基于语义分割网络的高分遥感影像城市建成区提取方法研究与对比分析

城市建成区的提取对城市发展规划有着重要的作用.为了找出能兼顾效率和识别准确率的基于卷积神经网络的遥感影像城市建成区提取方法,从神经网络结构的原理出发,对多种语义分割网络的内部结构进行对比分析,并针对语义分割网络分别进行训练及结果比较.实验结果表明,ShelfNet-50网络能够在训练速度最快的同时保证很高的识别准确率,...     

一种动态场景下的双目视觉里程计算法

在同步定位与地图构建领域,视觉里程计因其传感器成本低廉、定位精度高、蕴含丰富环境信息等优势而得到广泛应用,但环境中的动态物体会显著降低其解算的精度与鲁棒性。针对此问题,提出了一种深度学习辅助的双目视觉里程计,基于几何约束与目标位置约束的方法,能够准确筛选出环境中的动态物体,以提高结果精度,同时能够恢复动态物体的运动轨迹,便于建立语义地图。在KITTI和TUM RGB-D的动态场景数据集上进行测试,得到的结果精度较高。     

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。     

中国城市价值链功能分工及其影响因素

价值链的空间重组正在深刻的改变着城市体系的经济景观,建立在价值链分工基础上的城市功能结构的研究已经成为经济地理学的重要课题。将中国上市公司500强企业网络划分为公司总部、商务服务、研究开发、传统制造、现代制造、物流仓储和批发零售七种类型功能区块,研究了中国城市价值链功能分工及其影响因素。结果发现：沿着价值链的功能分工已经成为中国城市体系经济景观的显著特征,功能多样化城市和功能专业化城市并存于中国城市体系,东部地区和城市密集地区的城市在价值链分工中占据了更好的地位;中国城市按照价值链中的优势功能可以划分为九种类型,少数城市转变为承载公司总部、研究开发、商务服务等多样化功能的高等级中心城市,而大量中小城市则转变为传统制造专业化基地;市场潜力、关键资源、区位条件、营商环境等城市属性特征是城市功能分工的重要影响因素,城市资源、区位可达性等属性特征的增强将提高城市成为总部基地、商务中心和研究基地的概率,而降低城市成为传统制造基地的概率。     

京津冀城镇体系与水系结构的时空关系研究

京津冀地区人水关系矛盾突出,分形可以有效描述城镇体系和水系时空演化特征,从而揭示两者演化关系,为城市问题的解决提供一些理论和经验依据。论文采用分形理论中的网格维数和多分维谱,首先分别刻画了两者的时空演化特征,其次探讨了城镇体系和水系结构之间的时空关系,最后探究了水系结构退化的影响因素。主要结论有：① 1990—2010年,京津冀地区建设用地的网格维数升高、自相似性增强、从集聚向分散转变,意味着建设用地朝着空间填充程度增强、有序、分散的方向发展,而水系反之,证明两者具有不同的时空演化方向;② 21世纪10年代,京津冀的人水关系十分紧张,南水北调虽然缓和了京津冀用水问题,改善了大尺度上的水系结构,但在小尺度上改善有限;③ 越靠近城市中心,建设用地分形形态发育越成熟,结构越有序,越靠近外围越混乱无序;④ 京津冀地区水系退化,由自然和人为两方面因素造成,21世纪以后人为因素的影响较为显著。针对京津冀地区水系退化,提出如下政策建议：在城市建设过程中,一方面科学规划城市水系,重视低等级水系的保护;另一方面节约集约利用水资源,完善水资源管理机制。未来,需要进一步探索城市发展和水系的非线性关系,为城市可持续发展提供依据。     

基于Landsat数据的近30年上海大陆岸线变化分析

为了研究上海大陆岸线的最新变化,以5年为间隔,选取1988~2019年间的近30年多期Landsat遥感影像,采用多尺度分割和光谱分割相结合的分割方法,提取影像中研究区域的水边线,并利用同年不同时相的水边线和平均大潮高潮位数据进行潮位校正,获取相对准确的海岸线位置。使用线性回归速率方法(LRR)对大陆岸线的外扩距离和速度变化进行了统计,同时对上海大陆岸线长度和面积的时空变化进行了分析。结果表明,从1988~2019年,上海大陆岸线总长度增加了10.4km,增幅达5.19%,长度变化呈“减增减”的趋势。海岸线的平均外扩距离为1.35km,平均LRR值为50m/年,外扩距离最大处位于南汇嘴。上海大陆沿岸总的新增土地总面积达到220.39km²。     

基于四叉树的多波束水深数据快速检索方法

针对水下地形测量仿真器中的多波束测深结果仿真环节中,对海量已知水深点云数据进行处理时存在的检索效率低、内存占用大的问题,设计了一种基于四叉树的数据处理方案。以四叉树数据结构并采用序列化方式存储索引文件,提高点云数据的检索效率;通过内存映射的方法读取海量点云数据,减少内存占用。数据实验表明:相对于常见的遍历检索,在检索点云数不超过总点云数的约四分之三时,四叉树水深点云检索效率提高了1倍以上;在检索点云数越少,总点数云越多时,四叉树水深点云检索的效率最多可提升30倍以上。基于四叉树的数据处理算法可有效地提高点云数据的检索效率,适合于多波束测深结果仿真过程中的海量点云数据的处理。     

深水多波束测深系统测深精度评估

深水多波束测深系统主要应用于高精度全覆盖水下地形测量,随着现代水声技术的发展,其可同时获得海底地貌信息(底质分类)、水柱信息(水体中的油气),成为海洋探测必不可少的设备。对深水多波束测深系统原理、功能、发展做简要介绍,对多波束系统测量误差与精度评估方法进行了初步研究,并利用上海海洋大学"淞航"号首航实测数据,开展了EM302深水多波束测深系统的安置偏移量检校和测深精度评估工作。该工作具有较强实用性,为深水多波束的合理高效使用提供有益的参考。     

南海开放共享航次关键科学问题的思考——从多尺度海洋动力学角度出发

南海是西太平洋最大的边缘海, 通过一系列的海峡与西太平洋和印度洋相联通, 其不同时空尺度的海洋环流动力过程及其生态环境效应是南海区域海洋学研究的重要内容。自20世纪50年代末全国第一次海洋普查开始, 我国对海洋调查的支持力度不断加大, 以科学考察船为代表的海洋科学观测平台建设不断加强; 进入新千年以来, 国内海洋科考船依托的各主要研究所和院校本着开放的理念, 先后组织多单位联合进行海上观测。尤其是最近10年, 国家自然科学基金委员会支持实施了船时共享航次计划, 进一步促进了国内海洋界的交流和合作, 南海区域海洋学的相关研究取得了很多重要的成果。从多尺度环流动力学的角度出发, 本文简要回顾了南海海洋观测的发展历程, 并初步总结了近些年来南海关键科学问题的研究进展, 包括南海和西太平洋的水体交换过程、南海中小尺度过程、多尺度相互作用及其生态环境效应等; 并且在现有的研究基础上, 对未来南海的观测和科学问题提出若干思考与展望。