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地空协同数智研究中心

作者:许晓宏发布时间:2025-11-10来源: 访问量:

一、中心简介

地空协同数智研究中心依托国家自然科学基金等国家级科研项目与自然资源部、中石油、中石化、中海油等行业重大委托项目建设,深耕空天地一体化立体感知与智能决策技术领域,形成了"数据采集智能解译时空建模知识挖掘决策支撑业务落地"的全链条技术优势,是服务国家自然资源管理、能源安全保障与生态文明建设的跨学科创新平台。

中心以自然资源治理现代化核心需求为导向,深度融合卫星遥感、无人机航测、物联网传感、北斗定位、地质勘探、大数据与人工智能技术,构建地下精细勘探地基物联网空基无人机集群位一体的立体化感知网络,实现对矿产、国土、湿地、水资源、森林、草原的全要素覆盖、全天候监测、高精度分析、动态化预警。依托自主研发的多源时空大数据云平台、地学专用 AI 模型库与自然资源数字孪生引擎,可对 PB 级异构时空数据进行高效智能解译与深度挖掘,精准支撑资源勘查开发、国土空间规划、违法行为监管、生态修复评估、灾害应急救援等关键业务场景。

中心始终坚持 "数智赋能、交叉融合、服务行业" 的发展理念,以技术创新驱动自然资源管理模式变革,全面提升自然资源领域治理能力现代化水平,致力于打造国内领先的地空一体化数智技术创新高地与高水平复合型人才培养基地,为国家生态文明建设和可持续发展提供核心科技支撑。

二、中心成员

1. 中心主任

许晓宏,三级教授、博士生导师。1998博士毕业于中国地质大学(北京)。油气藏开发地质数字油藏农业资源环境等方面开展富有建设性的工作。先后主持完成国际合作项目、国家科技重大专项示范工程、部委重点攻关项目15项及40余项各类企业委托课题的研究。公开出版专著2部,主编十一五国家级规划教材1部,发表学术论文70余篇,获软件著作权6项、发明专利3项,获有国际IET奖、中国石油和化学工业出版物二等奖,湖北省科技进步一等奖、三等奖,湖北省教学成果一等奖,湖北省大学生挑战杯金奖指导教师奖,长江大学教学成果特等奖、教学优秀奖、优秀科研管理奖等。是全国高校实验设备评审组专家,能源学会专家组成员,江西省自然科学基金评审组专家,中国科技在线论文评审组专家,湖北省研究生学位论文评审组专家,荆州市信息化建设专家组成员,荆州市政府采购招投标评审专家等。

2. 中心副主任

李功权,教授,硕士生导师。2009年博士毕业于中国矿业大学(北京)。在地质露头三维解译、时空大数据挖掘、储层精细描述和地学软件设计及开发等方面做出了卓有成效的工作。主持或参与国家自然科学基金国家、重大专项研究子课题、中石油创新基金等纵横向项目30多项。荣获湖北省科技进步二等奖1项、三等奖1项,湖北省教学成果特等奖1项,长江大学教学成果一等奖一项,长江大学教学名师,长江大学教学突出贡献二等奖1项,长江大学教学质量优秀奖多项。指导研究生30多名,多人荣获国家级学科竞赛一、二、三等奖。发表相关学术论文60余篇,出版专著1部,授权中国发明专利3项。湖北省教学成果一等奖Emailchuck123@yangtzeu.edu.cn

相龙伟,副教授,硕士生导师。2016年博士毕业于中国科学院大学(中国科学院测量与地球物理研究所)。长期致力于卫星大地测量与全球变化方面的研究工作,主持国家自然科学基金1项,国家重点实验室开放基金2项;作为主要研究人员完成国家重点研发计划项目1项、国家自然科学基金重点项目1项、中科院院级科研项目2项、国家自然科学基金面上项目多项。获2024~2025学年教学质量优秀奖。发表相关学术论文20余篇。Emaillwxiang@yangtzeu.edu.cn

3. 中心成员

李强,副教授,硕士生导师。2007年毕业于长安大学。主要从事基岩(变质岩、火山岩)特种油气藏成藏机理及油气储集规律、矿产资源勘查及资源评价与预测、勘查地球化学等相关研究工作。发表相关学术论文10余篇,近年来主持或承担参与了各类横向项目7项。Emailliq2000@163.com

施冬,副教授,硕士生导师。2006毕业于武汉大学摄影测量与遥感国家重点实验室摄影测量与遥感专业。主要从事地理信息应用集成分析及数字油藏等方面的研究工作。在学术研究方面作为专题项目负责人主持完成“十二五”国家重大科技专项参与了国家自然科学基金中石油科技风险创新研究项目研究,同时负责和参与了省(部)级重点攻关项目及横向协作项目等共30余项,其科研成果先后获省(部)级科技进步二等奖2项、三等奖1项。出版专著1部,发表相关学术论文30余篇。Emailsdd129@126.com

罗小龙,副教授,硕士生导师。主要从事多模态数据融合、动态场景建模、边缘计算轻量化部署等方面研究。参与国家自然科学基金项目1项、省部级课题5项,发表SCI/EI论文30余篇(含中科院1Top期刊论文)。研发“水准测量虚拟仿真系统”“BFA-YOLO建筑立面检测模型”等代表性成果,获软件著作权4项。指导学生在GIS开发大赛、挑战杯等竞赛中获国家级奖项12项,获湖北省教学成果一等奖。Emaillxl2001181@163.com

刘少华,副教授,硕士生导师。面向GIS应用及软件开发、地学算法、城市三维建模等热点需求,主要从GIS应用、地学三维建模关键算法、软件开发及优化方法等研究工作。发表相关学术论文40余篇,其中三大收录10余篇,出版教材1部,授权国际发明专利1项,中国发明专利2项,软件著作权20余项。主持或参与国家自然科学基金,国家十二五、十三五重大专项研究子课题,湖北省教育厅重点计划研究项目等多项技术研发项目。荣获中石油化行业科技进步二等奖1项、江西省高等学校科技成果二等奖1项,长江大学教学成果一等奖一项,长江大学教学突出贡献二等奖1项,长江大学教学质量优秀奖多项,指导研究生17名 ,指导学生在测绘学科创新创业智能大赛、中国大学生计算机设计大赛等国家级B类及C类大赛中荣获一、二、三等奖60余项。

杨元维,副教授,硕士生导师。2016年毕业于武汉大学。主要从事三维点云建模、图像智能解译、地理信息工程等方面的研究和教学工作。主持天津市科技计划项目(NO.23YFYSHZ001901项,城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程实验室开放基金(NO.2021ZH021项,城市空间信息工程北京市重点实验室开放课题(NO.202102051项,主持企业委托课题5项。以第一作者和通讯作者发表论文30余篇(其中SCI/EI检索20余篇),国家发明专利3项。Email:yyw_08@yangtzeu.edu.cn

王庆,副教授,硕士生导师。2019年博士毕业于武汉大学,主要研究方向遥感影像智能解译,遥感地质应用。发表SCI检索论文6篇,EI检索论文2篇、中文核心论文5篇,出版专著1部,主持省部级科研项目1项、厅局级科研项目2项,参与项目包括国家自然科学基金2项、国家科技支撑计划课题1项。Emailkidqing@yangtzeu.edu.cn

邓帆,博士,讲师,硕士生导师。博士毕业于中国科学院测量与地球物理研究所。长期从事资源环境遥感、RS/GIS软件系统开发等教学科研工作。2018年入选“3551光谷人才计划”。主持自然资源部重点实验室、国家GIS工程技术研究中心等开放课题,参与多项省级及国家级项目。发表学术论文40余篇,授权中国发明专利1项。指导研究生15名,7人次获得国家奖学金。Email:dengfan@yangtzeu.edu.cn

崔海福,毕业于中国地质大学(武汉)、测绘科学与技术专业。主要从事地理空间分析、时空数据挖掘与知识发现、智慧城市建设等方面的科研工作。综合运用地理学、时空统计学、机器学习与模式识别等领域的理论方法,针对时空数据分布模式、地理知识提取等内容进行了积极探索。主持及参与了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、中国地质调查局项目、湖北省教育厅项目、荆州市测绘院等10余项科研项目,发表SCI/SSCI、中文核心等期刊论文10余篇,申报发明专利2项。Email:cuihaifu@yangtzeu.edu.cn

魏薇,讲师,硕士生导师。2025年博士毕业于长江大学。长期从事图像智能分析相关研究,具体包括遥感图像识别、高光谱数据智能处理及沉积模拟实验图像的智能解译等方向。主持和参与多项科研项目,在人工智能与地学交叉融合领域积累了丰富的理论与实践经验。近年来在SCI期刊以第一作者发表多篇高水平论文,研究成果在智能遥感找矿与沉积过程分析等方面具有广泛应用价值。Email:weiwei8248@yangtzeu.edu.cn

三、研究方向与学术特色(3~5项,每项100-150字)

中心学术特色:坚持 "技术创新驱动行业应用"的发展理念,以空天地一体化立体感知技术为基础,以人工智能与大数据为核心,以自然资源与能源领域重大需求为导向,形成了"多源数据协同融合地学智能算法研发专业软件系统开发行业工程化应用" 的全链条创新模式,在储层精细描述、油气露头智能识别、水储量监测等方向达到国内先进水平。

1、油气与矿产资源勘查研究

深度融合地质物探化探空天地遥感多源数据,聚焦非常规油气藏、致密砂岩与固体矿产,开展油气资源成储、成藏机理研究、资源定量评价与勘探靶区智能优选。

2、空天地一体化三维GIS与数字孪生

面向自然资源与能源行业需求,研发空天地一体化 GIS 平台、地学核心算法与数字孪生引擎,开展数字油藏构建、城市三维建模、基础设施智能监测研究。

3、地空大数据挖掘与地学智能应用

聚焦空天地多源异构时空数据的协同融合与知识发现,融合机器学习、时空统计学与深度学习方法,开展储层时空演化建模、空间智能分析研究,形成从理论算法到软件系统的完整技术体系。

4、多源遥感协同与GeoAI智能解译

突破单一遥感数据源局限,构建光学雷达高光谱重力卫星多源协同解译框架,开展全球变化监测、生态环境评价、地质调查与资源勘探研究。

四、主要成果

专利

发明人:邓帆;付含聪;刘远刚;邵燕林,中国发明专利,专利名称:一种遥感图像分类后处理方法、存储介质及系统,2023年。

发明人:高贤君; 丰远远; 杨元维; 邓帆,中国发明专利,专利名称:一种高分影像阴影补偿方法及系统,2020年。

发明人:杨元维; 冉树浩; 高贤君; 陈明珠,中国发明专利,专利名称:基于偏移阴影样本形态变换的高分遥感影像建筑物提取方法2023

发明人:何贞铭; 崔海福; 陈华军; 马子云; 蒋松谕,中国发明专利,专利名称:一种基于时空多维特征的轨迹数据聚类方法,发明专利申请号:2023

发明人:崔海福; 黄麒文; 何贞铭,中国发明专利,专利名称:动静特征融合的多视图子空间学习的人群出行方式识别方法及系统,2025

发明人:许波; 相龙伟中国发明专利,专利名称:一种基于WebGIS的感染疾病监控系统2023年。

发明人:屈旭洲; 施冬; 孙妍; 冀雅琳,实用新型专利,专利名称:高光谱遥感装置,2021年。

获奖:

获奖人:程朋根,刘少华等,地矿三维空间数据模型及相关算法研究,荣获江西省高等学校科技成果二等奖,2007

获奖人:王新海,汤军,刘少华等,变形介质油气藏工程实用软件开发与应用,荣获中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖,2010年。

获奖人:罗小龙等,油气地质类研究生思政引领、多维协同育人模式创新与实践,一等奖, 2023/02/01.

获奖人:罗小龙等,地理信息科学专业战略性新兴(支柱)产业创新型人才培养体系的构建, 二等奖, 2020/07/01.

软著:

完成人:王庆、叶茂林、秦声炟、闫烁月、陈卓然、付安琪,软件著作权,软著名称:基于SegformerDFS参数提取软件 V1.0,证书号:证书号: 软著登字第12267789号,2023年。

完成人:王庆、秦声炟、熊磊、叶茂林、闫烁月、陈卓然、付安琪,软件著作权,软著名称:基于深度学习的碎屑岩岩性自动识别系统软件 [简称:岩性识别软件] 1.0,证书号:软著登字第13022614号,2024年。

著作:

施冬,张春生. 基于GIS的油气储层评价方法,北京:石油工业出版社,2012

李功权. 数字油藏理论与实践武汉中国地质大学出版社,2014

五、近五年承担的主要科研项目

1. 国家自然科学基金青年项目,42004007,青藏高原及周边2002-2015地下水储量变化的分离研究,2021-2023

2. 国家重点实验室开放基金项目,SKLGED2021-2-6,基于GRACE/GRACE-FO2002-2020青藏高原陆地水储量变化研究,2021-2022

3. 国家对地观测科学数据中心开放基金项目,NODAOP2024001,全球空间机构对地观测数据资源及共享服务能力分析,2025-2026

4. 湖北省教育厅,B2021040,基于多尺度区域卷积神经网络的碳酸盐岩露头缝洞自动提取,2021.1-2022.12

5. 江西省数字国土重点实验室,DLLJ202201,基于孪生神经网络的高分辨率遥感影像变化检测方法研究,2022.4-2023.12

6. 湖南科技大学测绘遥感信息工程湖南省重点实验室,E2203,基于深度学习的高分辨率遥感影像变化检测方法研究,2022.4-2023.12

7. 湖北省地质局露天矿山矿体建模子系统,2023

8. 湖北省地质局露天矿山三维动态监测系统与可视化管理平台2.02023

9. 中石油塔里木油田乌恰构造带石炭-二叠系碳酸盐岩储层精细地质建模,2025

10. 中海油湛江分公司薄互层储层精细描述及综合评价技术研究,2023

11. 中石化胜利油田质控方法及Petrel数据导出技术研究,2022

12. 中石油新疆油田基于三维GIS平台上地质信息提取的交互工具研究,2021

13. 中石油新疆油田2020年图形标准化提升,2020

14. 中石油川庆钻探公司气测参数校正方法研究,2020

15. 江西软件职业技术大学,高分辨率无人机影像变化检测方法研究,2023.10-2024.12

16. 江西省军民融合研究院,无人机影像变化检测方法研究,2024.7-2025.7

17. 西安煤航遥感信息有限公司项目,基于AI遥感找矿模型的远景区预测方法研究,2025-2028

18. 中石油勘探开发研究院,数字露头岩性智能识别方法研究,2019-2023

19. 胜利油田分公司勘探开发研究院,二叠-三叠系充填模式及物理模拟,2020-2021

20. 湖北省重点研发计划项目,高温干旱复合型极端事件监测预警技术与场景推演平台研发,2024-2025,参与单位

21. 国家GIS工程技术研究中心开放课题, 结合雷达和光学遥感的高水文动态区域旱涝灾害制图, 2024-2025

22. 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室开放课题,基于多源遥感数据的粤港澳大湾区高温热浪风险评估,2021-2022

23. 中国石油天然气有限公司塔里木油田分公司:塔里木盆地典型露头地质信息采集和地质工程一体化-32020-2023

24. 新疆一诚鑫为矿业技术咨询服务有限公司:新疆哈密市双井子西铁矿地质勘查项目,2024-2025

25. 天津市科技计划项目,23YFYSHZ00190高速铁路接触网综合检测装备研制及系统研究2023.9-2025.12

26. 国交空间信息技术(北京)有限公司,河南省普通干线公路违建排查算法研究及示范区应用2023.5-2023.12

27. 城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程实验室开放基金,2021ZH02基于点云数据的轨道交通接触网设施智能识别和提取关键技术研究,省部级,10/202021.05-2022.12

28. 湖北省教育厅科研项目,海量低频浮动车数据与矢量道路网数据自动匹配2018.01~2020.06

29. 测绘遥感信息工程湖南省重点实验室开放基金,E22133基于多特征输出融合深度网络的高分影像建筑物提取2021.05.24-2022.12.30

30. 城市空间信息工程北京市重点实验室开放基金,20210205基于深度学习的高分影像城市建筑物提取2021.04.01-2022.12.30

31. 武汉大学地理国情监测重点实验室,低频轨迹数据地图匹配方法在地理国情监测中的应用2018.01-2019.12

32. 海南省地球观测重点实验室开放基金项目,2020LDE001基于高分辨率遥感影像的建筑物自动提取在海南省近海岸查违中的应用2020.12.25-2022.12.24

33. 北京寰铁测绘技术有限公司,高精度桥梁三维点云数据自动测算系统研制项目2017.8-2017.12

34. 湖北省教育厅:基于动态时空尺度的城市功能区划分研究——以武汉市为例,2023-2024

35. 荆州市测绘院:荆州市自然资源卫星应用技术中心服务项目,2023-2025

36. 中石油勘探院项目,苏里格气田苏36-11区块测井资料解释 2021-2022

37. 中石油勘探院项目,侧钻井组储层精细解剖与储层结构模式研究,2022-2023

38. 中石油长庆油田项目,鄂尔多斯盆地西南部深薄层致密砂岩储层成因机理分析,2022.7-2024.12

39. 中石油勘探院项目,庆阳气田含水气井产能评价研究,2024.2-2024.11

40. 中石油勘探院项目,苏5区块生产动态特征研究,2024.1-2024.12

41. 中石油勘探院项目,苏20区块测井资料解释,2025.1-2025.12

42. 第三次土壤普查成果编制与汇总项目,远安县第三次土壤普查成果编制与汇总项目,2024-2025

六、研究目标(近三年)

(请李院长补充研究中心的预期目标)

1. 经费

1)纵向科研经费总量:80/年;

2)横向科研经费总量:1000/年;

3)人均经费:纵向10//年,横向50//年。

2. 国际高水平论文数量

中科院2区及以上文章完成10篇。

3. 带国徽的省部级及以上奖励

申报不少于1项。

4. 指导学生参加B类以上学科竞赛获奖数量

不少于10人次参加,其中获奖不少于5人次。

5. 学生培养

培养出博士3名,硕士25名。不少于5人次获得国家奖学金。

七、代表性论文*为通讯作者)

1. Su, Z., Xiang, L.*, Steffen, H., et al. A new and robust index for water body extraction from Sentinel-2 imagery[J]. Remote Sensing, 2024, 16(15), 2749.

2. Xiang L., Steffen H., Wang H. Comparison of Terrestrial Water Storage Changes in the Tibetan Plateau and Its Surroundings Derived from Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) Solutions of Different Processing Centers[J]. Remote Sensing, 2023, 15(22), 5417.

3. Xiang L., Wang H., Steffen H., et al. Two Decades of Terrestrial Water Storage Changes in the Tibetan Plateau and Its Surroundings Revealed through GRACE/GRACE-FO[J]. Remote Sensing, 2023, 15, 3505.

4. Xiang L., Wang H., Steffen H., et al. Determination of Weak Terrestrial Water Storage Changes from GRACE in the Interior of the Tibetan Plateau[J]. Remote Sensing, 2022, 14, 544.

5. Xiang L., Wang H.*, Jiang L., et al. Glacier mass balance in High Mountain Asia inferred from a GRACE release-6 gravity solution for the period 2002–2016 [J]. J. Arid Land, 2021, 13(3), 224-238.

6. Xiang L., Wang H., Steffen H., et al. Groundwater storage changes in the Tibetan Plateau and adjacent areas revealed from GRACE satellite gravity data[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2016, 449: 228-239.

7. Wang Q, Li M, Li G, et al. High-Resolution Remote Sensing Image Change Detection Method Based on Improved Siamese U-Net[J]. Remote Sensing, 2023, 15(14): 3517.

8. Wu S, Wang Q*, Zeng Q, et al. Automatic extraction of outcrop cavity based on a multiscale regional convolution neural network[J]. Computers & Geosciences, 2022: 105038.

9. Shengda Qin, Qing Wang*, Qihong Zeng, et al. Automatic recognition of debris rock lithology based on unsupervised semantic segmentation[J]. Computers & Geosciences, 2025: 105790.  

10. Maolin Ye; Qing Wang*; Changmin Zhang; Shengda Qin; Shuoyue Yan; A combined deep learning and morphology approach for DFS identification and parameter extraction. Computers and Geosciences, 2025.2, 196: 10856.

11. QING Wang, ZHANG Xiao-dong, CHEN Guan-zhou, et al. Change detection based on Faster R-CNN for high-resolution remote sensing images [J]. Remote Sensing Letters, 2018, 9(10): 923-932.

12. Wei Wei, Xiaohong Xu, Guangming Hu et al. Deep Learning and Histogram-Based Grain Size Analysis of Images. Sensors 2024, 24, 4923.

13. Wei Wei, Yanlin Shao, Zhonggui Hu et al. Estimation of the Dolomite Content of Carbonate Rock Outcrops Based on Spectral Knowledge and Machine Learning. Frontiers in Earth Sciece. 2024, 12:1401026.

14. Zhang, J., Deng, F*., Wang, Y., Gong, J., Liu, Z., Liu, W., Zeng, Y., & Chen, Z.  DEPDet: A Cross-Spatial Multiscale Lightweight Network for Ship Detection of SAR Images in Complex Scenes. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2024, 17, 18182-18198.

15. Han Y, Deng F*, Gong J, et al. Water distribution based on SAR and optical data to improve hazard mapping[J]. Environmental Research, 2023, 235: 116694.

16. Huang Qiwen, Cui Haifu*, Xiang Longwei. Classification of urban road functional structure by integrating physical and behavioral features[J]. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2025, 220: 753-769.

17. Rao Xuqian, Cui Haifu*, Dong Jiaying, Xiang Longwei, Peng Li. Analysis of the Surface Urban Heat Island Effect and the Spatiotemporal Heterogeneity of Its Driving Factors[J]. Transactions in GIS, 2025, 29(1).

18. Cui Haifu*, Wu Liang, He, Zhenming. Optimization Framework for Spatiotemporal Analysis Units Based on Floating Car Data. Remote Sensing, 2022, 14, 2376.

19. Cui Haifu, Wu Liang*, Hu Sheng, Lu Rujuan, Wang Shanlin. Research on the driving forces of urban hot spots based on exploratory analysis and binary logistic regression model. Transactions in GIS, 2021, 00: 1-20.

20. Cui Haifu, Wu Liang*, Hu Sheng, Lu Rujuan. Measuring the Service Capacity of Public Facilities Based on a Dynamic Voronoi Diagram. Remote Sensing, 2021, 13(5), 1027.

21. Cui Haifu, Wu Liang*, Hu Sheng, Lu Rujuan, Wang Shanlin. Recognition of Urban Functions and Mixed Use Based on Residents’Movement and Topic Generation Model: The Case of Wuhan, China. Remote Sensing, 2020, 12, 2889.

22. Cui Haifu, Wu Liang*, He Zhanjun, Hu Sheng, Ma Kai, Yin Li, Tao Liufeng. Exploring Multidimensional Spatiotemporal Point Patterns Based on an Improved Affinity Propagation Algorithm. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2019, 16(11), 1988. https://doi.org/10.3390/ijerph16111988.

23. Qu Xuzhou , Shi Dong, Gu Xiaohe, Sun Qian, Hu Xueqian,Yang Xin, Pan Yuchun. Monitoring Lodging Extents of Maize Crop Using Multitemporal GF-1 Images. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2022, 15: 3800-3814.

24. Kuang Jin, GAO X.*, Yang Y.. et al. PTDA: Progressive Pseudo-Label Learning for Cross-Domain Cloud Detection in High-Resolution Remote Sensing, IEEE TGRS 2025.

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34. Chang Jingxin, Gao Xianjun*, Yang Yuanwei, et al. Object-Oriented Building Contour Optimization Methodology for Image Classification Results via Generalized Gradient Vector Flow Snake Model[J]. Remote Sensing, 2021, 13(12): 2406.

35. Ran Shuhao, Gao Xianjun, Yang Yuanwei*, et al. Building Multi-Feature Fusion Refined Network for Building Extraction from High-Resolution Remote Sensing Images[J]. Remote Sensing, 2021, 13(14): 2794.

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37. Gao Xianjun, Wang Mingwei, Yang Yuanwei*, et al. Building Extraction from RGB VHR Images using Shifted Shadow Algorithm[J]. IEEE Access, 2018, 6: 22034-22045.

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