工程地质数据处理方法探讨以水利枢纽工程为例

以水利枢纽工程为例,通过分析工程地质的工作内容、工作流程和数据(信息)分析与处理流程,认为工程地质数据是一种典型的大数据。可以通过地质语义及数据库技术提高数据的有序性和共享性,通过地质语法、模式、CAD技术和三维可视化技术,提高二维地质制图的效率与规范化,提高工程区地上、地下地质结构的直观性与地质分析的洞察力; 通过多传感器数据的融合与挖掘技术,提高地质监测分析与应用的深度与广度; 通过网络技术提高协同工作的效率和数据共享的方便性; 通过双C模式对工程地质数据及各种分析进行简洁有序的集成,从而对传统工程地质数据从采集到归档管理这一传统主流程进行信息化改造,达到促进行业信息化、数字化的目的。     

GIS空间关系的基本问题与研究进展

空间关系是ＧＩＳ的重要理论问题之一,在ＧＩＳ空间数据建模,空间查询,空间分析,空间推理,制图综合,地图理解等过程中起着重要的作用。目前国际上对空间关系的研究主要集中在空间关系的语义问题,空间关系描述空间关系表达,基于空间关系的分析等方面。     

地名本体的概念框架与构成研究

在提出地名本体的基本概念之后,根据基于地理空间语义网的日常地理信息查询需要,进行了地名本体的概念设计,提出了通过复用地名词典和地理主题词表构建地名本体的概念框架和设计方法;提出地名本体由地理实体本体、实体类型本体和空间关系本体3种地理本体构成,并详细介绍了其设计结构。     

Spatial discovery and the research library

Academic libraries have always supported research across disciplines by integrating access to diverse contents and resources. They now have the opportunity to reinvent their role in facilitating interdisciplinary work by offering researchers new ways of sharing, curating, discovering, and linking research data. Spatial data and metadata support this process because location often integrates disciplinary perspectives, enabling researchers to make their own research data more discoverable, to discover data of other researchers, and to integrate data from multiple sources. The Center for Spatial Studies at the University of California, Santa Barbara (UCSB) and the UCSB Library are undertaking joint research to better enable the discovery of research data and publications. The research addresses the question of how to spatially enable data discovery in a setting that allows for mapping and analysis in a GIS while connecting the data to publications about them. It suggests a framework for an integrated data discovery mechanism and shows how publications may be linked to associated data sets exposed either directly or through metadata on Esri's Open Data platform. The results demonstrate a simple form of linking data to publications through spatially referenced metadata and persistent identifiers. This linking adds value to research products and increases their discoverability across disciplinary boundaries.     

融合高度特征的高分遥感影像多尺度城市建筑类型分类

城市区域建筑类型信息在城市功能区识别、城市环境变量反演等应用领域具有重要作用。本文提出一种融合高分辨率遥感影像高度特征的多尺度城市建筑类型分类方法。首先利用语义分割模型识别高分辨影像中建筑和阴影对象;然后借助建筑对象及其阴影信息在卫星成像时的几何关系估算建筑高度;最后基于多尺度图像分析思想,提取一系列表征建筑对象的高度、空间结构、几何等多尺度特征,利用机器学习方法进行建筑类型分类,并进一步分析不同粒度的建筑类型分析单元对分类结果的影响。选取福州市主城区国产高分二号高分辨率影像进行实验验证。结果表明：① 基于所提方法的建筑类型分类总体精度达到82.98%, kappa系数为0.77,分类精度优于本文中未加入高度信息的分类方法和单一尺度分类方法;② 引入高度特征有效提高了中低层居民楼和高层商住两用建筑类型的分类精度,较未加入高度特征的分类结果,总体精度提高了11.28%;③ 融合多个尺度的图像特征可有效减少粘连建筑误分为密集型建筑的情况,较单一尺度分类方法,总体精度提高了2.77%。在精细的数字表面模型数据缺失下,利用高分辨影像阴影信息可为建筑物高度估计提供一种有效的策略,提高城市建筑类型分类精度。此外,融合多粒度图像特征可提升城市区域复杂建筑类型的表征能力,进而提高分类精度。     

基于深度学习网络的地震地质灾害识别研究

遥感影像识别方法是破坏性地震震后地质灾害快速、准确获取的重要方法之一,传统的遥感影像识别方法主要以人工目视识别方法和半自动识别方法为主,需投入大量的人力和时间。针对破坏性地震震后地质灾害解译时间长、投入人力多等问题,以2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震震后高分辨率无人机遥感影像为研究样本,提出基于深度学习网络的地震地质灾害识别方法。首先结合震后遥感影像解译资料和现场调查资料,提取九寨沟地震地质灾害无人机遥感影像特征,并构建研究区地震地质灾害解译指标和分类数据集;然后采用DeepLabv3+网络结构及softmax损失函数,建立基于深度学习网络的地震地质灾害遥感影像图像语义分割模型方法;最后采用半监督学习方法进行结果验证。研究结果表明,基于深度学习网络的地震地质灾害识别方法可有效识别九寨沟地震地质灾害分布信息,整体分类识别准确率为94.22%,F₁分数值为0.77,结果具有较好的一致性和准确性,可提升地震现场灾情获取和重点地震隐患识别等工作效率及服务能力。     

海啸早期预警系统的一种本体式表达

无线传感器通常用于环境监测,如气候变化、水质和监控灾害管理等。目前,灾害管理是一项十分关键和紧迫的工作,在海啸预警和预测系统方面尤为突出。本文在研制区域水文态势地理信息服务系统(RHSGISS)的基础上,为减缓灾害,研究出了海啸早期预警系统的一种本体式表达。该系统由地震监测台站、海底压力记录仪(BPR)和验潮仪等组成,其主要功用是解释复杂的多维数据。该数据由各种传感器、系统间的互操作性以及处理异构数据等生成。目前的核心问题在于将获取自海啸早期预警系统多个组件的异构数据进行融合以及提供基于Web网络的数据服务。面向特定陆表监测与应急响应任务,本文通过使用开放地理空间联盟(OGC)确定的传感器网络赋能实现(SWE)框架,构建了基于"北斗"卫星导航系统的GPNT服务体系,能为所有接入空天地一体化对地感测网环境下的用户共享互操作性和可伸缩性提供便利。本体因其功能上可以提供明确含义的信息,而成为了解决信息异质性问题的手段。本文在传感器网络数据与数据语义方面提出了一种面向服务的架构(SOA)模型,目的是要提供使用本体和Jena规范来表示更有意义的早期海啸预警系统信息。     

Semantic Expansion of Geographic Web Queries Based on Natural Language Positioning Expressions

The need for better Web search tools is getting increasing attention nowadays. About 20% of the queries currently submitted to search engines include geographic references. Thus, it is particularly important to work with the semantics of such queries, both by understanding the terminology and by recognizing geographic references in natural language text. In this paper, we explore the use of natural language expressions, which we call positioning expressions, to perform geographic searches on the Web, without resorting to geocoded data or gazetteers. Such positioning expressions denote the location of a subject of interest with respect to a landmark. Our approach leads to a query expansion technique that can be explored by virtually any keyword‐based search engine. Results obtained in our experiments show an expressive improvement over the traditional keyword‐based search and a potential path for tackling many kinds of common geographic queries.     

Three-dimensional digital imaging of environmental data: selection of gridding parameters

Abstract. Three-dimensional imaging is a powerful technique for the visualization and interpretation of environmental data. The success of the process is linked to careful, technically-justifiable selection of variable parameters during the gridding and imaging process. The impacts of various approaches to gridding and possible setting of parameters on the final image and volume calculations were examined by generating alternative images for a very well characterized contaminated site in layered coastal plain sediments. To image properly scattered data collected at close intervals in wells from layered geological media, a higher grid density in the z direction is required along with a weighting factor to emphasize the influence of data in the x and y directions. For steeply-varying contaminant concentration data, the best results were obtained by gridding the log of the property value; an anti-log transformation is carried out to restore property values to the correct value before the visualization file is prepared. The techniques and recommendations made in this article were designed for modelling contaminant values with very steep gradients dispersed in a strongly anisotropic media. These recommendations may not apply directly to other sites but the process of selecting parameters should be similar.     

领域本体网格化城市地理信息共享模型

城市空间基础信息平台中的空间信息服务存在语义不一致、服务集成困难等问题,使得平台的空间信息共享出现瓶颈。针对这一问题,本文提出一种基于领域本体的网格化城市信息共享模型,在平台技术架构之上,建立具有本体语义的空间信息网格,从面向具体应用的角度描述空间信息服务,消除平台空间信息服务之间语义的不一致,网格化管理平台的空间数据与软件服务资源。实验表明,该模型有助于更好地实现平台的地理信息服务与共享。