由于城市路网更新频繁及传统地图更新方法的局限性,很多城市路网地图数据无法及时更新.基于移动轨迹数据的路网地图更新是实现城市路网地图快速、高效更新的有效途径.虽然目前基于移动轨迹数据发展了一些基于栅格化的方法、基于聚类的方法和增量化的方法来提取与更新城市路网,但这些方法对于参数依赖性较强,且难以准确提取较为复杂的道路形状.因此,本文结合移动轨迹数据的特点及道路网的结构特征,提出了一种基于移动轨迹匹配的城市路网地图动态更新方法.首先,通过轨迹点的位置和方向属性进行轨迹点-路段匹配;然后,对未匹配的轨迹点采用顾及方向约束的空间自适应聚类算法进行聚类,并对每个聚类进行最优曲线拟合,获得新增道路;最后,以城市浮动车轨迹数据为例进行实验与对比分析.实验结果表明,与现有方法相比,本文方法需要的参数较少,且能够处理复杂形状道路的提取,具有较高的运行效率.
传统全野外数字化测图进行遮蔽角测量,存在制图周期长、工作量大,且无法满足拟建机场遮蔽角测量需求.本文以某民用机场初步设计勘查项目为例,将无人机倾斜摄影测量、超站仪无控制点测量和基于EPS三维测图系统等多技术交叉融合运用,结合优化后的内业分析工具和外业调查模式构建了一套适用于新建机场拟建导航台的场地环境调查测绘的方法,同时对各测量环节的成果精度进行了验证.结果表明:①无人机倾斜摄影测量技术获得三维模型精度满足地形测量精度要求;②多种技术交叉融合的方式不仅保证了勘查成果的质量,而且有效提高了工作效率;③优化后的内业数据处理和外业调查模式省时省力.本文采用的多种技术交叉融合方法,测定的障碍物遮蔽角成果可靠性高,可作为障碍物的限制高度评估、较大障碍物及时拆除和机场正式建设的基础数据.
随着全球城市化进程的不断加快,以城市为中心扩大人口,发展政治、经济和文化成为趋势,城市建成区的演变一直是研究的热点.随着遥感技术的发展,利用遥感影像进行长时间序列、高精度、大范围的城市建成区提取已成为主流方法.其中,灯光遥感所探测的夜间城市灯光特征,较直观地反映了人类城市社会的活动情况,为研究提供了新方向.本文系统梳理了目前主流夜间灯光遥感的发展进程,探讨了基于美国国防气象卫星计划/OLS(operational linescan system)、Suomi NPP(national polar-orbiting partnership)/可见光红外成像辐射仪和珞珈一号夜间灯光遥感进行城市建成区提取的主要方法.同时,比较了利用各数据源进行城市建成区提取的优缺点,为后续应用夜间灯光遥感进行城市建成区提取的研究提供参考.
全球地理信息是重要的全球公共产品之一,对于弥补发展中国家与发达国家之间的数字鸿沟、改善全球治理模式具有重要意义.本文从公共产品的基本特性出发,首先,给出了全球地理信息公共产品的基本概念和内涵,并针对产品生产、产品交付和产品使用三个主要环节,指出要从服务资源、服务能力、服务方式和服务机制四个维度研究全球地理信息公共产品的支撑技术;然后,通过深入分析当前技术发展趋势,提出了建设多元化服务资源、提升实时化服务能力、提供知识化服务方式、建立协同化服务机制的发展思路;最后,给出了构建全球地理信息公共产品支撑技术体系的主要任务、技术思路和国际合作模式.
针对航测作业过程中遇到云雾等恶劣气候条件时,会产生影像色彩失真、饱和度低、背景模糊不清等问题,本文进行了影像去雾与影像增强算法的研究,提出了一种改进 Retinex 算法,并以重庆某山区为例,与两种传统经典算法进行比较分析.结果表明,本文算法可对带雾影像进行有效处理,获得更真实准确的细节、更清晰真实的光感色彩;使用去雾与增强后的影像进行三维建模,从而生成高分辨率三维网格.分别从主观和客观开展对影像效果的评价,所得到的优化影像与三维模型都有良好的效果.
针对当前固有的数据存储结构和数据读取展示效率难以支撑,大规模建筑信息模型(building information model,BIM)三维数据快速加载与渲染的问题,本文深入研究了模型轻量化和快速渲染技术.针对使用三角化几何描述的BIM,在最大程度保持模型外观不变的前提下,采用了Draco格网压缩算法,通过三角网模型的压缩达到数据逻辑结构轻量化的效果;在处理纹理结构复杂的BIM时,保持纹理清晰度的同时,采用CRN_DXT5技术,最大限度地压缩纹理数据;对于在外观相似、大量重复但空间位置不同的 BIM 构件,采用几何模型+姿态/位置矩阵的实例化的策略,实现相同几何模型的实例化压缩,大幅降低纹理的存储大小,实现 BIM 三维数据快速加载与渲染.同时,借助SuperMap iDesktop平台对优化前后数据源效率进行了验证,结果表明,经过轻量化处理的BIM浏览效率得到了大幅度提升.
单班制出租车运营时间远小于两班制出租车,了解单班制出租车司机居住区域和出租车服务的空间差异对合理设置出租车服务站点,提高出租车的利用率具有重要意义.本文从济南市中心城区出租车轨迹数据中提取单班制出租车司机居住信息,利用核密度估计和基于密度场的热点探测对中心城区出租车司机居住区域进行建模,借助地理探测器分析出租车司机居住区域的影响因素.结果表明:出租车司机居住区域主要分布在城市中心,集中于中心城区西北部的槐荫区和天桥区;出租车司机居住区域热点共109个,其中,一、二级居住热点沿市中心呈环状分布;出租车司机居住区域受交通可达性的影响较为显著.
在乡村振兴和新型城镇化发展的背景下,如何统筹国土空间格局,优化生产、生活、生态空间是目前需要解决的问题.以广州为例,将 MCR(minimum cumulative resistance)模型、斑块生成土地利用变化(patch-generating land use simulation,PLUS)模型、马尔可夫(Markov)模型进行耦合形成MCR-PLUS-Markov模型,应用到城市国土空间格局优化研究中.在生态安全格局下建立生态源阻力面和阻力源阻力面,构建生态安全格局功能分区,设置不同的城市发展情景,进行不同情景下国土空间发展预测模拟与分析,通过预测模拟结果进行国土空间格局优化研究.结果表明,基于MCR-PLUS-Markov模型的预测模拟分析,精度评价相对较高,对广州国土空间格局预测分析具有较好的适用性.
探究城市人群活动模式有助于理解人群与城市空间的交互作用及影响机制.本文以武汉都市发展区为例,基于腾讯位置大数据,利用 Tucker 张量分解法和 K-means 聚类挖掘城市人群活动模式特征.结果表明:①用张量分解法处理地理位置大数据从多维度揭示城市人群活动时空模式是有效的;武汉都市发展区人群活动可分解为三种每日时间段模式、两种日常周期模式和五种地理空间模式,反映出武汉城市人群活动在时间段、周期和空间上存在显著差异.②得到四个层次空间结构,呈现为城市中心依次向外的圈层结构,各个聚类中以生活服务、购物服务、公司企业三种兴趣点功能为主.本研究可为优化城市管理和空间规划决策支持提供参考.
无人机倾斜摄影从航空平台多视角同步采集影像,可通过倾斜摄影测量,三维建模等技术生成真实的三维模型,是目前地形级到城市级实景三维模型重建最主要的技术手段之一.本文总结归纳了目前无人机倾斜摄影三维建模过程中的关键技术,重点介绍了三维场景重建和倾斜摄影三角网模型的语义提取、单体化、实体化处理等技术方法及研究现状,指出了目前无人机倾斜摄影三维建模技术仍存在的问题,并从无人机路径规划、数据获取、建模技术、模型表达四方面对该领域潜在的发展趋势和研究方向进行了分析与展望.
针对地理信息系统在公安行业应用中存在多个名称相近及中英文简称混用问题,本文采用文献研究与统计相结合的方法,分析了警用地理信息系统在不同发展阶段名称使用上的变化,厘清了不同名称使用的历史背景和语义环境,论述了概念、内涵与外延,并对其与相关学科的关系进行了探讨.
本文提出一种基于多源数据的城市功能区识别方法,并以成都为例进行了研究.首先,利用路网数据将研究区域划分为街区单元;然后,利用文本表示模型对出租车轨迹数据和兴趣点数据进行挖掘,提取街区的社会经济活动特征;再针对建筑轮廓矢量数据提取建筑景观指数,作为街区的自然特征;最后,基于街区的自然特征和社会经济活动特征采用高斯混合模型对街区进行聚类分析,识别得到居住区、商业区、工业区、科教区、文娱区和生态区六类功能区.结合百度地图和谷歌影像地图,对识别结果进行精度评价.结果表明,本方法在城市功能区识别上有较高的准确率,能为城市的发展规划提供优化建议.
针对信息时代地图可视化需求,提出了将山水画中三远法融入地图制图过程中的理念.首先,分析了中国山水画和地图在表现地理空间思维及信息传输中的异同;然后,通过例证详细分析了散点透视和三远法表达三维地理场景的方式;最后,基于深远法实现三维故宫建筑群卷曲可视化,兼顾第一人称视角和第三人称视角,实现从侧视到俯视连续变换的可视化.结果表明,融入深远思维的卷曲可视化可以有效解决建筑物间遮盖问题,且更具视觉吸引力.
以典型快速城市化城市(市管镇)东莞为研究对象,本文基于 4 期(1987 年、2001 年、2011 年、2021年)城镇、农业和生态空间数据,采用转移矩阵、土地利用度、标准差椭圆和地理探测器方法对国土空间格局演变与驱动因子进行分析.结果表明:①1987～2021 年城镇空间由镇(街道)点状发展到市域连片分布;农业空间碎片化,全市点状、块状分布;生态空间围绕主要分布区域的外围收缩.②城镇空间扩大了 10.07 倍,59.57%、40.43%扩张分别来自农业和生态空间;东北部城镇空间主要侵蚀农业空间,南部地区主要侵蚀了生态空间;发展初期农业空间减少较多,后期生态空间减少较多.③经济要素、管理体制、产业特征和自然要素决定了国土空间格局变化,主要驱动力由人口、GDP等转移为产业结构特征;市管镇行政结构极大推动了区域差异化发展.
在加快新型基础测绘体系建设、推进基础地理信息数据库向无尺度基础地理实体数据库转变的过程中,地理实体数据建设成了一个需要深入研究的问题.其中,地理实体模型构建及存储管理是一个重点内容.为了实现这一目标,立足省级新型基础测绘建设,通过试点探索,提出基于图元的地理实体数据模型,依托模型建立研究区地理实体数据,并利用关系图谱实现地理实体数据的表达与可视化.研究成果已在江苏省新型基础测绘体系数据库建设中得到应用.
为贯彻落实国土空间规划"一张图"建设工作,我国部分地区根据国土空间规划编制和管理陆续开展基数转换方案研究.然而,现状基数转换细化工作目前尚缺乏准确、高效的细化方法,未形成一套完整的转换调查体系.针对该问题,本文提出一种基于兴趣点数据的国土空间规划现状基数转换细化调查方法.本方法梳理了"三调"工作分类与"用地用海分类"衔接规则,借助自主研发的内业处理系统与外业移动调绘平台,结合兴趣点、地籍图等多源数据进行基数转换细化分类.为检验方法的有效性,以广汉为例进行了分析.结果表明,本方法提高了基数转换的工作效率,基数转换地类细化结果完成率达到99%以上.这为国土空间规划现状"一张图"提供了有力技术支撑,具有重要的应用和推广价值.
基础设施的高质量发展是国家现代化的内在要求,社区足球场作为基础设施的一部分,其空间布局规划是影响高质量发展的关键因素.本文面向高质量基础设施建设提出了社区足球场发展的研究框架,以武汉社区足球场为例,探讨了武汉城市社区足球场地设施试点方案前、后足球场的空间格局和空间可达性,并提出了经过总体规划的社区足球场建设方法.结果表明:①在社区足球场数量及分布方面,中心城区和远郊区呈现明显的空间差异,核密度值由中心城区向外辐射递减;社区足球场在规划试点后,数量增加,平均最近邻指数小于试点前的,集聚程度提升;与试点前相比,空间分布重心向东北方向移动,标准差椭圆面积变大,表明社区足球场呈现出空间扩张的态势.②规划试点前社区足球场可达性呈不规则点状分布格局;规划试点后社区足球场可达性形成"一轴一带、多中心"的空间结构,高可达性足球场主要沿长江沿线密集分布.③从场地布局模式、组织管理、资金投入及政策法规四方面分析了社区足球场地建设的新模式.
为了解决用单一模型进行滑坡灾害易发性评价效果不佳的问题,本文构建了耦合模型对滑坡灾害易发性进行研究.选取典型高山峡谷区怒江傈僳族自治州(简称怒江州)为研究区;选用离断层距离、离河流距离、离道路距离、工程地质岩组、海拔、坡度、坡向、土地利用类型8个滑坡影响因子构建评价指标体系;运用二元逻辑回归法、信息量法、确定性系数法分别进行滑坡灾害易发性研究,构建了信息量-逻辑回归模型,并分别与上述三种方法各自所得结果作对比;结合均方根误差、最小值和平均值统计及受试者工作特征曲线进行检验与比较.结果表明:极高和高易发区主要分布在怒江、澜沧江、独龙江沿岸及道路两侧,符合研究区实际情况,表明评价指标和评价模型的选取具有合理性;所建信息量-逻辑回归模型(0.883)比信息量(0.874)、确定性系数(0.848)、二元逻辑回归(0.869)模型更具优势.
城市体征指标评估是一种量化展示城市运行状况的方式,可以辅助未来城市精细化、智能化管理.本文利用层次分析法从多个维度构建了一套城市运行体征监测指标体系,融合多源大数据,以年份为时间尺度,乡镇(街道)为空间尺度,对宁波 157 个乡镇(街道)近几年的城市运行健康状况开展评估,分析整个城市运行健康状况的空间分布特征和规律.结果表明:宁波城市运行状况整体呈现从中心区向外由一级健康到五级健康的阶梯分布特点;城市体征指标和各维度指标呈圈层变化,底力和活力维度从绕城高速内的中心城区到郊区有明显的逐渐降低规律,压力维度从郊区到绕城高速内的中心城区有显著的上升趋势.
在城市规划、公共管理、防灾减灾和导航等领域,高精度的城市建筑物三维信息发挥着重要作用.传统的建筑物高度信息获取方法具有成本较高、精度较低、时效性差的缺点.随着亚米级的高空间分辨率遥感卫星的发展和普及,基于遥感卫星立体像对数据反演建筑物高度信息的方法受到广泛关注.基于 GeoEye-1 卫星数据,本文提出了一种自动化程度较高的建筑物高度信息提取方法.首先,利用有理函数模型对 GeoEye-1 立体像对数据进行几何校正,生成数字表面模型;然后,基于多窗口滤波方法,在无须辅助数据的情况下,利用数字表面模型生成数字高程模型,通过叠置分析提取建筑物的高度信息;最后,根据建筑物轮廓数据绘制研究区建筑的高度分布图.研究结果表明,该方法在多种地表类型上提取出建筑物的高度信息具有较高的精度,具有操作简单、处理速度快等特点.
