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基于势场插值的铁路沿线活动断裂几何特征建模方法
刘大立;朱庆;王强;李赟;周润芳;西部山区铁路沿线断裂类型多样,形态各异,而构建准确的断裂几何模型是支撑数字孪生系统服务铁路安全建设与灾害防控的关键。受恶劣自然条件和高昂勘探成本制约,断裂深部特征数据严重缺失;常用的隐式建模方法在数据稀疏条件下难以有效捕捉复杂断裂结构,模型精度不足。该文采用势场插值方法解决山区铁路沿线断裂建模问题,通过整合多源异构数据,利用通用协同克里金插值算法构建连续势场以表征断裂空间分布特征,建立断裂几何结构模型。选取西部山区某铁路隧道沿线区域断裂进行方法验证,采用DSI和RBF插值算法构建对比模型,基于均方根误差定量评估3种建模方法的几何精度。结果表明:基于通用协同克里金插值的三维断裂模型较其他两种算法建模精度更高,且可有效解决山区铁路沿线不完备数据条件下的断裂三维建模问题,为沿线地质灾害风险防控与地壳稳定性分析提供科学依据与关键技术支撑。
基于知识图谱的建筑信息模型构件语义信息提取
谢梦愿;李朝奎;汤仲安;吕强;任伟;唐至娜;现有相关工程与技术多关注建筑构件几何信息的映射,构件语义信息挖掘侧重于工程项目需要的单一信息,导致BIM(Building Information Modeling)数据在语义交互和智能分析中的潜力未被充分挖掘。该文提出一种基于知识图谱的BIM建筑构件语义信息提取方法,首先通过设计语义映射规则将IFC(Industry Foundation Classes)模型的实体、属性、物理信息转化为知识图谱,形成可用于语义分析的结构化语义网络,然后采用TransE嵌入模型对构建的BIM知识图谱进行嵌入学习,通过向量化表示增强信息提取能力。以某三层综合建筑楼为研究对象,提取并构建了包含996个BIM语义节点和2 173条关系的知识图谱,进一步采用TransE模型进行语义信息嵌入,对提取结果进行验证。实验结果表明:知识图谱能有效提取BIM建筑构件语义信息,选取最优参数后进行TransE模型嵌入学习,实体语义成功率为97.27%,该方法能够精准捕捉建筑构件各类语义信息的关键内容,减少信息遗漏和提取错误,为BIM模型信息分析和决策提供了新思路。
顾及用户偏好的地图色彩评估模型研究
谢威夷;丁远;芮小平;张红月;高超杰;朱家声;地图配色设计需纳入多维考量因素,但目前设计者仍以地图自身功能为主要关注点,用户偏好因素尚未成为成熟的考量指标。为量化地图用户偏好并探究与地图色彩的关联机制,该文构建地图色彩指标模型,并探究各指标对用户偏好的独立作用与交互影响。为获取用户偏好数据,构建地图样本数据库,并招募受试者开展地图评分;设计5类地图色彩指标,量化地图样本的色彩信息;运用相关性分析、机器学习模型和数理回归方法,探究色彩指标与地图评分之间的关系。研究结果表明,地图色彩区分度、明亮度、艳丽度和丰富度均与用户偏好在1%的显著性水平上显著正相关,色彩复杂度在5%的显著性水平上显著负相关;老年群体对明亮度及专业群体对区分度的偏好尤为突出;结合机器学习指标贡献度与偏依赖图分析,色彩明亮度对用户偏好的影响重要性为0.38,色彩区分度、丰富度影响重要性次之,分别为0.23与0.22,色彩复杂度和艳丽度的影响较小,重要性分别为0.09与0.08,且在低值时几乎无独立影响,5个指标对用户偏好的影响随着指标值增加而增强,呈复杂的波动上升曲线关系;色彩指标之间存在交互作用,高值区域的指标组合更受用户偏好;多项式回归方法能较好拟合色彩指标与地图评分的关系,决定系数R2为0.70。研究结果为电子地图配色设计提供了新的理论依据和实践应用方向。
基于方向感知和双路径编码器的遥感图像道路提取
刘明皓 ;代俊 ;宋雨芯 ;何志鹏 ;从遥感图像中提取道路信息是遥感语义分割的重要任务。针对当前深度学习网络模型在道路信息遥感提取方面存在的诸如道路断裂、虚假道路等问题,该文提出一种基于方向感知和双路径编码器的DPMSRE-Net模型。首先,在CNN和Swin Transformer双路径编码器的融合部分设计了多尺度条形注意力融合(MSAF)模块,该模块通过条形注意力加强模型对道路方向的感知,使网络能够增强在不同尺度和通道上的感知能力,更好地融合双路径编码器的特征信息;其次,在编码器和解码器的核心桥接部分设计了多尺度交叉方向注意力(MSCA)模块,有助于网络学习丰富的上下文信息和拓扑结构,提升对道路细节的捕捉能力。基于CHN6-CUG与DeepGlobe两个道路数据集的对比实验表明,DPMSRE-Net在IoU、F1分数上均优于D-LinkNet、U-Net等语义分割模型。
京津冀县域景观格局演进对国土空间生态效率的影响研究
李彤辉;韩素波;李强;高威;徐虹;探究景观格局演进对国土空间生态效率的影响可为国土空间调控和优化提供科学支撑。以京津冀176个县域单元作为研究对象,计算景观格局指数,运用超效率EBM模型测算国土空间生态效率,借助空间杜宾模型识别景观格局指数对国土空间生态效率的影响机理。研究表明:(1)景观格局总体呈现“北高南低”(PD/ED/SHAPE_MN)与“北低南高”(AREA_MN/COHESION)的稳定二元结构,自然本底条件复杂,地表景观随着城市化进程的推进趋于破碎化、复杂化;国土空间生态效率总体水平改善,呈现出北高南低的空间格局,不同类型地区格局分异明显,分布随时间变化相对稳定。(2)京津冀北部区县,斑块破碎化通过增强边缘效应和生物多样性形成“破碎化—高生态效率”正向机制;位于中部和南部的部分区县,建设用地扩张导致景观破碎化加剧,生态效率下降;京津核心区则通过高效空间治理,能够在较高的城市化水平下维持较高的生态效率。(3)PD、COHESION和信息化水平通过本地及跨区域负向效应抑制生态效率,而AREA_MN和ED通过增强连通性产生正向促进与溢出效应,SHAPE_MN则呈现本地增益与区域损耗的冲突效应,2005—2020年AREA_MN、ED、SHAPE_MN对国土空间生态效率的正向影响增强。理清景观格局演进对国土空间生态效率的影响,有利于提升京津冀国土空间生态效率。
