测绘地理信息类专业应用型人才培养方案研究——以山东建筑大学为例

随着国家经济社会的发展,测绘地理信息类专业应用型人才的社会需求逐步增加,培养大批适应产业需求、具备较高综合素质与专业技能的应用型人才是地方本科院校测绘地理信息类专业的主要任务。文章以山东建筑大学为例,在行业调查与岗位需求分析的基础上,提出依据应用型人才培养需求和目标,制定专业培养方案,构建理论与实践相平衡的课程教学体系,建立实践教学和产学研人才培养平台,形成"一个中心、两个课堂、三个层次"的应用型人才培养模式,为学生打下扎实的理论基础,引导并发掘学生的发散与创新应用思维,提升学生的专业综合素质和创新实践能力。

基于神经网络的装配式建筑全产业链构建支持度研究:以山东省为例

为进一步推动我国装配式建筑全产业链的高质量发展,收集山东省17个地市的集成应用类与部品生产类装配式建筑产业基地指标数据,选取集成应用类基地10个计算指标与部品生产类基地15个计算指标,构建使用SoftMax函数作为输出层激活函数的BP神经网络计算模型,分析了产业基地对装配式建筑全产业链构建的整体支持度,并利用SPSS软件进行检验。结果表明:山东省集成应用类与部品生产类产业基地对全产业链支撑程度较高,且具备优化装配式建筑全产业链的基础条件。

信道状态信息无线感知数据获取及应用综述

近年来,基于信道状态信息(CSI)的无线感知技术在室内定位、活动识别、健康检测等方向有众多探索性研究应用。然而,现有研究获取CSI数据主要依靠自主采集,对CSI开源数据集和数据采集设备/工具的研究现状不够清晰。首先阐述了基于无线保真(WiFi)CSI的无线感知技术,详细介绍了9种CSI数据采集设备/工具,概括了CSI的应用方向及研究现状,并汇总了近5年的CSI开源数据集,分析了现有CSI无线感知研究的局限性与面临的挑战,最后总结全文并对CSI无线感知未来的发展进行展望。

融合ASPP与双注意力机制的建筑物提取模型

精准高效地从高分辨率遥感影像中提取建筑物信息对国土规划和地图制图意义重大,近年来基于卷积神经网络进行建筑物信息提取已经取得了很大的进展,然而在处理高分辨率遥感影像时仍存在影像的高级语义特征利用不够充分,难以获得细节丰富高精度分割影像的问题。文章针对以上问题提出了一种用于建筑物自动提取的深度学习网络结构空洞空间与通道感知网络(Atrous Space and Channel Perception Network,ASCP-Net)。该模型将空洞空间金子塔池化(Atrous Spatial Pyramid Pooling, ASPP)和空间与通道注意力(Spatial and Channel Attention, SCA)模块融入到编码器-解码器结构中,通过ASPP模块来捕获和聚合多尺度上下文信息,采用SCA模块选择性增强特定位置和通道中更有用的信息,并将高低层特征信息输入解码网络完成建筑物信息的高效提取。在WHU建筑数据集(WHU Building Dataset)上进行实验,结果表明:文章提出的方法总体精度和F1评分分别达到了97.4%和94.6%,相比其他模型能够获得更清晰的建筑物边界,尤其对图像边缘不完整建筑的提取效果较好,有效提升了建筑物提取的精度和完整性。

基于地理国情数据的城市土地利用变化与地表降雨径流关联分析

城市化进程推动了社会经济发展,同时引发了污染、内涝等城市问题。城市化最直观的表现形式之一是土地利用变化,其与城市地表降雨径流变化之间的关联是本文关注点。本文以济南市中心城区为研究对象,利用分辨率优于2.5 m的2015、2020年地理国情数据,分析其土地利用变化情况,选择SCS(Soil Conservation Service)模型模拟计算研究区地表降雨径流。在参阅大量文献基础上,本文提出实验区反映地表下垫面单元产流能力的核心参数CN值,与高分辨率地理国情数据建立直接映射,来计算雨量充沛的两个时间节点的地表降雨径流。最后,本文利用地理探测器分析土地利用类型对地表降雨径流系数变化的影响,得出不透水面、未利用地、林地、草地的相互转换是影响城市地表降雨径流的主要因素。

山东省新型城镇化与乡村振兴时空耦合研究

推进新型城镇化和乡村振兴协调发展对于促进城乡一体化发展具有重要意义。文章采用全局主成分分析、耦合协调度模型、时空矩阵等方法,研究了2000—2019年间山东省新型城镇化和乡村振兴水平及其耦合关系的时空格局和发展规律。结果表明:山东各市新型城镇化和乡村振兴发展水平均呈提升趋势,区域差异显著,呈现北高南低的发展格局;其耦合度平均值为0.72,呈递增趋势,胶东半岛和鲁中地区的耦合协调水平明显高于鲁南和鲁西北地区;山东省新型城镇化和乡村振兴发展水平空间集聚特征不显著,其耦合协调度的变异系数呈下降趋势,地区差距逐渐缩小,而空间格局相对稳定。

山东省沿黄九市生态分析评估

为揭示2000—2020年间山东省沿黄九市生态质量的时空变化,本研究利用GEE平台,基于MODIS产品影像集计算了遥感生态指数(RSEI),并结合Theil-Sen Median对研究区的生态质量进行趋势分析。结果表明:1)2000—2020年间,沿黄九市的RSEI整体呈现出中和良等级,且南部高于北部,西部高于东部。生态环境质量整体向好发展;2)沿黄九市RSEI提升的面积占研究区总面积的65.78%,其中显著提升的面积占18.40%。RSEI降低的面积占研究区总面积的20.33%,其中显著降低的面积仅占0.27%。研究表明,山东省沿黄九市生态质量呈整体好转、局部退化现象。研究结果可为研究区域生态环境治理提供一定的参考。

基于ArcGIS的建筑物屋顶太阳辐射分析——以山东建筑大学为例

太阳能作为一种易获取的清洁能源,已经得到了广泛有效地开发利用,最大限度地利用建筑物表面太阳能是智慧城市智慧能源发展中的一项有效措施,而建筑物屋顶太阳辐射估算是合理规划光伏转化设备及环保建筑材料的前提。文章利用机载激光雷达数据,提取了山东建筑大学新校区建筑物的三维信息,以ArcGIS为平台,利用衍生的地形坡度、坡向信息,结合研究区纬度、太阳时角、天气状况等自然因素,对校内13栋建筑屋顶的太阳辐射进行分析。结果表明:晴天时,屋顶接收的太阳辐射是阴天条件下的1.15倍,全天候下雨天中,屋顶太阳辐射量约为晴天状况下的58%;一天之中12∶00～13∶00时段,屋顶太阳辐射最大值可达726.20 Wh/m^2;屋顶太阳辐射具有明显的季节变化,夏秋两季太阳辐射较高,分别为491.33、 321.25 kWh/m^2。

地理信息服务网络与协同研究进展

互联网与大数据技术的高速发展为地理信息服务的互联共享与广泛应用提供了技术基础。面对资源海量、多源异构的地理信息服务,如何实现服务的有效组织并提供合理高效的服务组合,拓展地理信息服务的应用范围,满足更高层次的应用需求受到研究者的广泛关注。构建地理信息服务网络并通过语义实现服务协同,是一种可能的解决方案。本文分析了当前地理信息服务和地理信息服务网络研究的现状,依据服务网络领域的研究成果,从服务网络的表达和优化、服务协同的构建和优化两个方面探讨了基于网络构建的地理信息服务协同方法的发展潜力,进而提出了地理信息服务网络及协同面临的挑战与研究方向。

面向地震风险评估的高分辨率遥感影像建筑物信息提取与研究

地震灾害具有突发性和不可预测性,严重威胁人类生命财产安全和社会稳定。进行区域尺度地震风险评估,既有助于相关部门制定城市规划和应急管理方案,最大限度减轻地震灾害风险,也可提高人民群众对潜在灾害的风险意识。承灾体、建(构)筑物数据是进行地震风险评估的基础数据之一。然而,当前存在建筑物数据获取难、更新速度慢等局限,无法满足区域尺度地震风险评估中建筑物数据准确性高、获取方便、更新及时等要求。同时,也缺乏结合社会脆弱性因素构建情景地震的应用案例。论文针对上述不足,以基于多源异构数据和机器学习方法快速、准确获取建筑物信息及其地震风险评估为研究目标,主要研究内容如下。

基于多源地理大数据的城市多中心识别方法

地理大数据的出现为城市空间结构研究提供了新的数据源,如何利用地理大数据识别城市多中心空间结构是目前学术界研究热点。文章提出了一种基于多源地理大数据的城市多中心识别方法,使用基于分水岭的区域分割算法获取研究区内部空间单元,使用两阶段城市中心识别算法识别了城市的主中心与次中心,并对所提方法的识别结果进行了对比验证,研究结果表明:①基于分水岭的区域分割算法可以有效地挖掘夜间灯光数据的空间特征,获取的基础空间单元可适用于识别城市空间结构;②微博签到数据可以较好地反映城市人类活动,基于微博签到数据与两阶段城市中心识别方法获取的城市中心与城市规划设定的城市中心基本吻合。文章提出的应用地理大数据识别城市多中心的方法,对拓展地理大数据的应用领域、丰富现有城市空间结构研究的方法具有重要意义。

多源信息协同的城镇用地提取及时空演变分析--以马来群岛地区为例

准确、及时地掌握城镇用地分布状态及动态规律,对生态环境保护、土地利用规划等意义重大。当前大量城镇用地产品可为城镇用地更新提供可靠的辅助信息,但该方面的研究较少,造成资源大量浪费,且城镇用地特征的多样性和样本选择的繁琐性,严重影响了其提取的精度和效率。

基于多源数据融合古建筑三维重建技术的研究

将无人机倾斜影像、地面三维激光点云和数码相机照片相结合,从影像数据与点云数据2个层面研究数据融合的理论及策略,通过数据预处理、坐标系统一、数据配准、影像点云融合、点云数据融合实现三维实景重建。建立的三维实景模型,能够真实全面地还原和反映目标物全貌,且具备直观表达对象整体空间信息的能力。通过点、线、体3个层面的精度验证可以得出,本文提出的多源数据融合建模方法能够建立无遮挡、无空洞、细节表达完整的三维实景模型,且模型精度良好,为古建筑数字化保护拓展了一个新的方向。

房屋安全信息管理系统设计与实现

为解决房屋安全管理中信息化程度低、监管力度不够大等问题,本文利用WebGIS、BIM、网格化以及大数据等技术,探讨了网格化房屋安全全周期动态管理体系,构建了房屋安全管理大数据库,搭建了房屋安全信息管理系统,实现了房屋安全信息的全方位展示、业务全周期管理、危房实时预警和突发事件及时应急响应等功能,有效地提高了房屋安全的管理水平。

基于无人机视频的带状区域快速地形图测绘

近年来,无人机倾斜摄影测量技术在铁路、公路等带状区域地形图测绘工作中得到广泛应用,但仍存在航线冗余外扩、采集时间长、工作量大等问题,为进一步提高作业效率,满足突发应急事件下快速地形数据采集需求,提出一种基于无人机视频快速采集及成图方法,通过研究航飞速度、高度和相机参数与影像覆盖地面真实宽度之间的关系,给出视频均分帧处理及重建生成数字正射图和高程模型策略。通过选取典型长距离带状区域进行实验,按照提出的方法与技术流程,外业采集效率提高46%,并可达到1∶2 000测图精度要求,有效提高无人机测量技术在铁路勘察中的深度与广度。

基于GIS的传统建筑分布特征及影响因素的分析——以山东省济南市为例

我国拥有上下五千年的悠久历史文明,有着自己的独特文化与建筑,但随着社会经济的快速发展,传统建筑物的保护受到严峻的考验,而研究其分布特征及影响因素便于未来对传统建筑的保护利用和可持续发展。本文以山东省济南市的366处传统建筑为例,采用核密度分析方法与地理集中指数来分析传统建筑的分布特征,基于缓冲区分析研究水系、交通及经济因素对传统建筑分布的影响。结果表明,济南市传统建筑呈集聚状,北稀南密,中心多四周少的分布格局,济南市传统建筑与河流水系、交通道路、经济发程度等因素密切相关。

句法视角下山东省三大经济圈交通网络格局及优化

利用sDNA模型和空间自相关工具从多尺度分析山东省三大经济圈的公路交通网络格局,结果表明:1)全局尺度上,路网接近度呈现“一轴多核心”的分布特征,穿行度呈“网状廊道”分布特征;局部尺度上,路网接近度以济南和临沂为高值核心,以潍坊、青岛及淄博为次核心,穿行度高值呈网状分布。2)全省路网的全局接近度和穿行度的集聚状态比局部尺度下更显著,高中心性路网的空间集聚能力更强;鲁南和胶东经济圈路网局部穿行度的集聚特征不显著,菏泽、威海等边缘城市路网接近度在全局上形成“L-L”集聚,局部尺度无明显低值集聚。3)三大经济圈整体协同度较低,仅省会经济圈相对较好,内部路网需进一步整合。最后,对山东省路网提出优化建议,以促进三大经济圈高质量协同发展。

我国北方沿海区域水文气象特征分析仿真实验设计与开发——以青岛湾为例

为适应现代化教育的要求,国家将虚拟仿真实验课程发展为五大“金课”之一,以助力实验教学质量的提升。针对传统实验教学中存在受区域条件、恶劣天气、长实验周期等因素限制的痛点问题,文章开展了沿海区域水文气象虚拟仿真实验系统建设,搭建了三维地理场景,集成了多种水文气象监测设备的三维模型,设计并实现了包括环境地物认知、仪器设备安装操作、数据采集、水文气象特征分析、考核评价等环节的综合实验过程。该实验系统已上线国家虚拟仿真实验系统,可为水文学、气象学、自然地理学等相关的专业课程提供沿海区域水文气象特征分析虚拟仿真实验服务。

基于BIM的施工进度管理虚拟仿真实验教学研究

虚拟仿真实验教学是国家教育改革的重要内容。为解决由于建筑物庞大、施工工期长、过程不可逆等特点造成的无法在实验室实施进度实验问题,基于BIM开发了施工进度管理虚拟仿真实验教学系统,实现了进度管理实验的三维可视化、模型轻量化、进度专业化、检测智能化、教学规模化及过程协同化。文章围绕虚拟仿真实验进度问题,分析了传统教学存在的问题、仿真实验系统架构、功能设计与实施过程,总结了实验系统在管理类知识评价、大规模并行实验及多课程联动机制等方面的成效。研究成果可为工程管理领域的实验开发及进度管理实验教学提供借鉴。

基于BIM的装配式复合保温板体系应用研究

本文针对装配式复合保温板排板设计,基于BIM技术开发出装配式复合保温板排板设计程序,规定建模规则,实现装配式复合保温板的模型识别、自动排板与扁钢设计、管理应用等功能,通过项目案例实践,解决装配式复合保温板排板设计阶段耗时长、耗材高问题,提高效率的同时降低成本。