时空协同的城市旅游行程规划模型构建

传统的旅游行程规划往往仅被归类为空间排序问题,而对行程安排中时空耦合性与游客自身选择的灵活性考虑不足。本文将行程规划问题的理解从空间视角拓展至游客活动视角,从旅游节点时空耦合关系以及重构模式出发,将旅行中涉及到的时间、空间与专题等多维属性有机组织,进而提出行程时空链的概念模型以及行程要素时空衔接方法。研究以南京为案例展开模型实验,结果显示该模型与传统线路设计方法在节点名称、节点数量以及节点顺序等指标的匹配度均超过了80%,体现出较好的应用可靠性。相较于已有研究仅从空间视角展开的论述,本文提出以游客自身作为行程规划的基本单位,从游客行为选择、游览时间序列以及节点线路串联等多维视角进行映射耦合,以期为拓展深化城市旅游线路设计理论,支撑智慧旅游工程精细化建设提供理论支撑与借鉴。     

网络文本蕴涵地理信息抽取:研究进展与展望

互联网的普及产生了大量蕴含着丰富地理语义的文本,为地理信息的深度挖掘和知识发现带来了巨大机遇。同时,蕴含地理语义文本的异构性和动态性,使得地理实体的属性数量和种类激增、地理语义关系复杂,对地理信息检索、空间分析和推理、智能化位置服务等提出了严峻的挑战。本文阐述了网络文本蕴含地理信息抽取的技术流程,从地理实体识别、地理实体定位、地理实体属性抽取、地理实体关系构建、地理事件抽取5个方面总结了网络文本蕴含地理信息抽取的进展和关键技术瓶颈,分析了可用于网络文本蕴含地理信息抽取的开放资源,并展望了未来的发展方向。     

稀疏地理实体关系的关键词提取方法

网络文本蕴含地理实体关系抽取技术,需要高时效、强鲁棒的关键词提取方法。与监督学习方法相比,无监督学习方法能捕获文本的动态变化特征并发现新增的关系类型,因此备受关注。其中,基于频率的关键词提取方法获得广泛研究,然而,网络文本蕴含的地理实体关系分布稀疏,基于频率的方法难以直接应用于地理实体关系的关键词提取。为解决该问题,本文基于公开访问的网络资源,提出一种语境增强的关键词提取方法。首先,基于在线百科和开放的同义词词典,通过语境合并和语义融合创建增强的语境,以降低语境中词语的稀疏性。接着,Domain Frequency和Entropy频率统计方法从增强语境中自动构建一个大规模语料。然后,基于该语料选择词法特征并统计其权值,用于扩大语境中词语间的差异。最后,使用选择的词法特征度量增强语境中词语的重要性,将权值最大的词语作为描述地理实体关系的关键词,并基于大规模真实网络文本开展实验。实验结果表明：对于地理实体关系的关键词识别,本文方法的平均精度为85.5%,比Domain Frequency和Entropy方法分别提高41%和36%;对于新增关键词识别,本文方法的精度达到60.3%。语境增强的关键词提取方法能有效地处理地理实体关系分布的稀疏性,可服务于网络文本蕴含地理实体关系的抽取。     

基于语义规则和词向量的台风灾害网络情感分析方法

灾害期间的舆情引导有助于维护社会稳定。社交媒体是舆论传播的重要渠道,通过微博评论了解用户的网络情感及关注的话题,可以帮助相关舆情监测部门掌握公众的关注热点,从而选择适当的干预节点来应对网络舆情,并对公众情绪进行疏导,这对于应急管理具有现实意义。现有的研究大多是利用有监督的机器学习方法进行情感分类,这需要人工进行语料的标注,工作量大。本文根据微博评论文本的特点,综合考虑情感词以及表情符号等多重情感源,构建了台风灾害领域情感词典。在此基础上,提出了一种基于情感词语义规则的情感倾向计算方法,以及基于词向量的话题聚类方法。首先,采集了近年5次台风灾害期间共计40多万条微博评论文本,基于大连理工情感词汇本体库进行扩展构建了台风灾害领域情感词典,结合PMI法构建表情符号词典,根据语义规则确定情感倾向,并使用3500条评论文本验证了该方法的有效性。然后,本文基于词向量、TF-IDF与K-means的聚类方法探索灾害期间热点话题。最后,以2020年4号台风“黑格比”为例,基于台风期间的5万余条微博评论文本进行了舆情情感分析,并识别出6类与台风相关的话题。通过时空分析发现,随着时间的推移,微博评论文本的数量发生一定变化,评论数量多的地区大都集中在沿海地区和经济水平高的地区,台风登陆当天浙江省的恐惧情感达到最高。结果表明,基于语义规则和词向量的台风灾害网络情感分析方法,能在类似灾害事件发生时为政府部门掌握和引导网络舆情提供辅助。     

基于路段-路口联合建模的对偶图卷积网络的行程时间估计方法

估计给定路径的行程时间在许多城市交通系统中起着重要作用，例如导航、路线规划和拼车等。然而，现有的大多数工作都侧重于对路段或交叉路口进行单独建模，这并不能准确估计行驶时间，因为交叉路口和路段作为路径的基本要素不仅各自包含多样化的空间属性和时间动态，而且它们之间还具备较强的耦合相关性。为了解决上述问题，本论文提出了一种新颖的端到端深度学习框架，即面向行程时间估计的对偶图卷积网络（DGCN-TTE）来对交叉路口和路段进行联合建模。具体来说，这个模型采用对偶图卷积方法来捕获路口和路段的复杂关系，其中构建节点图来刻画路口之间的相关性，构建边图来表征路段之间的交互特征。为了捕捉空间和时间特征的联合关系，模型中还引入了一种在捕捉时间依赖性的同时结合了从多个邻域范围内整合多尺度空间关系的时空学习模块。本论文通过对3个真实世界的轨迹数据集上的充分的实验来评估提出的DGCN-TTE模型，结果表明该模型显著优于现有的方法，评估指标相比于次优方法最多可以获得超过10%的提升。     

基于特征面向对象的地理网络模型研究

地理网络建模强调的是对逻辑网络中的节点和联线的网络拓扑和语义操作过程。而传统GIS矢量数据表达所采用的平面图原子级弧段-节点数据模型强调的是几何信息的表达。对此,作者讨论了如何将基于特征的GIS概念建模方法引入地理网络表达中,克服平面图数据模型的不足之处,发展基于特征的地理网络数据模型,并着重阐述了逻辑网络模型的特点和应用特征。在地理网络的表达方法中,作者分析了面向对象方法和数据库技术相结合的途径,比较了传统关系模型和面向对象模型在地理网络表达中的差异,以及面向对象方法在地理网络路径系统表达和动态分段及其网络连通性规则表达中的优势所在。     

基于语义知识的空间关系识别研究

从自然语言文本（新闻报道、博客、论坛、社交网络等）中识别空间关系是大数据时代获取空间信息的重要手段之一。针对现有方法只考虑字词特征,识别过程容易产生匹配歧义的局限,本文提出了一种新的融入词法、句法等语义知识的空间关系识别方法。本方法设计了一个树形结构的抽取模式：树结点代表空间词汇类型,结点之间的关系代表词汇间的依存关系。其中,抽取模式可从标注语料中自主学习得到。模式匹配过程以空间词汇类型和句法依存关系作为硬性约束条件、以词汇语义相似度作为软性约束条件,将模式从树形结构转换成依存序列后,根据有限自动机原理实现匹配。实验结果表明,本方法的识别精度和召回率分别为86.67%和63.11%,与现有其他基于规则的方法相比,有2个优点：（1）模式学习过程无需人工干预;（2）融入了句法依存关系,可消除匹配歧义,提高了识别准确率。     

基于复杂网络的鼓浪屿旅游街区关联规则识别与特征分析

基于复杂网络分析游客空间行为并挖掘旅游街区之间的关联特征,可以发现用地与功能之间显性和隐性的关联规则,精准识别旅游区用地空间结构,深入掌握旅游区发展现状,为智慧旅游与土地精细化转型提供支撑。本研究以世界文化遗产鼓浪屿为例,基于LBS大数据,使用复杂网络构建游客空间行为网络,利用关联规则分析重要节点的关联特征,进而使用用户画像数据,分析基于不同性别、年龄和客源地游客空间行为的街区关联规则。研究发现,“复杂网络+关联规则”算法可以挖掘游客随机行为中的隐藏规律,有效剖析旅游街区之间显性和隐性的关联规则。在游客空间行为轨迹网络中,各街区兼具“中心”与“枢纽”作用。既服务于本地游客又服务于外地游客的热门旅游街区表现出强关联规则。对外地游客具有较强吸引力的热门景点表现出较高的支持度,具有特色的旅游设施用地表现出较高的提升度。具有同质性的旅游街区之间关联性较强,人口特征差异对旅游街区关联规则影响显著。本研究可为城市更新背景下的旅游区用地整合、结构优化和游览线路调整提供决策参考,对于构建智慧旅游体系具有现实意义。     

基于深度卷积网络和分水岭分割的耕地地块识别方法

耕地地块作为精准农业的重要支撑,现有地块边界大多依靠人工勾绘。随着遥感技术的发展,基于遥感影像自动提取耕地地块成为研究主要方向,其中基于深度学习的方法能够克服传统检测方法难以适应复杂场景的局限而被广泛使用,但现有检测方法仍存在问题,基于深度卷积模型直接识别耕地区域会丢失内部边界、而基于边缘检测模型识别耕地边界时则会同时得到大量无关边界;此外,现有的基于阈值提取地块的策略所提取的地块不够规整,存在内陷的问题。针对上述问题,本研究提出一种基于深度卷积网络和分水岭分割的耕地地块提取方法,从信息检测和地块提取两方面进行改进：(1)将耕地边界视作一种地物类别,在深度卷积网络中进行类别概率检测,帮助实现对耕地边界的语义识别。(2)基于改进后的D-LinknetXt网络进行检测,其网络架构适合于对耕地边界这类线性目标的提取,同时更换原始D-Linknet网络的残差单元,帮助提高了网络的特征提取能力。(3)基于分水岭分割对耕地地块进行提取,利用了区域分割方法获取边界的封闭性,并且这种以区域为单元进行分割并合并的方式,解决了原有方法在像元尺度上基于阈值提取所遇到的提取地块存在内陷的问题,使地块更规整准确...     

基于链接分析的网页文本核心地名提取方法

本文围绕互联网中网页文本蕴含的丰富地理空间信息,抽取网页文本中蕴含的地名实体,提出了一种地名共现网络模型,该模型综合考虑网页中地名的频次信息,表达网页文本中地名的共现及联系传递特征。在此基础上,提出一种基于链接分析的网页文本核心地名的提取方法,通过PageRank算法计算每个地名在共现网络中的链接权重,对网页文本构建的共现地名网络进行核心地名的提取,从而在庞大的网络资源中发现具有显著的焦点特征或导航枢纽特征的重要地名。最后,采用人民日报与新浪新闻体育版2份语料进行实验验证,证明了该方法的有效性。     

微博中蕴含台风灾害损失信息识别和分类方法

社交媒体在灾害信息的实时发布与传播中发挥着越来越重要的作用。在灾害发生过程中,社交媒体中蕴含的实时灾损信息对灾情及时响应和评估有重要意义。然而,这些涉灾文本具有信息破碎度高、文本特征稀疏、标注语料库匮乏等缺点,使得传统的基于监督学习的方法难以有效提取其中的灾损信息。为此,本文提出了一种通过扩展上下文特征和匹配特征词的方法来快速识别和分类社交媒体中蕴含的不同类别的灾损信息。本方法首先基于中文语法规则,抽取小规模不同灾损类别下微博文本中的涉灾关键词构建特征词搭配对。然后,利用词向量模型和已有词库对这些特征词搭配对进行补充和扩展。同时,根据中文词语共现规则,引入外部语料库优化特征词间的语义搭配关系。最终,以此为基础构建台风灾损分类知识库对灾情文本中蕴含的不同类别灾损信息进行识别和分类。本文以2016年9月15日台风“莫兰蒂”登陆事件作为研究案例,以评估本文方法在灾损信息识别和分类上的效果。结果表明,本文方法对微博文本中蕴含的不同类别风灾损失信息的识别和分类效果显著（各类别综合评价指标都达到了0.74以上）。基于灾损信息分类结果,本文绘制了台风影响的时空分布图,从而进一步说明本文方法在灾害损失评估和减灾救灾方面的效用。     

基于Faster R-CNN深度网络的遥感影像目标识别方法研究

遥感影像目标识别在众多领域中具有极高的理论意义与应用价值,更快速、更精确的目标识别方法研究是目前遥感及图像研究领域的热点与难点。本文将深度学习的方法应用于遥感影像目标识别中,提出基于Faster R-CNN深度学习网络的目标快速精确识别方法。该方法采用了包括基于RPN的建议区域提取方法和VGG16训练卷积网络模型,构建了面向遥感影像目标识别的深度卷积神经网络。为验证该方法的精度及性能,在Caffe深度学习框架上,选取高分辨率遥感影像中飞机、油罐、操场及立交桥目标进行验证实验。结果表明,基于Faster R-CNN的深度学习方法能够实现对遥感影像目标的快速、准确识别,同时具有较好的推广性。通过本文的研究,证明基于Faster R-CNN深度学习的高分遥感影像目标识别方法具有显著优势和潜力,对基于其他深度学习方法的目标识别研究也有一定的参考意义。     

面向自然资源调查的红树林精细化智能提取方法研究

红树林信息精细化智能提取是自然资源调查监测工作中亟待解决的关键技术。当前,红树林提取工作主要依靠人工目视解译,提取效率不高、精度较差。本文提出一种面向自然资源调查的红树林精细化智能提取方法,首先基于海量多源高分辨率遥感影像,结合多尺度优化分割技术,半自动化构建海量红树林样本集;然后结合语义分割网络,引入双注意力机制,优化训练策略,研发红树林自动化提取算法模型,经过后处理得到精细、完整的红树林提取结果。经过实验验证,本文方法提取可识别单颗红树林,有效区分易混淆的其他植被和水田要素,总精度高于90%,可有效应用于红树林专题信息的提取工作。     

网络空间隐喻Gosper地图表达与分析

网络空间地图是认识抽象、复杂网络空间的重要工具,也是地图学领域研究的新方向和热点问题。针对传统网络空间制图不能分析网络节点多级拓扑关系和存在要素重叠的问题,本文综合应用隐喻思想和Gosper地图技术研究网络空间要素的隐喻表达与分析,提出了网络空间隐喻Gosper地图和地形图构建方法。首先,结合网络空间节点的拓扑层级关系和地理学第一定律构建网络节点与Gosper曲线叶节点的映射关系;然后,基于Gosper叶节点构建具有面域嵌套关系的Gosper地图;最后,结合隐喻思想和地图视觉要素与网络空间要素的相似性关系构建多尺度网络空间隐喻Gosper地图和地形图。本文基于两套网络空间资产数据验证了本文方法的适用性,并从节点分布、拓扑结构和节点脆弱性3个方面分析和挖掘网络空间资产特性用以说明网络空间隐喻Gosper地图的表达能力与认知效果。基于层次分析法的定量实验表明,本文方法的综合加权指标（0.499 8）远高于节点链接（0.266 8）和地理空间图层叠加（0.233 1）可视化方法。本文提出的网络空间隐喻地图能够有效解决传统网络空间可视化中节点重复冗余、复杂抽象且无法支撑可视化分析的问题,能够为...     

蕴含地理事件微博客消息的自动识别方法

微博客文本蕴含类型丰富的地理事件信息,能够弥补传统定点监测手段的不足,提高事件应急响应质量。然而,由于大规模标注语料的普遍匮乏,无法利用监督学习过程识别蕴含地理事件信息的微博客文本。为此,本文提出一种蕴含地理事件微博客消息的自动识别方法,通过快速获取的语料资源增强识别效果。该方法利用主题模型具有提取文档中主题集合的优势,通过主题过滤候选语料文本,实现地理事件语料的自动提取。同时,将分布式表达词向量模型引入事件相关性计算过程,借助词向量隐含的语义信息丰富微博客短文本的上下文内容,进一步增强事件消息的识别效果。通过以新浪微博为数据源开展的实验分析表明,本文提出的蕴含地理事件信息微博客消息识别方法,识别来自事件微博话题的消息文本的F-1值可达到71.41%,比经典的基于SVM模型的监督学习方法提高了10.79%。在模拟真实微博环境的500万微博客数据集上的识别准确率达到60%。     

基于自动回标的地理实体关系语料库构建方法

地理实体关系语料库是地理信息获取与地理知识服务的基础数据资源,其规模直接影响机器学习模型训练的效果。快速更新的网络文本不断涌现新的关系实例,要求语料库及时更新以覆盖更丰富的关系实例。手工构建和更新语料库成本高昂,亟需一种快速构建大规模地理实体关系语料库的方法。本文提出一种基于回标技术的地理实体关系语料库构建方法。首先,参考地理实体分类标准与语义关系、空间关系分类标准,针对地理实体关系的自然语言描述习惯,建立地理实体关系的标注体系;然后,结合精确匹配与模糊匹配策略,提高客体匹配的覆盖率;接着,基于优序图法建立句子打分规则,实现种子三元组到句子映射的定量评价;最后,使用中文百度百科文本验证方法的有效性。实验结果显示,本文方法平均回标成功率为67.83%,关系标注的准确率为76.36%。相比人工构建空间关系标注语料库的过程,本文提出的语料自动构建方法,标注速度快,规模大,为自动扩充标注语料库提出了可行方案。同时,该方法兼顾了地理实体间的语义关系和空间关系,且关系类型不受限,可用于开放式关系抽取任务。     

复杂网络理论在黄土高原沟谷地貌特征研究中的应用

沟谷侵蚀是塑造黄土地表侵蚀形态的主要动力,沟谷的发育过程深刻地影响着黄土地貌的发育及演化。本文在黄土高原选择6个典型地貌样区,以样区的数字高程模型为基本数据源提取沟谷系统。将沟谷系统中的沟谷节点、沟谷源点和流域出水口点作为网络节点,网络节点之间的空间拓扑关系为边,高程差为权值,构建黄土高原沟谷加权复杂网络模型。对黄土沟谷地貌的节点特征和空间结构进行定量刻画和分析,得到黄土高原不同地貌类型网络特征的空间格局及其变化,并进一步映射地貌的发育过程及演化机理。研究结果表明：① 黄土高原沟谷加权网络的点强度累积概率分布呈指数分布,相关性系数皆达到0.80以上,该网络正处于向无标度网络转化的过渡期;② 样区从南到北,沟谷特征点的点强度值呈现逐渐减小的态势,且点强度的分布具有不对称性,沟谷右侧侵蚀强度较高,点强度分布较多;③ 平均路径长度和网络结构熵值在绥德一带最大,分别为30.94、6.31,并向南北两侧呈减少的趋势,网络密度值的变化与之相反;3个指标分别从网络结构的连通性、稳定性和紧密性反映了不同沟谷地貌类型的侵蚀程度以及地貌系统的演化机理;④ 网络指标与传统地貌指标的相关性系数均超过0.85,其可以科学、准确地表达地貌形态的复杂性及地貌的发育阶段,有望作为沟谷地貌地学特征研究的参数。该方法考虑了沟谷地貌的空间拓扑关系以及系统的整体性,为复杂表面形态的地貌研究提出了一种新的思路和方法。     

城市地铁出行知识图谱嵌入表达的超参数选择

知识图谱作为人工智能技术与应用中重要的数据基础设施，已经成为地理科学领域的一个研究热点。目前对地理知识图谱进行嵌入表达时通常使用默认的超参数（如2层网络搜索深度），但是部分地理知识图谱的网络规模和拓扑特征与通用知识图谱不同，其合理性需进一步论证。为此，本文围绕城市轨道交通人地关系，基于地铁线路网络的拓扑结构特征，结合客流数据、POI（兴趣点）数据以及建成环境数据等构建地铁出行知识图谱；利用GraphSAGE模型学习实体的多维度特征嵌入，并结合POI数据对站点分类结果进行语义识别，对比验证适合地铁出行知识图谱嵌入表达的网络搜索深度。不同于默认的2层搜索深度，当搜索深度为3层时，本研究所构建的地铁出行知识图谱的节点嵌入效果最优。因此，地理知识图谱嵌入表达的超参数选择需要顾及时空和人类活动相关的网络规模和拓扑特征，要避免不加甄别地使用其他领域通用知识图谱的已有成果。使用3层搜索深度获得的地铁站点分类结果也更具合理的解释性，可为利用知识图谱和人工智能方法进行站点规划和客流预测提供基础。     

不同测算方法下行程时间不确定性对可达性的影响分析

行程时间不确定性导致了可达性随时间的变化,相关研究表明忽略行程时间不确定性会高估可达性水平。既有可达性研究往往用行程时间可靠性表示行程时间不确定性,但未考虑不同可达性模型结果的差异以及行程时间可靠性价值。本文结合各OD之间的行程时间分布特征,构建方差型的行程时间可靠性来描述行程时间不确定性,并进一步将行程时间可靠性纳入到广义出行时间成本中,建立了时间距离模型、潜力模型、累计机会模型和高斯模型4种基于位置的可达性测算方法,以比较在不同测算方法下,行程时间不确定性对可达性的影响。深圳的案例研究表明：(1)忽略行程时间不确定性会使全区域的可达性至少被高估5.04%,最大被高估95.04%。潜力模型、时间距离模型、累计机会模型和高斯模型的高估幅度由低到高;(2)行程时间不确定性对可达性的影响存在阈值效应,阈值越高,可达性受影响的程度越小;(3)从空间分布来看,行程时间不确定性对可达性水平高和低的区域都有一定影响。若不考虑行程时间不确定性,可达性高的区域高估值大,而在可达性低的区域,可达性高估的百分比较大,高估百分比中位数的差异程度最大可达77.1%;(4)行程时间不确定性对潜力模型可达性分类的...     

区位推荐算法试用于文本地名的空间网络复现——以《三国志》纪传文本为例

挖掘可表征城市之间联系的信息并进行网络复现，已成为一种研究区域联系的重要研究范式。纪传文本地名的共现网络研究对深化理解历史地理要素、拓展城市网络分析的运用具有重要意义。本文基于对地名共现的空间网络的研究综述，提出基于地名共现词频进行网络分析的改进方法，纳入地名稀缺性及区域优势不对称性测算城市关联度，规避了现有测算方法中缺乏考虑地名稀缺性及边权不对称性所导致的信息失真。在网络复现算法检验上，使用《三国志》地名共现数据集，实现了三国时期州郡网络复现中的地理分布、层级结构表达，同时实现了州郡的区域优势识别。结果表明，新算法相较传统的地名共现算法，其计算结果反映了边权的不对称性，且在有限文本数的效度测试中区位推荐算法提高效度5‰，概率误差低于既有算法，复现地名词频的效果更为稳健。另外，既有算法计算结果均为对称联系，而由区位推荐算法得到的非对称性地域关联数据为判别区域体系的节点层级提供了统计依据。