基于GIS和物联网的特种行业管理信息系统的设计与实现

针对我国特种行业的管理现状,提出一种结合GIS和物联网的特种行业管理信息系统的概念,阐述该系统的体系架构、主要功能模块及系统所涉及的三网融合、室内三维建模、智能GIS分析等关键技术,并重点介绍GIS技术和物联网技术在特种行业自动化、网络化、数字化管理方面的重要应用。     

基于SOA的数字城市公共平台设计与实现

针对城市信息化建设中存在的建设周期长、开发成本高、运行维护困难等问题,本文从软件架构、系统功能、服务性能等方面进行研究,设计并开发基于SOA的数字城市公共平台。平台采用松散耦合的WebSer-vices、Ajax等技术,结合数据资源控制访问、平台架构分离等策略,实现对多源异构空间数据的分布式集中管理和授权共享,封装形成统一的服务接口及应用框架,辅助业务系统的快速搭建与无缝集成;并在二维GIS基础上扩展添加三维GIS服务。     

基于时空大数据的城市脉动分析研究

随着新型城镇化建设成为了国家战略,各地政府掀起了智慧城市建设热潮。在智慧城市建设中,公共信息平台建设是不可或缺的重要基础环节。随着平台的深入运行,逐步积累了大量的城市数据。但是,数据资源中蕴含的知识远未得到充分挖掘和应用,致使数据爆炸但知识匮乏。因此,基于数据时空和专题属性,建立科学的城市数据体系是城市管理的迫切需求;同时,基于数据体系,揭示各类数据随时空变化规律,展现城市脉动发展情况是城市决策重要的依据,也是观察和诊治"城市病"的重要技术手段。我们以中新天津生态城所建成的大数据汇聚公共平台为依托,基于数据挖掘技术手段,针对环境、能源、交通脉动进行研究并取得初步成果,科学地揭示了"城市脉动"变化规律,使平台数据发挥最大价值。脉动分析结果以可视化手段表现,反映城市各项指标脉动变化特征。     

顾及样本敏感性的滑坡易发性评价

滑坡作为一种危害极大的自然地质现象,严重威胁着人民的生命财产安全。因此,科学、准确地评价滑坡体的易发性至关重要。随着机器学习的发展,基于机器学习的滑坡易发性评价逐渐成为研究热点。而在真实情况中,滑坡区域与非滑坡区域面积占比悬殊,这使得机器学习模型的应用存在较严重的样本不均衡问题。本文采用样本敏感性分析方法,综合多个机器学习模型在不同比例的正负滑坡样本集上的表现,以获取最均衡滑坡样本集;并在此样本集基础上采用深度随机森林模型,在示范研究区开展滑坡易发性评价。最终的评价结果接近真实分布,表明本文方法具有较好的有效性。     

基于元数据的遥感数据自动入库系统设计与实现

随着遥感技术的发展和应用水平的提升,遥感数据的管理需求日益强烈,传统遥感数据入库方法自动化程度低。本文从遥感数据特点和遥感数据加工部门实际需求出发,对传统遥感数据入库流程进行了改进,提出了一套基于元数据的遥感数据自动入库解决方案,并自主开发了系统。该研究成果在北京、天津、广州等地项目中实际应用,大大提高了数据加工部门工作效率。     

基于浮动车轨迹数据的路网快速提取

浮动车轨迹数据包含丰富的路网信息,随着浮动车轨迹数据的逐渐公开,从中提取路网信息已成为可能。目前,大多数算法提取路网时,使用统一的阈值忽略了轨迹数据的密度差异,且只考虑了轨迹的形态没有考虑轨迹的方向,严重影响了提取结果的几何精确度和拓扑正确度。为此,该文提出了一种自适应半径质心漂移聚类方法,能根据轨迹密度、道路宽度自动调整聚类参数和利用轨迹方向实现道路拓扑连接。首先,通过自适应半径质心漂移聚类方法计算路网骨架点,采用小波聚类算法获取路网骨架点的方向集;然后,根据聚类半径和方向对骨架点进行递归连接,生成路网数据。利用深圳市福田区一天的浮动车轨迹数据进行了算法实验验证,将实验结果与栅格化方法、约束三角网方法的结果进行了定性定量评价分析。实验结果表明,该文算法提取的路网数据在几何精确度及拓扑正确度上都有明显的提高,且算法适合大数据处理。     

开展遥感科技成果转化促进遥感规模产业化

本文回顾了我国遥感与空间信息技术发展历程以及中国科学院遥感产业化工作进程, 探讨了影响遥感产业化发展的若干个核心要素, 并以天津遥感产业基地为重点, 介绍了其诞生与发展状况, 阐述了落实国家发改委“卫星遥感应用产业化示范工程”建设任务的工作重点。     

北京市空气质量时空特征分析

近年来,随着我国经济持续迅速发展,环境问题日益突出,空气污染日益严重,灰霾现象频发。研究空气质量演变的时空特征,揭示空气污染的成因具有十分重要的意义。本文基于自然正交函数（EOF）分析了北京市空气质量变化的时空特征,借助地理加权回归（GWR）揭示了其驱动力。研究结果表明：①北京市PM2.5 AQI年均空间分布由南到北有减小趋势;②北京市PM2.5 AQI异常呈现西北、东南反向分布;③POI特征对PM2.5 AQI的影响具有显著的南北差异,且在中心城区的影响作用比郊区大;④土地利用特征对PM2.5 AQI影响具有显著的南北差异;⑤路网特征对PM2.5 AQI具有正向作用,在中心城区的影响比郊区大。     

基于稀疏浮动车数据的城市路网交通流速度估计

浮动车数据在时空维度呈现较强的稀疏性,是其应用于城市路网交通流估计所面临的主要难题之一。本文通过分析路网交通流速度的时空特征,构建了一种基于朴素贝叶斯法的估计模型,实现对路网中未被样本覆盖路段交通流速度的估计。时间特征主要考虑目标路段相邻时段的交通流速度,空间特征根据路段间交通流相似关系进行分析,突破了传统基于欧氏空间或拓扑关系的度量方式。结果显示,模型能有效地估计出样本缺失路段的交通流速度,且在精度方面相对传统基于拓扑关系的算法优势显著,较好地解决了数据时空稀疏性问题,对基于浮动车数据的交通应用具有较强的实践意义。     

基于时间序列的网格化城市管理案件预测模型研究

针对传统或流行的基于时间序列的预测模型,探索出一种适用于网格化城市管理的成体系的案件预测方法。分别采用博克斯-詹金斯法、Auto-ARIMA以及LSTM模型,对近几年北京市6个城区各站点网格化管理问题案件数量进行预测,通过对比不同模型方法间准确度和实用性,以MAPE为精度评价指标,分析各个模型应用在城市网格化问题预测方面优势与劣势。研究发现,Auto-ARIMA适合进行对网格化管理问题数量趋势预测,博克斯-詹金斯法在解决滞后性问题中预测准确率很高,但由于预测流程烦琐,因此实用性较差,LSTM预测效果相对准确且平稳,可以在样本输入量、参数以及自身架构上进行进一步优化。