城市激光点云语义分割典型方法对比研究

基于深度学习方法在城市激光点云语义分割任务中的应用效果缺乏客观的对比与评价,该文选取当前4种代表性点云语义分割深度网络(PointNet、PointNet++、PointCNN、SPG)以及一种基于特征描述子的层次化点云语义分割方法,采用3组开放点云数据集(Semantic 3D、Oakland及TerraMobilita/iQmulus3Durban)对不同方法的语义分割质量进行对比分析,结果发现:1)层次化点云语义分割方法的语义分割质量优于另外4种深度学习方法;2)考虑局部信息的深度网络(PointNet++、PointCNN、SPG)的表现优于仅考虑点云全局特征的方法(Point-Net);3)在基于深度学习的方法中,基于超点图的SPG网络在测试数据中的效果优于其他几种网络。研究结果对于实际应用选择点云语义分割方法以及点云语义分割深度网络的设计优化具有借鉴意义。     

地图信息论:从狭义到广义的发展回顾

地图是人类认识客观世界的有力工具。地图的核心功能是传输空间信息。自20世纪60年代源自通信领域的信息论被引入地图信息度量.现代地图学已经发展了一个崭新的研究领域——地图信息论。本文旨在对近50年来地图信息论的发展历程进行回顾,论述从狭义到广义地图信息论的基本概念、研究进展及应用领域,最后对地图信息论的发展进行了展望。     

一种基于多约束的空间聚类方法

借助Delaunay三角网构建空间邻近关系的优势,通过施加不同层次、不同类型的约束,提出一种空间聚类的新方法。通过试验分析与比较发现,该算法可以探测复杂结构的空间簇,对噪声点稳健,并且能够同时顾及实体间空间位置与专题属性的相似性。     

地理信息科学专业高水平师资队伍建设的探索与实践

师资队伍是一流专业建设与一流人才培养的关键因素,也是推进我国高校有组织科研的实施者。本文以中南大学地理信息科学专业为例,探讨了行业特色“双一流”高校高水平师资队伍建设的影响因素与实施途径,并分析了近年来师资队伍建设的成效与问题。本文对地理信息科学专业师资队伍建设的实施策略和途径,可为相关院校地理信息科学一流专业建设与人才培养质量提升提供参考。     

一种顾及障碍约束的空间聚类方法

为了使得空间聚类分析更加适应实际情况,发展了一种同时顾及空间障碍约束与空间位置邻近的空间聚类方法。该方法采用Delaunay三角网描述实体间的邻近关系,并且不依赖用户指定参数。实验验证了本方法的有效性与优越性。     

一种空间交叉异常显著性判别的非参数检验方法

空间异常探测旨在从海量空间数据中挖掘不符合普适性规律、表现出“与众不同”特性的空间实体集合,对于揭示地理现象的特殊发展规律具有重要价值。现有研究在空间异常度量方面取得了重要进展,但多缺乏对空间异常模式显著性的统计判别,且是针对单一类别数据,没有顾及多类别数据间的相互影响。为此,本文基于空间随机过程的思想,针对两种类别空间点数据,提出了一种空间交叉异常显著性判别的非参数检验方法。首先,针对基本数据集实体,采用约束Delaunay三角网,构建合理、稳定的空间邻近域;然后,统计落在基本数据集实体空间参考邻域半径范围内的参考数据集实体的数目,度量初始异常度;进而,采用α-Shape法构建支撑域,以空间随机过程为基础构建零模型,采用蒙特卡洛模拟检验空间异常的显著性;最后,采用生存距离对异常模式的稳定性进行评价分析。通过试验分析与比较发现,该方法能够有效识别具有统计显著性的空间交叉异常。     

一种基于局部分布的空间聚类算法

设计了一种度量邻近域内空间实体局部分布的新指标——中值角度,在此基础上,提出了一种基于空间实体局部分布的空间聚类算法。该方法递归搜索空间实体集中所有局部分布度量值相近且非离群的点,并将其聚为一类。通过模拟数据和实际数据进行实验发现,所提出的算法比DBSCAN算法的聚类结果更合理,具有很好的抗噪性,能发现任意形状的聚类。     

基于场论的空间聚类算法

从空间数据场的角度出发,提出了一种适用于空间聚类的场——凝聚场,并给出了一种新的空间聚类度量指标(即凝聚力)。进而,提出了一种基于场论的空间聚类算法(简称FTSC算法)。该算法根据凝聚力的矢量计算获取每个实体的邻近实体,通过递归搜索的策略,生成一系列不同的空间簇。通过模拟实验验证、经典算法比较和实际应用分析,发现所提出的算法具有3个方面的优势:(1)不需要用户输入参数;(2)能够发现任意形状的空间簇;(3)能够很好适应空间数据分布不均匀的特性。     

采用聚类技术探测空间异常

提出了一种基于聚类的空间异常探测方法。该方法通过空间聚类获得局部相关性较强的实体集合,分别探测空间异常,给出了一种稳健的空间异常度量指标,提高了异常探测结果的可靠性。通过实例验证以及与SOM方法的比较分析,证明了该方法的正确性和优越性。     

一种基于场论的层次空间聚类算法

从空间数据场的角度出发,提出了一种基于场论的层次空间聚类算法(简称HSCBFT)。该算法是通过模拟空间实体间的凝聚力来描述空间实体间的相互作用,进而采取层次凝聚的策略进行聚类。通过实验分析可以发现,层次空间聚类算法具有如下优势:①空间聚类簇中各空间实体很好地满足了空间邻近且专题属性相似的要求;②能发现任意形状的空间簇,且具有良好的抗噪性;③输入参数较少。