Semantic typing of linked geoprocessing workflows

In Geographic Information Systems (GIS), geoprocessing workflows allow analysts to organize their methods on spatial data in complex chains. We propose a method for expressing workflows as linked data, and for semi-automatically enriching them with semantics on the level of their operations and datasets. Linked workflows can be easily published on the Web and queried for types of inputs, results, or tools. Thus, GIS analysts can reuse their workflows in a modular way, selecting, adapting, and recommending resources based on compatible semantic types. Our typing approach starts from minimal annotations of workflow operations with classes of GIS tools, and then propagates data types and implicit semantic structures through the workflow using an OWL typing scheme and SPARQL rules by backtracking over GIS operations. The method is implemented in Python and is evaluated on two real-world geoprocessing workflows, generated with Esri's ArcGIS. To illustrate the potential applications of our typing method, we formulate and execute competency questions over these workflows.     

多源数据多语义岩体结构面提取方法

实现岩体场景下复杂岩体结构面提取是边坡、隧道等岩体工程稳定分析的关键。本文针对岩体结构面纹理与形态等特征复杂且不规则造成提取困难的问题,首先通过构建TLS点云与数码影像的映射关系,融合二维像素特征、三维方位及形态特征建立多重语义区,提取具有相似地质属性的同质区单元,然后利用产状与粗糙度特征对其进行合并聚类,有效实现复杂多属性岩体结构面的准确提取。试验结果表明,本文方法提取的岩体结构面具有较好的完整性和较高的准确性。     

遥感图像数字表面模型建筑物点过滤方法研究

针对图像密集匹配生产的数字表面模型(DSM)进行点云滤波,算法对地形依赖大,参数设置复杂,精度不高,后续人工编辑修饰的工作量大、效率低的问题,该文设计了第一套针对DSM滤波、涵盖多种样本形式(栅格、矢量)的航空图像建筑物数据集。针对航空图像建筑物尺度较大等特点,将膨胀卷积加入U-Net构成Dilated U-Net,并综合运用其进行建筑物语义分割,利用分割结果在相应图像密集匹配得到的DSM上滤除建筑物点,然后采用投票插值策略得到过滤掉建筑物点的DSM。实验证明:利用该文网络DU-Net将DSM中非地面建筑物点滤除,Ⅰ类误差在5.8%以内,Ⅱ类误差在2.4%以内,其可以在30 s内完成超过9000万个建筑点与非建筑物点位置的预测,效率高、成本低。DU-Net网络建筑物语义分割过程不受地形、高差的限制,对于其他非地面点的滤波具有一定的借鉴意义。     

非均质裂隙介质中重非水相流体运移

由于裂隙介质具有强烈非均质性,使得重非水相流体(DNAPLs)在裂隙介质中的运移行为较孔隙介质更为复杂.基于指示模拟算法模拟裂隙介质的二元变量(粗糙面接触和裂隙开口),综合模拟退火算法构建裂隙渗透率随机场.采用T2VOC模拟DNAPLs在裂隙介质的运移,探讨粗糙面接触的相关长度、各向异性比、倾角以及非均质性程度对DNAPLs运移分布的影响.数值分析结果表明,粗糙面接触的相关性越差,DNAPLs污染范围越大;粗糙面接触的各向异性比和倾角增大,将导致更多DNAPLs残留;而相关长度和各向异性比增大以及倾角减小,都会引起DNAPLs锋面运移速率增大;随着渗透率非均质性增强,会导致局部粗糙面接触上蓄积的DNAPLs饱和度增大,运移速率减小.     

一种改进的基于最小生成树的遥感影像多尺度分割方法

影像分割是遥感影像面向对象信息提取的基础步骤。基于多特征、多尺度及考虑空间关系的遥感图像分割是主流研究方向。本文基于eCognition软件的多尺度分割思想,引入基于图论的最优化理论,提出了基于最小生成树分割和最小异质性准则的多尺度分割方法。该方法采用相干增强各向异性扩散滤波和最小生成树分割得到初始分割结果,通过最小异质性合并准则同时考虑多波段光谱特性区域形状参数进行区域合并,实现多尺度的影像分割。本次研究选取两景试验影像,对本文方法和eCognition软件的多尺度分割方法开展了目视比较和定量指标评价,结果表明,本文提出的方法是一种有效的影像分割方法,在光谱差异较小区域的细分方面优于eCognition方法。     

关键陆表参数遥感产品真实性检验方法研究进展

遥感产品真实性检验是定量遥感基础研究的重要环节,是客观评价遥感产品精度、稳定性和一致性的重要手段,对于提高遥感定量化水平、推动和扩展遥感产品的深化应用具有重要的意义。本文基于当前陆表参数遥感产品真实性检验研究的相关成果,归纳总结了陆表参数遥感产品真实性检验方法,并就其中的5种真实性检验方法,即基于地面单点测量检验、基于地面多点采样检验、基于高分辨率数据的检验、交叉检验和间接检验,阐述了各方法的特点、局限性、适用条件。文章在最后探讨了陆表关键参数遥感产品真实性检验评价指标和验证中影响精度评价的关键因素。本文对于遥感产品真实性检验工作的开展和真实性检验系统研发具有重要的指导意义。     

增强语义的地理信息服务匹配相似性算法探讨

针对服务匹配技术存在缺乏定量分析能力和匹配精度不高等问题。该文在总结地理信息服务及服务匹配过程特点的基础上,有机地融合了概念信息量算法和概念距离算法的优势,提出一种增强语义的地理信息服务匹配相似性算法,并通过原型系统的实现证明了该算法的可行性和有效性。     

基于语义特征的堤防外坡激光脚点分割

在缺乏影像等辅助数据的情况下,本文直接利用激光雷达LiDAR点云数据,提取水系边缘,并在此基础上实现基于语义分割的堤防外坡激光点云提取方法。分两步进行边坡的提取:首先获取LiDAR数据中水体边缘轮廓线,进一步获取堤防边坡的下缘线;然后以下缘线为增长基线,通过最小二乘平面拟合,利用区域增长的方法,将边坡平面提取出来,从而获取边坡脚点。     

土地利用信息本体的构建方法研究

为了解决土地利用信息领域由认知差异和语义描述引起的歧义,本文以本体为理论基础,建立了土地利用信息本体逻辑结构,同时以广西临桂新区"智慧城市"建设中的土地利用信息为载体构建土地利用信息领域本体,对该领域的各类本体进行语义形式化表达,实现了语义互操作。最后用Oracle Spatial对信息本体进行组织存储,为土地资源信息的无缝共享提供了借鉴。     

GOUM:一种基于UML的地理本体模型映射方法研究

针对地理本体模型构建过程中语义数据模型与逻辑数据模型难以实现映射这一关键问题,提出了一种新的映射方法—GOUM映射法。该方法将面向对象UML技术引入地理本体模型,通过分析地理本体模型与UML模型之间的映射关系,设计了一种GOUM映射规则,并用BNF范式对GOUM进行形式化定义,将地理本体中的概念、属性、语义关系等进行抽象、封装、继承,采用GOUM映射规则将其映射为UML模型,同时将产生式推理方法引入该映射中,实现了UML下的地理本体语义推理和共享。