三峡库区退耕坡地环境移民压力研究

坡耕地退耕还林还草作为生态环境建设的重要措施正在三峡库区逐步实施。然而，坡耕地退耕将减少退耕地区的耕地数量，特别是坡耕地集中分布的区域，从而引发环境移民问题。利用GIS技术建立了基于GRID的坡耕地退耕压力指数模型及环境移民模型，并对三峡库区坡耕地退耕引发的潜在环境移民的数量进行模拟。模拟结果表明三峡库区坡耕地退耕引发的潜在环境移民数量较大。在退耕压力指数为40％时潜在环境移民数量高达89万人，相当于三峡水库淹没需要安置的水库移民数量。环境移民压力是该地区生态环境建设面临的一大难题。     

基于路网数据和复杂图论的中国城市交通布局评价

城市化的快速发展推动了我国城市道路网的不断扩张和发展。城市道路网是一个动态、开放、自组织的空间复杂网络,构成了城市的结构框架,研究城市道路网的结构特征对路网规划和城市建设有着重要的应用价值。在国内城市道路网络结构特征的相关研究中,很少有学者基于道路走向的视角对整个城市路网结构进行研究,也缺少对全国主要城市路网的整体性评价。本文选取我国一、二线及新一线49个城市作为研究区和2020年2月的城市道路网作为实验数据,首先采用图论和玫瑰图的方法对49个城市的道路网方向特征进行可视化,定性分析城市路网的复杂结构,然后基于最值比R、道路首位度S、过阈值比T、走向顺序φ和路网密度δ等5个路网指标对49个城市的道路网进行聚类分析,从而探究我国城市路网的分布特征。结果表明,我国城市主要以南北和东西走向为城市道路的主导向,部分城市因地形的影响沿着有利于城市交通和居民生活的方向规划道路;基于路网指标的聚类得到了十字正交型、十字状向风车状扩散型、风车状向圆弧四角星扩散型和混合复杂型等4类城市道路网类型,这4类城市路网在方向分布特征上具有显著差异,突出表现在有序性和复杂性;从路网类型的空间分布来看,十字正交型和十字状向风车状扩散型路网大多分布在我国的内陆地区,而风车状向圆弧四角星扩散型和混合复杂型路网则大多分布在沿海地区。本文主要通过分析我国一、二线及新一线城市道路网的分布特征,探究了我国主要城市交通路网的布局现状,能够为城市新区道路规划和路网布局优化提供参考依据。     

地理信息系统精品课程共享资源建设

针对如何提高地理信息系统课程教育的教学质量问题,该文分析了GIS精品课程共享资源持续建设的情况,阐述了课程模块、知识点、教学内容及理论教学与实践教学如何融合,重点介绍了创新型课程团队、立体式教材体系及开放式网络课程等方面建设情况。研究成果可以为进一步推动GIS教学改革提供参考。     

全局局部细节感知条件随机场的高分辨率遥感影像建筑物提取

条件随机场模型由于其较强的上下文信息建模能力,被广泛应用于建筑物提取任务中。然而,面对高分辨率遥感影像丰富的地物信息,基于条件随机场的提取方法存在建筑物边界模糊的问题。本文提出了一种全局局部细节感知条件随机场框架,该框架提出全局局部一体化D-LinkNet,在有效利用多尺度建筑物信息的同时保留局部结构信息,解决了传统条件随机场一元势能丢失边界信息的问题。同时,该框架融合分割先验以缓解建筑物类内光谱差异较大的影响,利用更大尺度的上下文信息来精确提取建筑物,并引入局部类别标记代价从而保持细节信息以获取清晰的建筑物边界。实验结果表明,该框架在WHU卫星和航空数据集上的精度评价指标均优于其他对比方法,其IoU分别达89.82%和91.72%,对于复杂场景下的建筑物信息能够获得较好的提取效果。     

耦合手机信令数据和房价数据的城市不同经济水平人群行为活动模式研究

有效分析城市不同经济水平人群的分布特征和活动模式对优化城市资源配置和揭示空间隔离现象有着极高的价值。但人群活动和社会经济等级数据较敏感,使得以往研究仅停留在宏观层面,难以合理划分人群经济等级并对其空间分布和活动模式进行定量分析。本研究以深圳为研究区,基于空间位置关联分析方法,耦合手机信令数据和细尺度房价数据实现了人群经济水平的准确划分,通过计算活动指标定量的分析了不同经济水平人群的空间分布和行为活动特征。研究表明：深圳市不同经济水平人群活动分布与各行政区经济发展相关,呈现“南高北低,西高东低”的格局;深圳市不同经济水平人群之间活动模式存在差异,活动范围、出行距离、出行速度与经济水平存在正向相关;高经济水平人群职住地点相距较远,存在跨行政区分布的现象。本研究分析了城市不同经济水平人群的空间分布特征和活动模式,对城市规划和解决社会不平等问题具有重要的参考价值。     

景观指数的并行计算方法

随着地理信息科学和系统的发展,GIS数据的时空分辨率和数据量呈现爆炸式的增长趋势。传统的基于个人计算机的景观指数计算软件难以有效快速地完成海量数据的空间分析。针对该问题,本文提出了一个高效的景观指数并行计算方法。首先对原有的并查集连通域标记算法进行了2点改进：① 在第2次遍历数据时,增加了计算斑块面积、周长等斑块基本信息的功能,为景观指数的计算提供必要参数;② 在第2次遍历过程中,增加了重新标记连续序号的功能,减少了原有算法在合并操作后造成的序号不连续,需要重新遍历数据的开销。在此基础上,本文利用MPI并行编程库,采用数据分割和主从进程协同的并行计算模式实现了景观指数的并行计算。实验表明,在保证计算正确性的基础上,本文的并行算法大幅度提高了景观指数的计算性能,为快速分析大规模数据的景观形态和格局提供了有效手段。     

使用时序出租车轨迹识别多层次城市功能结构

地理时空大数据被广泛用于城市功能结构识别，其中功能层次性的研究对于系统理解城市功能的结构特征和分布形态具有重大意义，但相关研究仍处于空缺状态。基于时序出租车出行数据和感兴趣点数据描述居民出行模式，结合动态时间规整和K-MEDOIDS聚类算法识别城市的功能属性和空间结构。研究结果表明，广州市中心城区的城市功能具有明显的层次性。随着层次细致程度的提升，其功能属性由"职-住"二元结构向"职-住-休"三元结构发展；其空间结构符合环状圈层构造，功能由外围的居住游憩向中心的商业休闲过渡，并在不同的圈层上呈现出各自的功能倾向。这为城市规划人员系统理解城市功能的属性变化和结构特征提供了有效的参考价值。     

COVID-19期间国家关系交互网络时空分析研究

COVID-19疫情不断蔓延为国际政治、外交关系等带来深刻影响。目前基于复杂网络方法的国际关系研究较少考虑节点的空间属性,难以探索国际关系的动态演化模式及其空间分布特征。该文提出一种结合时间序列聚类与空间统计的国家关系交互网络演化模式探测方法。基于2020年1月-2021年3月的GDELT数据构建国家关系交互网络,基于节点的演化特征,应用K-means聚类算法将节点划分为6种类型,结合局部连接统计方法分析节点演化模式的空间分布特征。研究表明:面对疫情冲击,各国为控制疫情蔓延倾向于参与合作交互事件;国家关系交互网络中的不同时序演化模式总体按照节点的点度中心性强度由高到低分布;疫情防控期间网络中始终处于边缘地位的节点在空间分布上呈现聚集特征,而核心节点空间分布较分散。通过研究网络节点的时序演化模式及空间分布特征可为公共卫生危机事件期间国际关系与地缘政治研究提供新思路,对于危机事件期间制定外交政策与应对策略具有一定参考价值。     

多源空间大数据场景下的家装品牌线下广告选址

合理进行线下广告牌投放位置的选择对商家宣传品牌以及扩大营销市场具有十分积极的作用。由于商业数据较难获取,以往研究多停留在宏观理论层面,未能对线下广告选址的实际布局进行细尺度分析。以北京为研究区,通过耦合某大型家装品牌线下广告到店转化率和路网、感兴趣点数据等表征地理特征和商业经济特征的多源空间数据,构建了基于随机森林的广告到店转化率预测模型（$R^{\mathrm{2}}$=0.758）,得到该品牌连锁家装商店在北京市广告选址适宜性空间分布结果,并对各影响特征进行分析。研究结果表明:该家装品牌线下广告到店转化率在北京整体呈现“中心高、外围低”的格局,且存在较强的空间自相关和高值聚集现象;同时,线下广告到店转化率与社会经济、商业政治和人群活动等具有较强相关性,且对同一群体持续进行广告曝光的位置对到店转化率的影响较大。该结果可为线下广告牌布局和商业选址等相关研究提供参考依据和理论基础。     

面向应急观测规划的对地观测传感器集成管理方法与应用

随着对地观测技术的发展,地学传感器种类与数量日益增加,为了高效管理对地观测传感网中的传感器资源,以及分析对地观测应急事件的特点和传感器应急观测规划的需求,本文提出面向应急观测规划的对地观测传感器资源集成管理方法。其包括对地观测传感器信息资源组织与索引、天基传感器对地观测覆盖计算、面向应急协同观测的元数据查询设计。鉴此,本文以Java平台和传感网信息模型规范SensorML为基础,设计并实现了面向应急观测规划的对地观测传感器集成管理工具GeoSensorQuery。最后,以长江流域中游洪涝监测传感器规划为例,验证了本文方法的可行性。