北京市地理国情普查质量检查软件设计与实现

依据国家对地理国情普查内容与成果数据提交要求,结合北京市地理国情普查的实际情况,并在分析了普查数据质量问题来源的基础上研发了"北京市地理国情质量检查软件"。文章主要介绍了此质检软件设计思路,详细阐述了自动质量检查项的设计开发流程、实现方法和关键技术,并对大数据处理过程中的异常控制做了详细说明。实践表明此软件对普查数据质量控制起到了良好的效果,为今后的空间数据质量检查和大数据生产提供参考。     

蚀变矿物光谱解混深度学习方法研究

高光谱遥感是当前遥感技术领域的热点,其“图谱合一”的技术优势使得定量化遥感技术成为实用化技术。目前卫星、航空和无人机的高光谱技术应用热潮兴起,在地质调查、矿产勘查和环境监测中逐步得到深化应用。地质领域中,利用反射光谱,可以识别40余种矿物,对于追索矿化热液蚀变中心和预测铀成矿有利区、分析热液运移的时空演化等具有重要意义。由于复杂地质场景中矿物的紧致、非线性混合,为精确识别其光谱特征和丰度信息带来了挑战。将深度学习技术引入到高光谱地质分析中,能够从高光谱数据中获得更为关键的信息,具有广阔的应用前景。但在实际的地质应用中,很难获得大量高光谱标签数据来训练深度神经网络。文章提出一种针对有限样本铀矿蚀变矿物光谱数据的深度学习方法,采用稀疏降噪自编码神经网络模型提取矿物端元光谱,结合Hapke物理模型进行光谱数据增强,最后利用稀疏全连接的深度神经网络进行矿物含量的提取。实验室和航空高光谱遥感数据实验结果表明,与传统的方法相比,该方法的矿物定量分析精度更高,填图效果更好,为高光谱矿物填图、地质调查和铀矿地质勘查等应用提供了新的技术支持。     

基于数据挖掘的三峡库区特大滑坡变形关联规则研究

从实测数据中分析滑坡灾害的成因机理,对于准确识别潜在危险区与及时制定防治措施十分重要。由于现场监测数据的数量庞大、来源多样,常规的数据处理方法难以从海量监测数据中提取出有用的信息,进而对滑坡变形演化趋势作出正确评价和预测。本文基于经典数据挖掘方法中的两步聚类法与关联规则分析,提出了滑坡变形行为的关联分析挖掘技术,并以长江三峡库区新铺滑坡为例,对库水位波动及降雨影响下的特大滑坡位移速率进行了关联分析。结果表明:该滑坡的变形受库水位高程水平、库水位波动速率与降雨强度等因素的多重影响,水位下降、强降雨与滑坡变形密切相关;滑坡不同空间位置处的变形影响因素存在差异,由坡脚至坡顶,库水位波动的影响水平依次降低,降雨强度的影响水平逐渐增强。本文提出的数据挖掘方法可定量分析滑坡变形的控制因素,并通过与实测数据的对比验证了相关规则的可靠性,这对于海量监测数据条件下滑坡灾害的成因分析有重要意义。     

大数据与数学地球科学研究进展——大数据与数学地球科学专题代序

大数据与数学地球科学的核心应用技术包括高维数据降维、图像数据处理、无限数据流挖掘、机器学习、关联规则算法与推荐系统算法等。人工智能地质学,包括大数据-智能矿床成因模型与找矿模型的构建,是具有重要价值的研究方向。高维数据降维旨在从初始高维特征集合中选出低维特征集合,有效地消除无关和冗余特征,增强学习结果的易理解性。哈希算法、聚类分析、主成分分析等是较常用的数学降维工具。机器学习是人工智能的核心,是使计算机具有智能的根本途径。机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。深度学习的训练模型往往需要海量数据作为支撑,因此迁移学习方法日益受到重视。图像模式识别是大数据挖掘的重要技术。网络中的社区结构识别对理解整个网络的结构和功能有重要价值,可帮助分析、预测网络各元素间的交互关系。沉浸式虚拟现实技术是实现大数据可视化的重要方向,对具有多元、异构、时空性、非线性、多尺度地质矿产勘查数据的展示要求有特别的价值。引入VR技术进行矿产地质大数据的可视化,可实现大数据时代矿产勘查数据的新认知。无限数据流在地质、地球化学、地球物理监测中大量存在,甚至可以持续自动产生。对数据流数据的计算包括对点查询、范围查询、内积查询、分位数计算、频繁项计算等。关联规则和推荐系统算法是大数据挖掘中的重要算法,其应用范围越来越广泛。贝叶斯原理在大数据时代有独特的价值,贝叶斯网络是成因建模的一个革命性工具。智能地质学研究刚刚起步,构建大数据-智能矿床成因模型与找矿模型是智能地质学研究的重要内容。矿床模型研究方式的变革,将出现于互联网、云计算技术环境下全球各地的矿床研究团队的共同参与。     

基于规则格网DEM线状矢量要素三维可视化方法

如何在三维地形表面无缝叠加矢量要素是三维地理信息系统、三维制图等领域面临的一个重要问题。目前矢量要素与三维地形无缝叠加的研究主要集中在矢量数据基于三维地形的实时显示上面,面向三维制图的研究相对较少,导致矢量要素的显示过于简单,地图要素信息传输受限。文中提出一种基于几何法的线状矢量数据与规则格网DEM无缝叠加算法,并通过纹理映射的方式实现矢量数据符号化,最后以道路数据为例进行实验,验证了方案的可行性。     

基于置信度的地址匹配方法初探

针对市域地址数据特点,文章在地址编码和地址匹配现有研究成果的基础上,参照济南市地址使用习惯,提出了一种基于置信度的地址匹配方法。该方法以地址数据库为基础,依托规范化地址编码,利用分词算法和置信度筛选的方法匹配数据,通过人机交互的方式扩充地址库,实现了地址的自动匹配定位,提高了匹配的正确性。     

一种基于相对关系不变性的双相机标志点匹配算法

针对双相机数字工业摄影测量中的人工标志点自动匹配问题,设计了一种基于相对关系不变性的图像匹配算法,根据平缓过渡曲面上相邻点间相对关系在两张像片上一致的原理,解决了两张像片的标志点自动匹配问题。3组实验表明,该算法匹配正确率高,匹配速度快,能够满足动态测量数据处理的需求。     

产生式规则条件下的六角格地形量化方法

产生式规则由于其接近人类思维且简洁高效的优点被引入到六角格地形量化研究中,用于指导六角格地形量化规则的制定。按照产生式规则的逻辑思维过程,研究了六角格地形量化的相关概念、量化规则的表达形式以及获取规则的依据,制定了六角格地形量化的判断规则,主要包括格元地形判断规则和格边障碍判断规则。所制定的六角格地形量化规则主要用于指导六角格地形量化数据的规范化、自动化生产。     

导航卫星自主定轨中JPL DE星历的简化使用

导航卫星自主定轨中使用原始JPL DE星历不仅数据量较大,而且不容易编码。文中提出了一种简化的星历使用方法,利用对一定间隔的日月位置进行拉格朗日插值,取代原始星历的切比雪夫多项式拟合方法,可以有效减少上行传递的参数个数。通过实验分析得出,在60 d的自主定轨中使用间隔1 d的月球位置和10 d的太阳位置进行插值,可以在保证导航卫星自主定轨精度的基础上,参数个数从404/808个减少为254个。     

基于黑龙江省1∶10000建库数据的快速制图关键技术研究

为解决省级基础测绘成果快速制图问题,提高省级基础地理信息数据库快速制图效率,提出了基于智能规则的空间数据制图模型。抽象制图数据标准化、符号库设计、制图模板设计三要素,并以智能制图模板为基础,建立了完善的省级基础测绘成果制图规则和模型,本文阐述了该制图模型的概念和体系结构,并通过实验验证了制图模型的科学性、有效性和合理性,大大提高了入库成果数据在制图表达工作中的效率。