像的行业应用。以GF-2影像为数据源,以影像覆盖的两个典型阴影区域为实验区,设计了一种基于深度学习技术的城市建筑物阴影提取方法。借助于全卷积神经网络(FCN)对图像进行语义分割,获取阴影信息,通过建立光照方向相邻对象的空间关系,去除建筑物阴影信息中的干扰项。将提取的建筑物阴影结果与面向对象方法提取的结果进行对比,在实验区1和实验区2中,DBSE提取的总体精度分别为97.5%和98.1%,面向对象的总体精度分别为96.2%和97.2%。提升精度的同时,在视觉效果上,DBSE方法在阴影完整性与真实阴影一致性,以及减少阴影错分等方面明显优于OBSE方法。

按照空间分析的建筑垃圾资源化设施选址决策

以郑州市为研究区域,在结合政策制度约束分析的基础上确定影响建筑垃圾资源化设施选址的主要因素。结合GIS空间分析技术,采用层次分析法研究郑州市建筑垃圾资源化设施选址构建适宜性等级,结果表明一级、二级和三级适宜区分别占该市总面积的4%、3%和5%;巩义市东南部、登封市的北部和南部边界区域、新密市西北部和南部边界区域、新郑市西南边界区域、中牟县东北部和中南部、荥阳市西部和南部边界区域、二七区西南边界区鎌惠济区西北部边界区域为最适宜建筑垃圾资源化设施选址的区域。

全栈式测绘成果信息管理平台设计研究

本文针对测绘成果中的元数据信息管理,结合现有的测绘成果数据信息管理方法,采用基于全栈式、套件等技术,设计测绘成果数据信息管理平台框架结构,构建了测绘成果数据信息管理平台。实践证明,该平台能够适应海量、多源测绘成果数据信息的管理、检索与分析,对信息化测绘体系的建设具有重要意义。

基于显著几何特征的古木建筑关键构件多LoD尺寸信息提取方法

古木建筑关键构件的尺寸信息是其安全性能评估与提升、历史文化传承的重要基础,然而该信息的提取尚缺乏高效、高精度的方法。三维激光扫描的精细测绘技术为该问题的解决提供了科学手段,但点云数据体量庞大,无法直接获取尺寸信息。针对尺寸信息的多细节层级(LoD)特性,提出了多LoD模型标准,建议了相应的显著几何特征参数。结合高保真点云数据,系统地提出了一套基于点云数据的关键构件多LoD尺寸信息自动化提取方法,可准确、高效地提取多LoD尺寸信息。对典型关键构件进行了多LoD尺寸信息提取,该方法可在7min内完成百万级点云数据的信息提取,且尺寸相对误差不超过2%,绝对误差绝大部分小于0.5mm,验证了该方法的高效性和可靠性。

古木建筑裂缝多LoD表达与信息自动集成

古木建筑具有极高的价值,科学认识其损伤现状,并对损伤进行直观表达与信息自动集成,有利于更好地进行文化传承。尽管建筑遗产信息模型(HBIM)技术具有模型与信息高度关联的特点,可将信息整合至模型中,与古建筑信息表达集成需求高度契合,但在应用方面仍存在部分难题,如损伤模型表达精细度划分,损伤信息量庞大难以快速集成。本文以古木建筑裂缝损伤为例,首先建议了裂缝模型多细节层次(LoD)表达标准;然后分析了HBIM的信息集成方式,其在Revit软件中以电子列表方式管理构件信息;为解决信息量大的难题,对软件进行二次开发编写外部命令,加载成为外部应用实现信息自动集成更新;最后以一古木建筑HBIM模型进行方法验证,4 s内完成了64根柱子的信息自动化集成。表明了裂缝多LoD表达方法与信息自动集成算法的高效性与可靠性,可为历史建筑信息的表达、集成与管理提供方法借鉴。

多种测绘技术综合应用的考古发掘信息记录——以闻喜酒务头墓地为例

考古发掘信息记录和出土文物遗存共同构成了考古研究的珍贵载体,二者缺一不可。随着信息技术的发展,考古发掘信息记录手段越来越多样化、智能化,测绘技术成为应用最广泛的技术之一。测绘技术是记录遗存位置、形状、规模、分布及相互关系的重要手段。传统考古将一种或几种测绘技术应用于发掘信息记录,但受技术、成本、应用对象和人为因素的限制,同时将地面激光扫描(TLS)、无人机(UAV)和近景摄影测量等多种测绘技术同时应用到一个考古项目的情况较少。闻喜酒务头墓地发掘过程进行了全面的测绘记录,另外还进行了光谱信息、纹理信息以及传统的文字、图像、录像等记录,构建了一套较为完整的考古发掘信息记录体系,为深入开展考古研究提供了详细、全面、直观的记录资料。

多源测绘数据信息化平台建设关键技术研究

本文结合现有的多源测绘数据信息化平台建设技术方法,从测绘数据的元数据信息出发,对测绘单位现有的测绘数据进行分析研究,设计并构建了从入库到查询统计的多源测绘数据信息化平台。实践应用证明,该平台能够满足多源测绘数据信息的入库、检索与分析等,对测绘体系的数字化建设具有重要意义。

集成BIM与OSM的城市空间本体建模

随着互联网的发展, OpenStreetMap(OSM)等基于网络众包平台上的地理信息数据正迅速成为专业地理信息的重要补充。建筑信息模型(BIM)数据成为地理信息的重要数据源。针对多源异构室外、室内空间数据集成困难的问题,本文首先将BIM和OSM数据转换为语义网络数据格式,然后利用标准化的本体建模方法对两者进行映射集成,在此基础上提出一种集成BIM与OSM的城市空间本体建模方法,最终在语义层面实现BIM和OSM数据的集成。实验结果能够有效支持城市空间信息的语义查询与共享,可实现宏观与微观的相辅相成、室外到室内的一体化应用。