面向数字孪生城市的智能化全息测绘

以大数据、物联网、人工智能、虚拟现实、云计算、智能驾驶等新技术为代表的信息化浪潮席卷全球，数字世界与物理世界正形成两大平行发展、相互作用的体系，数字孪生技术应运而生。随着物联网技术（IOT）的发展，数字孪生的理念被引入到智慧城市建设中来，深刻影响着城市规划、建设与治理。笔者所在单位面向数字孪生城市和自然资源统一监管对测绘地理信息的新需求，在全国开创性地开展了面向数字孪生城市的智能化全息测绘试点工作。本文结合上海市智能化全息测绘试点工作，从数字孪生城市、数字孪生城市对地理信息的新需求、智能化全息测绘关键技术及测绘成果等方面展开了论述，重点介绍了智能化全息测绘的技术体系和产品体系，以及在社会各领域的应用成果。     

融合多源数据的三维建模方法及精度分析

以地面相机影像、低空无人机影像和地面三维激光点云数据为融合对象,研究空地影像融合、低空影像融合地面三维激光点云和低空影像融合三维白模进行三维建模的方法,并对其三维建模精度和建模效果进行综合分析。这3种融合方法进行三维建模丰富了三维模型的色彩纹理信息,提高了三维模型的几何结构精度,能满足较大场景的三维实景模型的建模要求,为数字化古建筑(古文物)保护提供具有较高价值的参考数据。     

万维望远镜平台下基于ASSURE模式的天文教学研究

随着教学手段和教学方法的现代化,信息技术与课程整合正成为教育改革的研究热点。文章以万维望远镜(WWT)平台为教学媒体,以ASSURE模式为教学设计的理论依据,设计并构建用以指导天文教学准备、实施与评价的教学模式,并将该模式应用于“四季星空”的教学案例中,使用基于信息技术的互动分析编码系统和学生课程反馈调查对教学效果进行分析和评价。研究表明,万维望远镜的使用可以降低教师言语比率,改变传统天文教学中以讲授式为主的教学方式。它适合起点能力较高、对新知识和新技能掌握能力较强的学生,能提高其学习兴趣和积极性,激发其探索宇宙的兴趣,有助于培养学生的科学素养。     

基于多源数据的主体功能区划分方法——以广州市为例

以广州市为例,基于城市感知数据、遥感影像等多源数据,采用卷积神经网络对遥感影像进行了语义提取,将提取结果与兴趣点（Points of Interest）样方密度的功能用地识别结果进行补充校验,根据政策和规划文件建立功能用地与主体功能区之间的关联,利用信息熵分析广州市功能用地混合程度,以辅助判别主体功能区,最终得到广州市主体功能区划分结果。将划分结果与《广州市主体功能区规划（2008—2020年）》和《广州市城市总体规划（2017—2035年）》草案对比验证,结果表明文章所提出的方法精准度较高,并能体现广州市空间格局形态,反映主体功能区实际分布情况。     

山海协同旅游发展新模式——以广西北部湾为例

探究旅游发展新模式对破解区域发展不平衡以及景区间同质化竞争问题具有重要意义。文章以广西壮族自治区北部湾地区为例,通过"山海协同"的发展模式变同质竞争为异质协作,用以提升区域旅游整体竞争力。本研究以旅游统计数据、基础地理空间数据和网络游记文本为数据源,运用空间分析和文本挖掘的方法,描述高等级景区的空间核密度、交通可达性及旅游空间网络,并从山、海两组旅游目的地的旅游资源、交通衔接、路线产品及市场需求层面进行剖析。结果表明:(1)北部湾地区山、海特征的高等级旅游资源丰富,核密度最高的地区为0.03～0.04个/km~2;(2)各景区之间的平均通达时长为3.79 h,总体可达性呈现由中东部向西南部递减的趋势;(3)2018年山、海之间旅游流量较大,整体网络密度为0.67。研究反映了山海线路组合交通基础条件良好、市场需求强烈,从目的地宣传、景区联动、规划布局等角度进一步提升山海协作机制,该机制可为我国西南山区旅游发展提供新模式和新思路。     

SegNet在从低空无人机影像中提取会仙岩溶湿地地物信息中的应用

以广西桂林会仙国家湿地公园核心区为研究区,结合SegNet和低空无人机影像,构建会仙岩溶湿地地物信息提取模型,探讨多分类SegNet模型与融合单分类和双分类SegNet模型分类结果的差别,分析epoch参数设置对模型分类精度的影响。研究结果表明,多分类SegNet模型对会仙岩溶湿地地物的分类结果的Kappa系数和F1分数分别为0.59和0.67,融合单分类和双分类SegNet模型分类结果的Kappa系数和F1分数分别为0.68和0.79;与多分类SegNet模型分类结果精度相比,融合多个单分类和双分类SegNet模型分类结果的F1分数明显增大。因此,融合多个单分类和双分类的SegNet模型更适用于提取会仙岩溶湿地地物信息;构建更优的会仙岩溶湿地地物提取SegNet模型,设置epoch值为10相对更合适。     

基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统设计

针对传统海水营养盐检测方法不能满足海水营养盐长期原位监测需求的问题,研制了一种基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统,通过对系统的高度集成及对多量程检测、低功耗技术、漏液保护技术的应用,实现了对海水5项营养盐参数快速、宽范围、高精度的原位测量。经过实验室和青岛中苑码头现场测试,表明本营养盐传感器检测系统具有低功耗、高可靠性能,可满足对5项营养盐参数的快速精确测量要求,实现了对海水营养盐参数的原位监测,为相关部门及时了解海洋生态环境和水体富营养化程度提供了数据支持,具有重大现实意义。     

基于无人机的用海项目施工期悬浮泥沙监测

为实现对用海项目施工期悬浮泥沙扩散的实时跟踪监测,尝试采用无人机携带可见光、多光谱传感器对古雷围填海项目的围堰区进行遥感探测。利用Pix4d软件对无人机携带的可见光及多光谱照片进行处理,结果表明,可见光及多光谱影像对水体中的悬浮泥沙分布均具有一定的识别能力。通过研究分析多光谱影像的光谱特征发现,近红外波段对悬浮泥沙含量的升高较为敏感,运用波段比值公式计算结果显示,围堰内含沙水体经溢流口排入海域后浓度明显降低,并可向南继续扩散约300 m。该方法可克服遥感卫星影像时空分辨率低的特点,为用海项目资源环境影响跟踪监测提供新的技术手段。     

物种分布模型在海洋物种潜在分布预测中面临的大数据挑战

利用物种分布模型(species distribution models or modeling,SDM)估计物种的真实和潜在分布区,已成为海洋保护区规划、外来、物种入侵预测、气候变迁或环境改变对物种分布影响等领域的研究热点。此外,在大数据技术迅速发展的背景下,国外已出现多个面向物种分布模型的大数据集以及应用大数据技术进行物种分布模型研究的案例,而我国,海洋方面应用大数据的物种分布模型的研究却寥寥无几。文章首先就物种分布模型、物种分布模型分类以及其研究现状做了较为详细的叙述,讨论了物种分布模型的大数据需求及所需数据类型,主要从大数据价值链的角度讨论了海洋领域物种分布模型与大数据的关系,具体从物种分布数据和环境数据的收集与大数据、物种数据和环境数据的集成与大数据、物种分布模型的预测分析与大数据3个方面展开。文章就物种分布模型所面临的大数据问题,从加强海洋生物多样性大数据平台和生态系统观测网络的建设以及鼓励海洋领域的物种分布模型应用研究项目的开展两方面给出作者的建议,对未来物种分布模型在我国海洋领域的研究和应用的前景作了展望。