佳文赏析 | 权威期刊《地球信息科学学报》近五年高被引文（2015-2019）

《地球信息科学学报》创刊于1996年，创始人为陈述彭院士。《地球信息科学学报》原名《地球信息科学》自2009年起更名为《地球信息科学学报》，是由中国科学院主管、中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会联合主办的综合性学术刊物。

《地球信息科学学报》是地球信息科学领域的学报级综合性学术期刊，主要刊登以地球系统信息流为主要研究对象、以地球信息机理、地球信息认知方法、地球信息时空图谱、“数字地球”战略以及全球变化等科学问题为研究内容的原创性学术论文、创新型工程应用论文以及相关评论与简讯。特别重视地球系统科学及其相关边缘交叉学科的最新研究成果的报道。《地球信息科学学报》开办有地球信息科学理论与方法、地学信息模型研究、虚拟地理环境、地理信息系统理论方法与应用研究、地理信息系统平台开发、遥感技术机理、资源环境遥感应用、网络算法与应用、学苑动态等栏目。本学报读者对象为广大从事地球信息科学理论研究和地理信息系统、遥感、测绘、资源环境信息获取等应用研究的科研人员、工程技术人员及其管理决策人员。 

[1]DMSP/OLS夜间灯光影像中国区域的校正及应用

曹子阳；吴志峰；匡耀求等

(2015年第9期；被引103；下载3649)

摘要：美国国防气象卫星搭载的业务型线扫描传感器(DMSP/OLS)获取的夜间灯光影像,可客观地反映人类开发建设活动强度,其广泛应用于城市遥感的多个领域。但该数据缺少星上的辐射校正,下载的原始影像数据集不能直接用于研究,需进行区域校正。长时间序列的DMSP/OLS夜间灯光影像数据集主要存在2个问题需在校正过程中解决:(1)原始影像数据集中的影像是非连续性的;(2)数据集中的每一期影像都存在着像元DN值饱和的现象。针对这2个问题,本文提出了一种不变目标区域法的影像校正方法,对提取出来的每一期中国区域的夜间灯光影像进行了校正,该校正方法包括相互校正、饱和校正和影像间的连续性校正。最后,为了检验校正方法的合理性与可靠性,本文将校正前后中国夜间灯光影像与GDP和电力消耗值,分别进行回归分析评价表明,校正后的影像更客观合理地反映区域经济发展的差异。 

关键词：DMSP/OLS; 夜间灯光影像; 中国; 校正方法; GDP;

[2]土地利用/覆盖的空气污染效应分析

许珊；邹滨；蒲强等

(2015年第3期；被引48；下载829)

摘要：以长株潭城市群核心区为对象,运用GIS和RS技术获取研究区土地利用/覆盖和空气污染分布格局,结合景观指数移动窗口分析结果,分年均和季节时间尺度分析NO2、PM10、O3、PM2.5浓度空间分布特征与土地利用格局的耦合关系。结果表明:长株潭城市群土地利用/覆盖,对空气污染物浓度的变化影响显著,具有季节效应。建设用地和道路面积占比与NO2、PM2.5浓度显著正相关,与O3浓度呈显著负相关;林地面积占比越大,NO2、PM2.5浓度越低;土地利用/覆盖对PM10浓度影响相对不稳定,易受不同季节局地尺度工业生产和建筑开发活动影响。从土地利用/覆盖微观配置角度,景观破碎程度越高,PM10浓度越高;散布与并列指数越大,NO2和PM2.5浓度越高、O3浓度越低;多样性指数与PM2.5浓度显著正相关。从优化土地利用降低空气污染角度创建的长株潭城市群生态绿心区的作用尚未真正展现。研究结果对明确反映土地利用/覆盖与空气污染特征间的关系,指导城市土地利用活动的合理开发具有重要的价值。

关键词：土地利用; 空气污染; 长株潭城市群; 生态绿心区; GIS;

[3]基于RCNN的无人机巡检图像电力小部件识别研究

王万国；田兵；刘越等

(2017年第2期；被引46；下载2632)

摘要：随着无人机(UAV)在电力巡线作业中的应用推广,对无人机巡检图像的信息挖掘或目标识别需求也越来越强烈。传统的电力部件识别流程常使用经典的机器学习算法,如支持向量机(SVM)、随机森林或adaboost,结合梯度、颜色或纹理等浅层特征来对电力部件进行识别,难以充分利用无人机巡检图像的信息,并且难以达到较高的准确率。卷积神经网络(CNN)在目标识别中表现优异,在很多目标识别场景之中成为首选算法。基于区域的卷积神经网络(RCNN)通过使用CNN从图像中提取可能含有目标的区域来检测并识别目标,但是计算复杂,难以满足识别海量电力巡检图片的需求。Fast R-CNN和Faster RCNN利用CNN网络提取图像特征,后接一个区域提议层,优化了提取可能含有目标区域的方式并改进识别目标的分类器,使目标的检测和识别几乎实时。本文详细描述了Faster R-CNN算法流程,并在无人机电力线巡检图像部件检测中使用,然后分别对DPM、SPPnet和Faster R-CNN识别方法进行了对比分析,利用实际采集的电力小部件巡检数据构建的数据集对3种方法进行测试验证,并讨论了不同参数对识别结果的影响。实验结果表明,基于深度学习的识别方法实现电力小部件的识别是可行的,而且利用Faster R-CNN进行多种类别的电力小部件识别定位可以达到每张近80 ms的识别速度和92.7%的准确率。

关键词：深度学习; RCNN; 卷积神经网络; 无人机巡检图像; 电力部件识别;

[4]基于Shark/Spark的分布式空间数据分析框架

温馨；罗侃；陈荣国

(2015年第4期；被引43；下载1716)

摘要：随着空间数据的与日俱增,传统依托于单节点的空间数据管理方法,已难以满足海量数据高并发的需求。云计算的兴起带来机遇与挑战,分布式技术与数据库技术的优势互补,为云计算下高效的数据管理提供了可能。本文提出一种在分布式计算引擎(Shark/Spark)中集合之关键技术(包括空间数据映射、空间数据加载、数据备份及空间查询等),将空间数据库对空间数据的高效存储、索引及查询优势与分布式计算引擎对复杂计算的优势相结合,实现一种基于Shark/Spark的分布式空间数据分析框架。在具体实现中,通过空间自定义函数和空间函数下推2种方式实现空间查询,结果表明,影响返回结果数据量的空间查询更适合下推给空间数据库完成,而不影响返回结果数据量的空间查询,利用分布式计算引擎直接运算更有优势。同时,通过与现有的一种分布式GIS方案(Arc GIS on Hadoop)对比发现,空间数据库的空间索引可有效提高查询效率,空间数据管理也更加独立。 

关键词：Shark; Spark; Hadoop; 空间数据库; 空间查询;

[5]高分辨率遥感影像目标分类与识别研究进展

刘扬、付征叶、郑逢斌

(2015年第9期；被引43；下载4414)

摘要：高分辨率遥感影像的目标分类与识别,是对地观测系统进行图像分析理解,以及自动目标识别系统提取目标信息的重要手段。本文综述了当前国内外在可见光、红外、合成孔径雷达和合成孔径声纳等遥感影像的目标分类与识别的关键技术和最新研究进展。首先,讨论了高分辨率遥感影像的目标分类与识别问题的主要研究层次和内容;其次,深入分析了高分辨率遥感影像目标分类与识别,在滤波降噪、特征提取、目标检测、场景分类、目标分类和目标识别的关键技术及其所存在的问题;最后,结合并行计算、神经计算和认知计算等技术,讨论了目标分类与识别的可行性方案。具体包括:(1)高性能并行计算在高分辨率遥感图像处理的主流技术,并给出了基于Hadoop+Open MP+CUDA的高分辨率遥感影像混合并行处理架构;(2)深度学习对于提升目标分类和识别精度的应用前景,以及基于深度神经网络的多层次遥感影像目标识别方法;(3)认知计算在解决遥感影像大数据不确定性分析的模型与算法,并讨论了层次主题模型的多尺度遥感影像场景描述方案。此外,根据媒体神经认知计算的相关研究,探讨了遥感影像大数据的目标分类和识别的发展趋势和研究方向。 

关键词：目标分类与识别; 媒体神经认知计算; 并行计算; 深度学习; 主题模型;

[6]基于地理探测器的大熊猫生境适宜度评价模型及验证

廖颖；王心源；周俊明

(2016年第6期；被引38；下载1376)

摘要：动物生境适宜度评价对于野生动物生境保护十分重要。基于物种活动点来建模的生态位模型是目前应用最广泛的动物生境评价方法,但该方法不能直接表达生境适宜度与环境因子间具有生态学意义的数量关系。本文以雅安地区为例,提出一种新的大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)生境适宜度评价方法,选取海拔、坡度、坡向、地形指数、距水源距离、植被类型、主食竹及距公路距离8个环境因子,引入地理探测器,在分别基于MAXENT模型和层次分析法(The Analytic Hierarchy Process,AHP)所构建生境适宜度模型的基础上,通过4个地理探测器(风险探测器、因子探测器、生态探测器和交互作用探测器)探寻大熊猫生境与各环境因子间的关系以及环境因子对大熊猫生境的影响机理,并将其预测结果与单一MAXENT模型和AHP法进行对比。结果表明:(1)AHP、AHP-Geogdetector、MAXENT和MAXENT-Geogdetector模型总体评价精度分别为85.6%、86.5%、91.3%和94.2%,kappa系数分别为0.699、0.718、0.821和0.882,AUC值分别为0.902、0.928、0.949和0.966,模型所预测的适宜和较适宜区与实际分布区重叠比分别为63.66%、61.30%、76.70%和90.10%,说明AHP-Geogdetector和MAXENT-Geogdetector模型精度均比相应的单一模型有所提高,且MAXENT-Geogdetector模型精度最高;(2)基于地理探测器的大熊猫生境适宜度评价模型能以"生境适宜度和环境因子间具有生态学意义的数量关系"的形式直接体现环境因子对动物生境利用的生态学作用,具有较好的生态学可解释性。因此,用地理探测器进行大熊猫生境适宜度评价具有较好的可行性。

关键词：大熊猫;地理探测器;层次分析法;MAXENT; 生境适宜度评价;

[7]近20年黄土高原土地利用/覆被变化特征分析

周书贵；邵全琴；曹巍

(2016年第2期；被引37；下载1235)

摘要：本文根据黄土高原地区20世纪80年代末、2000年、2008年3期土地利用/覆被空间数据集,计算2个时段(20世纪80年代末-2000年,2000-2008年)土地利用/覆被转类方向及其幅度、土地利用/覆被转类指数、土地利用/覆被状况指数及其变化率,分析黄土高原地区自20世纪80年代末以来土地利用/覆被时空变化特征以及宏观生态状况的变化趋势。结果显示:黄土高原地区近20年来平均土地利用/覆被状况指数为24.07,其中土石山区生态系统综合功能最好,其次为河谷平原区,最差的为农灌区。20世纪80年代末-2000年,黄土高原地区主要土地利用/覆被转类是森林和草地转为耕地,生态级别由高级向低级转移,2000-2008年主要土地利用/覆被转类是耕地转为林地和草地,低覆盖草地转为中高覆盖草地,生态级别由低级向高级转移。近20年来黄土高原地区地覆被状况指数变化以及土地利用/覆被转类指数表明,该区域的宏观生态状况总体上经历了转差(20世纪80年代末-2000年土地利用/覆被转类指数为-1.08),后转好(2000-2008年土地利用/覆被转类指数为2.66)2个过程。这一变化过程前期受区域气候变化以及人口增长共同驱动,后期则叠加了生态工程的影响。 

关键词：土地利用/覆被转类指数; 转类方向; 黄土高原; 土地利用/覆被变化;

[8]基于夜晚灯光数据和Google Earth的城市建成区提取分析

宋金超；李新虎；吝涛等

(2015年第6期；被引36；下载1729)

摘要：夜晚灯光数据已被广泛应用于提取城市建成区的研究,由于灯光具有溢出特性,因此确定最佳灯光阈值成为研究热点。本研究中总结4种常用最佳阈值确定方法的特点,并使用Google Earth影像空间比较法,确定夜晚灯光数据提取城市建成区的最佳阈值。由于地形、交通等因素影响城市形态,城市形态影响夜晚灯光数据提取城市建成区的最佳阈值大小,因此,根据城市形态将阈值结果分为2类,并得到块状城市和带状城市建成区的最佳灯光阈值分别为43和47。Google Earth影像空间比较法与其他方法相比具有不受统计数据限制,以及简易操作等优势,且从形态上对城市建成区提取结果进行空间比较;其次,根据城市形态对最佳阈值结果分类,使不同类型的城市建成区提取结果更准确。该方法适用于在地形复杂、形态多样的大尺度空间中提取城市建成区。 

关键词：夜晚灯光数据; Google Earth; 城市建成区; 城市形态; 地形坡度;

[9]基于时间序列聚类方法分析北京出租车出行量的时空特征

程静；刘家骏；高勇

(2016年第9期；被引34；下载1478)

摘要：受城市资源配置、区域功能分化的影响,城市中居民的出行往往呈现出特定的模式和规律,而这种出行模式的背后反映出城市的功能结构。城市车辆GPS导航的广泛使用,以及车辆轨迹数据的大量获取,为分析城市居民出行模式及理解城市功能结构提供了数据支撑。本文以道路分割城市得到的地块为研究单元,利用北京市一个月的出租车轨迹数据,对北京居民的出行模式及城市功能格局进行分析。在轨迹数据分析中,本文从轨迹数据中提取每个地块的出行量时间序列信息,然后采用结合时间序列距离度量和时间序列自身相关性的聚类方法,对出行量时间序列数据进行聚类分析,从而研究乘客出行的时空分布特征,最后结合北京市POI数据,探讨了不同区域乘客出行规律和区域功能类型的相互关系。结果表明,出租车出行量时间序列模式在工作日和周末间存在明显差异。此外,工作日的2个出行高峰与通常的通勤早晚高峰不同。由出行量所得的区域聚类结构,除具有重要交通枢纽功能的地块外,总体上以市中心为圆心大致呈同心圆分布,且距离市中心越远出行量越小。研究结果对于分析北京市居民出行行为、辅助城市交通规划具有一定的意义。 

关键词：轨迹数据; 时空特征; 城市功能结构; 出行模式; 时间序列聚类;

[10]城市出租车上下客的GPS轨迹时空分布探测方法

唐炉亮；郑文斌；王志强等

(2015年第10期；被引34；下载1473)

摘要：出租车作为城市公共交通的重要补充,是城市面向公众的一个窗口,在人们日常出行中起到越来越重要的作用。出租车资源时空分布的不均衡,直接影响到城市公共交通的运行效率和城市形象。通过研究出租车上下客的时空分布特征,不仅可以反映城市居民的工作、生活、出行的规律和模式,也可反映城市空间在不同时段内的动态性和"热度"。本文基于出租车GPS轨迹大数据,针对出租车上下客事件轨迹呈现的线状特征,以及城市道路网络空间不同时段"热度"的动态分段特征,提出了出租车上下客时空分布的线密度探测模型。该模型通过对时间多粒度描述与表达,对不同城市道路网络空间,进行出租车上下客事件的探测和分析,获取城市出租车上下客的时空分布规律,更深刻地理解和认知了城市空间的动态性。 

关键词：线密度模型; 上下客; 时空分布; GPS轨迹; 大数据;

[11]医疗设施布局的GIS优化评价——以翔安区医疗设施为例

谢小华；王瑞璋；文东宏等

(2015年第3期；被引31；下载1304)

[12]京津冀地区NDVI变化及气候因子驱动分析

孟丹；李小娟；宫辉力等

(2015年第8期；被引30；下载632)

[13]近32年来南京城市扩展与土地利用演变研究

乔伟峰；毛广雄；王亚华等

(2016年第2期；被引29；下载1186)

[14]无人机遥感众创时代

廖小罕；周成虎；苏奋振等

(2016年第11期；被引29；下载777)

[15]基于MPI的大规模遥感影像金字塔并行构建方法

赫高进；熊伟；陈荦等

(2015年第5期；被引29；下载295)

[16]基于信息量模型的涪陵区地质灾害易发性评价

谭玉敏；郭栋；白冰心等

(2015年第12期；被引28；下载569)

[17]人口数据空间化研究进展

董南；杨小唤；蔡红艳

(2016年第10期；被引28；下载880)

[18]网络文本蕴涵地理信息抽取:研究进展与展望

余丽；陆锋；张恒才

(2015年第2期；被引28；下载1007)

[19]轨迹数据挖掘城市应用研究综述

牟乃夏；张恒才；陈洁等

(2015年第10期；被引27；下载1911)

[20]基于密度的轨迹时空聚类分析

吴笛；杜云艳；易嘉伟等

(2015年第10期；被引27；下载1360)

文字、排版：林真真

责任编辑：梁龙武

审核：刘海猛  王冠  王波涛

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