大地测量学与导航

  • 一种改进的北斗导航卫星伪距偏差修正策略

    饶鹏文;王潜心;

    针对北斗第二代导航卫星系统的伪距观测值中存在与卫星相关的系统性伪距偏差的问题,该文提出采用加权分段曲线建模方法建立北斗IGSO/MEO卫星观测数据三频改正模型。试验表明,改正后IGSO与MEO卫星的伪距偏差明显削弱。针对GEO卫星伪距偏差问题,提出了一种基于Tikhonov正则化的建模方法;修正后的GEO卫星MP序列的RMS在B1、B2、B3频率上分别下降了35.9%、29.6%、35.8%。为了验证策略的可行性,设计了3套单频PPP定位方案,结果表明:通过改正IGSO/MEO卫星伪距偏差,N、E方向定位精度平均提高了20.2%和13.4%,U方向定位精度平均提高了62.8%;同时改正GEO/IGSO/MEO卫星的伪距偏差时,U方向的定位精度将进一步提高至70%左右。因此本研究提出的BDS-2卫星伪距观测值的修正模型,能有效减弱这些伪距偏差的影响。

    2020年07期 v.45;No.265 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2049K]
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  • 智能手机多普勒平滑伪距单点定位精度分析

    肖青怀;谷守周;秘金钟;陈秉柱;陈冲;

    针对受手机芯片、工艺等限制,智能手机原始伪距观测值测量噪声大,易受多路径等误差影响,致使常规数据处理手段无法满足较高精度的定位需求等问题,该文提出了基于多普勒平滑伪距的方法。该方法综合利用多普勒观测值具有较好的观测精度,且不受多路径误差的干扰的优势,采用多普勒观测值对伪距进行平滑,研究确定了多普勒平滑策略和阈值,较好地改善了数据质量。实验数据表明:多普勒平滑伪距可较好地改善数据质量,提高定位精度,定位结果在E方向提高了67.8%、N方向提高了64.9%、U方向提高了65.6%。

    2020年07期 v.45;No.265 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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  • 北斗卫星轨道预报方法分析

    吉长东;张萌;王强;

    针对动力学模型预报轨道误差随弧长增加而发散的问题,用深度学习长短期记忆神经网络模型对预报误差进行补偿,且对LSTM模型逐点迭代产生的误差积累问题,提出了总体经验模态分解和LSTM模型组合的EEMD-LSTM预报模型。采用LSTM模型补偿GEO、IGSO和MEO轨道误差较BP神经网络更能完备地学习误差特性,在短、中和长期预报中,两者均方根误差差值随预报弧长增大而增大,同时误差平均改进率■也明显提高,30 d内预报中增大的■高达28.6%。且EEMD-LSTM模型较好地抑制LSTM模型误差累积,在中长期的预报中RMSE和■的差值再变化,前者高达到21.13 m,后者高达到4.24%。EEMD-LSTM组合模型补偿功能的实现对未来GNSS卫星轨道预报方法研究提供了一种参考。

    2020年07期 v.45;No.265 18-25+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2250K]
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  • 自适应K值及指纹库扩充的WLAN室内定位方法

    王轩;陈国良;曹晓祥;杨梦怡;王睿;

    针对细粒度指纹库构建耗时、邻近点误匹配等突出问题,为提升细粒度指纹库构建效率,该文提出了一种基于克里金插值算法的可靠接入点指纹点扩充方法。该方法在稀疏采样基础上完成细粒度指纹库自动扩充,获得丰富指纹样本。对于WKNN匹配算法中临近点误匹配和固定K值适应能力较弱等问题,提出一种改进的LWKNN算法,通过引入离群点探测剔除误匹配参考点,自适应获得动态K值,提高了参考点选取的准确性。经验证,提出的指纹库自动扩充方法及改进的LWKNN算法,在建库效率、定位稳定性和精度上均有显著提升。

    2020年07期 v.45;No.265 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1270K]
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  • 一种基于混合格网的电离层层析方法

    孙嗣文;余接情;

    针对通过GNSS数据进行电离层层析时真实数据不足会导致层析结果的分辨率越高,模型精度反而越低的问题,提出一种混合格网层析方法。该方法是在代数重构法层析的基础上,将电离层划分为多层,每层采用不同的分辨率做层析,之后对调各部分的分辨率再层析,将相同分辨率下的格网电子密度组合,作为最终结果。实验发现,与单一格网相比混合格网层析格网电子密度精度明显提高,3种方法的均方根误差都降低了10%以上,其中ART方法降低了20.3%。对比使用同一迭代方法在不同的格网划分条件下的结果,发现3层划分和4层划分普遍比2层划分精度高,ART的精度提高了30%以上。

    2020年07期 v.45;No.265 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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  • BDS基本导航服务功能与指标研究

    张天桥;辛洁;任晖;刘治君;陈茜;

    针对北斗卫星导航系统(BDS)全球范围内导航、定位、授时的基本导航服务能力评估问题,需对其基于卫星无线电导航业务(RNSS)原理构建的功能与性能体系进行分析研究。该文梳理了国内外已有卫星导航系统相关指标体系,重点分析了基本导航服务需求,讨论了基本导航服务要素及主要论证方法,提出了一种基本导航服务的功能与指标体系框架,并给出了覆盖区域、连续性、可用性等重要指标的分析结果,初步验证了BDS基本导航运行服务的可靠性。

    2020年07期 v.45;No.265 38-42+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K]
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  • 不同经验公式对海啸数值模拟的影响

    王宁;褚永海;

    针对不同经验公式的断层参数对海啸数值模拟影响的问题,该文选择两种断层参数的经验公式,海啸初始阶段采用Okada模型,该模型将海底地形变化直接作为水面变化进行处理,利用COMCOT海啸传播模型分别对2013年2月6日发生在所罗门群岛海域的地震海啸进行数值模拟。将数值模拟结果与DART观测站的实际观测数据进行比较。结果表明,JMA经验公式计算的断层长度、宽度和滑动量的海啸数值模拟结果更符合此次海啸的实际观测数据。研究结论对所罗门群岛及周边海域地震海啸数值模拟中断层参数的确定具有实际参考意义。

    2020年07期 v.45;No.265 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K]
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  • 分布式导航星座自主定轨性能评估

    辛洁;李晓杰;王冬霞;张天桥;郭睿;李子强;

    针对星座自主导航定轨任务需求问题,该文分析了卫星自主定轨的原理,提出了一种基于分布式Kalman滤波的星座自主定轨性能评估方法,着重从星间链路有效数、星座布局、定轨精度等方面给出了评估结论。评估结果表明:合理的星间链路有效数和星座布局是实现分布式导航星座自主定轨的前提条件;仅依靠星间链路是无法提供足够的信息以区分星座中是否存在旋转,存在自主定轨星座旋转的不可观测性问题;对于全网交联且星间测距残差满足自主滤波条件的分布式导航星座,所有卫星的自主定轨精度基本相当。

    2020年07期 v.45;No.265 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K]
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  • 一种顾及对流层残余延迟的GNSS随机建模方法

    赵刚;于先文;孙璞玉;

    针对常用的基于高度角和信噪比的经验模型难以客观地体现未建模误差影响的问题,基于卫星高度角与大气层延迟残留误差具有强相关性的思想,提出了一种基于天顶映射函数的随机模型。该模型中卫星的方差通过卫星信号在对流层中的传播距离与对流层天顶高度的比值给出,更准确地体现了信号在对流层中的传播距离越长,则对流层残余延迟越高,观测量方差应该越大。实验表明,各随机模型均能够在不同程度上反映定位精度的高低,相比于传统的随机模型,天顶映射函数模型能够显著提高定位精度,为精密单点定位精度的进一步提高提供了理论基础。

    2020年07期 v.45;No.265 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • 一种无盲点GNSS三频组合周跳探测与修复方法

    夏思琦;于先文;

    针对GNSS现有的三频组合周跳探测法对特殊周跳组合容易出现探测盲点的问题,该文提出一种无盲点三频组合周跳探测与修复方法。该方法构造一个三频无几何相位组合和一个三频STPIR组合;利用这两个组合构建出公共盲点模型,进而得到三频伪距相位组合的系数约束条件;以此条件为基础,构造出可以探测出前两种组合盲点的三频伪距相位组合。将三频无几何相位组合、三频STPIR组合和特别构造的三频伪距相位组合联立,形成无盲点三频组合法,实现对各频点观测值周跳的无盲点探测与修复。利用实测数据对本文提出的无盲点三频组合法的有效性进行了验证,结果表明:该方法探测并修复了实测数据中所有的周跳,并对人为设置的特殊周跳组合实现了无盲点探测与修复。

    2020年07期 v.45;No.265 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K]
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  • 大地测量与测高资料的垂线偏差解算与分析

    杨冯莲;张胜军;李航;孔祥雪;王万宁;

    针对卫星测高资料是海洋大地水准面、垂线偏差、重力异常等重力场参量反演的主要数据源。该文联合使用新近补充的Jason-2大地测量任务与HY-2B卫星测高资料,选取中国海及邻近海域(0°~40°N、100°~140°E)以及3个纬度带的10°×10°海域作为研究区域,根据交叉点处的观测时间、经纬度和大地水准面高计算垂线偏差方向分量,并采用XGM2019重力场模型进行检核分析。结果表明,Jason-2和HY-2B测高资料的垂线偏差解算精度可靠,其中HY-2B总体精度稍占优。由于低轨道倾角导致的地面轨迹分布方向及密度的差异,不同纬度带内Jason-2测高数据解算的垂线偏差东西分量精度随纬度的升高而显著提高。

    2020年07期 v.45;No.265 70-74+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 848K]
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摄影测量学与遥感

  • 综合三维激光与建筑信息模型的精密测量应用

    叶华;王章朋;杨雪姣;丁剑;

    针对一种复杂长大线型空间双曲面形式运动滑道的空间定位精度和表面平滑度优于3 mm的需求,该文提出了一种综合三维激光扫描与BIM技术的空间双曲面赛道精密工程测量方法。该方法利用BIM技术建立空间模型并提取特征点位三维坐标,采用精密型全站仪进行施工测量,准确放样特征点并实现全程跟踪监测,采用三维激光扫描对赛道表面进行扫描,并与BIM模型结合检测表面平滑度。结果表明:该方法有效解决了复杂空间双面形式赛道设计、施工测量和表面平滑度检测的实际需求,并应用于实际工程验证,可满足项目施工设计规范的精度要求。复杂空间双曲面赛道精密测量方法,可为类似大型工程的精密测量提供技术参考。

    2020年07期 v.45;No.265 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • 海南岛自然保护区地表土地覆盖变化监测

    李一琼;白俊武;张丽;穆晓东;

    针对如何衡量海南岛自然保护区生态环境状况及保护有效性的问题,提出了采用地表覆盖变化监测进行客观评价的方法。基于遥感分类信息提取,统计分析了海南岛及其自然保护区土地覆盖变化情况,在2000—2017年间海南岛40.838%的自然地表转换成了人工地表;75%的保护区变化量小于面积的30%,接近10%的保护区变化量大于面积的50%;随高程和坡度增加,各类型土地覆盖变化程度均减小;保护区内部变化与其周边3 km和6 km范围内的变化相关,而与较远区域9 km的变化无关。研究结果表明,海南岛土地覆盖变化显著、各自然保护区变化状况并不一致、地形和周边范围均对地表变化产生一定影响。该方法可为海南岛及其自然保护区的生态建设提供参考。

    2020年07期 v.45;No.265 82-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]
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  • 时序InSAR的贵州地质灾害监测

    高海英;赵争;章彭;

    针对传统地质灾害监测手段无法进行全天时、全天候、大范围面状监测的这一现状,运用时序InSAR技术,以及L波段SAR数据、数字高程模型获取了研究区形变序列,并结合全球降水数据、实地调查数据、矿区采空区覆岩移动分带进行了成因分析。实地调查数据验证了小基线集InSAR技术识别地表形变具有较高的可靠性。通过引入全球降水计划GPM多星降水反演产品IMERG中的逐月降水数据分析了P2滑坡隐患点变形规律,发现在降雨多发期,隐患滑坡点变形速度明显增大。实验结果证明,时序InSAR技术在大面积地质灾害多发区中可以有效发挥作用,可为防灾减灾工作提供参考。

    2020年07期 v.45;No.265 91-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 2754K]
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  • 机载LiDAR点云建筑物边界线规则化算法研究

    洪绍轩;袁枫;王竞雪;齐吉婧;

    针对单一参数的Alpha-Shape算法无法适应密度差异较大的点集数据以及提取的边界信息具有锯齿形状的问题,结合Alpha-Shape算法与D-P算法进行轮廓线的粗略提取,利用最小二乘方法以及建筑物边界线之间向量、长度等特征确定建筑物关键点;通过寻找建筑物主方向,实现建筑物边界线规则化。实验选取国际摄影测量与遥感协会提供的典型区域的LiDAR点云数据进行建筑物边界线提取,并与传统Alpha-Shape算法提取建筑边界线结果进行比较,结果表明本文算法在建筑物边界线信息提取方面更准确、更稳定。

    2020年07期 v.45;No.265 100-105+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 2004K]
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  • 侧摆角和DEM分辨率对影像正射纠正的影响

    王崇倡;李佳赫;李鸿洲;代建军;

    针对更加精确地对亚米级影像进行正射纠正应用时存在不利因素的问题,该文通过对资源三号立体像对的相对定向、绝对定向、核线匹配等方法提取数字表面模型。结合不同侧摆角的北京二号、高分二号亚米级卫星遥感影像数据,选取不同分辨率的DEM对不同侧摆角的亚米级卫星影像进行正射纠正实验,并对其进行精度评价。实验结果表明:侧摆角的大小对正射纠正的误差有影响,以同一DEM作为控制,当侧摆角增大时,正射纠正的整体误差呈现上升的趋势;不同分辨率的DEM对平差精度影响不大;不同分辨率的DEM对正射纠正精度影响相对较大,尤其山区地形变化较大。通过本文方法利用资源三号立体像对提取的DSM进行正射纠正的精度明显优于30 m和90 m分辨率的DEM,说明资源三号具有现势性。

    2020年07期 v.45;No.265 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 788K]
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  • 改进半全局匹配的高分卫星影像DSM提取方法

    邹思远;邹峥嵘;潘红播;李冰川;

    传统半全局匹配算法在提取高分卫星立体像对DSM时,匹配结果受正则化参数的影响较大,且在阴影、低纹理、重复纹理和视差跳变等难以匹配区域存在较多的视差空洞。针对上述问题,该文提出了一种改进半全局匹配的高分卫星影像DSM提取方法:在代价聚合过程中根据当前层金字塔影像的视差搜索范围和代价矩阵自动确定正则化参数以增强匹配结果的稳定性,同时构建金字塔聚合以提高匹配点的数量;在此基础上,利用基于快速双边算子的优化策略优化视差图以填充视差空洞。结果表明:本文方法生成的DSM在建筑物边缘更为精细,同时能够较好地恢复难以匹配区域的高程值,且具有更高的精度水平。

    2020年07期 v.45;No.265 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1135K]
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  • 变形模板匹配的圆标靶中心点优化方法

    苟国华;李大军;郭丙轩;陈志高;

    针对近景摄影测量常用的圆形标靶的中心点进行识别和定位时,如何提高圆标靶中心点提取的精准度问题,该文提出了一种基于变形模板匹配的优化方法,对初步识别的中心点做进一步优化,以此获得精准的标靶中心。该方法首先利用物体在相机中的成像特点,模拟标靶成像时的状态,构造一个与目标所成之像高度相似的变形模板影像;然后以影像间的相关系数作为匹配测度,用这个模板在原始影像上进行滑动匹配,寻找到相关系数最大时的模板中心点坐标作为优化后的标靶中心点坐标;最后通过改变滑动的步距可将优化精度提升到子像素级。实验结果表明,优化后的标靶的中心点的精确度得到了明显的提高。

    2020年07期 v.45;No.265 120-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 575K]
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地图学与地理信息

  • 云环境下海量矢量数据叠置分析方法研究

    王昌;陈建裕;乔丰;

    针对当前单机环境下海量矢量数据叠置分析效率低的问题,提出了云环境下海量矢量数据并行叠置分析方法;设计了海量矢量数据在云环境下的存储模型GeoWKT;基于该模型研究了云环境下海量矢量数据并行划分方法,有效避免了云环境下并行叠置计算中负载不均引起的计算效率低的问题,为数据密集与计算密集型并行叠置计算提供了新的尝试。实验结果表明,相较于传统的单机GIS软件,该方法在保证计算结果正确性的同时,显著提高了叠置分析的计算效率,证明了本文提出的基于云环境下海量矢量数据并行叠置分析方法的正确性和有效性。

    2020年07期 v.45;No.265 126-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K]
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  • 顾及关联地物特征的断裂等高线修复算法

    郭曼;李成名;殷勇;吴伟;张鸿刚;

    针对大比例尺等高线地形图中,因建筑物、道路、围墙等居民地要素引起的等高线断裂问题,而大比例尺等高线地形图中对断裂等高线的修复,要考虑到关联地物的约束。该文提出了在大比例尺下顾及关联地物特征的断裂等高线修复算法,将断裂等高线分为3类:Ⅰ类线关联非环形断裂等高线、Ⅱ类线关联环形断裂等高线、Ⅲ类面关联断裂等高线,并根据3类断裂等高线提出3种对应的修复算法,最后在福建省某地区以1∶500等高线地形图和居民地地图为例进行了实验,实验结果表明本文的算法具有一定的可行性和合理性。

    2020年07期 v.45;No.265 134-138+162页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
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  • 主动学习和卷积神经网络的地图图片识别方法

    杜凯旋;王亮;王勇;车向红;

    针对目前互联网中存在有大量地图图片识别精度低、分类模型训练困难等问题,该文提出了一种基于主动学习和卷积神经网络的地图图片识别方法,通过主动学习算法优化地图/非地图图片样本数量及分类结构,可使用少量的训练样本以及人工投入,来获取基于卷积神经网络的高精度地图图片识别模型。结果表明:基于主动学习方法将地图/非地图图片样本类型划分为17类时,地图图片识别精度最高,约为95.01%。本文地图识别方法可有效地推动图像地理信息挖掘、地图审查及地理信息监管等领域的技术进步。

    2020年07期 v.45;No.265 139-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K]
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  • 多维情景下的微地图用户分析

    张剑;闫浩文;王海鹰;

    针对"微地图"如何更好地服务于每个用户,同时满足用户的特定空间需求问题,该文从"微地图"平民化、发布速度快、互播功能强的特点出发,结合对情景的认识,提出了适合微地图用户的"多维情景"分析方法:首先从用户属性情景、客观环境情景和用户需求情景3种维度对微地图用户进行定量或定性的描述,以此对用户个体做规范化表达;接着选择特定用户群——旅游人群,对用户需求情景做进一步分析,并提供典型的旅游地图模板供用户选择;最后,从用户情景信息与用户行为信息的对应关系之中,提取两者之间频繁度的规则,并由规则聚类生成用户模型,从而对微地图用户达到分类的效果。对微地图用户提供个性化服务的同时,为建立微地图用户模型提供了一种思路。

    2020年07期 v.45;No.265 148-153+180页 [查看摘要][在线阅读][下载 365K]
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  • 徐州市三生空间分布格局与时空演化特征分析

    邹艳;张绍良;谢译诣;杜玉玲;

    针对传统三生空间识别方法数据依赖性强、计算过程复杂及三生空间评价指标繁多,指标间存在交叉、重叠等问题,该文提出了一种基于遥感影像分类与土地功能评价相结合的三生空间快速识别方法,并从扩张规模、空间分布及作用关系3个层面构建了一套三生空间演化特征的综合评价体系,对徐州市2000—2019年的三生空间分布与演化特征进行分析。结果显示:徐州还有很大的城市发展空间和潜力;徐州三生空间耦合协调度正逐年提升,但仍处于基本协调阶段,生产与生活空间协调性最差,其中,丰县和沛县的生产与生活耦合协调度最低,因此未来徐州应重点解决该地区生产与生活空间协调发展问题。

    2020年07期 v.45;No.265 154-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K]
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  • 考虑实时路况反馈的动态路径规划算法研究

    王润泽;王亮;刘涛;栗斌;

    针对现有的路径规划算法在应对突发事件人员车辆疏散过程中没有考虑实时交通拥堵路况反馈因素,降低了疏散路径方案的有效性问题,该文提出了一种引入实时路况的动态疏散路径规划算法。首先将动态路网中的实时路况信息建模和量化,构建实时动态的旅行时间矩阵,然后利用交通预测模型改进的动态蚁群算法求解全局疏散时间最小化、道路网利用率最大化的最优路径。采用改进的动态蚁群算法构建的动态路径规划方法,能在交通拥堵区和动态路网阻抗变化后快速更新路线,较好地平衡了疏散过程中的全局疏散时间与局部拥堵间的矛盾。实验结果表明,当交通拥堵级别增加时,相比现有的路径规划算法,本文的方法分别减少18%的平均疏散时间和11%的总旅行时间,增加26%的路网利用率。

    2020年07期 v.45;No.265 163-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K]
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  • 文本大数据的智慧城市研究与分析

    饶加旺;王勇;马荣华;

    针对快速了解智慧城市当前研究的现状问题,该文基于网络爬虫手段,快速获取中国知网2009年1月—2019年3月收录的以智慧城市为关键词的各类研究文献,构建了智慧城市文本大数据与自动分词模型,基于文本挖掘技术深入分析了智慧城市的研究热点、现状、研究主题,指出了当前智慧城市建设中的问题。结果表明:当前处于智慧城市建设与快速发展阶段,研究热点归纳为研究方法、技术手段、应用领域3个层面,研究主题主要集中在技术与应用方面;此外当前智慧城市存在着"信息孤岛""数据孤岛"问题突出、个性化设计与共享不足、缺乏运行维护长效机制、与新型智慧城市的要求还有差距等不足,研究结果可为智慧城市建设提供参考。

    2020年07期 v.45;No.265 170-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1657K]
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  • 港口岸线增长与城市土地利用变化强度关联分析

    肖睿铭;闫金凤;王甜;

    为分析海岸线变化与土地利用变化之间的相关性,揭示在港口发展主导下沿海城市扩张过程内在机理,该文提出了利用Apriori关联规则算法对港口城市一定时期内土地利用变化强度的序列模式与岸线变化强度进行关联规则挖掘。分别挖掘出了岸线变化强度与土地利用变化强度、港口距离与土地利用变化强度之间的关联规则。挖掘结果表明:港口岸线变化的强度对朝内陆方向上的土地利用变化强弱次序有着重要影响。该研究揭示了海岸线变化与土地利用变化的内在联系,以及港口发展主导下的城市扩张模式,为合理规划港口城市空间结构提供参考。

    2020年07期 v.45;No.265 181-189+198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
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  • 高铁-人口-经济耦合协调的空间联系研究

    张清兰;程钢;杨杰;

    针对高铁背景下地区发展协调性问题,建立了高铁-人口-经济耦合协调度评价指标体系,利用该体系测算出全国27个省域高铁-人口-经济的耦合协调度,并分析了其空间联系。得到以下结论:全国互通高铁的27个省域中半数以上的省域处于较高的协调水平;长三角洲城市群和京津冀城市群是耦合协调发展的重要基地和优势集聚区;中东部空间联系的网络密度与网络结构的复杂程度远高于其他地区;全国各省域的耦合协调度空间联系强度随距离增加有明显的衰减效应。

    2020年07期 v.45;No.265 190-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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    2020年07期 v.45;No.265 10页 [查看摘要][在线阅读][下载 45K]
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