大地测量学与导航

  • GPS/BDS-RTK与惯导组合实现大型桥梁垂向线形测量

    张绍成;殷飞;胡俊亮;李玮;

    针对桥梁线性测量应用中,传统地面测量方法存在作业效率低、对桥面交通影响大等问题,该文提出采用GPS和北斗的实时差分动态(RTK)与高精度光纤惯性测量系统(INS)的紧组合解决方案,利用INS辅助RTK在信号失锁的时间内,维持厘米级精度的定位结果输出。结果表明,在地面模拟实验和某大型跨江桥梁的实测中,垂直方向的中误差均优于2 cm。惯性测量系统采用的GPS/BDS-RTK与INS组合方案可满足大型桥梁在垂直方向的厘米级精度的快速线形测量需求,具有较强的工程应用前景。

    2022年06期 v.47;No.288 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2375K]
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  • 水位变化的Sentinel-3B测高数据提取方法研究

    蔺文奇;文汉江;陈亦鸣;刘焕玲;张放;

    针对利用测高数据研究内陆河流的水位变化以及近岸污染波形的处理问题,该文选用2018年11月—2021年3月长江干流宜昌和监利段Sentinel-3B卫星的level-2级陆地产品,并分别使用重心偏移(OCOG)、海洋(OCEAN)、冰-1(ICE1)和多波峰持续(MWaPP) 4种重跟踪算法改正后,提取了实验区的水位变化序列,同时利用水文站的同期实测水位进行验证分析;再结合实验区近岸采样点数据对4种重跟踪算法的精度进行对比分析。结果显示,利用Sentinel-3B测高数据提取的长江中游段水位变化序列基本可以反映水文站实测水位的变化且变化趋势大致相同;对受到陆地污染的原始波形,多波峰持续算法较其他3种算法具有更高的精度和稳定性。

    2022年06期 v.47;No.288 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K]
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  • 常用对流层延迟修正模型的适用性分析及精化

    谭勇;姚宜斌;

    针对不同对流层延迟模型的改正精度不同的问题,该文利用中国地区4个测站2015年的气象数据和天顶总延迟(ZTD)数据,研究了3种对流层延迟模型(萨斯塔莫宁(Saastamoinen)、SAAS和勃兰克(Black))在不同典型区域和不同季节的精度;在考虑Hopfield模型的纬度和周年周期特性的基础上,给出了一个新的HLD(Hopfield-Latitude-Day)模型。结果表明,3种经典模型中,Black模型的精度最高,SAAS模型次之,Hopfield模型最差。特别是在高海拔地区,以上特征更加明显。3种模型的数值精度均具有明显的季节性特征,冬季改正效果优于夏季。在低海拔地区,HLD模型的精度得到了明显提高,与同等条件下的3种经典模型相比,其精度分别提升了42.2%、40.2%和31.3%。

    2022年06期 v.47;No.288 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 城市环境下附有约束条件的室内外协同定位模型

    王思远;王坚;韩厚增;

    针对城市化进程不断加快,城市无缝定位的需求不断增多的问题,该文提出一种应对复杂环境下单一定位系统不可靠及定位精度不高的解决方案。利用全球导航卫星系统(GNSS)在城市空旷环境下的定位优势、超宽带(UWB)具有的室内高速率短间距无线通信和高精度测距值的特性,通过扩展卡尔曼滤波融合原始定位数据和测距信息进行耦合定位,充分利用约束条件从而实现复杂城市环境下高精度的无缝定位过程。GNSS、UWB、GNSS/UWB耦合定位实验的结果表明,GNSS/UWB紧耦合融合定位系统可以有效解决复杂环境单一系统的定位缺陷和定位盲区问题,且在实际应用中易于布设,实现精确融合定位。

    2022年06期 v.47;No.288 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K]
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  • 川滇地壳形变信息的GNSS时空探测及分析

    侯争;郭增长;王小旗;杜久升;

    针对GNSS时空分析过程中地壳异常形变信息量级小、难以发现的问题,该文利用独立成分分析探测川滇地区2011—2017年异常形变的时空影响。计算各分量的贡献值,结合空间响应,确定GNSS坐标时间序列的共模误差,进而利用功率谱分析其物理特征。结果显示,N、E、U 3个方向的共模误差均为分形白噪声,且具有58.07 d的共同周期。此外,在“次要”分量中探测到3个异常信号,持续时间为8~12个月,最大位移超过6 mm。异常信号的影响范围主要为云南地区、龙门山断裂带西南段以及岷江断裂带。地壳形变的时空分析结果有助于探索川滇地区共模误差的地球物理意义,为动态分析川滇地震的时空影响提供了数据参考。

    2022年06期 v.47;No.288 30-37+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 927K]
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  • 资源三号03星星载GPS精密定轨与精度评价

    张浩哲;常晓涛;朱广彬;刘伟;瞿庆亮;

    针对资源三号03星精密轨道精度评定的问题,该文对资源三号03星星载GPS观测数据进行质量分析,采用简化动力学方法,实现了资源三号03星精密轨道确定,从重叠弧段分析内符合和激光测距检核外符合两个方面评估了资源三号03星精密轨道精度。结果表明,资源三号03星精密定轨内符合精度达到1 cm,外符合精度达到3 cm。精密轨道总体精度达到厘米级,可为资源三号03星遥感影像和激光测高几何精度提升提供高精度的卫星轨道信息。

    2022年06期 v.47;No.288 38-43+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K]
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  • 超宽带应急定位坐标基准动态构建技术研究

    杨燈;王敏敏;王坚;刘飞;陈德清;

    针对超宽带(UWB)在应急定位中坐标基准如何快速自主构建的问题,该文研究了坐标基准动态自主构建技术。基于云计算、定位终端、监控端和算法库等建立UWB应急定位系统作为坐标基准动态构建的基础;根据递推定位思想提出了递推式动态组网坐标基准构建技术;引入多维定标定位算法并提出了集中式动态组网坐标基准构建技术,通过一次组网、统一解算完成基准构建。结果表明,UWB移动基站组成的定位基准组网定位误差小于0.1 m,可满足UWB应急定位实时基准构建需求。该研究旨在完善应急定位坐标基准构建技术体系,具备一定的理论与实践价值。

    2022年06期 v.47;No.288 44-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 540K]
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  • 变系数回归的GNSS时间序列异常值探测方法

    宣滨;胡倩伟;吴超超;

    针对传统的基于谐波模型的异常值探测算法效率较低的问题,该文引入变系数回归模型替代谐波模型分离GNSS坐标时间序列的信号与噪声(残差),并提出了一种基于变系数回归(VCR)模型与四分位距(IQR)统计量的组合异常值探测算法VCR_IQR。该算法首先采用VCR分离时间序列中的信号与噪声,接着采用IQR准则探测噪声中的异常值。将VCR_IQR与传统基于谐波模型的异常值探测算法—最小二乘探测法(LS_IQR)和最小一乘探测法(L1_ModIQR)进行模拟实验对比分析,结果表明,VCR_IQR能够探测到92%的异常值,而LS_IQR和L1_ModIQR仅能探测到81%和85%的异常值,表明VCR_IQR的探测效率优于LS_IQR和L1_ModIQR。

    2022年06期 v.47;No.288 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1990K]
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  • 附加垂线偏差参数的抗差三维工程控制网平差

    杨浩;李宗春;冉佳欢;刘忠贺;王志颖;

    针对全站仪设站时测站垂线偏差对平差结果的影响,该文将测站垂线偏差作为未知参数引入到平差模型中,构建附加垂线偏差参数的六参数三维控制网平差模型,并基于IGGⅢ权函数作为等价权引入抗差估计以减免粗差值的影响。针对由5个观测墩构成的三维工程控制网观测成果,设计并实现了四参数平差方法、顾及铅垂线不平行性改正平差方法、附加垂线偏差参数平差方法和引入抗差估计的附加垂线偏差参数平差方法等4种解算方案。试验结果表明,相比于四参数平差方法和顾及铅垂线不平行性改正平差方法,将垂线偏差作为未知参数能够有效消除垂线偏差对平差结果的影响,提高未知点坐标的精度及可靠性,从而提升三维控制网整体平差效果;引入抗差估计能够进一步改善平差结果。

    2022年06期 v.47;No.288 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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摄影测量学与遥感

  • 结合亮度加权的自适应分区间边缘优化提取方法

    徐辛超;刘明岳;徐彦田;赵红喜;田飞飞;

    针对传统边缘提取方法确定阈值时以图像整体信息为参考,导致梯度较弱的边缘无法自动提取的问题,该文提出了一种结合亮度分布的自适应分区间边缘提取方法。首先,采用优化梯度模板计算各像素梯度;其次,根据像素梯度方向对各像素3×3邻域亮度进行重采样确定像素的最终亮度值;然后,拟合像素梯度方向规律按照1倍标准差进行区间划分,并根据各区间像素亮度和梯度确定区间梯度阈值;最后结合区间梯度阈值进行边缘点筛选及连接,得到图像最终边缘。实验结果表明,与经典的自适应坎尼(Canny)边缘提取结果相比,提出的方法提取的边缘整体连续性更好,对图像中梯度较弱的边缘优化提取效果更加显著,均方误差平均降低了1.93%,峰值信噪比平均升高了0.44%。

    2022年06期 v.47;No.288 65-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2126K]
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  • 改进SegNet与迁移学习的遥感建筑物分割方法

    林禹;赵泉华;沈昭宇;李玉;

    针对传统SegNet应用于遥感影像建筑物分割出现分割不连续的问题,该文提出了一种改进的SegNet模型,并引入迁移学习方法,以提高遥感影像建筑物分割精度。以SegNet为基础,加入能够提取多尺度特征的改进空洞空间卷积池化金字塔模块,并引入跳层连接使分割结果更为精细。选取了FCN、SegNet、载入ImageNet预训练权重参数的SegNet作为对比算法,对遥感建筑物分割数据集Inria Aerial Image Labeling Dataset进行训练和测试。实验结果表明,在有限的迭代次数及实验区域内,该文算法拥有更好的分割效果和更强的泛化能力。

    2022年06期 v.47;No.288 78-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
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  • 结合空洞卷积的条件对抗网络遥感影像生成

    杨汝春;李佳田;吕少云;张兴忆;张泽龙;

    针对利用土地覆盖与数字高程模型生成遥感影像存在部分细节缺失的问题,该文提出结合空洞卷积的条件对抗网络以生成高分辨率遥感影像。首先,生成器网络采用空间自适应归一化结构将土地覆盖特征与数字高程模型特征融合;其次,将并行空洞卷积模块嵌入生成器网络中的编码器中,以改善融合后的特征;最后,解码器输出的影像输入判别器网络进行判别,输出生成结果。为验证该文网络的有效性,与现有的条件生成对抗网络在GeoNRW和DFC2020数据集上进行实验。结果表明:该文网络在GeoNRW数据集上的距离得分较对比网络平均降低0.11,整体平均交并比较对比网络平均提升0.77%,生成的影像地物细节更丰富;此外,该文网络在DFC2020数据集上具有一定的泛化能力,生成的影像优于对比网络生成的影像。

    2022年06期 v.47;No.288 90-98+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1101K]
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  • 夜间灯光遥感数据一致性校正下成渝城市群扩张分析

    刘清云;范俊甫;陈政;李博;韩留生;

    针对DMSP/OLS和NPP-VIIRS两种数据不一致、不可比的问题,该文提出一种基于夜间灯光遥感数据一致性校正应用下的小面积城镇剔除方法,对1992—2019年成渝城市群进行城市区域提取,并对城市面积、扩张强度、景观格局指标及扩张方位进行综合分析。结果表明:成渝城市群在1992—2019年,新兴城镇数量较少,相邻区域逐渐连接成片,城市区域的形状复杂度不断上升。城市扩张主要经历了由低速到中、快速再到低速的变化趋势。研究结果揭示了成渝城市群的城市时间发展规律及空间发展特征,可为成渝城市群的发展规划及政策制定提供有价值的参考。

    2022年06期 v.47;No.288 99-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K]
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  • 高分辨率遥感影像飞机目标的双阶段检测方法

    刘思婷;王庆栋;张力;韩晓霞;王保前;

    针对现有方法进行真实应用场景中大批量的遥感影像进行特定目标检测时耗时且困难的问题,该文根据由粗到精的思路提出了一种遥感影像飞机目标的双阶段检测框架。首先,对预训练模型进行迁移训练,在下采样影像中利用机场检测模型搜索机场区域,实现对目标区域的锁定。然后,对机场场景,利用第二次迁移的模型进行飞机目标检测。结果表明,所提方法可以提高遥感影像检测飞机目标的效率和精度。通过不同阶段的筛选可以去除大部分无效区域,有效避免了在非机场区域产生的误检,提高了准确率。

    2022年06期 v.47;No.288 109-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 769K]
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  • 几何与Gabor纹理特征的机载LiDAR点云建筑物提取

    彭泊涵;欧阳杨;张良;赵博;王建楠;

    针对仅基于LiDAR点云的几何特征难以区分高程相似地物,且建筑物轮廓边缘信息提取精度不高的问题,该文提出一种基于几何特征与纹理特征的建筑物点云提取方法。利用圆柱体邻域计算16个与强度、高程、平面和密度相关的空间几何特征;通过Gabor滤波器提取24个纹理特征;再通过ReliefF特征选择前10个最优特征训练随机森林分类器,实现建筑物点分类。通过3组机载点云数据试验,对比仅使用点云几何特征(OP)、几何与纹理特征(OP+TE)、几何与纹理特征并特征选择(OP+TE+FS)3种方法的建筑物提取效果。实验结果表明,加入点云纹理特征并进行特征选择,能够进一步减少点云建筑物的漏提取和误提取现象,具有更高的完整率和准确率。

    2022年06期 v.47;No.288 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K]
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  • 一种特征选择的全极化雷达影像分类方法

    张继超;刘宁;宋伟东;李建飞;

    针对极化合成孔径雷达(PolSAR)影像面向对象分类过程中存在数据冗余、特征维数高导致分类精度降低的问题,该文提出了一种基于信息增益比和基于相关性的特征选择(CFS)算法的分类方法。该方法首先在经典的过滤式CFS算法基础上,引入信息增益比评估模型舍弃贡献小的特征。然后采用目前流行的封装式分类回归树(CART)算法做进一步筛选并分类。最后以GF-3不同场景和成像时间的影像数据为例进行实验,将该方法与信息增益比评估模型优化特征集、CFS算法优化特征集、全部特征集的CART分类结果进行对比。结果表明,该方法各项精度评价指标均优于其他对比方法,验证了该方法在PolSAR影像面向对象分类领域的可行性。

    2022年06期 v.47;No.288 127-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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  • 旋翼无人机运动场景及状态的视觉判定方法

    陈润泽;郝向阳;苗书锋;

    针对视觉导航中相邻帧位姿估计方法使用不准确、估计不及时等问题,该文提出了一种基于视觉判定旋翼无人机运动场景及状态的方法。该方法通过计算基础矩阵和单应矩阵的匹配率、观察特征点分布情况和旋转角大小来判断旋翼无人机的运动场景及状态,并选择合适的位姿估计方法减小误差累积。最后,根据旋翼无人机在室内外采集的图像数据进行验证。实验结果表明,该文提出的方法能够准确地对旋翼无人机当前所处的运动场景及状态进行判定,为旋翼无人机的自主导航提供参考。

    2022年06期 v.47;No.288 135-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
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  • 干旱区绿洲遥感生态指数的改进

    刘尚钦;张福浩;赵习枝;黄靖;高鹏程;

    针对干旱绿洲地区的生态环境复杂,生态环境质量难以通过遥感指数评价的问题,该文从生态因子选择与耦合方法两方面对遥感生态指数(RSEI)进行了优化,构建了绿洲遥感生态指数(ORSEI)。该文研究了2020年民勤县RSEI、干旱遥感生态指数(ARSEI)和ORSEI在细节表征方面的差异,并通过ORSEI指数对2015—2020年生态环境进行了监测与评估。研究发现,ORSEI指数提升了原遥感生态指数在干旱绿洲地区的表现力,能更精准地监测民勤县生态环境。2015—2020年生态环境总体较差,生态环境等级较高的地区主要分布在绿洲地区,绿洲扩张使生态环境质量有很大的提升,西北地区山地生态环境改善情况较为明显,沙漠腹地生态环境很差且变化复杂。

    2022年06期 v.47;No.288 143-151+203页 [查看摘要][在线阅读][下载 484K]
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地图学与地理信息

  • 城市轨道沿线土地储备潜力综合评价研究

    崔健;孔胃;梁勇;田家宽;

    针对城市轨道建设与土地储备专项规划中难以科学细化土地资源收储潜在能力的问题,该文提出了一种顾及城市轨道交通影响力的土地储备潜力综合评价方法。从多维度视角构建了轨道交通周边土地储备潜力评价指标体系。综合运用GIS、可达性分析模型、城市扩张指数、景观格局指数等方法,对各指标因子进行精细量化。依据最小信息熵原理,结合熵权法与层次分析法,综合确定指标因子权重。以济南市轨道交通6号线为例,对其线路周边土地储备潜力地块进行综合评价,通过评价结果与土地基准地价进行对比并验证表明,该文提出的评价方法具有较好的有效性及可行性,为轨道交通建设与土地储备开发一体化发展提供了参考。

    2022年06期 v.47;No.288 152-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1009K]
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  • 土地全生命周期管理的知识图谱构建及应用

    应荷香;赵骞;张朝忙;任福;李方林;

    针对传统的“单打一”“碎片化”土地管理模式,面临业务烟囱林立、信息系统分散、多源异构数据复杂、信息共享难等问题,该文提出了基于知识图谱的土地全生命周期各环节业务信息关联表达方法。采用浙江某县自然资源部门土地管理数据,结合本体构建、知识抽取与融合、语义网表示等技术,构建了土地全生命周期管理数据流业务流关联关系知识图谱,实现了土地全生命周期管理跨层级、跨部门、跨时间、跨系统业务协同与共享。试验结果表明:与传统的库表属性连接关联方法相比,该方法可快速可靠地构建土地管理业务关联关系,有效地解决了土地管理数据多源异构、业务复杂导致的查询效率低、空间分析难等问题,为自然资源空间治理走向精细化提供了参考。

    2022年06期 v.47;No.288 161-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 720K]
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  • 复合界址线的自动规范化处理方法与算法实现

    许承权;张帆;黄德华;吴永红;

    针对带圆弧或带孤岛的复合界址线在数据格式转换过程中可能出现偏差、错位、自相交等错误,人工修改工作量巨大的问题,该文提出了一种新的复合界址线自动规范化算法。通过精度反推圆弧节点数量,采用极坐标法的等角切分算法计算出圆弧上任意位置的坐标,实现带圆弧复合界址线的自动规范化;采用用户交互的方式在带孤岛界址线的连接线上增加节点,解决界址线的线段自相交问题;再计算界址线各节点的方位角,自动查找左上角凸点,并转换界址线起点和方向,实现复合界址线的规范化。实验结果表明:该文所提算法较好地解决了复合界址线数据格式转换过程中产生的问题,避免人工转换的麻烦,可以快速实现界址线自动规范化,为后续土地勘测定界报告生成、界址线数据格式转换等提供方便。

    2022年06期 v.47;No.288 168-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 锥形模型的面群方向关系相似性度量方法

    江坤;王中辉;

    针对目前群组之间的方向关系描述模型存在方向关系表达不准确和多尺度群组之间方向关系相似性度量研究的不足,该文提出一种基于锥形模型的面群方向关系表达模型,并在其基础上实现多尺度面群方向关系的相似性度量方法。首先,利用八方向锥形模型表达单个目标间的方向关系。然后,结合目标大小和目标间的距离对锥形模型方向关系计算的影响,得到两个面群之间的方向关系表达模型。最后,通过定义方向片间的“方向距离”,以交通运输最小代价为原则,计算出多尺度面群之间方向关系相似度。实验结果表明,该方法较好地克服了方向关系矩阵模型的缺陷,能较准确地计算出尺度变换后,两个面群之间的方向关系相似性。

    2022年06期 v.47;No.288 174-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K]
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  • 地方特色饮食文化创意地图设计

    苏世亮;孙晴萱;张江玥;亢孟军;翁敏;

    针对地方特色饮食文化创意地图设计理论与方法的研究空白,该文在甄别饮食文化空间结构和地方性形成机制的基础上,提出了基于空间辩证法的饮食文化空间的解构框架,并据此建立了“空间的表征、表征的空间与空间实践”的饮食文化地图三元要素主题框架。进而以体验分类理论为基础,通过厘清主题内容与文化体验层次的映射关系,形成了表达策略制定的逻辑思路。最终以武汉市户部巷为具体案例,详细演绎了饮食文化地图设计的原则、流程与具体步骤,以期为饮食文化创意地图设计提供参考。

    2022年06期 v.47;No.288 181-187+212页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
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  • 使用知识图谱推荐专题地图可视化方法

    彭楚骄;李连营;郭邦祁;聂晨依;

    针对普通用户缺乏专业知识,在制图时难以选择合理可视化方法的问题,该文提出一种使用知识图谱推荐专题地图可视化方法的机制。在归纳统计数据特征体系、统计数据与可视化方法对应关系的基础上,构建了“统计数据-可视化方法”知识图谱。引入协同过滤思想,将推荐技术与知识图谱结合,有效提高了制图效率,对普通用户的制图起到积极指导的作用。基于从多本地图集中抽取数据,对比推荐机制所列可视化方法与原地图集所选用可视化方法的重合度,证实该推荐机制具有较高准确性,有利于缩短制图周期。

    2022年06期 v.47;No.288 188-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
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  • Word2vec和支持向量机的POI自动分类方法

    李秀茹;王晓;李朋朋;李绪红;罗安;

    针对兴趣点(POI)数据名称文本特征稀疏以及语义关系简单所导致的POI数据管理困难等问题,该文提出一种基于词向量计算工具Word2vec和支持向量机的POI分类方法。首先对POI名称进行分词、去停用词等预处理;然后通过Word2vec模型生成词向量,并引入词频-逆文档频率(TF-IDF)权重进行加权求和实现名称文本的向量表示;最后,在对支持向量机分类器训练的基础上,实现POI数据自动分类。为了验证方法的有效性,该文选取百度地图的6类POI数据进行试验,结果表明,该文方法在6个类别中总体正确率达到94.43%,优于目前常用的机器学习分类方法。

    2022年06期 v.47;No.288 195-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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  • 一种露天矿区非结构化道路分割检测方法

    阮顺领;焦鑫;景莹;卢才武;顾清华;

    针对露天矿道路非结构化、边缘不清晰,难以用传统图像分割方法对其进行快速、有效识别的问题,该文提出一种基于双边分割优化网络(DAM-BiSeNetV2)的矿区道路快速检测方法。该方法以双边网络架构为基础,通过在细节分支后添加基于通道注意力机制的压缩激励模块,增强通道间特征的显性关系,以达到感知重点区域、突出局部特征的作用;并利用轻量化的特征金字塔注意力机制优化语义分支,提升了上下文之间的特征整合,更加高效地提取高层次的道路语义信息并最大程度保留空间位置信息;最后将局部语义特征与高层语义特征进行融合,以提升矿区非结构化道路检测效果。实验结果表明,该方法对露天矿区非结构化道路检测精度达到97.4%,实时检测速度达到64 fps,能够实现对复杂背景下露天矿区非结构化道路进行有效识别,检测出道路安全行驶区域。

    2022年06期 v.47;No.288 204-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 611K]
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