地球信息科学学报 ›› 2022, Vol. 24 ›› Issue (1): 63-73.doi: 10.12082/dqxxkx.2022.210340
• 第二届中国空间数据智能学术会议(SpatialDI 2021)优秀论文 • 上一篇 下一篇
令振飞1,2,3(), 刘涛1,2,3,*(
), 杜萍1,2,3, 张耀蓉1,2,3, 杨国林1,2,3, 锁旭宏4
收稿日期:
2021-06-16
修回日期:
2021-07-16
出版日期:
2022-01-25
发布日期:
2022-03-25
通讯作者:
* 刘涛,博士,湖北随州人,教授,主要从事空间关系理论,GIS与遥感一体化,GIS、RS应用与开发等研究。E-mail: ltaochina@foxmail.com作者简介:
令振飞(1996— ),男,甘肃天水人,硕士生,研究方向为空间模式分析与地理深度学习、空间场景相似性检索。E-mail: 0219757@stu.lzjtu.edu.cn
基金资助:
LING Zhenfei1,2,3(), LIU Tao1,2,3,*(
), DU Ping1,2,3, ZHANG Yaorong1,2,3, YANG Guolin1,2,3, SUO Xuhong4
Received:
2021-06-16
Revised:
2021-07-16
Online:
2022-01-25
Published:
2022-03-25
Contact:
LIU Tao
Supported by:
摘要:
通过综合空间关系、几何、语义等多种特征对建筑群模式进行智能识别,在地图多尺度表达和数字化制图等领域有着重要的意义。将图卷积神经网络用于建筑群模式智能识别能够克服传统方法依赖人工经验设置参数、制定的规则过于严格等缺点。但是该方法往往存在样本比例失衡的问题,容易导致样本数量较少的类别无法正确识别。本文首先以建筑物质心作为样本进行聚类获得建筑群组。其次,将同一群组内的建筑物质心作为样本进行Delaunay三角剖分来构建建筑群的图结构,其中图节点特征选取能够描述建筑群几何特征的面积、大小、方向等相关指标。再次,通过图结构过采样的方式对样本数量较少的建筑群图结构进行增强,然后将样本数量较少的建筑群图结构增强前后的数据分别输入图卷积神经网络模型进行训练,并结合ROC曲线等多个评价指标对模型的性能进行了评测。实验结果表明,对样本数量较少的建筑群图结构增强之后,模型对于样本数量较少的建筑群识别准确率有了明显的提高。
令振飞, 刘涛, 杜萍, 张耀蓉, 杨国林, 锁旭宏. 样本数量不平衡下的建筑群模式识别方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(1): 63-73.DOI:10.12082/dqxxkx.2022.210340
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表1
建筑物指标选取
变量 | 指标 | 计算方法 | 公式编号 | 描述 |
---|---|---|---|---|
位置 | 质心 | | (2) | 所有顶点的算术平均位置,其中N是顶点的数量 |
尺寸 | 周长 | Perimeter=Pb | (3) | 建筑物周长 |
面积 | Area=Ab | (4) | 建筑物面积 | |
均半径 | Mean radius= | (5) | 建筑各顶点到质心的平均距离[ | |
方向 | SBRO WSWO | 最小边界矩形方向具有小公差的建筑物的墙壁方向[ | ||
紧凑度 | | (6) | 面积和周长的平方关系[ | |
分形度 | | (7) | 面积与周长的对数关系[ | |
形状 | 延伸率 | | (8) | SBR建筑的长宽比[ |
凹度 | | (9) | 建筑与等面积圆的交合处面积比[ | |
密度 | 面积比率 | | (10) | 建筑面积与其影响面积的比率(IA) |
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