基于邻域约束聚类的地球化学异常提取

通过分析地球化学数据的元素值属性和空间位置,提出一种基于邻域约束聚类的方法,使用该方法对地球化学元素聚类后,能提取矩形、环状、半环状等特殊形状,进而提取地球化学异常。选取河南崤山地区2个实验区的地球化学数据进行实验,实验一的结果表明,出现矩形的位置与已知钨矿矿点位置一致;实验二的结果表明,出现环形的位置与已知铜矿矿点位置一致。实验证明了基于邻域约束聚类的方法在提取地球化学异常方面的有效性。     

Identifying primary public transit corridors using multi-source big transit data

ABSTRACT

Effective public transit planning needs to address realistic travel demands, which can be illustrated by corridors across major residential areas and activity centers. It is vital to identify public transit corridors that contain the most significant transit travel demand patterns. We propose a two-stage approach to discover primary public transit corridors at high spatio-temporal resolutions using massive real-world smart card and bus trajectory data, which manifest rich transit demand patterns over space and time. The first stage was to reconstruct chained trips for individual passengers using multi-source massive public transit data. In the second stage, a shared-flow clustering algorithm was developed to identify public transit corridors based on reconstructed individual transit trips. The proposed approach was evaluated using transit data collected in Shenzhen, China. Experimental results demonstrated that the proposed approach is a practical tool for extracting time-varying corridors for many potential applications, such as transit planning and management.     

城市创意产业空间动态集聚演化的计算与可视优化方法

基于人文地理视角下的城市创意产业图像可视化分析对城市深层次空间综合和区域创新发展具有重大意义。但Swarm群智能动态时空建模难以满足创意产业空间集聚的可视化发展。本文研究目标是,从城市区域创意产业空间聚类影响因素指标出发,创新性地提出区域空间动态集聚轨迹算法（Density-Based Interest Spatial Clustering of Path,DBICP）,并与计算机浏览器共建聚类可视化图像,为城市管理提供决策依据。首先,根据影响因素指标体系,利用2014—2018年空间卡口流量数据和产业指标数据进行预处理,构建空间标准聚类算法DBSCAN。然后,对其进行聚类密度分级优化形成全新DBICP算法并得出初步轨迹图像。最后,通过源码转译实现了浏览器界面下空间动态集聚轨迹图像的输出。结果表明：以上海市为例,普陀区、浦东新区、徐汇地区的创意产业空间分布形成了3种不同的聚类模式,并相应提出了分摊、均布、虹吸的管控策略。此方法克服了传统图像的聚类分级和轨迹测量的缺失,可以有效地从指标数据中发现图像轨迹聚类信息,体现了地理信息科学和人文社会学科的交叉融合。也为大数据动态图像的集聚方法提供了全新视角和借鉴价值。     

签到位置数据的密度峰值快速搜索与聚类方法

位置签到数据蕴含了城市居民活动变化。由于客户端位置候选问题,不同的签到行为以同一候选位置签到时会产生位置重复现象。针对现有密度聚类方法在签到数据聚类上存在的问题,以快速搜索和查找密度峰值聚类算法(CFSFDP)为基础,提出了签到位置数据的密度峰值快速搜索与聚类方法。首先,引入位置重复频率来表达签到位置重复,然后,对原始签到位置数据点统计位置重复频率并重新设计数据结构,以新的空间点要素为研究对象寻找密度峰值点;最后,构建了峰值点密度簇聚类算法,在点要素集聚类过程中考虑密度连通性来保证峰值密度簇的连续与完整。试验表明,所提出的聚类方法有效避免了重复度较高的离群位置对象选为峰值并聚类的情况,并具有良好的空间适应性。所提取的密度峰值点不仅可以用来表示热区的中心,还能够反映热区的集中趋势,进而可以帮助探索热区的动态变化情况。     

一种利用点云邻域信息的建筑物屋顶面高精度自动提取方法

从LiDAR数据中高精度地提取建筑物屋顶面是构建屋顶面拓扑关系、实现建筑物三维模型重建的关键。本文针对现有算法提取复杂建筑物屋顶面适应性较差、精度较低等问题,提出了一种利用点云邻域信息的建筑物屋顶面高精度自动提取方法。通过主成分分析计算点云特征,构建特征直方图,选取可靠种子点;利用提出的局部点云法向量分布密度聚类算法聚类种子点,快速准确地提取初始屋顶面片;构建基于邻域信息的投票模型,有效地解决屋顶面竞争现象。试验结果表明,本文方法可自动、高精度地提取屋顶面,对不同复杂程度的建筑物具有较好的适应性,能为建筑物三维模型重建提供可靠的屋顶面信息。     

一种融合超像素与最小生成树的高分辨率遥感影像分割方法

影像分割是面向对象高分辨率遥感影像分析的基础与关键。针对传统影像分割方法易受噪声影响,且难以确定合适的影像分割尺度的问题,本文提出了一种融合超像素与最小生成树的高分辨率遥感影像分割方法。首先用简单线性迭代聚类算法对影像进行过分割生成超像素;然后初始设定影像分割数,采用区域动态约束聚类算法对超像素进行合并,获得分割数-方差和、分割数-局部方差、分割数-局部方差变化率指标图,依据3个指标图确定合适的影像分割数;最后根据确定的合适影像分割数,采用区域动态约束聚类算法对超像素重新合并得到分割结果。定性对比试验和定量评价结果表明,本文方法可以有效地克服影像噪声对分割结果的影响,获得良好的影像分割结果。     

利用轨迹大数据进行城市道路交叉口识别及结构提取

交叉口是城市交通路网生成、更新的重要组成部分。本文基于车辆时空轨迹大数据,提出了一种城市交叉口自动识别方法。该方法首先通过轨迹跟踪识别轨迹数据中包含的车辆转向点对;然后基于距离和角度的生长聚类方法进行转向点对的空间聚类,并采用基于局部点连通性的聚类方法识别交叉口;最后利用交叉口范围圆和转向点对提取城市各级别路网下的交叉口结构。以武汉市出租车轨迹大数据为例,对武汉市城区内189个交叉口进行了探测。试验结果表明,本文所提方法可以准确地从轨迹大数据中识别出城市交叉口及其结构。     

基于滚球法的面要素聚合

在自动制图综合中,面要素聚合较为常用的方法是利用聚类方法将面要素聚类为若干个类簇,进而将每个类簇合并为更大的多边形图斑。针对地图制图领域的前沿研究课题——地图自动综合,该文提出了一种基于滚球法的面状要素聚合的新方法,通过实验阐述了该方法在居民地等面要素综合中的应用,并与传统的聚合算法进行了效率上的对比分析。该方法较传统的聚合方法效率上有很大提高,在大数据量聚合中有一定的应用前景,当选择合适的滚球半径进行综合时,有较理想的结果。     

基于FMM算法的夏秋季登陆中国热带气旋路径分类及特征分析

利用有限混合模型FMM聚类算法,将1951—2012年夏秋季(6—11月)登陆我国的热带气旋(Tropical Cyclone,TC)路径数据集分为三类,并对三类不同路径TC的季节变化、发生频数、环流形势等特征进行对比分析。研究表明,每类TC存在明显的特征差异:1)在夏季,第一、二类TC出现频数高于第三类,但在秋季第三类TC发生频数最高。2)第一类TC生成位置偏北,强度较强,生命史较长,路径略有向北发展的趋势,影响区域最广;第二类TC生命史最短,主要影响我国两广、福建一带;第三类TC生命史最长,路径略向西北方向发展。3)第一类TC在生成和消亡时的辐合程度最强,且副高脊线西伸脊点位置偏北;第二类TC在消亡时低层辐合最弱,且副高脊线西伸脊点位置偏西;第三类TC在生成时纬向风垂直切变最强,且副高脊线西伸脊点位置偏东南。     

中国住宅出让地价发育特征及其影响因素分析

基于中国土地市场网2009~2013年招、拍、挂出让的住宅用地数据,以县级行政区域作为研究单元,建立区域住宅地价综合模型,选取地价水平、地价增长率和交易宗数作为评价指标,采用Ward系统聚类法,综合分析了中国住宅出让地价的发育特征,利用多分类Logistic回归模型探索了各类地价发育形态的潜在影响因素。结果表明：① 研究期内中国住宅出让地价总体呈现东高西低、沿海高于内陆、城市群带动周边区域发展、城市群内部围绕中心城市增长等空间格局特征;中西部地价高增长的单元多于东部,西北、东北中南部、四川盆地、河西走廊以及长江中下游地区是地价高增长的聚集区;住宅市场活跃度呈阶梯状变化,活跃度较高的地区主要分布在山东半岛、长三角、长江中游、辽宁中部、哈尔滨、成渝、滇中、呼包鄂等城市群。② 根据综合特征,中国住宅出让地价空间发育可分为成熟稳健型、发展完善型、成长发展型、萌芽起步型和成长受阻型5类,相邻发育形态在空间关系上表现出互为邻里的特征。③ 各类发育区的主要影响因素差异显著。区位条件、居民收入和财政收入是地价发育成熟度的主要影响因素;人均GDP、国土开发度提升将促进地价形态发育程度;而人口吸引力不足、基础设施建设相对滞后等将导致地价形态发育受阻。