检索结果-内蒙古大学图书馆

地球信息科学学报 2025年第3期27卷 653-667页

作者：丁妍马耀红王葭泐栗云昊陈碧宇武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079

【目的】准确、可靠的交通状态预测信息是智能交通系统(ITS)中许多应用的基础。然而,城市道路网络连接关系复杂,且存在较大的空间依赖性建模挑战。传统的图卷积神经网络(GCN)广泛应用于交通预测中,但其并未专门为交通问题设计,无法充分... 详细信息

【目的】准确、可靠的交通状态预测信息是智能交通系统(ITS)中许多应用的基础。然而,城市道路网络连接关系复杂,且存在较大的空间依赖性建模挑战。传统的图卷积神经网络(GCN)广泛应用于交通预测中,但其并未专门为交通问题设计,无法充分考虑交通网络的特性,如路段的行驶方向、转向规则等。因此,本研究旨在提出一种新的图卷积网络模型,能够有效建模城市交通路网中的转向关系,从而提升交通预测精度。【方法】研究从交通网络的特性出发,考虑到中心路段与其邻居路段的转向关系和相对位置构建了新型的图卷积网络,称为转向图卷积神经网络(Turn-based Graph Convolution Neural Network,TurnGCN)。TurnGCN方法将城市路网建模为异构图,图中的边代表路段间的转向关系。在计算过程中,TurnGCN通过引入转向表来标记邻居节点,并将节点特征映射为欧氏空间的特征栅格后,利用卷积神经网络(CNN)对节点特征进行融合。【结果】在2个现实世界交通数据集上进行了模型的对比实验:韩国首尔的Urban-150数据集和中国上海的SHSpeed数据集。实验结果表明,在多个评估指标上,TurnGCN的预测精度均达到最高,且参数量小于基于空间注意力机制的GCN变体。【结论】TurnGCN为城市路网交通预测提供了一种有效的解决方案,显式地建模了基于转向的空间关系。它有效克服了传统GCN和注意力机制模型的局限,显著提高了预测性能,同时参数共享的机制保持了模型的计算效率。这些优势突出了TurnGCN在智能交通系统中的实际应用潜力,尤其在交通流量优化、拥堵管理和智能导航系统中具有广泛的应用前景。

关键词：交通预测城市路网图神经网络空间相关性异构图异质性转向关系归纳学习

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地理知识图谱推理研究进展与展望

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地球信息科学学报 2025年第1期27卷 41-59页

作者：段雨希陈碧宇李岩张雪英林黎武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079 南京师范大学地理科学院南京210023 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023

【目的】随着知识图谱技术在GIS领域应用和发展,地理知识图谱(GeoKG)近年来逐渐成为GIS领域的重要研究方向。GeoKG往往无法确保涵盖所有知识,知识的缺失和不一致性严重影响应用性能,需要采用GeoKG推理技术来自动补全缺失知识、识别矛盾... 详细信息

【目的】随着知识图谱技术在GIS领域应用和发展,地理知识图谱(GeoKG)近年来逐渐成为GIS领域的重要研究方向。GeoKG往往无法确保涵盖所有知识,知识的缺失和不一致性严重影响应用性能,需要采用GeoKG推理技术来自动补全缺失知识、识别矛盾知识、预测地理现象未来发展趋势。区别于通用知识图谱推理技术,GeoKG推理技术需要着重考虑地理知识的复杂时空特性。本文对近年来GeoKG的推理工作进行了全面介绍和总结。【分析】首先,介绍了GeoKG推理的相关概念与问题描述;其次,本文分析了GeoKG推理的二大核心任务:①面向知识补全的推理模型,主要用于填补图谱中的空白,确保知识的完整性;②面向预测任务的推理模型,旨在通过已有地理数据预测未来的趋势。两类模型各自针对不同的应用场景进行优化,并在地理数据的处理中各有侧重。【展望】展望了GeoKG推理的未来发展趋势,指出未来GeoKG推理技术的发展将更加关注时空数据的复杂关系处理、多尺度地理知识的推理、多模态数据的融合,以及提高推理模型的可解释性与智能化。此外,GeoKG与大规模预训练模型的结合也将成为关键方向。

关键词：地理知识图谱地理知识推理研究进展地理知识表达时空数据推理

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深圳市南山区“食品沼泽”现象研究

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城市建筑 2025年第4期22卷 121-124,129页

作者：钟宇翔符晨曦武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉大学社会地理计算联合研究中心

在建设健康中国的背景下,食品环境正成为跨学科研究的热点领域之一。“食品沼泽”是食品环境中的重要概念,以形容被大量快餐或垃圾食品淹没的地区。近年来,我国快餐门店规模不断增长,已经占到全国餐饮市场的半壁江山。因此,研究城市中... 详细信息

在建设健康中国的背景下,食品环境正成为跨学科研究的热点领域之一。“食品沼泽”是食品环境中的重要概念,以形容被大量快餐或垃圾食品淹没的地区。近年来,我国快餐门店规模不断增长,已经占到全国餐饮市场的半壁江山。因此,研究城市中的“食品沼泽”现象十分必要。本研究以深圳市南山区为例,聚焦于食品的可获得性与食品可达性两个维度,通过分析快餐门店的空间分布特征和可达性,量化该区域的食品环境,识别城市中的“食品沼泽”地区,并从食品空间布局、体育设施配置和公共交通三个方面提出优化建议。

关键词：健康食品环境食品沼泽空间分布可达性

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面向路网轨迹的自适应数据模型与索引结构

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地球信息科学学报 2023年第1期25卷 63-76页

作者：骆钰波陈碧宇武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079

针对现有路网轨迹数据模型与时空索引结构自适应调节能力低的问题,提出了一种面向路网轨迹的自适应数据模型与时空索引结构,以支持路网时空轨迹的高效存储与查询。所提出的自适应时空数据模型为多层CLR数据模型的扩展,该模型以从时空轨... 详细信息

针对现有路网轨迹数据模型与时空索引结构自适应调节能力低的问题,提出了一种面向路网轨迹的自适应数据模型与时空索引结构,以支持路网时空轨迹的高效存储与查询。所提出的自适应时空数据模型为多层CLR数据模型的扩展,该模型以从时空轨迹群中挖掘的高频路网路径为主要网络线性元素建立自适应线性基准,并根据自适应线性基准对路网时空轨迹进行转换,转换后的时空轨迹其时空子实体数量变少,可以通过更高的效率进行存储;所提出的自适应时空索引结构为基于LRS的时空索引结构的扩展,该索引结构根据自适应线性基准构建自适应线性参考系统,基于自适应线性参考系统的索引结构其保存的时空子实体数量变少,可以通过更高的效率进行时空查询。为了验证所提出方法的有效性,本文最后采用真实开源T-Drive出租车轨迹数据集与人工合成轨迹数据集进行了充足的实验。实验以2种常见的时空相交查询类型为例,将所提出的方法与原始数据模型以及时空索引结构进行了存储效率和查询效率的对比。对比分析结果表明,所提出的自适应数据模型与索引结构最高能够提升40%的存储效率以及50%的查询效率,为路网轨迹数据的管理提供了新的解决方案。

关键词：路网时空轨迹时空路径时空数据模型时空索引结构自适应频繁模式挖掘压缩线性参考时空对偶变换

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基于轨迹数据和深度学习的CNG出租车CO_(2)排放微观模型构建及碳减排效益评估方法

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地球信息科学学报 2023年第11期25卷 2191-2203页

作者：刘琪陈碧宇李歆艺武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079

为准确评价压缩天然气(CNG)出租车的二氧化碳(CO_(2))减排效益,以武汉市为例,提出了一种基于深度学习的车辆微观CO_(2)排放模型来准确对城市内出租车的CO_(2)排放做时空分析,探究出租车在不同燃料情景下CO_(2)排放时空规律。路测实验中... 详细信息

为准确评价压缩天然气(CNG)出租车的二氧化碳(CO_(2))减排效益,以武汉市为例,提出了一种基于深度学习的车辆微观CO_(2)排放模型来准确对城市内出租车的CO_(2)排放做时空分析,探究出租车在不同燃料情景下CO_(2)排放时空规律。路测实验中使用便携式排放测量系统(PEMS)收集车辆的CO_(2)排放数据,考虑车辆驾驶特征序列和燃料类型,借助BiLSTM算法构建了车辆微观CO_(2)排放模型,并验证其精度;利用提出的CO_(2)排放模型和武汉市15752辆出租车轨迹数据估算了武汉市出租车使用92#汽油和CNG的CO_(2)排放,探索CNG出租车的CO_(2)减排效益。结果表明,模型精度优于目前常用SVR、LSTM等回归算法和IVE、CMEM等物理模型,能够拟合真实车辆的CO_(2)排放变化,满足大范围估算城市出租车CO_(2)排放的精度需求,为车辆排放估算提供更好思路;实证结果发现,一天内,15752辆武汉市出租车全面使用CNG取代92#汽油可以减少22.05%的CO_(2)排放,同时揭示了CNG出租车在时间空间角度的CO_(2)排放规律以及CO_(2)减排效益。结果对政府交通部门推广车辆使用CNG燃料提供依据。

关键词： CO_(2)排放 CNG出租车车辆轨迹数据深度学习节能减排时空分析油改气能源生命周期

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基于图数据库的路网时空轨迹建模和索引结构

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地球信息科学学报 2024年第10期26卷 2352-2363页

作者：张宇陈碧宇骆钰波钟宇翔李岩武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079

大数据时代的到来使得时空轨迹数据的规模和复杂度迅速增长,这对如何高效管理和查询时空轨迹数据提出了新的需求和挑战。图数据库在处理时空轨迹数据的建模、存储和管理方面具有独特优势。然而,随着路网时空轨迹数据规模的不断扩大,图... 详细信息

大数据时代的到来使得时空轨迹数据的规模和复杂度迅速增长,这对如何高效管理和查询时空轨迹数据提出了新的需求和挑战。图数据库在处理时空轨迹数据的建模、存储和管理方面具有独特优势。然而,随着路网时空轨迹数据规模的不断扩大,图数据库的查询性能也会随之下降。为应对这一挑战,本文提出了一种基于图数据库的路网时空轨迹建模与高效索引方法。该方法采用压缩线性参考(Compressed Linear Reference,CLR)模型对路网时空轨迹进行建模,并将其存储于图数据库中,在此基础上,进一步构建了一种高效的路网时空轨迹索引机制。该索引体系采用了三层时空索引结构,包括路网空间索引、时间索引和时空路径段索引。路网空间索引主要负责底层路段的高效检索,而时间索引与时空路径段索引则针对轨迹数据的时空特征进行精确定位和高效查询。该结构能够有效减少图数据库查询中节点的遍历,提高查询效率。此外,基于该索引结构的2种时空查询方法被开发以满足不同应用场景的需求。为验证所提出时空索引的有效性,本文基于人工合成的不同数量级路网时空轨迹数据进行了2种时空查询效率的对比。实验结果显示,本文提出的高效时空索引相比Nebula Graph原生图数据库索引,在时空窗口-时空路径相交查询中效率提升至少16.59倍,在时空路径-时空路径相交查询中效率提升至少2.74倍。这项研究为路网时空轨迹数据的高效管理和实时查询提供了新的解决方案,具有重要的理论和实际意义。

关键词：路网时空轨迹时空数据模型图数据库压缩线性参考模型时空索引 R树索引时空查询时空窗口-时空路径相交时空路径-时空路径相交

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全球尺度地理多元流的网络化挖掘及关联分析研究

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地球信息科学学报 2022年第10期24卷 1911-1924页

作者：秦昆喻雪松周扬张凯刘东海王其新贾涛肖锐卢宾宾许刚余洋孟庆祥武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心武汉430079 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

世界是一个相互关联的网络。物质、信息、能量等的移动或交换嵌入地理空间形成的地理多元流网络,为从地理和网络角度研究全球性问题提供了新的视角。如何构建多主题、时变的地理多元流网络,识别其网络结构、时变规律和关联模式,并为解... 详细信息

世界是一个相互关联的网络。物质、信息、能量等的移动或交换嵌入地理空间形成的地理多元流网络,为从地理和网络角度研究全球性问题提供了新的视角。如何构建多主题、时变的地理多元流网络,识别其网络结构、时变规律和关联模式,并为解决全球性的人口移动、航空交通、国际关系、国际贸易等问题提供支持,是迫切需要解决的问题。本文提出了全球尺度地理多元流网络化挖掘及关联分析的研究框架,包括:多源数据收集与整理、地理多元流网络构建与结构识别、地理多元流网络演化分析、地理多元流网络关联分析。然后,分别对国际关系流网络、国际贸易流网络、全球航班流网络、全球人口移动流网络的相关研究进行综述分析,并结合示例介绍了其研究思路。此外,进一步综述分析了地理多元流关联分析的相关研究并提出了研究思路。本文为全球尺度地理多元流网络研究提供了一套研究框架和思路,并为国际关系、国际贸易、航空交通、人口移动等全球性问题研究提供参考,有望为发展基于“流”的时空分析方法做出基础性贡献。

关键词：地理多元流复杂网络国际关系流网络国际贸易流网络航空交通流网络人口移动流网络网络化挖掘关联分析

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COVID-19病例与城市人口规模的标度律及其时间演化

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地理学报 2023年第2期78卷 503-514页

作者：许刚焦利民李新虎肖逸雄宫鹏龚健雅武汉大学资源与环境科学学院武汉430079 武汉大学—芝加哥大学社会地理计算联合研究中心武汉430079 浙大城市学院国土空间规划学院杭州310015 清华大学地球系统科学系北京100084 香港大学地理系中国香港999077 武汉大学遥感信息工程学院武汉430079

城市标度律刻画了城市体系内不同要素与人口规模的缩放关系,但传染病发病数与人口规模非线性关系仍不明确,其演化过程仍不清楚。本文以2020—2022年美国新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情为例,研究发现:COVID-19确诊病例与人口规模呈超线... 详细信息

城市标度律刻画了城市体系内不同要素与人口规模的缩放关系,但传染病发病数与人口规模非线性关系仍不明确,其演化过程仍不清楚。本文以2020—2022年美国新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情为例,研究发现:COVID-19确诊病例与人口规模呈超线性关系,说明大城市确诊率更高。反映缩放关系的标度指数经历了先快速升高、后稳定在1.25左右、再下降直至趋近于1的演化过程。对比来看,死亡病例并没有与人口规模呈超线性关系,说明大城市病死率没有高于中小城市。分阶段拟合的死亡和确诊病例标度指数均经历了先上升,后稳定,再下降的过程。本文基于标度律理论揭示了疫情传播的规模效应,而标度指数演化规律的发现也促进了对城市标度律的认知,其演化驱动机制值得继续深入研究。

关键词：复杂城市系统标度律传染病城市健康 COVID-19 美国

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学科融合的计算社会学与社会地理计算教学方法探索

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测绘地理信息 2022年第S01期47卷 5-7页

作者：秦昆朱炤瑗李爽许刚申力鲍曙明武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 武汉大学社会地理计算联合研究中心湖北武汉430079

计算社会学与社会地理计算是一门遥感科学与技术、地理信息科学与社会科学跨学科交叉融合的开创性课程。介绍了该课程的教学内容体系,并以武汉大学2020年第三学期首次开设的该课程为例进行了教学方法探索和实践,对课程所采取的讲座式教... 详细信息

计算社会学与社会地理计算是一门遥感科学与技术、地理信息科学与社会科学跨学科交叉融合的开创性课程。介绍了该课程的教学内容体系,并以武汉大学2020年第三学期首次开设的该课程为例进行了教学方法探索和实践,对课程所采取的讲座式教学、文献阅读分析作业、时事数据分析大作业、课程成果展示、小组合作、MOOC课程在线教学等对教学改革创新措施进行了分析和讨论,并给出了进一步改进的思路和建议。

关键词：多学科交叉融合社会科学遥感与地理信息科学计算社会学与社会地理计算课程内容体系设计教学改革

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