土地利用结构多目标优化遗传算法

传统数学方法难以有效解决土地利用结构多目标优化问题,针对土地利用结构优化的多目标性和遗传算法在多目标优化求解方面的优势,以经济效益和生态效益为目标函数建立土地利用结构优化数学模型,采用遗传算法进行模型求解.以重庆市合川区为例详细介绍了具体应用过程,得出了4个可行方案,对方案进行论证择优,选出满意的最佳方案,证明采用遗传算法进行土地利用结构多目标优化求解是科学可行的.     

基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置

针对如何将土地利用数量结构落实到具体的地域空间，以实现土地资源的优化配置的土地利用总体规划编制难点，以及常规的叠加法等土地利用配置方法难以根据土地适宜性评价结果，有效地将土地利用数量结构匹配到具体的土地单元问题，该文利用遗传算法的内在并行机制及其全局优化的特性，提出了基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置方法。实例分析表明，该方法具有客观性强、灵活性高、操作简便等优点。     

一种基于多特征的高光谱遥感图像分类方法

提出在多维特征空间中以互信息为评价指标进行特征选择,在特征子集中应用支持向量机(SVM)分类器实现图像监督分类的方法.首先提取图像的光谱、纹理和颜色特征,得到多特征的高维特征空间,然后用最大相关和最小冗余的互信息作为评价标准,用10-fold交叉验证误差率选择特征子集,最后用基于径向基函数的SVM实现图像的分类.实验表明,该方法能明显提高图像分类的精度.     

一种基于信息熵的时空点模式分析方法

现有时空点模式分析方法在度量时空邻近或时空密度时,存在时空耦合参数选择的主观性问题,无法得到有效的分析结果,为此,该文提出了一种基于信息熵的时空点模式分析方法。首先,计算每个时空点实体的空间最近邻的时间距离;进而,统计不同范围内空间最近邻的时间距离的频率分布特征,计算归一化信息熵值描述分布的不确定性程度,归一化熵值越大越表现为聚集分布,熵值越小越趋近于随机分布。最后进行了模拟实验比较和实际应用验证分析,结果表明:该方法在无须输入敏感性参数条件下,能够识别不同点模式类型,并能近似度量不同强度的聚集模式。     

基于遗传算法优化BP神经网络的土壤盐渍化反演

应用于土壤盐分含量(Soil Salinity Content,SSC)反演的BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)较少关注对模型精度影响较大的结构参数和初始权重的优化。该文利用Landsat-8 OLI、Sentinel-1 SAR影像数据及SRTM高程数据,基于谷歌地球引擎(GEE)平台构建反演参数,并建立3种反演模型:先利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)同步优化输入层反演参数子集和隐含层神经元数量,再优化初始权重的BPNN(GA-BP)模型;将变量投影重要性(Variable Importance in Projection,VIP)算法分割阈值分别设为1和0.5,优化出两组输入层反演参数子集并将其分别代入GA优化隐含层神经元数量,再优化初始权重的BPNN(VIP1-GA-BP、VIP2-GA-BP)模型。在玛纳斯流域和三工河流域各选一靶区进行SSC反演,对比分析GA-BP、VIP1-GA-BP、VIP2-GA-BP模型的反演精度,并统计各类盐渍土的面积比例,结果表明:1)两靶区3组模型反演精度由高到低排序均为GA-BP、VIP1-GA-BP、VIP2-GA-BP;2)盐分指数和植被指数在SSC反演中起到重要作用,同一模型筛选的反演参数存在空间分异性,但高程适用于不同的筛选模型,具有较强的鲁棒性;3)两靶区3组模型反演的SSC值域范围与实际采样点SSC值域范围的差异均较小,各子区GA-BP反演的SSC空间分布地物轮廓最清晰,且地物内SSC的均质性最好;4)玛纳斯靶区和三工河靶区面积占比最大的盐渍土类型分别为盐渍土和中度盐渍土。研究结果为构建具有一定推广性的干旱区土壤盐分含量反演模型奠定了基础。     

一种基于图形数据OODBMS的设计方法

介绍了一种利用面向对象方法设计和实现的基于图形数据的面向对象数据管理（ＯＯＤＢＭＳ）。讨论了ＯＯＤＢＭＳ的结构和功能,定义了基于图形的数据模型和数据模式以及对象管理技术。     

一种多发生元Voronoi图的栅格生成方法

利用距离变换和栅格叠加分析,提出一种实现任意距离定义的2-site Voronoi图生成方法。首先进行距离变换得到距离图,然后通过邻近关系对边界进行划分得到2-site Voronoi图,最后将生成的距离图和2-site Voronoi图叠加。实验表明,该文提出的2-site Voronoi图生成方法可以快速构建多种距离类型和不同邻近关系下的Voronoi图,共生成了21种距离函数下的最远、最邻近和次邻近Voronoi图,解决了Voronoi图的多样性问题。该方法并不局限于点状发生元,可以生成任意形态发生元Voronoi图,并可以扩展生成N-site Voronoi图,生成的广义距离图可用来模拟成组的发生元在诸多约束条件下的区域增长过程。     

一种基于更新过程的空间变化信息描述方法

针对空间数据更新中变化信息与原数据库集成效率低的问题,提出了基于更新过程的变化信息描述模型(UPM-CIR),即将更新过程分解为更新事务序列,并采用适当的空间位置、几何、属性等信息对更新事务进行补充描述,基于这种定性、定量的方法描述存储变化信息,使得更新过程能够被复制、解析、回放.在空间数据的更新试验中,采用UPM-CIR模型实现变化信息的表达、存储,并将存储的变化信息集成到其他待更新数据中,试验结果表明该描述方法能够实现变化信息的自动回放、高效集成.     

一种基于空间要求的基本农田保护区划定方法

基本农田保护是我国保护耕地与保障粮食安全的主要举措,基本农田保护区划定关系着耕地保护效率,对土地利用总体布局有重要影响。基本农田保护区划定不仅要考虑耕地质量,还要考虑耕地分布的空间要求,因此该项工作具有高度复杂性,迫切需要相关技术支持。该文构建了一种基于空间要求的基本农田保护区划定方法,用耕地质量指数修正图斑空间集聚度,根据图斑空间集聚度与兼容度的综合结果划定保护区,并以铜山区为例展示该方法的操作过程与其适用性。该文提出的基本农田保护区划定法基于矢量图斑尺度,同时考虑耕地质量与其空间集聚连片的要求,具有科学性与可操作性,可为目前基本农田保护区划定工作提供技术支持。     

基于Pareto多目标遗传算法的公共服务设施优化选址研究——以深圳市医院选址为例

公共服务设施选址是一类复杂的多目标优化问题。传统遗传算法选址模型多将此问题转化为单目标优化问题,采用二进制或实数编码方式,在小规模数据下进行优化实验,其模型的空间搜索能力不足以满足当前设施优化选址的实际需求。文中基于Pareto多目标遗传算法,设计了行列号组合编码方式及多种重组方法相结合的遗传操作算子,构建了Pareto多目标遗传算法选址模型。实验表明,模型可较好地逼近Fonseca(2)测试函数的凹状解空间前沿,将模型应用于大规模数据环境下的深圳市公共设施优化选址中,取得了较好的实验结果。     

一种融合中分辨率多光谱与高分辨率全色图像的方法

针对中分辨率多光谱与高分辨率全色图像空间分辨率差异大,导致融合结果难以较好平衡光谱信息保持和空间信息保持能力的问题,该文分析了7种常用融合方法用于中分辨率多光谱与高分辨率全色图像融合的优缺点及其融合质量的影响因素,提出了一种组合融合方法。该方法在保留Gram-Schmidt方法的细节注入方式的基础上,综合利用高通滤波法和Gram-Schmidt方法的优势构造低分辨率全色图像,确保在提高融合图像空间分辨率的同时有效降低其光谱变形。通过CBERS-02多光谱和IRS-P5全色图像的实验,证明了新融合方法的有效性。     

一种结合GIS的双重目标多准则决策方法及其应用

在土地适宜性评价中,现有结合GIS的多准则决策方法难以适用于存在多个冲突决策目标的问题。该文对已有方法进行改进,提出一种适用于相互冲突双重目标的多准则决策方法。该方法应用矢量数据模型,逐个进行单一目标的多准则决策,根据决策结果建立决策平面;根据两个目标间的权重划分决策平面,采用图解算法实现双重目标的决策。与现有的线性整数规划、遗传算法等相比,该方法简单易用,适用于城市规划中具有大量候选项的土地适宜性评价和土地布局研究。     

一种基于超曲面样条函数的三维空间插值方法

将二维曲面样条函数插值法进一步引申,提出一种基于超曲面样条函数进行三维空间插值的新方法,介绍超曲面样条函数的构造方法,给出利用该方法进行三维空间插值的数值实现过程。最后以插值形成三维空间规则数据场为例,证明利用超曲面样条函数法进行三维空间插值的可行性和准确性。     

基于流域系统模拟一情景优化的精细治理决策支持方法

面向美丽中国生态文明建设所需,亟待有效实现流域精细治理的科学决策,以根据流域综合治理愿景目标,优化流域管理措施（BMP）的空间布局方案（即BMP情景）、制定符合实际需求的实施路线图。对此,“流域系统模拟—情景优化”方法框架近年展现出广阔应用前景。本文介绍了该框架在应对实际应用需求中尚存的一系列问题,开展了体系性的方法研究：(1)提出新的流域过程建模框架,以兼顾建模灵活性和高性能计算、高效实现流域系统模拟;(2)提出以坡位单元作为BMP空间配置单元、并在情景优化过程中可进行单元边界动态调整的BMP情景优化方法,可有效考虑流域综合治理的经验知识,保障优化结果合理性;(3)提出考虑分阶段投资约束的BMP情景实施次序优化方法,可推荐出符合实际落地需求的实施路线图;(4)设计研发用户友好的参与式流域规划系统,供各方利益相关者协商决策。通过典型小流域应用案例验证了上述新方法、工具和原型系统的有效性和实用价值。     

一种基于面向对象的城镇道路自动提取方法研究

城镇地物类型复杂多样,道路狭窄且易与周围地物混合,这导致城镇背景下的道路信息提取存在困难。该文以安徽省滁州市部分区域为实验区,使用资源三号卫星影像,采用面向对象的方法,利用光谱特征、形状特征等信息,在对象级基础上通过复合向量机的方法进行城镇背景下的道路信息循环拾取,并利用形态学方法对提取的结果进行了分类后处理。研究结果表明,该文提出的道路提取方法具有可行性。     

一种基于对象的CSG-BR三维数据模型构建方法

在CSG-BR三维模型的基础上提出一种基于对象的CSG-BR三维数据模型构建方法.将地理实体按照CSG-BR三维模型的要求进行抽象、分解和组织,并把最小地理实体的几何特征、属性信息等相关信息进行对象封装,用边界表示法和结构实体几何表示法组织地理空间对象信息,建立各对象之间的语义关系.利用VRML对OCSG-BR数据进行三维可视化,实现了复杂三维空间数据及其相互间复杂关系的集成组织和管理,为对象化三维模型构建提供一种新方法.     

一种基于形状特征的地理实体相似性查询方法

为适应矢量空间数据库的相似性查询的应用需求,提出一种融合区域和边界的形状特征提取算法。通过地理实体的坐标,求解地理实体的质心及离散的旋转角度和质心距离序列,然后等角度间隔重采样,通过线性内插求出所得系列边界点的质心距离,建立质心距离直方图,构造以质心距离直方图、紧凑度和面积的三元组构成的形状特征描述。在此基础上,提出针对矢量空间数据的地理实体相似性查询算法。通过自主开发的GIS空间智能查询与分析平台,以全国1∶25万县市级行政区划矢量数据为数据源,实现了地理实体的相似性查询。实验结果表明,改进图像分析领域的形状分析方法并应用到矢量数据相似性查询领域是可行的,提出的方法可以满足地理实体的相似性查询应用需求。     

一种基于劳动密集度的剩余劳动力资源聚类方法

基于劳动力市场系列指标,设计劳动力密度估计、数据块耦合、数据聚簇中心提取和分布式归集等过程,对新疆华凌贸易市场进行劳动力资源的密度聚类和链路预测。结果表明:(1)劳动力资源的高效链路改良率与劳动力资源冗余度呈正向促进关系。(2)劳动力链路数量较多,不能直接等同于现行劳动力资源冗余度高,但"链路改良率"数量多,意味着劳动力资源冗余大。(3)新型高效的劳动力仿真链路意味着产生新型劳动力市场的潜力。(4)通过仿真增加劳动力节点,可以检测劳动力资源的可改良链路情况和劳动力迁入趋势。因此,该劳动力密度聚类方法在链路预测的结论准确性、精准匹配度、效能仿真和环境适应性等方面能够扩大数字化集成的优势。     

一种基于栅格的加权Voronoi图构建普适方法

Voronoi图是空间分析的一个重要工具。该文将Voronoi区域视为流域,将栅格加权距离视为高程,提出一种顾及非空间属性的能够与ArcGIS无缝集成的Voronoi图生成方法。首先,根据Voronoi图的原始定义直接计算栅格的最小生成元加权距离,并仿D8算法思想,确定每个栅格的流向。然后,提取所有只有流出没有流入的栅格,并对栅格边界进行去噪处理和矢量化,得到Voronoi区域公共边,并生成附生成元属性的加权Voronoi图。最后,基于ArcEngine实现了任意生成元的带有非空间属性的加权Voronoi图。通过对比实验表明,该文所提出的方法能够高精度构建包含任意生成元的加权Voronoi图。     

一种基于标记分水岭的高分辨率遥感影像分割方法

为避免分水岭分割高分影像的过分割现象并充分利用高分影像的特点,该文提出一种基于标记的分水岭分割方法,即基于影像先验知识指导分割的原则,对遥感影像进行各向异性扩散平滑滤波后,计算生成融合了光谱和纹理特征的梯度图像;从梯度图像中提取标记重建对象的边缘特征,并执行基于标记的分水岭变换,得到最终的分割结果.实验表明,该方法能够充分利用高分影像的特征信息,并能有效地抑制分水岭过分割现象.