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国土调查遥感40年进展与挑战 舒弥, 杜世宏 地球信息科学学报    2022, 24 (4): 597-616.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210512 摘要 （1067）   HTML （77）    PDF （4871KB）（316）    可视化    运用遥感技术进行土地资源调查,摸清其数量及分布状况,长期以来都是遥感领域研究的重要内容。本文首先回顾了过去40年来遥感技术在我国国土调查中的应用情况,然后围绕高分辨率影像的特征提取、大范围影像的样本获取、多时相/多传感器影像的迁移学习以及多源异构数据融合4个方面介绍了相关进展情况;接着归纳总结了现有遥感信息提取技术在国土调查中面临的4个挑战：① 高分辨率影像分类存在如何定义、选择、挖掘高级特征的问题;② 国土调查中的遥感数据集规模庞大,存在着类间不平衡和类内多样性,为这种复杂数据集获取足够、均衡、多样化的样本集是一个巨大挑战;③ 对于多传感器/多时相影像,如何低成本、及时地实现土地利用分类是值得考虑的问题;④ 从土地覆盖到土地利用存在语义鸿沟,如何合适地引入语义信息以弥合语义鸿沟需要被考虑。最后,本文对国土调查遥感技术的未来发展方向和应用点进行了展望。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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“地理信息技术在海事领域的应用”专栏导言 陈继红, 牟乃夏, 邵哲平, 胡勤友, 刘文 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1645-1646.   摘要 （644）   HTML （6）    PDF （481KB）（13）    可视化    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于多源空间数据和随机森林模型的长沙市茶颜悦色门店选址与预测研究 黄钦, 杨波, 徐新创, 郝汉舟, 梁莉莉, 王敏 地球信息科学学报    2022, 24 (4): 723-737.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210478 摘要 （612）   HTML （71）    PDF （6410KB）（205）    可视化    茶颜悦色作为中国本土奶茶品牌,将中国传统茶文化与时尚元素相结合,融入浓郁中国风,成为来长旅游者打卡必喝的一种奶茶饮品。探索其空间分布并对其门店选址适宜性进行评估对于优化门店布局、促进经济发展和提升旅游服务水平等具有重要的实际意义。本文基于高德地图API爬取长沙市茶颜悦色POI,运用平均最近邻指数、地理集中指数、不平衡指数、标准差椭圆、核密度估计等方法分析其空间格局,在此基础上融合多源异构空间数据选取一系列影响其空间分布的指示因子并运用随机森林模型对其门店布局适宜性开展实证研究。分析结果表明：① 长沙市茶颜悦色空间分布整体上为集聚型(ANN=0.354,G=40.283),围绕城市核心商圈集聚分布,形成了“一超多核”的空间格局;② 随机森林模型优化后的平均测试精度为92.18%,OOB测试精度为93.45%,其评价结果能够准确反映长沙市茶颜悦色门店选址适宜性与空间分布的异质性;③ 茶颜悦色选址适宜性结果表明,长沙市核心商圈内适宜性概率整体较高,存在明显的高值集聚现象,符合弗里德曼“中心-外围”理论。若将各商圈抽象为不同等级的中心地,其所提供的服务职能和影响范围受到空间距离衰减作用的影响,在空间分布上符合地理学第一定律;④ 特征重要性排序结果显示竞争环境、交通区位和社会经济发展因素对模型的贡献率较大,这与最小差异化准则强调集聚效应和传统商业选址强调区位选择相得益彰,因此在进行门店选址时可以重点考虑此类因素。本研究融合多源空间数据运用数据挖掘技术解决选址问题的方法和结论可以为茶颜悦色门店选址和空间布局提供参考和借鉴。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于多源数据和船舶停留轨迹语义建模的港口目标识别 闫兆进, 杨慧 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1662-1675.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210471 摘要 （503）   HTML （9）    PDF （9641KB）（34）    可视化    港口目标识别是海事船舶监管的重中之重,船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）所获取的船舶活动信息,可为港口目标识别提供高时相和高精度的船舶航行数据。为了探究AIS数据在港口目标识别中的应用,提出一种基于多源数据和船舶停留轨迹语义建模的港口目标识别方法。通过数据挖掘和语义信息增强构建船舶停留轨迹语义模型,识别船舶港口停留轨迹;建立基于随机森林的船舶停留方式分类模型,分类船舶泊位停留轨迹和船舶锚地停留轨迹,并利用空间逐级合并方法提取港口泊位和港口锚地;综合船舶泊位停留轨迹、道路、海岸线、水深、土地利用与土地覆盖等数据,顾及情景-领域知识实现港口目标识别。基于2017年96 790艘船舶的超8300万条AIS轨迹记录,应用本文方法识别南海研究区的港口目标。实验结果表明,本文方法对于船舶轨迹停留行为总体分类精度为0.9477, Kappa系数为0.8948。提取出南海研究区447个港口区域,与Google Earth影像叠加验证结果表明,提取结果均位于真实的港口影像内,相较于Natural Earth数据集中包含的南海区域24个港口点位,提取结果的完整性大大增强。因此,基于多源数据和船舶停留语义建模的港口目标识别方法对于港口目标识别具有较高的准确性和完整性。此外,该方法提取的港口区域可为基于遥感影像的港口目标识别提供靶区,从而提高大区域甚至全球范围内港口目标动态识别的效率。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于开源数据和条件生成对抗网络的地形重建方法 陈凯, 雷少华, 代文, 王春, 刘爱利, 李敏 地球信息科学学报    2023, 25 (2): 252-264.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2023.220701 摘要 （425）   HTML （1）    PDF （23924KB）（0）    可视化    如何使用少量的地形特征复原地形地貌一直为地学领域的难题。本文使用开源数据集提取地形特征要素，使用地形特征要素作为约束条件构建了用于生成DEM的条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Networks, CGAN)，设计了基于开源DEM、开源DEM与遥感影像组合、以及5m高精度DEM提取地形特征要素生成DEM的对比实验，并对结果进行视觉效果、相关性分析以及地形因子的对比与评价。结果表明：① 在视觉效果上，3种不同方式生成的DEM在视觉效果上均十分逼近原始5 m DEM，都远好于传统插值方法生成DEM，基于开源12.5m DEM提取要素和1m遥感影像的重建效果最接近于原始5 m DEM；② 在相关性上，三种不同方式生成的DEM与原始5m DEM相关性均能达到0.75以上，组合开源数据提取要素重建DEM与原始5 m DEM相关性可达到0.85以上；③ 在地形因子方面，基于开源12.5 m DEM和1 m遥感影像提取要素重建DEM的坡度和坡向的分布趋势与原始5 m DEM最为一致。本文为高精度DEM建模提供了新的思路，在高精度DEM难以获取的区域，可以利用开源数据集和条件生成对抗网络进行高精度地形建模，从而进行地学分析和地理模拟等。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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面向海陆统筹的综合航海地图集基础地理框架构建 黄丽娜, 杨柳多姿, 姚翔宇, 侯孟营, 任福 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1647-1661.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220081 摘要 （363）   HTML （10）    PDF （6287KB）（58）    可视化    设计和编制海陆统筹的综合航海地图集服务于国家“构建海洋命运共同体”发展目标,同时也是促进海陆文化共融和海陆睦邻合作的重要推力,在当前地图学领域受到普遍关注。本文通过与航海专题图、陆地专题图的对比分析,从地图选题、比例尺、投影、地理分幅等方面探讨了海陆统筹地图集的表达特点,并从海陆并蓄视角出发,提出综合航海地图集基础地理框架的内容体系和构建策略。在此基础上,结合《世界航海地图集》的编制实践设计了其基础地理框架的具体建立方案：① 中小比例尺地图使用WGS84坐标系,较大比例尺地图使用CGCS2000坐标系;② 根据专题内容、制图区域、变形需要,制图单元可以使用等差分纬线多圆锥、墨卡托、古德等多种投影;③ 地理底图分为世界地图、典型区域地图、陆地地图、海域地图、航区地图、港口地 图6 种图型,其系列比例尺内容需按一定规则进行取舍和化简派生得到;④ 地图制图单元采用北方定向,联合地理分幅和地图分幅可生成灵活的图面布局。世界航海专题图集的编制实践表明,应用本文建立的基础地理框架能较好实现海洋与陆地的协调统一表达。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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顾及人群集聚和情绪强度的城市综合活力评价及影响因素 梁立锋, 曾文霞, 宋悦祥, 邵振峰, 刘秀娟 地球信息科学学报    2022, 24 (10): 1854-1866.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220027 摘要 （355）   HTML （11）    PDF （8364KB）（47）    可视化    城市活力的科学定量评估,能够为城市规划和协调发展提供重要依据,针对城市活力容易忽略居民情感的现状,本文选用百度热力图数据与微博情感分析结果,分别衡量人群集聚强度和情绪强度,并结合TOPSIS方法,提出一种顾及人群集聚和情绪强度的综合活力评估框架。从城市物理环境、经济环境和生态环境3个维度,选择8个关键影响因子,结合地理探测器空间分析方法,探讨影响因子对城市活力空间异质性的影响。结果表明：① 融合人群集聚强度和情绪强度的综合活力评估方法,能够较好反映城市活力空间分异格局;通过对典型样本区域分析,验证了本文提出的城市综合活力评价框架的有效性;② 城市POI密度对城市综合活力的解释力最显著,而植被覆盖度因子对城市综合活力的解释力最弱;但是植被覆盖度因子与其他因子的交互作用,对于城市活力空间异质性的影响力提升最为显著,表明植被覆盖度因子并不是直接作用于城市活力的空间异质性,而是通过耦合空间可达性、POI密度以及建筑密度等影响因子,间接影响城市综合活力的空间分异。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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面向大规模空间Agent建模的分布式地理模拟框架 曾梦熊, 华一新, 张政, 张江水, 杨振凯, 韦原原 地球信息科学学报    2022, 24 (5): 815-826.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220001 摘要 （355）   HTML （11）    PDF （4059KB）（95）    可视化    基于Agent建模的地理模拟是认识和理解动态地理现象的有效方法,但随着地理模拟的规模和复杂性不断增加,模型的计算问题开始凸显。分布式并行仿真是解决大规模Agent复杂模拟计算的途径,然而已有研究基于Agent建模/仿真软件构建并行仿真系统的方式并不适用于具有高移动与行为交互的空间Agent建模及其模拟过程的实时可视化。为解决这个问题, 本文提出了一个分布式地理模拟框架DGSimF,用于大规模动态空间Agent模拟,支持模拟过程的实时表示与分析。设计了一个简单但高效的时空数据模型建模空间Agent,支持直接基于Agent行为建模集成地学模型,采用了时间微分方法协同各计算节点行为的执行,实现以“任务并行”的方式进行分布式计算以提高仿真性能,构建了基于三维地球渲染引擎的虚拟地理环境,提供模拟过程的实时可视化。最后,以“红蓝对抗”案例进行了实验验证,对不同模拟计算量和不同客户端数量下的仿真性能进行了分析,结果表明DGSimF可以为具有时空特征变化与行为交互的大规模空间Agent模拟提供一个有效的平台。通过扩展计算节点,DGSimF可以有效地缓解复杂模拟计算的压力问题,并且仿真性能较高,在实验中并行效率保持在0.7以上。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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地理信息系统研究新范式 华一新, 赵鑫科, 张江水 地球信息科学学报    2023, 25 (1): 15-24.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2023.220300 摘要 （351）   HTML （2）    PDF （2393KB）（8）    可视化    随着大数据时代的到来，地理信息系统（GIS）的时空范畴、信息内容和应用场景都得到了前所未有的扩展，地理信息系统需要由例外处理的被动适应方式，转变为内核支持的主动扩展方式，将地理信息系统扩展为新一代时空信息系统。本文在分析地理信息系统本质是以地图数据模型为核心的信息系统的基础上，从研究对象、基本原理和技术方法3个方面总结梳理了地理信息系统研究范式，并分析阐述了时空信息扩展对地理信息系统研究范式的新要求。其次，在分析全空间信息系统（PSIS）认知模型与多粒度时空对象数据模型的基础上，归纳出全空间信息系统基于时空实体的理论与技术路线，并总结其在多个领域的实践与应用。然后，系统分析了全空间信息系统对地理信息系统研究对象、基本原理和技术方法的具体扩展方式，提出全空间信息系统研究范式。最后，总结梳理了全空间信息系统研究范式的基本内容，并与地理信息系统研究范式进行了核心内容的分析对比，展望了地理信息系统研究范式进阶将带来的影响和变化。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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顾及DEM误差空间自相关的地形变化检测方法 代文, 陈凯, 王春, 李敏, 陶宇 地球信息科学学报    2022, 24 (12): 2297-2308.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220209 摘要 （328）   HTML （5）    PDF （17640KB）（18）    可视化    传统的地形变化检测方法忽略了DEM误差的空间自相关性，针对此问题，本文提出了顾及DEM误差空间自相关的地形变化检测方法。首先，通过2期DEM相减得到差值DEM（DoD），并通过蒙特卡罗方法评估DEM的误差空间分布；其次，基于DEM误差空间分布图，通过误差传播公式计算DoD误差，并使用半变异函数分析其空间自相关程度；最后，在误差空间自相关分析和显著性检测的基础上计算地形变化量（体积）和对应的误差限。本文在4个黄土小流域进行了实验，结果表明：无人机摄影测量DEM的高程误差存在一定程度的空间自相关，通过光束平差蒙特卡罗方法可以模拟无人机摄影测量DEM的误差空间分布；在进行地形变化检测时，使用误差空间分布代替中误差进行地形变化检测有效降低了检测结果对显著性阈值的敏感性；显著性阈值从68%提高到95%时，使用误差空间分布的检测结果损失的观测值比使用中误差低5.39%~6.75%。顾及空间自相关的地形变化检测方法能够更加科学、精确地量化地形变化特征，也可有效地应用于地表变形监测、流域侵蚀监测、输沙量评估等领域。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于多尺度时空聚类的共享单车潮汐特征挖掘与需求预测研究 姜晓, 白璐斌, 楼夏寅, 李梅, 刘晖 地球信息科学学报    2022, 24 (6): 1047-1060.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210691 摘要 （327）   HTML （20）    PDF （5434KB）（90）    可视化    当前,我国政府和单车企业多以划定电子围栏停车点的方式进行共享单车的规范化管理,由于单个电子围栏内部单车流入流出的随机性和不确定性较大,以单个围栏为单位进行单车管理的工作量大且不具现实意义。因此,有必要对电子围栏停车点进行聚类划分,实行区域化的管理与调度。基于此,本文提出一种基于时空约束的网络图聚类算法,该算法综合考虑空间因素（地理位置、地理环境特征）和时间因素（历史订单）,只需通过距离阈值设定即可实现电子围栏的多尺度聚类划分,实验分别在3000 m和700 m距离阈值条件下对厦门岛和乌石浦地区电子围栏进行聚类,结果显示该算法不仅能够将具有相似时空特征的电子围栏聚到同一社区簇内,而且能够使得单车流动主要集中在划分后的社区内部;随后,在社区划分基础上进行单车潮汐特征挖掘,能够有效识别和定位单车使用的热点地区;最后,利用长短时记忆神经网络（Long-Short Time Memory network, LSTM）进行单车订单需求预测,结果显示有84%以上社区的预测准确率在85%以上,平均预测准确率为91.301%,预测效果较好,可有效满足单车调度需求。本文研究成果可服务于电子围栏停车点规划与共享单车的区域化管理与调度工作。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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结合“珞珈一号”夜间灯光与城市功能分区的广州市碳排放空间分布模拟及其影响因素分析 卢奕帆, 梁颖然, 卢思言, 肖钺, 何小钰, 林锦耀 地球信息科学学报    2022, 24 (6): 1176-1188.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210610 摘要 （321）   HTML （35）    PDF （5789KB）（102）    可视化    合理模拟城市内部的碳排放空间分布情况,是制定清晰明确的碳减排政策的重要前提。由于以往相关研究所用数据分辨率较低,且未考虑行业差异,因此所得结果较难精细地反映碳排放空间分布特征。为解决以上不足,本文提出一种更为合理的碳排放空间分布模拟方法。首先利用时间序列法预测2019年广州市各行业碳排放量;然后结合“珞珈一号”夜间灯光及城市功能分区数据,在精细尺度下实现分行业的碳排放空间化;在此基础上进行空间自相关分析,揭示广州市碳排放空间分布规律;最后采用随机森林模型分析影响广州市分行业碳排放的社会经济驱动因素。结果表明：① 广州市碳排放量在2011年后呈缓慢增长趋势,2019年碳排放量达83.12百万吨,其主要贡献来源为交通行业;② 与常用的ODIAC（1 km）、EDGAR（10 km）碳排放产品及基于NPP-VIIRS的碳排放空间化结果（500 m）相比,结合高分辨率（130 m）夜间灯光数据以及城市功能分区实现的碳排放空间化结果可以在更精细的尺度上呈现区域内部的空间碳排放差异;③ 广州市碳排放呈显著的全局空间正相关,形成了以第二和第三产业集中区域为依托的高高聚集区;④ 广州市2019年第二产业碳排放的主要影响因素是一般公共预算收入、第二产业GDP、一般公共预算支出、固定资产投资额;第三产业碳排放的主要影响因素是社会消费品零售额、第三产业GDP、各个行政区总GDP以及人口数量。综上,本研究从城市内部行业结构差异出发,结合高分辨率的夜间灯光数据,展现区域内部的碳排放分布格局,所得结果将有利于相关部门制定精准的碳减排和产业优化升级策略。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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综述与展望：地理空间数据的管理、多尺度变换与表达 王迪, 钱海忠, 赵钰哲 地球信息科学学报    2022, 24 (12): 2265-2281.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220163 摘要 （320）   HTML （10）    PDF （4146KB）（28）    可视化    多尺度表达是地理空间数据的重要研究内容之一。本文从地理空间数据管理、地理空间数据尺度变换以及地图多尺度表达3个方面对地理空间数据的多尺度表达研究现状进行归纳和总结，对研究成果进行系统分析与展望。主要分析包括：① 在地理空间数据管理的多尺度数据库与多尺度空间索引方面，多库多版本、一库多版本和一库一版本数据库能够帮助多尺度表达方法构建较好的数据支撑，层次化的多尺度空间索引也是主流的多尺度数据库构建结构。但目前多尺度数据库与多尺度空间索引方法还不具备解决不同层次数据的集成与匹配能力，对不同尺度数据进行实时一致性调整的能力不足；② 在地理空间数据多尺度变换方面，地图自动综合能够较好地与人工智能技术相结合，但由于知识获取的限制，距离实现完全自动综合仍有一段距离；且当前智能化的自动综合研究相关成果主要用于辅助决策，对综合知识的自主学习有待进一步研究；目前多数研究是基于离散的尺度变换模式，对连续尺度变换能力不足；且缺乏强有力的质量控制机制，自动尺度变换结果存在较大的不确定性；③ 在地图多尺度表达方面，地图数据类型多源、种类丰富且使用灵活，多尺度显示的复杂性较高，当前地图可视化对地理信息中隐藏的现象与规律有待进一步挖掘。最后，从智能化自动综合方法、连续多尺度表达模型、深度学习与制图综合及“新”时代多尺度表达等方面对未来发展进行了展望。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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黄土高原地貌类型界线划定研究进展 丁小花, 王琤, 席俊杰, 王朝, 岳程瑜, 张青峰 地球信息科学学报    2022, 24 (7): 1219-1233.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210837 摘要 （312）   HTML （17）    PDF （5004KB）（79）    可视化    区分地理实体最直接有效的方式在于对其界线作出划定。目前,黄土高原地貌类型界线划定多是在分类基础上按照分类界线、自然区划界线来界定。基于不同数据源及其表达方式,本文追踪前人对黄土高原地貌类型界线划定的研究进展,从形态成因的地貌分类、数字地貌分类等分类体系中总结了黄土地貌类型界线的内涵,分析了基于自然语言和数字环境下定量描述的优缺点和存在的问题;并梳理了黄土地貌类型界线的表示方法以及基于数字地形分析技术的地貌类型定量识别及其划分方法;从地貌界线确定与分类体系的关系、地貌界线划定的理论与方法参考、地貌界线划定的尺度效应3个方面对地貌类型界线做出了讨论分析与展望,以期为黄土地貌区划的相关理论研究提供背景基础,为当地实践工作等提供理论依据和支撑。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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接驳地铁站的共享单车时空均衡性分析与吸引区域优化 邝嘉恒, 邬群勇 地球信息科学学报    2022, 24 (7): 1337-1348.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210775 摘要 （308）   HTML （55）    PDF （5931KB）（73）    可视化    共享单车是接驳地铁出行的最有效选择之一,但共享单车的时空分布不均问题对使用者和管理者造成了很大的不便,尤其是早高峰期间出现这种问题更会大大降低2个交通系统的运行效率。因此,研究用于接驳地铁出行的共享单车的时空均衡性特点对提升早高峰期间的通勤效率有一定意义。为了了解接驳地铁骑行的时空均衡性特点,本文以厦门市作为实验区,将厦门市早高峰期间接驳地铁站的骑行作为主要研究对象,基于出行OD提出了新的地铁站吸引区域建立方法,基于出行特点提出了考虑地铁站点的单车聚类方法。本文还从潮汐比统计角度和吸引区域角度对各个地铁站的早高峰整体出行均衡性做了分析,从时空角度对早高峰中不同时段的地铁站接驳骑行的时空均衡性做了分析, 通过分析得出了3种角度下各个地铁站点均衡性的相似点与不同点,结果表明：① 根据潮汐比特点,地铁站对骑行的接驳职能可划分为4类,分别为起始型,均衡型,到达型和不适合接驳地铁出行型,反映了各地铁站点的总体接驳特征;② 地铁站对接驳骑行的吸引区域与潮汐比特点有所差别,其主要影响因素为地铁站点的地理位置及周边土地利用类型;③ 对于时空均衡性分析结果而言,潮汐比对时空均衡性层面没有显著影响,其最大影响因素为周边土地利用类型。该分析结果能体现出厦门市早高峰期间与各地铁站接驳骑行的共享单车运行的差异性以及与地铁接驳效率的高低,以此来支持共享单车企业的重点区域调度和监管。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于当量距离算法的山洪灾害避灾路线研究 章超钦, 薛丰昌, 陈笑娟, 李婷, 韩宇, 江健, 汤伟干 地球信息科学学报    2022, 24 (5): 864-874.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210628 摘要 （304）   HTML （8）    PDF （16380KB）（157）    可视化    山区乡村防灾减灾能力薄弱,山洪灾害突发性强,避灾响应时间短,容易造成人员伤亡,合理设计避灾路线,有助于降低灾害损失。本文基于GIS技术,以河北省邢台市田白芷村所在山区避灾路线规划为例,通过高分辨率无人机摄影测量获得研究区DEM数字高程模型和正射影像。以坡度作为避灾阻力值,利用成本距离和成本路径函数计算山区初始避灾路线,以山洪沟所在区域、坡度较大区域作为避灾路线阻隔,同时充分考虑现有山路,优化形成最终避灾路线,基于避灾路线的距离和平均坡度2个指标将研究得到的避灾路线与原有的避灾路线进行定量对比分析。研究结果表明：① 在设计形成的20条远距离避灾路线中,该方法能够缩短18条避灾路线的长度,同时有10条线路的平均坡度得到降低,其余8条线路平均坡度的增加控制在2°以内;② 生成的路线较原始路线单条最长可缩短329.74 m,且平均坡度仅增加0.68°,实现增加少量的平均坡度来缩短避灾距离,从而提高避灾效率;③ 剩余2条路线分别增加了15.21 m和9.57 m行程使得平均坡度降低了8.43°和1.43°,实现增加少量的距离来降低线路的平均坡度,从而提高避灾的安全性;④ 田白芷村南部临近避灾点,避灾难度较低,而田白芷村北部到达避灾点的行程较长,最远长达1210.02 m,避灾难度较大。优化后的避灾路径与大坡度阻隔区域分离,与山洪沟的贴合度也大大降低,可为相关决策人员提供科学依据。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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全球LNG海上运输网络演化及中国贸易现状分析 梅强, 胡勤友, 刘希亮, 赵瑞娜, 杨春, 王鹏, 戚玉玲, 杨洋, 袁启睿 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1701-1716.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220021 摘要 （291）   HTML （3）    PDF （8754KB）（29）    可视化    随着“碳达峰”、“碳中和”发展目标的提出,液化天然气（Liquefied Natural Gas,简称LNG）作为清洁低碳能源逐渐受到能源市场的重视。在此背景下,重点分析LNG海上运输网络演化模式,对掌握全球能源格局动态和中国的进口贸易现状具有重要意义。本文利用船舶轨迹数据和复杂网络理论,聚焦2018—2020年全球LNG海上运输网络演化趋势;同时针对中国的贸易现状,重点分析中国LNG进口来源、主要进口港分布及进口量排名前三的进口港的货源流入状况。结果表明：① 2018—2020年,全球LNG海上运输网络呈扩大趋势,并呈现出“无标度”特性;同时骨干网络节点连接的“广度”和“深度”正在增强,全球LNG贸易存在趋于垄断的风险;② “一带一路”国家贸易参与度强,中北美、南亚和东南亚地区的进口港数量和进口航次数增长尤为明显,萨贝塔、邦尼按照贸易出口量排名已进入全球前八;③ 网络的平均最短路径值在2018—2020年逐年递增,“转运港”业务新模态逐渐兴起;截止到2020年共有21个转运港口参与LNG贸易中,美国占据全球转运的主导地位;④ 中国的LNG进口货量规模发展迅速,海上运输网络流向趋于多元,但澳大利亚仍占据主要来源地位;按照进口量统计天津港、深圳港和永安港排名前三,“减碳”压力促使经济发达地区建设接收站并且不断增大进口量。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于多源数据的长江经济带内河港口区位优势度评估 邹昕宸, 牟凤云, 王俊秀, 陈建坤, 田甜 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1717-1729.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220448 摘要 （288）   HTML （4）    PDF （6650KB）（39）    可视化    内河港口是内河航运纽带的重要节点,评估内河港口的区位优势度对长江经济带港口基础设施建设等具有重要意义。以2021年长江沿岸内河港口为研究对象,采用多源数据,结合长江内河港口辐射范围内的3个指标并对原模型进行改进,结合AHP-EWM模型计算长江经济带长江沿岸28个港口的区位优势度,研究结果显示：① 除重庆和武汉以外,江苏省以外的其他省份港口辐射范围内交通网络密度都比较低;从交通干线影响度来看,分布比较均衡且数值较为相近;而城市经济影响力的空间分布较为无序;② 根据区位优势度的高低以及空间分布得出长江经济带货运港口空间格局为“三中心,一组团”的空间格局;③ 将内河港口按长江岸线所属省份进行划分后发现：江西省3个港口区位优势度差异最小,但其优势度也整体偏低;安徽省与江西省类似;江苏省整体优势度较高且差异小,湖北省的优势度差异最大,表明存在基础设施建设不均衡等问题且亟需改善。研究成果可对长江经济带内各个港口范围内基础设施建设、道路交通规划、港口选址等方面提供指导性意见帮助打通铁路、高等级公路进港“最后一公里”。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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服务于空天协同对地观测的语义信息模型构建 卢万杰, 刘伟, 牛朝阳, 谢丽敏, 吕亮 地球信息科学学报    2022, 24 (8): 1421-1431.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220036 摘要 （286）   HTML （23）    PDF （3923KB）（50）    可视化    空天协同对地观测技术快速发展,通过空天协同对地观测的语义信息建模获取信息和知识是服务于对地观测任务执行和规划制定的重要手段之一。为有效获取空天协同对地观测平台运行状态信息并服务于对地观测任务,提出构建服务于空天协同对地观测的语义信息模型。首先,设计空天协同对地观测平台领域本体,围绕时空关系和传感器对象建模,针对典型应用需求制定空天协同对地观测规则;然后,构建空天协同对地观测领域内时间和空间关系的语义描述,结合静态和动态场景语义表达,实现对空天协同对地观测场景的语义描述;最后,构建语义信息服务实验系统,验证模型与方法的效果。结果表明,所提模型与方法能够有效描述与展示空天协同对地观测平台的运行状态和执行任务情况,有助于对地观测任务规划和决策制定。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于GEE的黄河流域植被时空变化及其地形效应研究 王晓蕾, 石守海 地球信息科学学报    2022, 24 (6): 1087-1098.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210685 摘要 （272）   HTML （22）    PDF （7282KB）（103）    可视化    黄河流域作为中国东部平原的生态屏障,研讨其植被覆盖的时空变化有助于生态环境治理。本文利用GEE平台,基于Landsat数据通过像元二分模型反演了1990—2020年黄河流域植被覆盖度（FVC）,并通过Theil-Sen Median趋势分析和 Mann-Kendall检验方法剖析FVC的时空变化趋势,挖掘出FVC趋势变化与海拔、坡度、坡向等地形因子之间的响应关系。结果表明：① 黄河流域FVC整体呈现西北低东南高的空间分布趋势,其中低等FVC占整个流域面积的45%,主要集中于西北部干旱半干旱地区;② 流域中部植被覆盖改善明显,占整个流域的57.07%,西北部和东南部退化程度相对较高;③ 植被覆盖受地形效应影响较为显著,在坡度大于40°及高程（-31~637 m）时高等级FVC占比较高,坡度8~18°及高程1852~2414 m范围内植被改善效果相对较好。结果可以为黄河流域生态环境保护及高质量发展提供科学支撑。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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“一带一路”经济走廊资源环境信息开发利用研究进展与展望 王卷乐, 魏海硕, 严欣荣, 张敏, 韩雪华 地球信息科学学报    2022, 24 (6): 1019-1033.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210306 摘要 （270）   HTML （14）    PDF （7810KB）（80）    可视化    六大经济走廊是“一带一路”倡议的战略支柱,该区域横跨亚、欧、非大陆,涉及国家众多,地理条件千差万别,资源环境本底复杂。通过对沿线区域资源环境信息进行系统性、全面性的揭示,能够为科学推进“一带一路”倡议实施提供至关重要的决策支持作用。本文提出了面向协同创新的“一带一路”空间信息服务系统框架,综述了“一带一路”经济走廊地区在资源环境信息开发利用进展,具体包括资源环境格局与时空演变、联合国可持续发展目标监测与评价、防灾减灾知识服务关键技术应用、资源环境信息集成与共享、新冠疫情对经济社会发展影响,进而展望了其发展趋势和潜在的研究方向,为“一带一路”经济走廊的可持续发展提供决策支持。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于改进DeepLabv3+孪生网络的遥感影像变化检测方法 赵祥, 王涛, 张艳, 郑迎辉, 张昆, 王龙辉 地球信息科学学报    2022, 24 (8): 1604-1616.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220029 摘要 （264）   HTML （19）    PDF （5915KB）（78）    可视化    传统遥感影像变化检测方法依赖人工构建特征,算法设计复杂且精度不高;而将2幅不同时相影像叠加后输入神经网络的遥感影像变化检测方法会造成不同时相的特征相互影响,难以保持原始影像的高维特征,且模型鲁棒性较差。因此,本文提出一种基于改进DeepLabv3+孪生网络的遥感影像变化检测方法,以经典DeepLabv3+网络的编解码结构为基础对网络进行改进：① 在编码阶段利用共享权值的孪生网络提取特征,通过2个输入端分别接收2幅遥感影像,以保留不同时相影像的高维特征;② 在特征融合中用密集空洞空间金字塔池化模型代替空洞空间金字塔池化模型,通过密集连接的方式结合每个空洞卷积的输出,以提高对不同尺度目标分割的精度;③ 在解码阶段中针对不同层级特征图信息差异较大,难以融合的问题,引入基于注意力机制的特征对齐模型,引导不同层级的特征对齐并强化学习重要特征,以提升模型的鲁棒性。应用开源数据集CDD验证本文方法的有效性,并与UNet-EF、FC-Siam-conc、Siam-DeepLabv3+和N-Siam-DeepLabv3+网络对比试验。试验结果表明,本文方法在精确率、召回率、F1值和总体精度上达到87.3%、90.2%、88.4%、96.4%,均高于UNet-EF、FC-Siam-conc、Siam-DeepLabv3+网络和N-Siam-DeepLabv3+网络,检测结果较为完整,对边界的检测也更为平滑,且对尺度变化具有更高的鲁棒性。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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居民出行视角下的北京市双枢纽机场可达性研究 黄洁, 石雯茜, 陈娱 地球信息科学学报    2022, 24 (5): 914-924.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210515 摘要 （262）   HTML （12）    PDF （5283KB）（77）    可视化    相较于传统的网络分析,利用在线地图API可以更加准确地获取实时出行时间数据。本文基于高德地图API,在居民出行视角下解析北京首都国际机场（“PEK”,简称“首都机场”）和北京大兴国际机场（“PKX”,简称“大兴机场”）在驾车和公共交通2种出行模式下的可达性空间格局,尝试对双枢纽机场可达性以及城市的“民航+城市交通”一体化发展提出建议。结果表明：① 大兴机场的投用使北京市民航服务在空间分布上趋于“南北均衡”,两机场分别在驾车出行0.5 h和公共交通出行1 h的覆盖范围形成互补,有效提升了城市内部腹地的覆盖;② 在以北京为起止点的出行视角下,驾车出行的1 h覆盖范围开始出现重叠;而公共交通出行模式的1.5 h范围呈现重叠;③ 驾车出行模式下的机场可达性高于公共交通出行模式,且在公共交通出行模式下,北京市两机场1 h服务面积和人口数量均有待提高,亟需打造“1 h公共交通服务圈”;④ 在以北京为中转点的视角下,首都机场到各火车站的可达性高于大兴机场;未来应重点提升大兴机场-城市交通枢纽的可达性,以提升城市内部中转能力。本研究有助于为双枢纽机场城市的“民航+城市交通”一体化发展提供科学依据。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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2005—2018年北京市外来人口迁移特征与影响因素分析 赵迪, 陈鹏, 李海成, 苗红斌 地球信息科学学报    2022, 24 (4): 698-710.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210406 摘要 （254）   HTML （8）    PDF （4762KB）（62）    可视化    外来人口是大型或超大型城市人口结构的重要组成部分,研究特定城市外来人口的迁移特征及其影响因素不仅有助于从迁入地视角发现以特定城市为目标的人口迁移规律,对新城镇化背景下的城市化建设与发展也具有重要的现实意义。本文以北京市为例,通过收集2005—2018年的公安机关外来人口登记数据,对外来人口在不同年份的市级迁出地空间分布格局进行了研究,并利用空间回归模型对人口迁移的影响因素进行了分析,得到如下发现：① 北京市外来人口的迁出地在市级尺度下表现出明显的空间聚集效应,且聚集效应逐年增强;外来人口迁出地空间分布基本稳定,热点迁出地分布主要集中在河北-天津和河南省南部-湖北省北部2个主要聚集簇中;② 影响人口向北京迁移的主要变量为各迁出地的人口规模、交通时间、人均收入、高等教育水平、人口密度等,其中人口规模和人均收入对人口迁移的影响较为稳定,而高等教育水平和人口密度的影响分别从2010年和2014年后才开始显现,交通时间对人口迁移的障碍性作用虽然有所下降,但对人口迁移的影响变化不大;③ 空间误差项持续显著,表明迁出地的人口迁出量可能受相邻地市的社会文化等其他变量的影响。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于多源海事数据的大型船舶精细化分段乘潮研究 张新宇, 郭文强, 王婧贇, 杨炳栋 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1688-1700.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210710 摘要 （253）   HTML （6）    PDF （5027KB）（17）    可视化    针对大型船舶长航道乘潮进港窗口期时长不充足问题,本文提出了基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）数据、港口潮汐数据、官方电子海图数据和航道地理位置数据等多源海事数据的大型船舶长航道精细化分段乘潮模型。首先,基于AIS数据采用K中心点算法对大型船舶乘潮航行行为特征进行挖掘,识别出大型船舶乘潮航迹关键点,计算大型船舶乘潮航行行为变化关键船位点。接着,结合长航道地理环境特征和大型船舶航行行为特征对长航道进行精细化分段,在此基础上基于港口潮汐数据构建大型船舶精细化分段乘潮窗口期计算模型。其次,设计乘潮历时自适应排列算法求解大型船舶乘潮最长窗口期;然后,以黄骅港综合港区航道为例验证了本文所提出的精细化分段乘潮模型。最后,基于电子海图数据利用地理信息系统平台实现大型船舶精细化分段乘潮三维动态推演,进一步验证大型船舶精细化分段乘潮航行的安全性。结果表明,该模型能够有效增加大型船舶乘潮进港窗口期时长,提高大型船舶乘潮进港效率,可为港航管理部门制定大型船舶进港计划提供理论指导。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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复杂山区地形条件下ERA5再分析地表气温降尺度方法 于法川, 祝善友, 张桂欣, 朱佳恒, 张南, 徐永明 地球信息科学学报    2022, 24 (4): 750-765.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210386 摘要 （252）   HTML （9）    PDF （12421KB）（81）    可视化    高时空分辨率的气温栅格数据是多种地学模型和气候模型的重要输入。山区地形复杂,气温空间异质性强,如何获取高时空分辨率的山区地表气温数据一直是研究热点与难点。本文选择地形复杂的河北省张家口市作为试验区,基于局部薄盘样条函数对ERA5再分析日均近地表气温（2 m高度）进行空间插值,并利用随机森林算法,结合少量气象站观测气温数据、地形地表参数数据构建日均气温订正模型和气温逐时化模型,实现空间分辨率由0.1 °（约11 km）到30 m的逐时气温降尺度,最后将该模型拓展应用于其他时间与区域,检验本文发展的降尺度方法在没有站点观测数据条件下的时空移植性。结果显示,本文降尺度方法得到的高时空分辨率山区气温数据精度较高,1月均方根误差（RMSE）平均值为2.4 ℃,明显优于气象站点插值结果,且气温相对高低的空间分布更为合理、纹理更加丰富;将该方法应用到其他时间与区域的RMSE平均值分别为2.9 ℃与2.5 ℃,均小于再分析资料直接插值所产生的误差。研究结果总体表明,在气象站点较少甚至没有时,可利用本文方法通过ERA5再分析气温准确获取复杂地形条件下的山区高时空分辨率气温数据。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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1980—2020年中国九大流域蒸散发及其组分时空评估 杨泽龙, 李艳忠, 白鹏, 杜深文, 郝奕, 钱畅, 李超凡 地球信息科学学报    2022, 24 (5): 889-901.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.210519 摘要 （251）   HTML （7）    PDF （6813KB）（67）    可视化    蒸散发是地表陆气水分交换的纽带,准确量化蒸散发的时空演变格局对于水资源规划与管理至关重要。本文基于GLEAM模型的蒸散发及其组分数据集,借助7个通量观测站数据、120个流域的流域水量平衡及PML_V2蒸散发产品,在中国九大流域系统评估了GLEAM-ET产品,分析了植被恢复背景下,蒸散发（ET）及其组分（植被蒸腾Ec,截留蒸发Ei,土壤蒸发Es）在1980—2020年的时空演变格局。本文主要得到以下结论：① GLEAM-ET产品在中国九大流域具有较好的适用性,其性能与气候类型有关,干旱区效果优于湿润区。此外,GLEAM与PML_V2模型在九大流域相关性较好（R>0.7）,分布格局与变化趋势整体保持一致。② 全国尺度上,ET均值为416.88 mm,增长速率为1.21 mm/a。Ec与ET均呈自东南向西北递减的分布格局,而Es与其相反。Ec、ET在九大流域均呈显著增加趋势（p<0.001）。Ei、Es在季风区流域分别呈显著增加和显著减小趋势;在内陆区流域呈不显著减小（p>0.05）和显著增加趋势。③在植被恢复背景下,ET组分比例发生了变化。Ec占比变化存在南北差异,南方流域Ec占比均减小,北方流域均增加。Ei占比在各流域均增加,Es占比均减小。黄河流域ET组分对植被恢复的响应最为明显,Ec占比增加了5.21%,Es占比减小了5.56%。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于迭代局部搜索的区划问题算法研究 孔云峰 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1730-1741.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220139 摘要 （246）   HTML （5）    PDF （5438KB）（29）    可视化    区划问题是将特定地理区域划分为若干空间连续的分区,满足分区内差异最小和分区间差异最大这一基本原则,广泛应用于地理、环境、生态、经济、农业、城市等领域。1960s以来,学者尝试建立各种区划问题数学模型,设计了一系列的求解算法,代表性的算法主要有：AZP、ARISEL、SKATER和REDCAP。本文提出了一个基于迭代局部搜索(ILS)的区划问题算法,进一步提升算法性能。该算法主要机制包括：邻域单元移动搜索改进分区质量;参照中心单元快速计算分区方差,提升算法速度;使用扰动机制跳出当前解局部最优状态;更新分区中心点提升分区方案目标值;使用群搜索探索更大的解空间;以及算法各步骤中通过分区空间连续判断和破碎修复保持分区空间连续。55个基准案例测试表明： ILS算法求解质量优于ARISEL和SKATER算法。一个多指标气候分区实验也表明： ILS算法求解质量优于SKATER、REDCAP和ARISEL算法。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于不确定性分析的遥感分类空间分层及评估方法 吴亚楠, 郭长恩, 于东平, 段爱民, 刘玉, 董士伟, 单东方, 吴耐明, 李西灿 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1803-1816.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220188 摘要 （245）   HTML （12）    PDF （9030KB）（28）    可视化    空间分层是准确度量遥感分类不确定性程度及其空间分布的基础与关键。本文提出了一种基于不确定性分析的遥感分类空间分层及评估方法,首先基于随机森林算法获取像元后验概率,确定分类不确定性度量指标;其次,采用模糊C均值进行空间分层;最后,对分层结果合理性进行定性与定量评估,并与同尺度数据产品精度评价结果及后验概率不确定性分层方法进行对比分析。以北京市顺义区Landsat 8 OLI遥感影像数据为例,研究结果表明：① 基于最大概率、模糊混淆指数和概率熵指标将顺义区分为不确定性大、中、小3层,相应的遥感数据层分类精度分别为62.28%、74.96%、79.31%;② 分类不确定性空间分层结果与度量指标大小的空间分布基本一致,错分地类图层与不确定性大层的地类空间分布基本一致;③ 遥感数据和数据产品的各层地类空间特征、层分类精度大小趋势一致,与总体分类精度相比,不确定性大层的层分类精度降低,不确定性小层的层分类精度提高;④ 与后验概率不确定性分层方法相比,本研究不确定性大层的层分类精度降低1.08%,不确定性中层提高3.58%,不确定性小层提高0.16%,q值由0.19提高到0.24,空间分异性更高。证实了研发的遥感分类不确定性空间分层结果的合理性。研究旨在提出适用于遥感分类的不确定性分层方案,用于优化遥感分类训练样本和精度评价验证样本的空间布设。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于地形数据的长距离越野路径快速规划方法研究 冯世盛, 徐青, 朱新铭, 邹霓霄, 李帅 地球信息科学学报    2022, 24 (9): 1742-1754.   DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220329 摘要 （243）   HTML （8）    PDF （8217KB）（32）    可视化    越野环境下机动车辆的快速路径规划在野外搜救、应急抢险及军事作战等领域均具有重要意义,在以上场景中,随着空间维数的增加,传统路径搜索算法计算复杂性急剧增长,可能无法在既定时间内求解可靠路径。为解决上述不足,本文结合越野路径规划不受路网通行限制以及两点之间直线最短的特点,提出以方向指向作为搜索策略的启发式算法,该算法搜索效率大幅提升,却难以保证求解质量。为进一步提高求解质量,提出了带有方向指向的Dijkstra分段算法,该算法在较低精度环境模型下通过Dijkstra算法找到最优路径,并将该路径进行分段,各分段以方向指向作为搜索策略进行路径搜索,从而在长距离越野路径规划中快速规划通行方案。为验证该算法的有效性,本文利用山西省某市的数字高程模型数据进行实验,引入了窗口移动法对地形进行先期的坡度计算和通行性分析,构建越野环境模型,调用路径搜索算法进行规划。实验结果表明,本文所提算法相比Dijkstra算法计算效率得到了大幅提升,且规划路径的长度接近于最优解。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价