面向城市交通应用的移动对象聚类算法比较研究

移动对象聚类方法已被广泛应用于城市交通系统中移动对象的动态聚类模式挖掘,然而,当前对于现有移动对象聚类算法在城市交通中的实际效果尚缺乏客观的分析与评价。为此,该文选取4种具有代表性的移动对象聚类算法(Swarm模式、Convoy模式、Platoon模式、Moving Cluster模式),针对北京市出租车移动数据中的拥堵现象挖掘进行实验分析与比较:1)定义模式数量、模式生存期及模式运动距离等指标定量评价和比较现有算法挖掘拥堵现象的能力;2)采用不同的对象数目阈值和时间阈值等参数阈值进行测试,分析算法阈值对移动对象聚类结果的影响。实验结果表明,4种模式中的Convoy模式挖掘虚假拥堵现象的概率最低,挖掘拥堵现象的能力最强。4种移动对象聚类方法对阈值的设置均比较敏感,时间连续性约束对聚类结果有着显著影响。最后,对现有算法在城市交通应用中的适用性给出了相关建议。     

基于子空间聚类算法的时空轨迹聚类

已有的时空轨迹聚类方法一般以整条轨迹作为聚类单元,聚类效果较低且不能识别轨迹局部特征;另一种轨迹聚类方法是以划分后轨迹段为聚类单元,算法效率较低且不能很好地支持多属性聚类。该文提出基于子空间聚类算法的时空轨迹聚类。首先引入数据归约的思想,将轨迹进行离散化处理,再运用CLIQUE算法对离散化后的轨迹段进行聚类。实验结果表明,此轨迹聚类方法具有较高的伸缩性,能有效地处理多维轨迹数据并识别轨迹的局部聚类特征,能揭示时空轨迹在不同子空间的运动规律。     

基于POI数据的郑东新区服务业空间聚类研究

探讨城市新区的服务业空间格局,对城市新区规划和服务业空间布局的优化具有重要指导意义。采用POI数据对郑东新区服务业的总体、分行业空间布局进行聚类,结果显示：① 在总体上,聚类呈现“414”的空间体系,各聚类所在区域的通达性较好;服务业在功能区内部聚集和跨越功能区聚集并存;噪声点分布零散,局部出现了服务业聚集的潜力区域;空间临近效应、行政力量带动和市场导向作用导致服务业空间极化特征明显。② 从分行业来看,部分行业的重要空间节点分布存在一定差异,CBD核心区和商住物流区成为各行业空间节点的分布区域;部分行业的空间节点与功能区的产业定位存在吻合与错位特征。最后,从规划视角提出了郑东新区不同功能区产业结构优化的方向。     

多尺度空间分层聚类算法在土地利用与土地覆被研究中的应用

利用遥感数据,综合最大似然法监督分类、多尺度空间分层聚类的部分监督分类方法和主成分方法,分析黄河上游龙羊峡水库库区1987～1999年间土地利用土地覆盖变化.提取专题信息,不同要素采用不同方法;具体分类中,土地利用类型的一级类型耕地、水体及未利用土地类型采用主成分分析和最大似然法监督分类方法;对一级类型草地采用多尺度分层聚类算法的部分监督分类方法.结果表明,草地信息利用SSHC方法提取结果较好,与Bayes分类方法相比,精度提高4.2%,SSHC所获结果数据Kappa系数为0.84,Bayes所获结果数据Kap-pa系数为0.78.对某专题要素分类,此方法结果较优.     

关注地学研究护育人类家园——《地学大辞典》评介

正地学是研究地球系统各圈层形成、演化、发展及其相互作用的科学。地球系统指由大气圈、水圈、陆地表层、生物圈和固体地球(岩石、地幔和地核)组成的作为整体的地球。地学研究在人类社会发展及现代化进程中发挥了重要的作用,特别是在当前国家进入新的发展时期,以及"一带一路"建设当中,地学作为人类改造自然、利用自然和保护自然的基础科学,其作用日益凸显。     

地学专家系统应用研究综述

一、地学专家系统的体系结构与功能 地学专家系统是地学专家的经验与方法同人工智能技术相结合的产物。它借助于计算机系统的支持,应用人工智能技术,模拟地学专家解决地学问题的思维过程,解决复杂的地学问题,因此起到地学专家的作用。①地学专家系统同其它领域专家系统有着明显的不同之处;它要解决的问题涉及到空间位置、空间属性和地学空间知识,其体系结构见附图。     

面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法

矢量地理数据在实际使用过程中通常经过多次分发,已有数字指纹算法多基于单次分发设计,仅能追踪单级分发下的数据泄露,难以追踪整个流通链条。该文提出一种面向多级分发的矢量地理数据数字指纹算法。首先,对矢量地理数据的顶点坐标进行归一化处理;然后,将归一化值的高位与分发级数建立哈希映射,将顶点划分为若干互不重叠的集合;最后,将各级指纹通过QIM方法分别嵌入划分所得的各个顶点集合中。其中,多级指纹编码采用级联码,外码为I码,内码为GD-PBIBD码。仿真实验表明,该算法对缩放、平移、增删点、裁剪等攻击具有较好的鲁棒性,且可有效抵抗常见的线性指纹攻击,准确地追踪到叛逆用户。该算法可用于矢量地理数据多级分发中,为版权保护及盗版追踪提供有力支持。     

地学信息图谱研究及其应用

地学信息图谱综合了景观综合图的简洁性和数学模型的抽象性,它是现代空间技术与我国传统研究成果结合的产物,它可反演过去、预测未来。在分析地学信息图谱、生态系统发展战略、DLU土地利用战略、数学模型与地理信息系统集成等研究成果的基础上,提出了一个区域可持续发展虚拟系统。在这个虚拟系统中,如何将区域可持续发展的有关信息转换为征兆图、诊断图和实施图是其核心理论问题。数学模型计算机程序自动生成软件和开放式地理信息系统的研究成果表明,这些理论问题在不久的将来是可以解决的。也就是说,这个区域可持续发展虚拟系统的进一步研究,能够形成一个可操作的、实用的决策支持系统。     

一种基于密度峰值的半监督聚类算法

由于基于密度峰值的聚类算法对簇的形状不敏感,其聚类结果表现出良好的抗噪性。然而,当密度定义中变量难以反映簇的结构时,该算法性能下降明显,其主要原因在于聚类的非监督性。为此,该文在此算法的基础上提出了一种基于密度峰值的半监督聚类算法。该算法通过增加must-link和cannot-link约束作为先验知识,并在must-link约束集中叠加数据点的密度,以此产生新的聚类中心从而实现对数据点的吸引;对于cannot-link约束集中的数据点,通过将其n级最近邻居分离的方式找到其所属聚类中心,实现簇的归属。实验表明,基于密度峰值的半监督聚类算法利用先验知识来约束和引导聚类结果,在一定程度上改善了聚类的效果,并可应用于任意形状数据集的聚类问题中。     

基于改进DBSCAN空间聚类算法的北京市人工智能产业集聚格局研究

企业作为产业的重要主体,其发展直接表征着产业的发展,企业的空间格局对产业的发展及资源配置具有重要的引导意义。本文基于北京市工商注册在业的人工智能企业数据,提取企业注册地址并转化为地理位置信息,通过改进有噪声的应用背景下的基于密度的空间聚类算法（DBSCAN）,分析北京市细粒度层级下人工智能产业集聚在全市域的空间分布格局特征。在DBSCAN算法改进方面,首先调整Minpts参数为企业注册资本总额与企业数量2个维度,企业数量大于5家且注册资本总额大于一定数额,为形成产业集聚区的2个必要条件;其次提取簇内位于边界的企业位置点作为集聚区地理边界点,将边界点连线并绘制形成人工智能产业集聚区。本文重点分析了企业注册资本和地理聚合半径对人工智能产业集聚区形成的影响,同时采用核密度估计法作为参照验证,表明改进DBSCAN方法具有精确刻画产业集聚区地理边界和确定不同规模产业集聚区的优势。通过分析得知,北京市人工智能产业集聚具有明显的中心分布特征,集中在城六区,呈现“两大龙头带动,北京市全域遍地开花”的分布情况,海淀区、朝阳区处于人工智能集聚程度高水平,相较其他区域,人工智能产业发展遥遥领先;西城区、东城...     

A Novel Hybrid Technique of Integrating Gradient-Boosted Machine and Clustering Algorithms for Lithology Classification

Natural Resources Research - The significant body of research on lithology identification in recent years has laid emphasis on the improvement of classification performance using hybrid machine...     

基于小波变换的栅格数据聚类

为了提高K均值聚类算法的质量与收敛速度,提出一种基于小波变换的栅格数据聚类新算法。该算法利用小波分析塔式算法得到的顶层栅格数据,既较好地保留原始数据的特征信息,又大幅减小了数据量,在保证聚类质量前提下,提高了算法的收敛速度;针对分解后的低频数据应用K均值算法,得到后续迭代所需的聚类中心初值,避免了初值选择的盲目性。试验表明,该算法具有计算效率高、稳定性好、聚类质量有保证等优点。     

基于Landsat数据的2种地表温度空间降尺度算法比较研究

以2003年5月29日福州市LandsmETM＋影像为数据源,对2种地表温度空间降尺度算法——EM算法和HUTS算法进行实验、比较与分析,EM算法是利用高空间分辨率的地表比辐射率对低空间分辨率的亮度温度影像进行调节,从而达到提高热红外影像空间分辨率的目的;HUTS算法则是引入了归一化差异植被指数NDVI和地表反照率d,通过在低空间分辨率拟合二者与地表温度LST之间的关系,然后根据其尺度不变性,将该关系应用到高空间分辨率的影像上,从而达到提高热红外影像空间分辨率的目的．研究结果表明：1）2种算法所得结果影像都能在有效提高空间分辨率的同时较好地保持了原始地表温度影像的空间分布特征,达到了较好的降尺度效果;2）以RMSE为定量评价指标,HUTS算法要略优于EM算法,其中,EM算法的RMSE为1．2494,而HUTS算法仅为0．9869．     

城郊聚落景观的集聚特征分析方法选择研究

高度集聚是城郊聚落景观最明显的空间格局特征,是郊区城市化的直观反映。针对目前景观集聚程度研究空间计算方法缺乏筛选、不具可比性等问题,通过4种集聚空间算法在不同角度分析典型区域的城郊聚落景观集聚特征,并在西安市长安区作以简单应用。结果表明:1景观聚集度适于区分出同类连续大斑块和不同类破碎小斑块,核密度适于宏观上集聚组团的识别,空间关联算法适于空间定位具体要素点的集聚特征,Ripley’s L函数适于识别空间距离以确定搜索半径;2根据核密度计算结果,从研究区聚落景观中提取出3个大型组团,分别命名为"政府商业中心聚落组团""沣渭新区聚落组团"和"旅游度假区聚落组团",其划分模式符合研究区各经济板块的未来发展方向。     

ArcFractal: An ArcGIS Add-In for Processing Geoscience Data Using Fractal/Multifractal Models

Natural Resources Research - Fractal and multifractal models, including the concentration-area (C–A) fractal model, spectrum-area (S–A) multifractal model, and local singularity...     

Mapping of Regional-scale Multi-element Geochemical Anomalies Using Hierarchical Clustering Algorithms

Natural Resources Research - Mapping of multi-element geochemical anomalies is the basic goal of stream sediment sampling in worldwide, and especially at 1:100,000 scale in Iran. In the central...     

城市功能分区的空间聚类方法研究及其应用——以济南市为例

作为空间数据挖掘的一种重要手段,空间聚类目前已在许多领域得到了应用.它是城市功能分区中的关键性步骤.根据空间-属性一体化的概念模型,把影响城市功能分区的空间坐标、空间关系和属性特征纳入到统一的空间计算模型,分别运用K-平均算法、神经网络方法,对城市功能分区进行空间聚类计算,充分挖掘空间坐标和空间关系数据中隐含的空间聚集信息.实例分析表明,基于神经网络的空间聚类结果可以为城市功能分区提供准确、可靠的依据.     

基于聚类的极光形态分类的探索性研究

极光形态为研究日地物理过程提供了显著、直观和具有可识别性的特征。合理分类对研究各类极光现象与磁层动力学过程之间的关系尤为重要。极光形态分类机制的选择问题是极光有监督分类研究被主要诟病的问题之一。有监督分类实验中人工标记的工作量非常浩大,而且不能保证标记的准确性。更重要的是,高分类正确率只能说明自动分类符合人的认识,有监督分类结果无法验证分类机制的正确性。现有的分类机制是否为极光数据空间的真实划分,是否存在更为合理的分类机制都是我们应该探讨的问题。针对该问题,基于已有的全天空极光图像表征方法,引入聚类算法探究极光特征空间的结构,利用了9种聚类有效性函数选择适合极光数据的聚类个数。实验结果表明,对于从2003—2004年北极黄河站观测的全天空极光数据中随机选取的6 000幅极光图像,两类和四类的划分方式最为合适。两类的划分可以看作是分离度较好的极光类型,并且根据两类分布曲线呈现午前-午后双峰的分布特点,这一类极光可能是弧状极光。对于四类的情况,虽然通过肉眼观察无法用一幅典型的极光图像代表每一类,但是这些由聚类得出的极光类型具有各自的时间分布特点,这一结果从无监督的角度证明了极光类型在形态上是可分的。     

姜寨一期文化遗迹属性数据的关联规则挖掘研究

在基于Apriori算法的单维布尔关联规则基础上,以姜寨遗址主要遗迹的属性数据为研究对象,利用该算法对姜寨一期文化遗迹的属性数据进行了关联挖掘分析。首先进行房屋遗迹属性的关联挖掘,然后进行土坑葬等的属性数据挖掘,找到了聚落遗址属性数据之间隐含的关系,为聚落考古遗址的资料分析提供了一种新技术。     

基于众源地理数据的个性化路线服务框架及应用实验

随着移动通信与LBS的蓬勃发展,能够描述个体行为的众源时空大数据大量涌现,为感知群体时空行为模式与探究个性化路线提供了新视角。该文将众源时空信息与出行者的个人意愿映射到实际路网空间,融合大众偏好和定制趋势,构建包含主题序列生成、POI推荐、历史路线推荐的局部路网模型,进而实现一种利用众源时空数据改进的HMM路线规划方法,为用户提供合适且个性化的出行方案;以长沙市岳麓区为研究案例,利用真实路网数据与相关兴趣点作为实验数据,基于该方法可在短时间内提供满足用户需求的不同月份的最优路线。