检索结果-内蒙古大学图书馆

地球信息科学学报 2025年第1期27卷 256-270页

作者：张尧张艳王涛王步云信息工程大学郑州450001 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450001

【目的】基于合成孔径雷达(SAR)影像的舰船检测已广泛用于海洋搜救、港口侦察、领海防御等领域。然而,随着在轨智能处理技术的快速发展,对星载SAR影像舰船目标的实时检测能力提出了更高的要求。【方法】因此针对当前SAR影像舰船目标尺... 详细信息

【目的】基于合成孔径雷达(SAR)影像的舰船检测已广泛用于海洋搜救、港口侦察、领海防御等领域。然而,随着在轨智能处理技术的快速发展,对星载SAR影像舰船目标的实时检测能力提出了更高的要求。【方法】因此针对当前SAR影像舰船目标尺度多样,靠岸船只背景复杂,各类遥感平台硬件资源受限等问题,本文提出了一种轻量级SAR影像舰船检测模型LWM-YOLO。首先,采用优化骨干网络结合注意力机制降低网络复杂度及参数量,提出一个轻量化骨干网络(LWCA);其次,针对解决目标尺度多样问题,构建了一个轻型特征融合模块(LGS-FPN),在增强SAR影像中舰船目标细节信息提取能力的同时减少计算复杂度;然后,为优化定位精度,提出基于MPD-Head的检测架构,提升复杂环境中微小舰船目标的检测效果;最后,在LS-SSDD和SSDD舰船目标检测数据集上,将本文算法与主流算法进行对比实验。【结果】实验结果表明,本文提出的算法平均精度值(mAP)分别达到了74.7%和97.3%,较基础模型提升了1.5%和1.0%。同时,本文所提算法参数规模缩减至原模型的36%,计算复杂度降至80%。【结论】与其他方法相比,本文提出的算法不仅在精度上有所提升,而且在检测速率上也具有显著优势。这一研究成果可为智能化目标检测、空间在轨应用等领域提供有力支撑。

关键词：合成孔径雷达目标检测轻量化深度学习舰船检测大场景影像 YOLOv8

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基于多尺度特征聚合的轻量化跨视角匹配定位方法

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地球信息科学学报 2025年第1期27卷 193-206页

作者：刘瑞康卢俊郭海涛朱坤侯青峰张雪松汪泽田信息工程大学郑州450001 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450001 智慧地球重点实验室北京100020 32158部队喀什844000

【目的】跨视角图像匹配与定位是指通过将地视查询影像与带有地理标记的空视参考影像进行匹配,从而确定地视查询影像地理位置的技术。目前的跨视角图像匹配与定位技术主要使用固定感受野的CNN或者具有全局建模能力的Transformer作为特... 详细信息

【目的】跨视角图像匹配与定位是指通过将地视查询影像与带有地理标记的空视参考影像进行匹配,从而确定地视查询影像地理位置的技术。目前的跨视角图像匹配与定位技术主要使用固定感受野的CNN或者具有全局建模能力的Transformer作为特征提取主干网络,不能充分考虑影像中不同特征之间的尺度差异,且由于网络参数量和计算复杂度较高,轻量化部署面临显著挑战。【方法】为了解决这些问题,本文提出了一种面向地面全景影像和卫星影像的多尺度特征聚合轻量化跨视角图像匹配与定位方法,首先使用LskNet提取影像特征,然后设计一个多尺度特征聚合模块,将影像特征聚合为全局描述符。在该模块中,本文将单个大卷积核分解为两个连续的相对较小的逐层卷积,从多个尺度聚合影像特征,显著减少了网络的参数量与计算量。【结果】本文在CVUSA、CVACT、VIGOR 3个公开数据集上进行了对比实验和消融实验,实验结果表明,本文方法在VIGOR数据集和CVACT数据集上的Top1召回率分别达到79.00%和91.43%,相比于目前精度最高的Sample4Geo分别提升了1.14%、0.62%,在CVUSA数据集上的Top1召回率达到98.64%,与Sample4Geo几乎相同,但参数量与计算量降至30.09 M和16.05 GFLOPs,仅为Sample4Geo的34.36%、23.70%。【结论】与现有方法相比,本文方法在保持高精度的同时,显著减少了参数量和计算量,降低了模型部署的硬件要求。

关键词：跨视角图像匹配多尺度特征特征聚合大卷积核分解轻量化地理定位

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融合领域知识的建筑物群组模式自动分类方法

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地球信息科学学报 2025年第5期27卷 1094-1112页

作者：张付兵孙群吕峥陈若虚苏友能李佳信息工程大学地理空间信息学院智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心时空感知与智能处理自然资源部重点实验室信息工程大学数据与目标工程学院

【目的】建筑物群组模式是城市结构和功能的重要组成部分，其自动识别是城市规划与分析、城市区域制图综合等领域研究的热点和难点问题。针对现有建筑物群组模式分类研究具有简单性和特定性，忽视了领域知识应用的问题，本文提出了一种... 详细信息

【目的】建筑物群组模式是城市结构和功能的重要组成部分，其自动识别是城市规划与分析、城市区域制图综合等领域研究的热点和难点问题。针对现有建筑物群组模式分类研究具有简单性和特定性，忽视了领域知识应用的问题，本文提出了一种融合领域知识的建筑物群组模式自动分类方法。【方法】首先，以建筑物多尺度表达和制图综合的需求为牵引，面向街区内建筑物群组分布层次，将建筑物群组模式分为规则、混合和不规则3类，并构建和标注数据集；其次，结合视觉认知特点和传统规则算法的相似性判断领域知识，设计了一种正对投影对偶图（dual positive projection graph,DPRG）及其节点相似性特征描述；然后，引入Graph Sample and Aggregate (GraphSAGE)网络构建了建筑物群组模式自动分类模型，通过数据驱动的学习获取模式自动分类能力。【结果】DPRG优于常用的邻近图及其对偶图结构，测试集准确率达到91.2%，相较于已有方法准确率提高了9.0%，规则与不规则模式的二分类准确率达到98.4%；该模型相较于GCN和GAT模型，准确率分别提高了3.6%和4.6%。【结论】验证了该模型对规则与不规则模式优良的分类能力，同时对分类模糊的混合模式具有较好的区分能力，并将分类结果进行应用测试与分析。

关键词：建筑物群组模式分类领域知识制图综合正对投影对偶图相似性特征 GraphSAGE

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合作视角下的印太地区国家地缘军事关系网络演化研究

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世界地理研究 2023年第8期32卷 1-15页

作者：常耀伟张晶韩志军王俊威唐代红杜树坤 32021部队北京100094 信息工程大学郑州450001 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450001

近年来,世界战略重心东移,传统的亚太与印度洋地区加速融合,美、日、印、澳等国纷纷出台各自的“印太战略”,深刻改变着我国周边的地缘环境。采用社会网络分析方法,基于GDELT数据对2001—2020年间合作视角下的印太地区国家地缘军事关系... 详细信息

近年来,世界战略重心东移,传统的亚太与印度洋地区加速融合,美、日、印、澳等国纷纷出台各自的“印太战略”,深刻改变着我国周边的地缘环境。采用社会网络分析方法,基于GDELT数据对2001—2020年间合作视角下的印太地区国家地缘军事关系网络演变特征进行分析。结果发现:(1)2001年以来,印太地区国家地缘军事关系水平在波动中上升,整体网络规模不断扩大,网络关联性较高;(2)节点度数中心度提升明显,加权网络具有无标度特征,中、美、日等大国影响力显著,东盟国家及地区其他国家对网络的控制能力逐渐提升;(3)印太地区国家地缘军事关系网络呈现明显的“核心-半边缘-边缘”结构,核心国家主要为中、美两国,半边缘国家主要为日本、韩国、澳大利亚、菲律宾等美国盟友与亲密伙伴;(4)社区探索结果在时空上分化整合显著,逐步演化为由东盟国家组成的社区和以美国、日本、澳大利亚、韩国、印度等国家组成的社区。

关键词：地缘军事关系印太地区社会网络分析 GDELT数据

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融合路段和stroke特征的道路自动选取方法

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地球信息科学学报 2024年第12期26卷 2673-2685页

作者：赵天明孙群马京振张付兵温伯威信息工程大学郑州450052 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心郑州450052 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450052

道路选取一直是制图综合领域的重要研究内容,针对现有方法仅考虑单一层次选取单元特征等问题,本文提出一种融合路段和stroke特征的道路自动选取方法。首先,以路段和stroke为基本单元,构建对偶图表达路网的拓扑结构;然后,将路段的几何、... 详细信息

道路选取一直是制图综合领域的重要研究内容,针对现有方法仅考虑单一层次选取单元特征等问题,本文提出一种融合路段和stroke特征的道路自动选取方法。首先,以路段和stroke为基本单元,构建对偶图表达路网的拓扑结构;然后,将路段的几何、类型等级和图连通性指标作为路段特征,将长度、包含路段数量、同一stroke下路段的连接数量作为stroke特征,融合stroke特征到对应的路段单元上;接着,将上述求得的特征矩阵输入到GraphSAGE模型中进行学习,输出路段节点的分类结果;最后提出顾及stroke连贯性的增加最小节点数方法保持路网的连通性,进而完成道路的选取。本文采用河南省郑州市1∶25万和1∶50万比例尺的路网数据进行实验,结果表明:(1)本文方法能有效聚合路段和stroke的特征,相较于文献[17]的方法和仅考虑基本特征组合的以路段或stroke为选取单元的对比方法,模型预测准确率提升了6.36%、7.36%、3.13%;(2)本文提出的连通性保持算法处理后的结果往往更符合道路选取的认知规律,也能进一步提升选取的准确率;(3)完成连通性处理后,本文方法相较两种对比方法在一致道路长度上提升了125.45 km、110.438 km,在一致道路数量占比上提升了8.72%、20.43%,同时能更好保持路网整体格局和局部关键结构以及密度分布。与现有的道路选取方法相比,本文方法能更好地利用多层次道路特征进而提升道路选取效果,为制图综合、级联更新等领域的后续研究提供一种新的思路。

关键词：道路网 stroke 自动选取制图综合特征融合图卷积网络 GraphSAGE模型连通性保持

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几何关系约束条件下的跨视角图像检索定位

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地球信息科学学报 2024年

作者：侯青峰卢俊郭海涛平一凡信息工程大学地理空间信息学院智慧地球重点实验室时空感知与智能处理自然资源部

跨视角图像地理定位技术能够建立起图像与现实地理空间的关联映射，对进一步挖掘图像背后蕴含的多种属性具有重要研究价值。近年来大多数基于深度学习的跨视角图像地理定位算法过分关注于影像内容，导致网络对于低级细节过度拟合，而缺... 详细信息

跨视角图像地理定位技术能够建立起图像与现实地理空间的关联映射，对进一步挖掘图像背后蕴含的多种属性具有重要研究价值。近年来大多数基于深度学习的跨视角图像地理定位算法过分关注于影像内容，导致网络对于低级细节过度拟合，而缺乏对于几何空间布局的提取能力，因此在评估数据集上精度不佳。从上述问题出发，为了进一步提高跨视角图像地理定位算法的性能，本文设计了一种基于几何关系约束的跨视角图像检索定位算法。首先推导了地面全景影像的成像原理，并凭借球形坐标系与平面直角坐标系之间的映射关系实现地面影像视角的转换，以达到跨域匹配影像之间初步的几何相似性对齐。其次设计了CNN联合Transformer的特征提取算子，能够在提取影像视觉内容特征的同时，挖掘局部特征之间的几何空间配置信息，从而约束视角变化带来的内容、尺度等差异。此外，为了抑制经过几何映射转换后地面影像的畸变信息，设计了基于关系亲和矩阵的特征自交互模块，旨在通过计算局部特征间的相关性，实现前景信息和背景信息的分离，并最终达到突出关键前景信息的目的。最后通过引入特征聚合模块生成全局特征描述符并完成匹配定位。经过在CVACT＿val、CVUSA以及VIGOR 3个公开数据集的完整数据上进行实验，本算法取得了相对优异的结果，其中在3个数据集上Top1影像的召回率分别达到了89.28%、96.42%和62.21%，与同类型算法GeoDTR相比取得了3.07%,1.04%和3.2%的精度提升，证明了本算法的优越性以及在不同应用场景下的适应能力。

关键词：跨视角图像几何空间布局图像映射几何关系约束特征自交互全局特征聚合

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顾及形状相似性的道路与居民地协同化简方法

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地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1270-1282页

作者：吕峥孙群温伯威张付兵马京振信息工程大学地理空间信息学院郑州450052 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心郑州450052 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450052

空间冲突处理是制图综合的重难点,目前空间冲突处理的研究重点在于拓扑一致性的保持,对要素间的形状相似性关注较少。形状相似性是空间相关性在局部区域的具体体现,道路与居民地是一对具有强相关性的地理要素,街区居民地的轮廓常与邻近... 详细信息

空间冲突处理是制图综合的重难点,目前空间冲突处理的研究重点在于拓扑一致性的保持,对要素间的形状相似性关注较少。形状相似性是空间相关性在局部区域的具体体现,道路与居民地是一对具有强相关性的地理要素,街区居民地的轮廓常与邻近道路具有相似的形状特征,独立化简易产生不可控的拓扑冲突与形状冲突。为此,提出一种顾及形状相似性的道路与居民地协同化简方法。①利用Delaunay三角网构建道路与居民地间的毗邻关系并提取成对的毗邻片段。②采用动态时间归整算法进行节点粗匹配并根据节点的几何特征做进一步优化。③采用基于节点取舍的化简算法对道路进行分段化简,将节点取舍情况同步至居民地轮廓,并对异常线段进行检测与处理。采用浙江省某地区1:5万地图中的道路与居民地进行实验,结果表明该方法能够实现道路与两侧毗邻居民地的同步化简,化简后道路、居民地间的形状结构吻合良好,有效保持了道路与居民地在毗邻区域的形状相似性、拓扑一致性及协调的视觉效果。

关键词：协同化简空间冲突形状相似性拓扑一致性道路居民地节点匹配动态时间归整算法

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顾及多特征约束的建筑物组合化简方法

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地球信息科学学报 2023年第2期25卷 277-287页

作者：马京振周炤张付兵信息工程大学地理空间信息学院郑州450052 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心郑州450052 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450052

建筑物是大比例尺地图中的重要要素,其自动化简是制图综合领域的重要研究内容。针对当前化简方法仅侧重于某一方面的问题,本文提出一种顾及多特征约束的建筑物组合化简方法。首先,对建筑物进行冗余点删除、尖角去除等预处理操作;然后根... 详细信息

建筑物是大比例尺地图中的重要要素,其自动化简是制图综合领域的重要研究内容。针对当前化简方法仅侧重于某一方面的问题,本文提出一种顾及多特征约束的建筑物组合化简方法。首先,对建筑物进行冗余点删除、尖角去除等预处理操作;然后根据化简阈值筛选出需要化简的短边,并对其局部结构进行自动分类识别;然后,充分考虑建筑物的位置、面积、方向和形状等特征约束的影响,针对不同的结构类型采用不同的化简操作,在化简的过程中采用阈值逐渐增大的渐进式确定方法,直到满足化简要求为止;最后,从多个特征角度对化简结果进行评估,对不合理的化简实体进行调整修改。以OpenStreetMap数据为例进行实验,并与其它化简方法进行对比,实验结果表明,本文所提的方法可以有效保持建筑物的面积、形状、直角等基本特征,可以实现建筑物的自动连续化简,具备一定的通用性。

关键词：制图综合建筑物化简渐进式结构识别结果评估多特征约束

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面向自然连续面群边线的协同化简方法

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地球信息科学学报 2022年第4期24卷 631-642页

作者：张付兵孙群朱新铭马京振信息工程大学地理空间信息学院郑州450052 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心郑州450052 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450052

自然连续面群边线化简是地形图中自然面状要素和地理国情普查数据中自然图斑自动制图综合的重要实施步骤。现有面要素边线化简算法大多以线化简算法为基础,未有效化简弯曲特征、保持面积平衡和满足图面视觉清晰性要求,且化简结果存在共... 详细信息

自然连续面群边线化简是地形图中自然面状要素和地理国情普查数据中自然图斑自动制图综合的重要实施步骤。现有面要素边线化简算法大多以线化简算法为基础,未有效化简弯曲特征、保持面积平衡和满足图面视觉清晰性要求,且化简结果存在共享边界不一致、边线自相交和边线之间相交的拓扑问题。为此,结合自然连续面群表达特点和化简要求,本文提出一种面向自然连续面群边线的协同化简方法。首先将自然连续面群转换为拓扑数据结构组织,以待化简弧段及其相邻弧段为基础构建约束Delaunay三角网,标识化简区域;其次利用弧段双侧层次多叉树模型渐进式退化条带状弯曲、化简细小弯曲;最后自适应夸大狭窄“瓶颈”,实现边线的协同化简。以河南省某区域1:5万地形图中的植被与土质面要素进行化简实验,相较于对比方法,该方法能够有效保持自然连续面群边线化简前后的拓扑一致性、要素之间的面积平衡,充分化简目标尺度下的局部不清晰细节,化简结果精度高。

关键词：制图综合自然连续面群弧段协同化简拓扑一致性视觉清晰性面积平衡结构化模型

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复杂网络视角下的居民地选取方法

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测绘学报 2023年第5期52卷 852-862页

作者：吕峥孙群马京振温伯威信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450052 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心河南郑州450052 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室河南郑州450052

多要素协同综合是制图综合重要的发展方向。针对当前居民地选取方法对道路网与居民地间地理关联性利用不够深入的问题,将居民地与道路网融合为整体,本文提出了一种复杂网络视角下的居民地选取方法。首先,整合居民地与道路网的几何信息... 详细信息

多要素协同综合是制图综合重要的发展方向。针对当前居民地选取方法对道路网与居民地间地理关联性利用不够深入的问题,将居民地与道路网融合为整体,本文提出了一种复杂网络视角下的居民地选取方法。首先,整合居民地与道路网的几何信息、属性信息与拓扑信息,构建以居民地为节点、以交通通达关系为边的含权居民地网络;然后,评价目标居民地在局部网络中的居民地吸引能力与交通流控制能力,并加权求和获得综合重要性;最后,利用距离约束Delaunay三角网进行迭代选取。试验表明,本文方法能够兼顾居民地的密度特征与网络特征,选取结果与道路网结构吻合良好,较好地保持了道路网与居民地的地理关联性。

关键词：居民地选取复杂网络道路网协同综合地理关联性

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