| 感知物理先验的机器学习及其在地理空间智能中的研究前景 |
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| 引用本文： | 张彤,刘仁宇,王培晓,高楚林,刘杰,王望舒.感知物理先验的机器学习及其在地理空间智能中的研究前景[J].地球信息科学,2023(7):1297-1311. |
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| 作者姓名： | 张彤 刘仁宇 王培晓 高楚林 刘杰 王望舒 |
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| 作者单位： | 1. 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室;2. 奥地利维也纳工业大学测量与地理信息系 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作/港澳台科技创新合作”重点专项（2019YFE0106500）；;国家自然科学基金项目（41871308）~~； |
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| 摘 要： | 许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释，因此不能构建确定的数学方程来描述，不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富，数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象，但是纯数据驱动模型在表征能力、可解释、泛化能力、样本利用效率方面还存在很多不足。常规机器学习方法在地学领域的应用还面临时空异质性、样本稀疏等带来的挑战。近年来感知物理先验的机器学习方法可以在物理原理不太明确的情况下更有效地利用观测数据描述和分析动态系统，受到了广泛关注，并在物理、计算机、生物、医学和地学等领域得到了一定的应用。近年来人工智能和机器学习技术已经大量应用于地理学尤其是地理信息和遥感领域，受到地理学者广泛重视，被称为地理空间智能，并已成为一个热门的研究方向。感知物理先验的机器学习方法融合了模型驱动和数据驱动思想，为地理空间智能研究带来新的研究范式，促进各种复杂地理现象的精细描述和预测。本文首先分别从物理先验的表达形式和如何在机器学习中集成物理先验两方面概述了该领域的进展。物理先验是在机器学习建模之前已经存在、独立于机器学习方法的知识。本文从增广的数据和定制特征、物...
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| 关 键 词： | 物理感知的机器学习 物理先验 机器学习 深度学习 时空先验 时空表征 地理空间智能 地理信息科学 |
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