Hierarchical community detection and functional area identification with OSM roads and complex graph theory     

Ye Hong 《International journal of geographical information science》2019,33(8):1569-1587

An in-depth analysis of the urban road network structure plays an essential role in understanding the distribution of urban functional area. To concentrate topologically densely connected road segments, communities of urban roads provide a new perspective to study the structure of the network. In this study, based on OpenStreetMap (OSM) roads and points-of-interest (POI) data, we employ the Infomap community detection algorithm to identify the hierarchical community in city roads and explore the shaping role roads play in urban space and their relation with the distribution of urban functional areas. The results demonstrate that the distribution of communities at different levels in Guangzhou, China reflects the urban spatial relation between the suburbs and urban centers and within urban centers. Moreover, the study explored the functional area characteristics at the community scale and identified the distribution of various functional areas. Owing to the structure information contained in the identification process, the detected community can be used as a basic unit in other urban studies. In general, with the community-based network, this study proposes a novel method of combining city roads with urban space and functional zones, providing necessary data support and academic guidance for government and urban planners.  相似文献   

Revisiting the morphological method in two-dimensions to quantify bed-material transport in braided rivers     

Gilles Antoniazza  Maarten Bakker  Stuart N. Lane 《地球表面变化过程与地形》2019,44(11):2251-2267

Research in the 1990s showed that bed-material transport rates could be estimated at the reach scale in both one-dimension and, over small spatial scales (10s of m), in two-dimensions. The limit on the latter was the spatial scale over which it was possible to obtain distributed data on morphological change. Here, we revisit the morphological method given progress in both topographical data acquisition and hydraulic modelling. The bed-material transport needed to conserve mass is calculated in both one and two dimensions for a 1600 m × 300 m Alpine braided river “laboratory”. High-resolution topographical data were acquired by laser scanning to quantify Digital Elevation Models (DEMs), and morphological changes caused by the flushing of the water intake were derived from repeated surveys. Based on DEMs of differences, 1D bed-material transport rates were calculated using the morphological method. Then, a 2D hydraulic model was combined with a topographic correction to route sediment through the network of braided channels and to obtain a spatially variable estimate of transport in both downstream and cross-stream directions. Monte Carlo simulation was applied to the routing model parameters, allowing identification of the most probable parameter values needed to minimize negative transport. The results show that within-section spatial compensation of erosion and deposition using the 1D treatment leads to substantial local errors in transport rate estimates, to a degree related to braiding intensity. Even though the 2D application showed that a large proportion of the total transport was actually concentrated into one main channel during the studied low flow event, the proportion of transport in secondary anabranches is substantial when the river starts braiding. Investigations of the effects of DEM resolution, competent flow duration and survey frequency related to ‘travelling bedload’ and sequential erosion-deposition emphasized the critical importance of careful data collection in the application of the morphological method. © 2019 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

网络大数据下的中国现代食甜习惯空间分布特征及其影响因素研究     

姚可桢  岳书平 《地球信息科学学报》2020,22(6):1202-1215

饮食地理文化作为地域文化中最具地方特色的重要元素,在现代人口大规模流动背景下呈现出全新的多样化局面,而基于传统认知的“南甜北咸”的地域分异已然不能代表中国现代食甜分布的空间特征。因此,本文采用网络爬虫技术,获取我国大陆31个省会城市共计约2000万条美食消费数据,从传统类菜品、主食类菜品、饮料类和甜品类菜品4个方面计算城市食甜度,在ArcGIS、MySQL软件支持下,借助GIS空间分析和数理统计方法探究我国现代食甜习惯的空间分布特征,分析影响食甜分布的因素。研究发现：① 中国食甜在空间分布上存在显著的地域分异特征,聚类分析评价参数R ²高达0.88,现代食甜习惯总体呈现“东高北中,西微内低”的包围式格局;② 从整体抑或局部角度,在1%显著性水平上莫兰指数均为正,中国食甜分布呈现显著的空间正相关关系,形成特色鲜明的3个地理集聚区,即以苏浙沪闽为主的东南沿海高甜集聚区,以渝黔川为主的西南内陆低甜集聚区和以陕宁为主的西北内陆低甜集聚区;③ 构建了中国现代食甜习惯分布影响因素模型,其拟合精度为0.82,分析结果显示降水、湿度、气温等气象要素及地理位置是影响现代我国食甜空间分布的重要因素。  相似文献   

基于Stacking集成学习的恒星/星系分类研究          下载免费PDF全文

李超  张文辉  李然  王俊义  林基明 《天文学报》2020,61(2):21-111

机器学习在当今诸多领域已经取得了巨大的成功,但是机器学习的预测效果往往依赖于具体问题.集成学习通过综合多个基分类器来预测结果,因此,其适应各种场景的能力较强,分类准确率较高.基于斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)计划恒星/星系中最暗源星等集分类正确率低的问题,提出一种基于Stacking集成学习的恒星/星系分类算法.从SDSS-DR7(SDSS Data Release 7)中获取完整的测光数据集,并根据星等值划分为亮源星等集、暗源星等集和最暗源星等集.仅针对分类较为复杂且困难的最暗源星等集展开分类研究.首先,对最暗源星等集使用10折嵌套交叉验证,然后使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、随机森林(Random Forest,RF)、XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)等算法建立基分类器模型;使用梯度提升树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)作为元分类器模型.最后,使用基于星系的分类正确率等指标,与功能树(Function Tree,FT)、SVM、RF、GBDT、XGBoost、堆叠降噪自编码(Stacked Denoising AutoEncoders,SDAE)、深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)、深度感知决策树(Deep Perception Decision Tree,DPDT)等模型进行分类结果对比分析.实验结果表明,Stacking集成学习模型在最暗源星等集分类中要比FT算法的星系分类正确率提高了将近10%.同其他传统的机器学习算法、较强的提升算法、深度学习算法相比,Stacking集成学习模型也有较大的提升.  相似文献   

遗传算法优化的BP神经网络卫星钟差预报          下载免费PDF全文

孙鹏超  魏东平  孙碧娟 《天文学报》2020,61(6):67

针对BP (Back Propagation)神经网络模型预测卫星钟差中权值和阈值的最优化问题, 提出了基于遗传算法优化的BP神经网络卫星钟差短期预报模型, 给出了遗传算法优化BP神经网络的基本思想、具体方法和实施步骤. 为验证该优化模型的有效性和可行性, 利用北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system, BDS)卫星钟差数据进行钟差预报精度分析, 并将其与灰色模型(GM(1,1))和BP神经网络模型预报的结果比较分析. 结果表明: 该模型在短期钟差预报中具有较好的精度, 优于GM(1,1)模型和BP神经网络模型.  相似文献   

中国海-西太平洋地区典型剖面的重-磁-震联合反演研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

张正一  范建柯  白永良  董冬冬 《地球物理学报》2018,61(7):2871-2891

重-磁-震联合反演是获取地壳结构的重要方法.此次研究，我们主要基于全球最新的水深、重磁异常、沉积物厚度等数据，结合实测地震数据和前人研究成果，分析了中国海-西太平洋地区的莫霍面展布特征，并利用重磁震联合反演方法获得了跨越中国海-西太平洋典型剖面的地壳结构和异常体分布，揭示了陆壳到洋壳的典型变化规律.结果表明，从浙江地区到马里亚纳俯冲带，地壳结构大致呈现由厚到薄、由老到新、由复杂到简单的特征.浙江地区（扬子块体和华夏块体）地壳结构复杂，三层结构明显，地壳内断裂带发育，并伴有广泛的岩浆侵入；东海地区莫霍面起伏剧烈，地壳厚度变化较大，冲绳海槽地壳明显减薄，是其过渡壳性质的体现；西菲律宾海盆、九州-帕劳海脊、帕里西维拉海盆、马里亚纳俯冲带等构造单元地壳结构相对简单，二层结构明显.其中，西菲律宾海盆和帕里西维拉海盆地壳内部磁异常变化较为剧烈，海盆扩张过程中形成的磁异常体分布广泛，地壳厚度（5~8 km）明显小于陆壳；九州-帕劳海脊地壳厚度可达~20 km，缺失中地壳，表现为岛弧地壳结构；同源的西马里亚纳岛弧和东马里亚纳火山弧地壳结构相似，浅层磁异常体分布广泛，西马里亚纳岛弧地壳厚度（~17 km）略小于东马里亚纳火山弧（~20 km），体现了裂离的不对称性；马里亚纳海槽具有正常的洋壳结构（~7 km），但扩张中心未发生明显破裂.对比各构造单元地壳结构的异同点，我们进一步认识到，陆壳与洋壳之间不是孤立的，陆壳可能会演化出洋壳的结构或组分，板块的演化总是处于动态循环过程中.此研究加深了我们对中国海-西太平洋深部构造特征的整体理解，促进了我们对大陆边缘演化与板块相互作用的认识，深化了我国管辖海域及邻近地区的基础地质调查.  相似文献   

基于多源数据的山东省围填海造地特点及发展趋势研究          下载免费PDF全文

安国强 《海洋开发与管理》2018,35(3):15-20

文章基于文献资料分析、官方数据汇总、国产高分辨率资源卫星遥感影像信息提取以及发展趋势研判等方法,对改革开放以来山东省全海域范围内围填海造地的历史发展、现状特征、发展趋势及其对生态环境的影响进行了分析和总结,并提出相关的政策建议。研究表明:改革开放以来,山东省围填海造地累计已超过4.58万hm~2。21世纪以来围填海造地进入快速增长时期,尤其是2010年以来,全省围填海造地又掀起了一次新的热潮,其面积和速度都远远超过了历史水平。鉴于围填海造地对环境和生态的巨大影响,文章提出了加强管理、严格环境影响评价、引入生态环境补偿机制以及建立分级填海评估制度和年度监测机制等建议。  相似文献   

尼泊尔地震的NOAA卫星数据震前异常分析     

林岭  孔祥增  李南  熊攀 《地球信息科学学报》2018,20(8):1169-1177

发生地震时常伴随有地热辐射增强现象,这些异常信息隐藏于遥感卫星NOAA所捕获的地球射出长波辐射（OLR）数据中,目前多数研究还停留在对源数据的解读,缺乏有效的信息处理技术,致使大部分的OLR数据没有得到充分利用。因此,本文提出一种基于鞅理论的概率统计方法来识别异常特征算法,从有噪声的非结构化的源数据中提取出震前OLR数据异常变化特征序列,从时间序列和地域范围进行震前异常分析。本算法实验是以尼泊尔的在2014年9月至2015年7月期间（包括2015年4月25日Ms7.8大地震）发生的3次地震的OLR数据为例,实验结果显示震中区域的OLR数据在震前的2~3个月开始有显著的异常数据变化,通过分析发现数据显示数据异常在震前出现的时间长短与地震的大小相关,异常的发生区域与震区周围的地貌特征相关。这说明基于鞅理论的算法所提取的OLR数据异常点序列的确与地震发生的时间地点是有关系的。  相似文献   

北斗三号组网卫星数据质量分析及单系统定轨精度初步评估     

曾添  贾小林  隋立芬  肖国锐  田翌君  吕志鹏 《大地测量与地球动力学》2019,39(11):1165-1170

选取2018-01-23起10 d内16个iGMAS测站观测数据，对北斗三号卫星的观测数据质量及BDS单系统精密定轨精度进行评估。初步结果表明，老信号B1I、B3I北斗三号卫星的信噪比略强于二号卫星，噪声与多路径基本相当，均在0.1 m量级，新卫星不存在星内多路径偏差。新信号B1C/L1/E1频点GPS信噪比最强，Galileo和BDS卫星相当，B2a/L5/E5a和B2b/E5b各系统基本相当；噪声及多路径方面，B1C/L1/E1频点GPS优于BDS、Galileo卫星0.1 m量级，B2a/L5/E5a和B2b/E5b各系统基本相当，均在0.1 m量级，新信号中北斗三号卫星星内多路径偏差基本消失。单系统精密定轨试验中，分别进行有/无GEO卫星策略、太阳光压模型ECOM 五/九参数策略的比较，并使用卫星激光测距数据进行独立检核。初步结果表明，有GEO卫星、ECOM五参数光压模型的定轨精度最好，C19号卫星7个重叠弧段的平均定轨精度在沿迹向、法向、径向的精度分别为32 cm、16 cm、8 cm，与试验卫星的定轨精度基本相当。  相似文献   

Research and Test of Real-time Search Algorithm of Fast Radio Bursts Based on GPU Acceleration     

WANG Jun  CHEN Mao-zheng  PEI Xin  WANG Zhi-qiao 《Chinese Astronomy and Astrophysics》2018,42(2):313-324

In order to satisfy the research need of Nanshan 25 m radio telescope of Xinjiang Astronomical Observatory (XAO) and study the key technology of the planned QiTai radio Telescope (QTT), on the basis of the original CPU (Central Processing Unit)-based real-time search algorithm of FRBs (Fast Radio Bursts), we have studied the GPU (Graphics Processing Unit)-based real-time search algorithm of FRBs, and built the corresponding real-time search system of FRBs. We have made the comparison and analysis on the GPU system and CPU system, the test result shows that under a given searching accuracy, the speed of the GPU-accelerated algorithm is improved by 35–45 times compared with that of the CPU algorithm.  相似文献