居民出行与轨迹行为交互模式挖掘与关联技术

出租车是居民出行的重要交通工具,其轨迹数据蕴含着丰富的居民出行信息。原始出租车轨迹数据因缺少语义信息无法直观反映居民出行规律。通过轨迹数据挖掘技术处理之后的出租车轨迹数据能够反映居民活动规律和行为模式,从而为城市规划决策提供参考依据。本文重点研究了基于语义的交互模式度量,通过出租车停留点推断其语义信息;然后根据语义信息构建语义交互矩阵,用以推断和描述行为目的交互模式;最后选取北京市中心为研究区域进行方法验证。结果表明,中心城区内不同类别的停留点聚集分布规律不同,围绕高校和商圈聚集较明显;工作日各类停留点的活跃度持续时间较非工作日长;工作日和非工作日行为目的交互模式差别显著,工作日以职住和工作交互为主,非工作日以休闲和居住交互为主。本文研究可以为城市规划管理、资源调度和应急管理提供一定的决策支持。     

智能网联汽车的高精地图数据交互模式

随着自动驾驶技术的发展,传统的地图服务已经不能满足以机器为主体的自动驾驶车辆的需要。具有更高精度、更多要素、更快更新频率的高精地图成为自动驾驶车辆的关键。不同来源数据之间的交互是高精地图用于自动驾驶导航决策的保证。针对智能网联汽车系统中高精地图的数据交互问题,本文首先对相关的研究进行了分析,依据高精地图的数据内容和数据来源对智能网联汽车中的高精地图数据进行再组织;然后详细阐述了基于车-路-云三方的高精地图数据交互的内容和交互机制,形成一个适用于智能网联汽车的高精地图数据交互模式;最后在仿真环境下对设计的数据交互模式进行了验证。     

高精地图的知识图谱表达

高精地图是自动驾驶的“传感器”,为自动驾驶提供必要的先验数据以及相应的超视距感知、校验定位、动态规划和决策控制。然而,高精地图数据供给与自动驾驶知识需求仍存在鸿沟,包括数据量大导致查询困难、数据关联弱导致语义理解和智能决策困难。知识图谱是将知识以图的结构表达出来,以描述实体及其关系,涉及实体抽取和关系抽取。为此,在高精地图数据基础上,引入知识图谱,提出高精地图知识图谱的构建方法,以架起地图数据供给与驾驶知识需求之间的桥梁,支撑高精地图数据到自动驾驶知识的转化。构建的知识图谱实例,一方面将高精地图海量数据采用图进行了二次表达,建立了类似于索引的结构;另一方面显式表达了面向自动驾驶需求的语义关系。实验结果表明,知识图谱能为高精地图的语义查询、知识推理和局部决策规划提供基础。所提出的方法能实现高精地图先验数据的语义结构化,推进高精地图由数据到信息到知识的跨越,为自动驾驶的落地贡献先验知识。     

空间信息产业的形成与发展

地理信息技术的广泛渗透与发展使得人类和现实世界的交互经历了手工模拟、数字化记录、信息化体系和知识化服务4个阶段。这和美国USGS对测绘的进程描述相一致,即地图、监测、解释和建模、预测。从而,空间信息基础设施建设与应用所带来的信息技术的发展对应的产业化进程必然是:测绘、地理信息系统与服务、地理信息产业、空间信息产业。所能有效体现产业的特征的服务便对应为:基于地图(纸基)的服务、基于定位的服务、基于位置的服务、基于决策的服务。地理信息科学这种快速发展的必然而重要的结果就是极大地推动了空间信息产业的形成与发展。     

多尺度地图空间居民地语义相似度计算方法

地图综合的本质是一种空间相似变换,制图者在相似原则的指导下实施概括,读图者从包含相似性的地图中形成心象地图、重构现实世界。因此,多尺度地图空间中的相似关系研究非常重要。然而,由于相似的可计算性差,且其计算的目的在于揭示更深层次的信息,地图综合中相似关系尤其是语义相似关系的研究相对较少。针对这一问题,本文以语义功能区约束下的大比例尺街区式居民地合并（1∶1750至1∶4000）为例,基于匹配距离模型计算建筑物合并中的语义相似度,得到语义相似度在关键比例尺节点的值,并对结果进行分析、评价。试验表明,语义功能区约束下的建筑物合并符合读图者的地图认知需求,本文所述方法有助于地图更好地发挥信息传输载体的作用。     

机器地图信息加工模型

无人平台对复杂环境的自主认知能力是制约其广泛应用的关键问题,已成为当前认知科学、人工智能、地图学等领域的研究热点。在机器地图的概念模型和认知特点的基础上,为进一步实现机器地图信息存储、处理、交互与学习的形式化表达,从人机优势融合的视角提出了机器地图信息加工模型;构建了包括感知地图、工作地图和长时地图的环境表达模型,从观测视角、参考系、信息抽象度、数据结构、描述精度和准确度等方面分析了表达模型结构;提出了测制用一体信息交互过程,分析了包括环境感知、制图、推理和决策为一体的持续迭代环境信息处理过程;建立了持续自主学习模型,分析了该模型在学习过程、学习内容和持续机制方面的特点。开展了两组实验,对信息加工模型的可行性进行了验证：一是通过模拟测制用一体交互过程,提高了基准模型的长距离自主导航能力;二是通过模拟任务驱动的工作地图建图过程,强化环境要素与任务的相关性,提高了任务决策的效率。信息加工模型的研究能够为机器地图技术体系和系统架构的确立提供理论依据,进而指导机器地图应用系统的开发。     

空间尺度与语义尺度联合控制下的地理国情地图综合

地理国情数据具有精度高、数据量大、语义信息丰富的基本特征,是地图产品表达与服务应用的基础数据.为应对多层次服务、多领域应用、多粒度表达与分析的需求,在基础调查数据基础上,通过尺度变换获得多比例尺表达的数据版本很有必要.地理国情地图综合属于专题地图综合范畴,与以实现空间特征简化为目的的普通地图综合相比,其地图综合要更多地关注语义特征的概括,并强调综合结果语义特征的一致.因此,空间特征约束与语义特征约束联合控制将成为地理国情地图综合的主要特点.论文以现有地图综合理论及方法为基础,根据地理国情数据特点及综合需求,对专题地图综合理论和方法进行拓展,针对地理国情数据尺度变换的综合规则构建、综合操作算法设计、综合结果质量评价等问题进行研究,为工程化应用中快速、高效、准确地实施数据多尺度变换提供技术支撑.     

大地测量元数据共享模型

通过对大地测量元数据、数据、数据库进行综合分析,基于UML提出了元数据对数据进行语义表达和动态索引的方法模型,讨论了大地测量元数据的存取模型,在应用层面上对大地测量元数据的服务机制和基于Web的交互流程提出了符合大地测量业务逻辑的交互模型.     

基于大地图的地理信息服务模式

当前中国已经进入智慧城市快速发展的阶段,大数据为智慧城市提供了强劲的数据支撑,是智慧城市发展不可缺少的核心内容。该文以众多智慧城市建设项目、科研项目为基础,论述了"新时代"大地图与大数据的关系,重点研究了大地图对地理信息行业服务模式的变革,在这项研究中融合了相关的业务模型,为智慧城市建设中地理信息服务模式的发展提供思路。     

多维情景下的微地图用户分析

针对"微地图"如何更好地服务于每个用户,同时满足用户的特定空间需求问题,该文从"微地图"平民化、发布速度快、互播功能强的特点出发,结合对情景的认识,提出了适合微地图用户的"多维情景"分析方法:首先从用户属性情景、客观环境情景和用户需求情景3种维度对微地图用户进行定量或定性的描述,以此对用户个体做规范化表达;接着选择特定用户群——旅游人群,对用户需求情景做进一步分析,并提供典型的旅游地图模板供用户选择;最后,从用户情景信息与用户行为信息的对应关系之中,提取两者之间频繁度的规则,并由规则聚类生成用户模型,从而对微地图用户达到分类的效果。对微地图用户提供个性化服务的同时,为建立微地图用户模型提供了一种思路。     

大地测量元数据共享模型

通过对大地测量元数据、数据、数据库进行综合分析,基于UML提出了元数据对数据进行语义表达和动态索引的方法模型,讨论了大地测量元数据的存取模型,在应用层面上对大地测量元数据的服务机制和基于Web的交互流程提出了符合大地测量业务逻辑的交互模型.     

面向地图综合的道路网相似度计算模型

针对地图制图综合过程中道路网相似度的定量计算问题,提出了一种顾及道路网综合过程的相似度计算模型.方法 基于空间相似关系理论较好地顾及了地图综合中空间关系的相似性;利用语义权重计算总体相似度更加符合地图综合的规则.最终经由430个样本的心理认知实验结果与专业人员的心理认知结果基本一致.实验结果表明:该模型基本符合人类直观...     

室内位置地图数据模型构建与应用

室内位置地图是实现位置服务的基础,不仅包含室内空间对象的几何信息,而且还包含对象之间的位置关联关系和语义特征。现有的地图数据模型缺少从位置服务的角度对室内空间的全面分析和描述,难以满足多样化的应用需求。采用面向对象方法构建了室内位置地图概念模型和逻辑模型,实现室内空间几何形态、位置关系和语义特征的统一描述,并通过位置和语义关联提供精准化、适人化的信息服务。结合商场室内个性化推荐与路径导航等位置服务实验,初步验证数据模型的有效性。     

基于ArcGIS API for JavaScript的辅助决策地图变化信息联动系统开发

以天地图提供的地图服务为基础,结合现代计算机技术、网络技术以及地理信息技术,基于ArcGIS APIfor JavaScript开发出辅助决策地图变化信息联动系统,提供地图变化信息的增删改、审核、上传、下载及管理等联动功能,实现了省市县级业务部门对地图变化信息的科学管理,提升了辅助决策地图服务保障水平.     

眼动控制的交互式地图设计

传统的地图交互方式主要包括鼠标键盘控制和触摸设备控制,对根据人类视觉通道、利用眼动控制进行地图交互的研究还很少。眼动数据可以透露出人的心理状态和兴趣,因此将其作为地图交互的输入信息可以增加应用的可靠性和便利性。首先利用Tobii EyeX眼动仪获取眼动数据,将该数据作为地图交互的输入信息,提出了注视点过滤算法和注视多边形定位算法;然后设计了眼控控件及其交互响应方式,解决了地图眼控交互中存在的注视点冗余、交互反馈延迟问题,并开发了一套眼动控制的交互式地图原型系统;最后通过比较用户分别使用眼动控制和鼠标控制完成相同地图浏览任务的耗时及表现,对地图眼控交互算法和原型系统进行了评价。     

网络地图服务传输机制的研究

就目前网络地图服务过程中所涉及的信息传输机制问题进行了研究。传统的地图传输模式主要偏向于信息的表达和获取之间的关系,特别是地图符号化以及使用者对地图表达的认识能力。在此基础上,提出网络地图服务传输的基本框架,探讨了网络地图服务传输的新模式。认为它们必须经过服务请求和服务响应两个过程,以及需求信息到数据描述语言的转换、需求描述到服务描述的转换、数据描述语言到地图数据提供的转换等3种信息转换。     

网络地图服务传输机制的研究

就目前网络地图服务过程中所涉及的信息传输机制问题进行了研究.传统的地图传输模式主要偏向于信息的表达和获取之间的关系,特别是地图符号化以及使用者对地图表达的认识能力.在此基础上,提出网络地图服务传输的基本框架,探讨了网络地图服务传输的新模式.认为它们必须经过服务请求和服务响应两个过程,以及需求信息到数据描述语言的转换、需求描述到服务描述的转换、数据描述语言到地图数据提供的转换等3种信息转换.     

众源矢量融合技术在数据生产与更新中的应用

目前众源地理空间矢量数据的应用模式单一,仅作为先验信息辅助遥感影像的信息提取和目标检测等,造成海量众源数据的极大浪费。对传统的矢量数据融合范围进行了扩充,将众源矢量数据作为一种新型数据源;基于其特点确立了众源矢量数据的融合框架和技术流程,从质量和语义两个方面重点分析了矢量数据的可用性;并通过数据集成、数据匹配与数据融合3个环节消除了众源数据几何与语义的不一致性,建立了符合我国标准规范的数据集。以阿克苏地区为实验区,通过融合已有的众源矢量数据生产了相关地图产品,提供了实验区域地图服务,为项目提供了有力的数据支撑。     

公开版地图数据库的快速更新方法研究

以福建省公开版地图数据库快速更新为例,研究公开版地图数据库快速更新的方法。针对数据精度没有基础地理信息数据库的数据精度高的特点,通过地图服务反馈、各类影像数据、车载导航数据采集等方法和渠道获取变化信息,建立"动态实时更新"的技术流程,同时通过DATE属性提取增量变化信息实现多级比例尺的联动更新。该方法已应用于福建省公开版地图数据库的快速更新,极大地提高了福建省公开版地图数据的现势性与准确性,应急保障出图能力也大大提升,可为其他省提供参考。     

DTW算法支持下的线状要素连续地图综合方法

面向线状地图要素连续尺度变换问题,本文提出了一种DTW算法支持下的连续综合方法。该方法基于尺度融合的思想,将同一地理实体在大小两种比例尺下以不同的几何表达作为输入,首先基于DTW算法建立两种几何表达坐标顶点之间的对应关系;然后采用线性内插方法动态派生任意中间尺度上几何数据,从而实现连续地图综合。顶点之间对应关系的正确性,直接决定了线性内插的结果,而同一实体在不同比例尺下的几何表达往往具有不同的坐标点数,顶点之间具有一对多的对应关系。为寻求最优顶点匹配方案,以顶点距离作为匹配代价,以整体最小距离作为目标函数,采用DTW算法求解最优匹配。试验结果表明,基于DTW的顶点匹配方法可适应不同的地图综合场景,该方法支持下的地图综合效果可实现连续、光滑的渐变,符合地图表达规则和人类空间认知。