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组态视角与定性比较分析:地理学复杂因果解释的新方法
郭卫东;杜德斌;王胜鹏;组态视角和定性比较分析能有效分析多要素条件组合引发的复杂因果机制问题,本文对近年地理学复杂因果机制问题的研究方法进行梳理,发现现有定性和定量研究方法较难分析多要素条件相互作用下的因果复杂性机理,故将组态视角和定性比较分析方法引入地理学复杂因果机制问题研究,介绍组态视角和定性比较分析的核心思想和技术实现流程,以及现阶段地理学基于组态视角分析的具体应用和展望,为解决多重并发因果复杂性问题提供新的思路和方法。
基于边界距离加权的空间尺度平滑算法及其在跨尺度地理预测中的应用
饶加旺;李晶;马荣华;周松;针对空间尺度转换中常见的区域边界拓扑失真与预测值不连续问题,本文提出一种基于边界距离加权的空间尺度平滑算法。该算法摒弃传统基于区域中心的权重分配思路,通过计算预测点至相邻区域边界的几何距离,构建连续的距离衰减函数,进而动态融合不同局部模型的预测结果,在保留区域空间特征的同时,能生成跨边界连续平滑的预测曲面。基于美国境内雪荷载数据的实验表明,本文算法在保持地理空间结构一致性方面优于移动窗口法与多尺度地理加权回归(MGWR)法;十折交叉验证显示,普通最小二乘回归(OLS)、广义可加模型(GAM)与Kriging模型的均方误差(MSE)分别降低80.5%、32.0%与18.5%;参数敏感性分析确定平滑距离阈值S为25 km时算法性能最优。该算法可为地理信息系统制图综合、遥感影像边缘优化及强空间异质性地理建模提供有效工具。
面向复杂场景融合视觉与转向角时序信息的车道线检测方法
龙彩霞;张用川;郑豆豆;夏君;何勇;车道线的准确检测是智能交通系统与自动驾驶环境感知的关键。针对当前纯视觉检测方法在城市复杂环境因遮挡、光照变化等导致准确度与鲁棒性不足的问题,本文提出一种基于IAFNet+LSTM的多模态融合车道线检测方法。通过设计轻量级图像—角度交叉注意力模块(LIA-CAM)实现视觉特征与车辆转向角信息的跨模态深度融合,并引入LSTM对转向角序列进行时序建模,以有效捕捉车辆动态意图。基于ImageAngle-Udacity数据集的6 308张道路图像,在强光、弱光、急转弯及车辆遮挡等多种复杂场景下,将本文方法与IAFNet、LaneNet、SCNN等方法进行对比试验和参数敏感性分析。结果显示,本文方法的IoU为0.788,精确率为0.878,召回率为0.896,F1值为0.867,相比最优基线模型IAFNet分别提升约1.6%、2.1%、3.9%、1.6%;在复杂光照和几何条件下具有良好鲁棒性,相比传统单模态方法具有显著优势,可为自动驾驶系统提供可靠的车道线感知能力。
基于LSTM-Attention-XGBoost的河南省冬小麦产量预测与空间格局分析
刘涛;张苏;方志祥;李英杰;张寰;及时准确地预测冬小麦产量对保障国家粮食安全、促进农业可持续发展与实施乡村振兴战略具有重要意义。传统模型难以揭示时序动态特征与产量的非线性复杂关系,本文融合时序遥感、气象与土壤多源数据,构建LSTM-Attention-XGBoost集成学习框架,实现河南省县域尺度冬小麦产量预测,并结合SHAP(SHapley Additive exPlanations)方法解析特征驱动机制与空间分异特征。结果表明:所构建模型对冬小麦产量估算精度(R2=0.875,RMSE=0.430 t/hm2,MAE=0.340 t/hm2)相比LSTM、LSTM-Attention和LSTM-XGBoost分别提升68.7%、15.3%和18.9%;特征贡献呈现“土壤属性—植被指数—气象要素”的重要性排序;模型在拔节—抽穗阶段达到最佳预测性能(R2=0.918,RMSE=0.348 t/hm2,MAE=0.302 t/hm2),可提前64 d实现高精度估产;县域尺度产量空间异质性显著,高产区主要位于豫东、豫北平原,中低产区集中于豫中平原向豫南丘陵及西部山地过渡带,整体格局多年相对稳定,过渡带年际波动明显。本文研究框架可提升多源时序数据条件下的冬小麦产量预测能力,并从模型解释拓展至空间格局解析,为区域尺度粮食管理、预警与精准农业决策提供支持。
基于GF-1的迁安市耕地非粮化识别及时空变化特征研究
程甜甜;张贵军;张蓬涛;徐磊;时笑磊;赵海澎;在矿产开发与城镇化双重驱动下,资源型县域非粮化风险加剧,威胁粮食产能稳定。本文以迁安市为研究对象,基于2016年、2020年和2024年GF-1影像数据,结合植被指数、多尺度分割与决策树模型,运用非粮化率、空间趋势面及核密度估计等方法开展耕地非粮化识别及时空变化特征研究。结果表明:本文构建的耕地非粮化高精度识别体系总体精度大于91%;研究期内迁安市耕地非粮化面积先升后降,非粮化率由49.38%波动升至53.48%,再降至46.62%;空间格局呈现“东南—西北”向“西南—东北”的结构性变迁,村庄尺度由离散分布转为条带状集群分布;东西方向上由“U”形分布变为“西高东低”分布,南北形成“北高南低”梯度,核密度高值区主要集中于建成区及工矿—城镇复合带,中西部非粮化强度显著高于南部。研究结果可为区域耕地保护、粮食安全保障及土地资源优化配置提供科学依据与决策支撑。
