自适应空间信息可视化研究的主要框架和进展

自适应空间信息可视化研究是新近提出的地图学前沿研究领域,以建立面向用户的自适应空间信息可视化系统为目的,是以用户模型、人机交互行为和知识推理机制为基础,具有自组织、自调整、自表达和自导航能力的空间信息可视化智能系统.本文首先介绍了自适应空间信息可视化的概念、内涵、范畴和特点,探讨了自适应地图可视化系统的核心问题,设计并提出了自适应地图可视化系统的体系结构、实现过程和其研究领域.     

地图综合中的地图目标自相似性分形衰减研究

分形衰减是指在地图综合中,地图目标随着比例尺的变化其结构形态随之发生改变,其自相似程度是递减变化的,反应到分维数的变化上,称之为分形衰减.本文以分形分析方法作为工具,分维值作为度量参数,分析地图综合中地图目标的分形衰减现象.以扩展分维作为理论基础,从变维分析的角度出发,研究地图目标的自相似程度随比例尺变化而衰减的规律,进一步研究地图目标的尺度指标与分形衰减之间的关系.     

结构可靠度分析的一种改进蚁群算法

基本蚁群算法存在过早收敛、容易陷入局部最优解等问题。引入信息熵H,通过控制信息熵的值来改进参数τ,从而对基本蚁群算法进行改进,并使用改进后的蚁群算法来求解可靠指标,对结构体系进行更为准确的结构可靠度研究,以提高结构可靠度的计算效率与计算精度。将改进的蚁群算法应用于10杆桁架结构,应用结果证明该研究方法具有很强的适用性和有效性,为研究大型复杂结构的可靠性问题提供了一种新的方法。     

GARCH模型在风险值度量中的应用

介绍了VaR方法和GARCH模型,并将GARCH模型与VaR方法相结合,对上证综合指数的风险值进行度量,并进行检验。结果表明金融时间序列不服从正态分布,而是有偏的,厚尾的,并且具有方差时变性,选用GED-GARCH模型能较好的度量VaR。     

西藏山南地区土地利用结构信息熵值特征及演化规律研究

区域土地利用结构的变化是区域土地利用演变的直接体现,信息熵可以作为土地利用结构有序性的一种度量。借助信息熵理论对西藏山南地区1998~2005年及所辖12县(2005年)的土地利用结构熵分别进行了计算与分析,以揭示山南地区土地利用结构的熵值特征和演化规律,预期为该区域土地利用结构调整、土地利用总体规划等土地管理工作提供理论依据。研究结果表明:该区1998~2005年期间土地利用结构信息熵呈递增趋势,但是增长幅度较小,土地利用系统向无序方向发展;牧草地、林地、未利用地的高低是影响该地区土地利用结构信息熵大小及区域差异显著的决定性因素;山南地区土地利用结构熵值变化的的直接动因主要是土地利用结构变化和地方政策因素,而经济发展、人口增长等对土地系统熵值的动态变化也存在影响。     

基于空间洛伦茨曲线的县域土地利用结构分析

利用2011年重庆市忠县土地利用数据,构建9种土地利用现状类型数据体系,基于土地利用信息熵与空间洛伦茨曲线相结合的方法,对忠县28个乡镇的土地利用结构进行基于县域尺度下的空间分析和研究。结果表明,忠县土地利用信息熵呈现出明显的差异性,并且从空间角度将全区分成信息熵高值区、信息熵中值区、信息熵低值区,平均信息熵值为1.24 Nat,信息熵最高值为1.63 Nat,信息熵最低值为0.69 Nat;重庆市忠县耕地、建设用地、林地的分布最为均衡分散,水域、未利用土地分布则相对集中,充分利用各乡镇的优势资源发展特色产业,从而优化全县土地利用结构,推进土地的集约利用。     

基于能值理论的开采沉陷地养分变化研究

应用能值理论,以能值作为度量工具,将土壤生态系统内流动和储存的各种不同种类的能量和物质转换成同一标准,开展矿区沉陷地土壤问题的研究。根据土壤养分能值的转换率,计算出土壤养分所具有的能值,分析沉陷地整治前后的土壤养分变化,并利用能值计算出土壤的养分信息熵,以揭示沉陷地土壤系统的演变规律。针对山东某矿区沉陷地的研究结果表明,随着沉陷深度的加大,土壤养分能值的变化轨迹呈V形,在开始阶段,养分能值随下沉深度加大而逐渐减少,达到某一极值后,土壤养分能值随沉陷深度加大而逐渐上升。从变化曲线上可以看出,养分能值在空间分布很不均匀;沉陷地表层土壤养分熵值较小,有序性较高,底部土层土壤养分熵值较大,有序性较差。不同时期泥浆泵复垦地0～20cm层土壤养分能值均低于对照正常农田,且随时间变化较大,总体趋于正常农田。20～40cm层养分能值高于或接近正常对照农田,而且变化幅度大于表层土壤。泥浆泵复垦地养分信息熵随着时间变化有较大的波动,总体上熵值在减小。研究结果对于沉陷土地的复垦与改良具有一定的指导意义。     

遥感图像数据融合方法与评价方法

为了对比分析不同融合方法的融合效果,本文采用Brovey、Intensity-Hue-Saturation(IHS)、Principal com-ponent(PC)、Gram-Schmit和Wavelet融合方法对北京和三亚地区的两幅ETM+遥感影像进行融合。对于融合后的图像,采用衡量信息量的信息熵、标准差,衡量光谱保真能力的偏差指数和相关系数进行了融合效果评价。结果表明:Brovey方法融合后的图像在对原有波谱信息的保留上具有最大的优势,但是其空间信息的详细程度最差;Intensity-Hue-Saturation(IHS)方法融合后的图像,具有最大程度的空间细节信息,而对原光谱信息的保留能力最差。PC、Gram-Schmit以及Wavelet融合方法无论在空间信息的详细程度还是在对原图像光谱保真能力上,都相差不大,其融合效果非常接近。     

不同融合算法对ETM+遥感影像融合效果对比研究——以陕西安塞县和永寿县为例

为了对比不同融合算法在提取试验地地类信息的效果,采用Brovey、HSV、PC、Gram-Schmit、和Wavelet融合算法对安塞县和永寿地区的2幅ETM+遥感影像进行融合,并采用信息熵、标准差、偏差指数和相关系数进行了融合效果评价。结果表明:就空间信息量而言,经过HSV变换的图像具有最大的空间信息,而经过Brovey变换的图像,其空间信息最低,其他融合算法则在空间信息量上差别不大;就原光谱信息的保真能力而言,经过HSV变化的图像,其光谱保真能力最差,其他算法之间的光谱保真能力相差不大。     

近亲繁殖下复等位基因群体的熵性质

研究了在近亲繁殖下复等位基因群体的基因库信息熵和基因型信息熵,并讨论了在世代交替中基因型信息熵的性质。结果表明,应用信息论模型研究群体遗传学与统计学方法具有一致性,而且还具有信息学含义。     

基于自组织特征映射神经网络的储粮害虫分类方法研究

提出了基于自组织特征映射（SOM）神经网络的害虫分类方法：该方法能将任意维输入模式在输出层映射成一维或二维离散图形,并保持其拓扑结构不变,而且无需监督,可实现对输入模式自动分类。分析了SOM网络基本工作原理,并将之用于害虫分类模型的建立中。结果表明,该方法能有效地对害虫进行分类,比BP神经网络分类精确度高、分类结果的可解释性更好。     

古城空间形态分析及景观设计——以太谷古城空间为例

空间句法可以将空间形态抽象为客观量化的数据,表达空间与人的行为之间的关系,提供科学的空间形态研究角度。通过空间句法的应用,以文献资料和调研资料为依据,利用Depth map软件对太谷古城空间进行研究。选取明清时期和现今2 个时期太谷古城地图为研究对象,详细分析古城道路系统抽象成的轴线模型和线段模型,得到古城的整合度、可理解度、选择度、熵值等特征值,针对不同的空间形态采用相应的景观设计手法。在2 个时期古城空间形态特征值对比研究的过程中,总结古城空间的形态发展变化,提出客观地对待现有特征,利用现有资源使古城空间形态与现代发展相适应,并对太谷古城的景观设计提出思考。     

基于CASS的数字化宗地图自动绘制应用研究

针对过去传统的宗地图手工制作方法,利用南方CASS软件,探索地籍图形数据处理方法与应用,实现了宗地图的自动绘制,地籍表格及地籍统计信息的自动生成。     

基于51Ditu公用API接口的土壤标本地理分布信息系统

福建农科院农业生物资源研究所收集了大量的土壤标本应用于土壤微生物研究,为使土壤标本管理实物与信息紧密结合,直观显示土壤地理来源,建立了基于灵图公司公用地图API接口的地理分布展示系统.系统属性数据为土壤标本采集地信息和全国县级行政区划信息:空间数据由公用API实时提供.系统采用基于Ajax的B/S模式,将土壤标本采集地点、数量等信息叠加显示在客户端网页地图上.以行政区划方式浏览,通过单击标记可进一步现实选定的土壤标本列表和指定土壤标本的详细信息;数据编辑部分提供了对土壤标本的添加、删除和更新功能.     

关于信息度量问题的思考

为克服Shannon熵的局限性,修改了Shannon熵的公理,用公理化的方法,推导出具有有限分布列的离散型随机变量的信息量系。并且将它推广到任意具有可数无限分布列的离散型随机变量和随机向量。证明了信息量系的最大信息量定理,可加性定理,广义可加性定理、互信息定理、独立性定理等性质。对信息量系中参数值的选取提出建议。     

基于GIS和地统计学的地位指数估值研究

为得到便于查询分析的区域地位指数分布图,基于地理信息系统(GIS)和地统计学,以地理信息系统软件Arcview为平台,采用其空间分析模块中的Kriging插值方法研究了地位指数估值.研究表明,GIS和地统计学相结合,通过抽样得到的有限数据,能够快速准确的估算缺失数据、获取整个林区森林地位指数分布图,并能从地图中得到相应的地理位置,直观地查看结果,进行相应的分析.地统计学技术成功地应用于估计地位指数,其估计值是无偏的,并且具有最小方差.     

地学信息图谱研究进展

地学信息图谱是孕育时代气息,将图谱简单化、3S技术快速精确化与计算机智能化相结合产生的一种全新数字化可视方法。概述了地学信息图谱的产生背景,剖析了地学信息图谱的概念和内涵,对其研究进展、研究内容和技术路线进行了总结,预测了地学信息图谱的发展动向。并对图谱与区域可持续发展的关系进行了深入探讨。     

基于组合权重的DTOPSIS法在棉品种(系)综合评价中的应用

DTOPSIS法为逼近理想解的排序法,是一种对数据进行综合处理的模型。介绍了其原理和计算方法,并采用组合权重法确定各指标性状权重值,建立了基于信息熵和特尔菲法确定权重的DTOPSIS法决策模型。该模型既考虑了主观因素的影响,又考虑了样本指标体系中所固有的信息的重要性,并通过实例验证了该方法的合理性,为提高棉花品种综合评价的科学性和准确性提供了新思路。     

基于熵权系数土壤肥力评价方法的研究

为了减少主观因素的干扰,利用熵权系数法建立土壤肥力的评价模型;综合考虑土壤肥力中各因素提供的信息,通过熵的理论,计算各评价指标的权值,得到肥力评价的综合指标值;将得到的综合指标值进行对比排序,不仅得到土壤肥力的等级,也可以看出与标准等级的接近程度大小;在同等条件下与其他土壤肥力评价方法相比较,用98个地块土样测试数据进行验证,其中94个地块的肥力评定是一致的,可以看出熵权系数法的评定结果准确度较高,由于引入了熵,可以避免主观因素的干扰.实例分析表明,该评价方法简单易行,评价结果符合实际情况.