期刊,遥感学报 2024年卷5期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

遥感学报

主　　编：顾行发

出版周期：双月刊

国际刊号：1007-4619

电子邮箱：jrs@irsa.ac.cn

电　　话：010-64806643

邮政编码：100101

地　　址：北京市安外大屯路中国科学院遥感应用研究所

遥感学报/Journal Journal of Remote SensingCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊为专业性学术刊物。反映遥感领域的科研与技术应用成果。包括航天航空、农业、林业、资源开发、环境监测和保护、区域和工程地质勘探和评价、找矿、灾害监测和评估等领域的应用，以及地理信息系统、遥感、GIS及空间定位系统的综合应用等方面。读者对象为遥感及相关学科的科研人员及高等院校师生。

正式出版

收录年代

查看更多>>摘要：人文地理环境是人类活动与地理环境交互作用形成的综合环境,环境复杂且脆弱性高.引入数字孪生方法,构建依实驱虚、依虚控实、虚实协同演进的人文地理学问题研究新模式,对避免扰乱现实环境、深度探索复杂问题、优化现实地理问题调控方案等,具有重大的学科意义和应用价值.在综述国内外研究现状的基础上,提出数字孪生人文地理环境基本概念,详细阐述概念内涵,同时构建了数字孪生人文地理环境系统技术框架.指出数字孪生人文地理环境是由现实人文地理环境、虚拟人文地理环境以及二者之间的交互作用组成,通过对地理环境、人类活动、人地交互作用等的孪生构建与虚实交互,实现现实环境与虚拟环境之间的虚实协同、优势互补、共同演进.以数字孪生白鹿洞书院为典型案例,示范数字孪生人文地理环境构建方法、主要功能和结果形式.本文旨在抛砖引玉,借此引起对数字孪生与人文地理环境耦合研究的思考,共同推动人文地理学发展.

关键词：

遥感数字孪生人文地理环境虚拟地理环境虚实协同白鹿洞书院

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万方数据

虚拟地理环境视角下地理元宇宙初探

龚建华林珲徐丙立李文航...

1145-1160页

查看更多>>摘要：详细梳理了元宇宙、数字孪生和虚拟地理环境3个概念的内涵、源初性特征和关联集成发展趋势.提出地理元宇宙概念,依据虚实内容关系与虚实空间平行叠合特点,定义与区分了地理元宇宙的3类数字地理环境,即数字原生的虚拟地理环境、数字孪生的虚拟地理环境以及数实叠合的增强地理环境,并从时间—空间、化身人、空间参考系、在场—不在场等角度探讨了地理元宇宙的基本特性.基于人地关系以及地理元宇宙构建技术需求,建立了"人—物—场—事"映射建模、空间信息基础设施、虚拟地理实验与管理优化的地理元宇宙平台概念架构.面对逐渐展现的虚拟地理空间、化身人社会和虚实复合人地关系系统,提出建立虚拟地理环境工程学,推动地理元宇宙平台的构建和相关理论应用研究.

关键词：

遥感地理元宇宙数字孪生虚拟地理环境增强地理环境可计算人地关系虚拟科学

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万方数据

文旅元宇宙:概念、关键技术及应用场景

范占领陈崇成

1161-1176页

查看更多>>摘要：元宇宙快速发展正在影响着文旅行业的变革.文旅行业强调创意与场景体验,文旅产品具有重内容、重体验、重参与及重个性化的特点,这与元宇宙的发展高度契合.现阶段,文旅元宇宙的研究还处于襁褓阶段,对文旅元宇宙的概念、核心技术和应用场景还处于探索中.首先,本文回顾了元宇宙的演化进程,并基于文旅行业特征,提出了文旅元宇宙的基本定义、概念模型及主要特征,认为文旅元宇宙是元宇宙的一个子系统,是现有信息技术在文旅行业深度融合形成的文旅互联网形态,是文旅活动在三维数字世界的一种重构和虚拟共生.其基于扩展现实技术提供文旅场景的沉浸式体验,基于数字孪生技术生成现实世界文旅场景的镜像,并依托元宇宙统一架构下的政治、经济、文化等体系,实现文旅行业虚拟世界和现实世界的全方位融合;然后,对文旅元宇宙相关关键技术在文旅行业应用的研究进展和应用进行了详细的描述;最后,展望了文旅元宇宙在文化遗产数字化与保护、景区(酒店)开发与管理、导游导览服务、文旅营销、行业监管与市场治理等方面可能的应用场景,提出了文旅元宇宙未来重点的研究方向.虽然文旅元宇宙的发展还面临着诸多的挑战,技术的发展还要不断地经历螺旋式的上升,但是元宇宙终会重塑未来的社会形态和人类的生活方式.

关键词：

遥感元宇宙文化旅游虚拟地理环境虚实融合虚拟世界扩展现实

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万方数据

机器地图的认知逻辑与建图模型

贾奋励杨剑游雄李科...

1177-1188页

查看更多>>摘要：机器地图是为提升无人平台复杂环境认知与理解能力而提出的一类新型地图.本文以机器地图的概念模型为基础,从认知科学视角提出一种以记忆结构与过程为参考、符合认知逻辑的机器地图建图理论模型.通过分析记忆的结构与过程、心象地图的内容与组织,认知架构和机器人系统中的环境认知等问题,梳理出机器地图的认知逻辑及其对机器地图建图模型的支撑.在此基础上,分析了机器地图的任务目标和内容分类,从信息组织、逻辑结构与生成过程3方面提出机器地图建图模型的设计原则.基于该原则,设计了机器地图建图的逻辑结构和过程模型.在逻辑结构方面,从空间、视觉、情境、图式、规则等方面细化了感知地图、工作地图和长时地图中的内容与结构关系;在过程模型方面,按照认知活动抽象出包括理解、注意、推理、学习、行动的机器地图建图基本活动,并提出内隐和外显两类建图过程.机器地图的认知逻辑与建图模型,本质上是对机器地图认知计算机制的阐释,从抽象层次上为研究人员提供协同研究的基础框架,也为相关技术与数据的集成、评估、运用提供参考.本文的研究还为数字孪生或虚拟地理环境的构建提出新的目标与要求.

关键词：

遥感机器地图认知逻辑建图模型无人平台

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万方数据

工业地理信息系统的设计和关键技术研究

毛善君张鹏鹏张浩源陈金川...

1189-1205页

查看更多>>摘要：自20世纪60年代地理信息系统理论、技术和软硬件系统产生以来,已经在传统地学以及数字城市、智能交通、高科技战争等领域得到广泛应用.在全世界范围内,智能化矿山、智能化工厂的建设是大势所趋,与此相关的厂房、设备、零部件、工作环境也属于地理空间对象,而且这些实体之间也存在空间关系.为此,基于智能化矿山、智能化工厂日常生产对象的时空特性和管控需求,结合数字孪生、工业控制、大数据分析等技术,本文提出了工业地理信息系统IGIS(Industry Geographic Information System)的概念及数据模型,并在工业智能化的背景下,构建了包括设备层、数据采集传输层、IGIS平台层、业务服务层和应用决策层的框架体系.针对数据标准规范、时空数据协同处理、工业环境数字孪生、工业设备数字孪生、时空数据智能分析和组态控制等关键技术问题提出了解决方案,为实现智能化矿山、智能化工厂宏观微观空间对象的一体化拓扑表达、存储、分析和协同控制提供了统一的时态地理信息系统(TGIS)远程管控平台.该平台已经在中国多对煤矿的矿井和选煤厂得到了初步应用,验证了系统的实用性和可行性.

关键词：

遥感工业地理信息系统智能化矿山智能化工厂数字孪生可视化管控

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万方数据

基于无人机平台的地表环境实时稠密点云生成与数字模型构建

胡博妮陈霖徐丙立布树辉...

1206-1221页

查看更多>>摘要：实时构建地表环境高逼真数字模型一直是遥感航测领域的研究热点,也是实现地理环境的虚拟映射并进而形成数字孪生地理环境的关键基础.针对当前地表环境三维数字模型构建中存在的速度慢、时效性低和大场景应用受限等问题,本文在综述现有国内外研究的基础上,结合团队研究基础,提出一个基于无人机平台的地表环境实时稠密点云生成与数字模型构建方法.研究通用实时定位与地图构建框架,打通了从数据获取到三维点云生成、数字模型重建、结果分析等技术链条,设计动态内存管理模块和联合GNSS优化的PI-SLAM,突破了在线获取数据与位姿解算、实时稠密点云生成、实时数字表面模型(DSM)和数字正射影像图(DOM)构建等关键技术.经实验验证,方法在稠密点云生成和数字模型构建精度与现有离线建模算法相当的同时,速度提升了30-50倍,达到在线采集数据并实时建模的程度.应用案例表明,本方法可应用于灾害预警救援、应急管理、作战模拟等高时效地形三维重建中,同时能够为数字孪生地理环境数字底座构建提供技术支撑.

关键词：

遥感实时重建稠密点云数字孪生地表环境数字模型

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万方数据

面向虚拟地理环境构建的树木模型高保真三维重建

王伟玺黄鸿盛杜思齐李晓明...

1222-1231页

查看更多>>摘要：树木是城市地物的重要组成部分,树木三维模型是实景三维建设、虚拟地理环境构建以及数字孪生城市建设不可或缺的内容.目前树木实景三维模型主要基于影像或者模型库的方式进行重建,前者表现为杂乱的三角网团簇,后者在几何表达和真实感方面与真实情况差距较大,这使得重建后的树木模型难以直接用于智慧城市的实际应用.因此,本文面向虚拟地理环境高逼真场景构建需求,提出一种基于高精度激光扫描点云数据的树木三维模型高保真仿生重建方法,以期实现形态特征保持的树木三维模型自动化重建.首先,提出基于骨架的树木模型参数化重构方法,通过广义圆柱体拟合实现树枝几何形状的抽取,并根据树木生长参数对树干、主要枝条、细小枝条模型以及树冠等要素进行分级提取;其次,考虑树木不同部位精细化建模要求,提出泊松构网与参数拟合融合的树木几何模型精细化重建方法,进而基于边界约束条件实现树干与树枝模型的精准拼接与融合;最后,采用顾及树木结构的纹理展开方法,对多层级树木枝干进行纹理自动映射贴图,实现高保真的树木模型三维重建.经实际验证表明:基于背包式或站点式获取的激光点云,本方法可生成形态特征高保真的精细化三维树木模型,模型整体几何误差优于10cm,树干模型误差优于3cm;在相同数据条件下,与其他几种主流树木建模方法对比,本方法对树木三维形态和真实纹理的还原度程度最高.基于该研究成果,可进一步实现树木结构信息提取、三维绿量计算.

关键词：

遥感实景三维树木重建虚拟地理环境参数化建模激光点云

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万方数据

基于改进GAN的手绘特征草图虚拟地形生成方法

张晓媛陈斌

1232-1241页

查看更多>>摘要：三维虚拟地形生成目前广泛应用于野外虚拟地理环境、数字孪生城市建设等,是实现地理元宇宙发展的重要组成部分.传统生成三维虚拟地形的方法存在生成地形真实度不够、重复地形块与网格伪影等问题.基于此,提出一种改进生成对抗网络的手绘特征草图虚拟地形生成方法.以条件生成对抗网络和pix2pix架构为参考,提出虚拟地形生成网络模型,通过改进生成器U-Net网络,增加随机噪声,替换损失函数,提高模型训练的效率及生成地形的真实性.同时,利用精度较高的黄土高原部分地区数字高程模型数据为样本,构建用于虚拟地形生成模型的地形特征数据集,提取真实地形特征开展虚拟地形生成网络训练.最后,完整构建从手绘特征草图到虚拟地形的模型推理流程.实验结果表明,利用黄土高原地形数据和改进后的虚拟地形生成模型,能够满足用户在输入手绘地形特征草图后获得符合地形特征描述、高真实感的虚拟地形,在三维地形建模与编辑方面具有良好的发展前景.

关键词：

遥感三维虚拟地形生成对抗网络手绘特征草图数字高程模型

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万方数据

神经辐射场应用于大规模实景三维场景可视化研究进展

赵强佘江峰万奇峰贺丽霞...

1242-1261页

查看更多>>摘要：地理实景三维场景是重要的国家数字基础设施,其将地理信息从传统二维平面扩展到信息更丰富更全面的三维空间,数据以显式三维模型的形式存储表达.然而,经典的显式三维模型具有数据量大、可视化效果粗糙等问题,在一定程度上限制了实景三维模型的实际应用.神经辐射场NeRF(Neural Radiance Field)是一种基于神经隐式立体表达(Neural Implicit Volume Representing)进行可微渲染(Differentiable Rendering)以实现高质量视图合成的新方法,由Mildenhall等(2020)首次提出,以其逼真的视图合成效果与新颖的实现方式成为计算机视觉领域的热点研究方向.自NeRF提出以来,国内外爆发式涌现出大量有关神经辐射场的研究文献,主要聚集于可视化效果的生成方法研究,兼有少量将其用于大规模实景三维场景可视化研究探索.本文回顾了神经辐射场提出的背景,概述了神经辐射场及其在大规模实景三维可视化方面的研究进展,分析了目前利用神经辐射场进行大规模实景三维场景可视化研究中被关注的无边界场景、锯齿效果、瞬态遮挡、光度一致性、场景重照明与可见性场等问题,指出了目前研究在多源数据融合、视觉效果优化、虚拟环境感知等方面面临的挑战,对未来值得进一步深入探索的方向进行了展望.

关键词：

遥感神经辐射场视图合成隐式立体表达计算机视觉虚拟地理环境

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