大地测量学与导航

  • 中国区优化气压外推模型构建及GNSS-PWV应用

    高祥;蒋春华;王帅民;陈少妮;刘广盛;

    针对进一步提升标准气压外推模型在中国大陆地区的精度及可用性的问题,该文利用2004—2014年ERA5气压层数据补偿平均海平面气压(MSLP)的外推误差,顾及残差的时空变化构建了一种优化的气压外推模型(CPM)。基于2015年传感器实测气压的验证结果表明,CPM模型的精度较标准外推模型提升40.6%,对应的静力学(干)延迟(ZHD)不确定度减少3 mm。以2015年无线电探空大气可降水量(PWV)为参考,基于CPM模型计算的GNSS-PWV精度较标准外推模型提升14.9%,且与探空PWV表现出高度相关性。

    2023年10期 v.48;No.304 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1924K]
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  • 无电离层组合的三频GNSS精密单点定位模型及评估

    刘席天;高井祥;余志浩;吴志远;

    针对多频的加入会带来诸如频间偏差、频间钟差偏差等问题,该文基于原始观测方程推导出适用于卫星播发频率不一致的三频无电离层(IF)两两组合模型,在原始全球导航卫星系统(GNSS)观测方程的基础上推导了一种适用于多系统的三频无电离层组合精密单点定位(PPP)模型,顾及了对差分码偏差、频间偏差等误差项的处理,并通过静态测站和动态车载试验数据评估了三频无电离层组合PPP模型的定位性能。结果表明:静态环境下,第三频的加入能使单全球定位系统(GPS)在17.9 min完成收敛后达到0.96、0.57、1.30 cm的定位精度,收敛时间提升了24.5%,平面精度提升了11.9%和10.9%,但对天顶方向的精度没有提升;而对于多系统组合,第三频的加入对收敛时间和定位精度均有明显的提升。GPS/Galileo/BDS组合PPP精度能达到0.73、0.49、1.21 cm,提升了25.5%、19.7%、24.4%;收敛时间为10.70 min,提升了34.2%。动态环境下,采用三频观测值的E+C方案的PPP精度可以达到0.29、0.09、0.23 m,提升了23.7%、35.7%、54.9%;G+E+C方案能达到0.11、0.04、0.21 m的三维定位精度,分别提升了21.4%、42.9%、16%。

    2023年10期 v.48;No.304 10-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K]
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  • 一种基于多项式函数的中国区域ZTD垂直改正模型

    李宗勋;朱葛;林泽荣;

    针对已有中国区域对流层天顶延迟(ZTD)垂直改正模型常采用指数函数表达,而指数函数在低高程范围内的精度较差的问题,该文利用ERA5数据基于多项式函数进行模型构建,探讨了二次多项式、三次多项式和四次多项式函数的模型精度以探索在垂直方向上最优的表达效果。结果表明:以陆态网全球导航卫星系统(GNSS)ZTD数据为外符合参考值,三次多项式函数模型在ZTD垂直改正中具有较好的性能,相对于二次多项式函数和四次多项式函数,其平均均方根误差(RMS)分别减少了0.48 cm(26%)和0.43 cm(24%)。此外分析了在不同月份各多项式函数模型的误差变化情况,三次多项式函数模型在夏季月份中精度提升效果最为明显,表现出稳定的性能。该文建立的模型能为中国区域提供高精度的ZTD垂直改正服务。

    2023年10期 v.48;No.304 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1666K]
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  • 川藏地区质量负荷地表形变特性分析

    董可;龚晓颖;邓雯倩;蔡福宗;冯威;黄丁发;

    针对大气、水文等地表负荷的重新分配会引起地壳发生弹性形变,分析其形变规律并在GNSS坐标时间序列中予以精确剔除的问题,该文基于德国地球科学研究中心(GFZ)发布的地表质量负荷形变格网模型,获取我国川藏地区60个测站10年内的非潮汐大气负荷位移和水文负荷位移,对地表负荷形变的量级和周期性规律进行分析。结果表明:研究区域非潮汐大气负荷和水文负荷的形变量级总体相当,水文负荷形变略大于非潮汐大气负荷;两类负荷垂向形变均显著大于水平方向,最大垂向位移均可达到厘米级;对于各类质量负荷形变的地理分布,非潮汐大气负荷形变受海拔影响显著,呈“东大西小”分布,水文负荷形变则随着纬度的降低有逐渐增大的趋势。两类负荷形变均具有显著的年周期和半年周期特性,年周期信号强度大于半年周期信号;西藏和四川两地区在水平南北向和垂向年内形变极值对应的时间分布总体一致,而在水平东西向不一致甚至相反,形变季节性规律与各地气温、降水等自然因素相关。质量负荷形变对川藏地区影响显著,在GNSS坐标时间序列数据处理中应重点关注。

    2023年10期 v.48;No.304 28-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 4422K]
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  • 顾及设备高度差的超宽带测距定位精度分析

    毕京学;李世卿;张新宇;赵美琦;王建辉;郑国强;

    针对现有研究多利用超宽带(UWB)设备在等高的条件下进行距离测量和定位测试,忽略了设备高度差对测距和定位精度的影响,致使设备成本难以从高度差的角度找到突破口的问题,该文利用不同高度的UWB设备采集数据,分析设备高度差与设备间距、测距精度的相互作用机理,综合考虑设备成本及精度给出了高度差和基站间距的参考值,并研究了不同设备高度差的定位性能。结果表明:在保证测距精度达到0.35 m的前提下,较基站和标签等高而言,设备高度差为0.6、1.0 m的测距量程分别增加了57.1%、23.8%;在以6 m作为基站间距的基础上,与基站和标签等高相比,设备高度差为0.6、1.0 m的定位精度分别提高了60.0%、53.3%。因此,合理地选择设备的高度差和基站间距进行基站部署,能够有效地提高定位精度。

    2023年10期 v.48;No.304 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K]
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  • 利用Vondrak组合滤波算法融合UT1和LOD数据

    魏飞;高玉平;陈少杰;尹东山;

    为了有效弥补VLBI观测数据在解算地球自转参数(ERP)中数据密度不足和GNSS解算中数据不稳定的缺点,提高UT1数据的解算精度,本文提出了一种利用Vondrak组合滤波算法将VLBI观测得到的UT1数据和GNSS观测得到的日长(LOD)数据进行融合。通过仿真分别确定VLBI UT1和GNSS LOD观测数据的平滑因子,并根据两种数据的观测精度确定其权重进行数据融合。实验表明:融合算法对于提高数据精度效果显著。为验证该实验方法的有效性,将IGS测量得到的UT1数据与GNSS测量的日长(LOD)数据进行融合达到了同样提高数据精度的效果。利用融合算法获取高精度地球自转参数(ERP)为我国独立自主地球自转(ERP)参数测量与服务提供了新的思路。

    2023年10期 v.48;No.304 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1387K]
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  • 基于改进A*算法的室内路径规划

    闫俊涛;秘金钟;蔚保国;吴文坛;夏振营;田时雨;李得海;

    针对A_Star(A*)算法路径规划存在转弯多、难以满足室内复杂场景应用等问题,提出了一种基于改进A*算法的全局路径规划新方法:首先,通过设计转弯惩罚因子改进了A*算法的启发式函数,以降低路径的转弯次数并提高算法的运行效率。其次,利用障碍物节点空间关联性改进了A*算法的邻域搜索函数,避免路径规划穿过障碍物,并保证路径规划结果的可用性。最后,在改进的A*算法中叠加路网状态信息,根据实时路网状态信息,驱动改进的A*算法实现动态路径规划,以增强算法对环境变化的适应能力。为了验证新方法的有效性,在室内开放环境和复杂环境下进行了路径规划对比试验,并在地图服务平台上进行了验证。实验结果显示,在室内开放空间场景下,新方法相对于A*算法,路径搜索耗时降低了26.28%,转弯次数降低了77.70%。在障碍物固定及障碍物动态变化场景下,地图服务平台能够利用新方法规划路径并避开障碍物,自适应调整路径,克服了A*算法在应对复杂障碍场景方面的不足。

    2023年10期 v.48;No.304 58-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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  • 中国不同气候区域GNSS水汽探测精度及时序特征分析

    郑志卿;张克非;师嘉奇;张明浩;

    针对中国区域不同气候类型和不同季节的大气水汽信息探测难题,尤其是大气可降水量(PWV),研究利用中国大陆构造环境监测网络(CMONOC,简称陆态网)2018—2022年30个GNSS测站解算数据、25个探空站数据和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA5数据,联合实验反演水汽(GNSS-PWV2),并分析水汽信息的长时序变化特征。结果表明,反演水汽(GNSS-PWV2)相比陆态网对流层产品中的水汽(GNSS-PWV1)探测精度有显著提升效果。GNSS-PWV2的平均绝对误差(MAE)与均方根误差(RMSE)范围分别为1.00~2.77 mm和1.24~3.28 mm。实验对比分析了5种不同气候区,反演水汽GNSS-PWV2在冬季精度最高,春季和秋季次之,夏季最低。GNSS-PWV2在温带季风、温带大陆和高原高山气候区的冬季精度改善效果明显,RMSE分别降低了49.84%、63.00%和79.43%;而在亚热带季风和热带季风气候区则春季的改善程度更高,RMSE分别降低了36.67%和58.91%。PWV年变化规律具有先上升后下降的特征,全年PWV值在0~80 mm范围内波动。

    2023年10期 v.48;No.304 68-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2018K]
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  • 基于卫星重力场模型约束的航空重力数据建模方法研究

    马志伟;边少锋;秦永志;刘杰;陈洋;

    针对地形复杂地区航空重力数据的有效利用及大地水准面模型的精化问题,该文利用径向基函数(SRBF),提出了采用纯卫星重力场模型(GGM)数据对航空重力数据进行约束,进而构建研究地区高精度的中短波重力场模型的方法。模型构建过程中综合考虑了SRBF建模的多种影响因素,包括径向基函数展开阶次、径向基函数格网、边缘效应、参考重力场模型移去阶次及剩余地形模型移去阶次等。实验结果显示,参考重力场模型的移去阶次与径向基函数展开阶次对建模结果有显著影响,在建模前确定出最佳的参考场移去阶次及重力数据的展开阶次显得非常重要。通过与单独由航空重力数据建立的重力场模型相比,融合重力场模型的大地水准面精度提高了约0.7~2.2 cm。另外与同等频谱范围的EGM08模型相比,所构建融合重力场模型的大地水准面分布与前者高度相关,表明了约束建模方法的可靠性,适用于地形较为复杂的山区和沿海地带。

    2023年10期 v.48;No.304 78-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K]
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  • 智能驾驶道路高精地图基础数据规范研究

    杨莹;金钊;钱赛男;吕家瑾;罗鑫;

    针对目前部分智能驾驶语义信息存在短缺,高精地图检索效率不足的问题,该文结合浙江省内外6千多公里的道路高精地图数据实际生产项目,提出了一种相对统一协调的、相对基础的、相对共性的智能网联汽车道路高精地图基础数据规范和数据模型。该基础数据模型将高精地图基础数据划分为8大图层,包含17种要素大类,162种要素小类,并在基础数据模型方面针对要素属性进行特别设计,除定义143项基本属性外,新增了64项关联属性,形成15类关联规则,最大化地覆盖道路要素全集。通过车商、图商在封闭道路与开放道路的实地测试应用,充分验证了基础地理数据规范与基础数据模型的可行性、有效性、灵活性,能够在一定程度上辅助智能驾驶车辆对复杂道路环境的认知,支撑智能驾驶应用,实现车路的有效协同。

    2023年10期 v.48;No.304 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K]
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摄影测量学与遥感

  • 一种基于Transformer的场景分类方法

    叶发茂;王孟瑶;吴坤霖;张任高;孟祥龙;

    针对半监督遥感图像场景分类中伪标签质量差和伪标签样本类别分布不均衡问题,该文提出了一种基于Transformer的半监督循环学习机制遥感图像场景分类方法。该方法首先将PVT_v2模型与卷积注意力机制模块(CBAM)相结合提升模型的分类能力;其次,提出了一种自适应类别阈值的半监督循环学习机制的遥感图像训练方法,在循环训练过程中自适应确定不同图像类别的置信度阈值以改善伪标签样本类别分布不均衡问题。最后,提出了动态加权样本选择机制,以提升训练样本较少的类别和比较难以识别类别的训练样本被用于训练的概率。在公开的遥感数据集UCM和NWPU-RESISC45上进行了实验,仅使用每类5张有标签数据训练,准确率分别达到了90.16%和87.30%,较其他半监督方法分别提升了0.24%和3.00%。实验结果表明,该文方法可以提升遥感图像场景分类性能。

    2023年10期 v.48;No.304 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K]
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  • 基于Relief F-RFE特征优选的桉树人工林提取

    林小棋;任超;李毅;梁月吉;岳韦霆;梁洁玉;

    针对信息冗余导致机器学习分类精度下降的问题,该文提出了一种结合Relief F和递归特征消除法(RFE)进行特征优选的桉树人工林面积提取方法。首先将Zhuhai-1和Sentinel-1卫星影像进行融合,通过结合Relief F和RFE进行特征优选,以减少信息冗余的影响。其次,基于光谱、红边指数、纹理特征、植被指数和后散射系数等特征,采用简单非迭代聚类(SNIC)面向对象和随机森林(RF)算法进行桉树人工林面积提取。最后,为验证Relief F-RFE模型在分类方面的性能表现,将其与无特征优选下基于Zhuhai-1和融合数据以及基于RF特征优选的分类结果进行对比分析。结果表明:利用Relief F-RFE优选特征能有效提高桉树人工林分类精度,总体精度达到96.43%,相比于无特征优选下基于Zhuhai-1和融合数据分类结果,总体精度分别提高14.95%和8.43%。在与RF特征选择方法进行对比时,总体精度有所增长,提高了7.55%。

    2023年10期 v.48;No.304 107-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2174K]
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  • 点云和BIM的钢筋骨架质量自动检测方法

    黄明;余瀚汉;杨震卿;

    针对复杂钢筋质量检查存在耗时耗力、自动化程度低等问题,该文以钢筋骨架点云为研究对象,结合建筑信息模型(BIM)提出了一种基于几何特征的钢筋质量自动检测算法。该方法首先将钢筋骨架扫描点云与BIM转化后的设计点云进行高精度配准,然后利用邻域搜索方法提取包含钢筋编号信息的钢筋骨架点云,最后结合设计点云和钢筋骨架点云采用比值法、随机采样一致性(RANSAC)圆柱拟合法实现钢筋数量、尺寸和间距的质量自动化检查。结果表明:该方法的复杂钢筋骨架数量检查的平均准确率为98.1%,尺寸估计的平均准确率为68.7%,间距检查的平均准确率为95.4%。提出的算法可实现工程应用上复杂钢筋骨架质量的自动检查,显著提高了工作效率,降低了成本。

    2023年10期 v.48;No.304 116-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1747K]
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  • 时域卷积组合模型在桥梁沉降预测中的研究

    陈奎;吴兆福;黄建伟;余敏;解光路;

    针对桥梁所承受的动静荷载特性差异问题,该文通过小波分解将垂直位移监测数据分解成低频和高频信号,低频信号稳定性强,主要呈现了静荷载影响特点,而高频信号波动性较大,呈现了动荷载影响特点,因此将低频信号和高频信号分别进行小波重构,重构后的低频信号和高频信号分别使用时域卷积神经网络和BP神经网络进行预测,并进行叠加处理得到最终预测结果。以常泰大桥实际静力水准沉降监测项目为例,将该文模型预测结果分别与小波优化的BP神经网络模型和小波优化的自回归滑动平均模型(ARIMA)预测结果进行对比分析,已有的两种模型预测的平均绝对误差分别为0.61 mm和1.38 mm,而该文模型预测的平均绝对误差为0.46 mm,预测精度的提高,为桥梁的施工和维护提供参考。

    2023年10期 v.48;No.304 126-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 2000K]
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  • 1981—2019年黄河流域植被时空演变格局及影响因子分析

    王成龙;王秀艳;李佳霖;郭兵;

    针对气候变化和人类活动对黄河流域植被生态系统的深刻影响,急需深入探索总结规律和影响程度的问题,该文基于气候数据、归一化植被指数数据,采用残差法、趋势分析、贡献率计算、重心模型和地理探测器等手段,分析了1981—2019年黄河流域植被NDVI的时空演变格局及其对自然-人为作用的响应机制。研究结果如下:(1)黄河流域植被NDVI空间分布上呈现东南高、西北低的格局。1981—2019年,黄河流域植被NDVI整体呈现波动增加的趋势;(2)1981—2019年,黄河流域植被NDVI重心在不同时间尺度下均向东北方向迁移,表明近40年黄河流域东北部植被NDVI增量要高于西南部;(3)近40年,气候变化与人类活动共同作用促进植被恢复区面积占比最大,表明气候变化和人类活动的共同作用在黄河流域植被NDVI时空演变过程中起主导作用。(4)近40年影响黄河流域植被时空演变的交互因子由高程∩坡向(0.888,1981年)转变为高程∩GDP(0.749,2019年),说明人类活动逐渐成为黄河流域植被时空演变的主导因子。

    2023年10期 v.48;No.304 136-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K]
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  • 基于多源数据和机器学习的住房空置空间格局识别

    杨鹏飞;潘竟虎;

    住房空置率是房地产业乃至社会经济合理发展的重要“指示器”,如何高效测算成为重要研究课题。本次实验以兰州市安宁区为例,采用遥感影像、地理空间大数据、社会经济统计数据等,利用多种机器学习方法及GIS平台,估算了2022年兰州市安宁区住房空置率的空间分布,探究了不同因子对住房空置的影响程度。实验结果显示,多种机器学习算法中,BP神经网络估算安宁区住房空置率的精度最高。安宁区住房空置在空间上呈现整体集中、小区域分散的特点。住房空置率在空间上整体呈现出城区中心住房空置率较低且集聚连片、城区周边及沙井驿街道住房空置率较高且部分区域破碎离散的分布格局.全区平均住房空置率为15.04%,有58.4%的区域住房空置率小于20%。住房空置率与人口、植被覆盖度之间存在明显的负相关性,与房价租金之间存在明显的正相关性,与公交站点、道路分布在空间上具有密切关联,公交站点越密集、交通越便利的区域,住房空置率越低。

    2023年10期 v.48;No.304 147-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2307K]
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  • 一种BIM模型与实景三维模型融合方法研究

    王超;王娇颖;许开銮;刘楚墙;王志强;

    针对当前BIM与实景三维模型融合过程中空间位置配准精度较低的问题,该文提出了一种借助真实激光点云的BIM模型与实景三维模型融合的方法。研究选取大场景和小场景两种样例数据,首先基于BIM实体几何信息转换和三角化加密的方法生成了BIM模型建筑物点云,其次基于增量式SFM算法和立体像对密集匹配方法先后生成实景环境下的稀疏和稠密点云,最后基于ISS特征提取结合改进ICP算法的完成了不同模型下点云和真实激光点云的配准。结果显示,该方法能够有效地实现BIM模型与实景三维场景信息融合,对新型智慧城市建设、工程建设智慧化管理具有一定意义。

    2023年10期 v.48;No.304 159-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1883K]
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  • 机器学习算法的广西北部湾入海流域太阳总辐射估算

    张亚丽;梁晓燕;田义超;林俊良;李令垚;

    太阳总辐射是地球的主要能源,是几乎所有水文和生物过程的基本驱动因素。精确估算太阳总辐射,对于监测地表辐射平衡、水文循环、植被光合作用等生态循环具有重要意义。鉴于此,该文运用粒子群优化算法优化BP神经网络、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、长短期记忆网络(LSTM) 4种机器学习模型,采用平均偏差(MBE)、决定系数(R~2)、平均绝对百分比误差(MAPE)进行模型精度对比,采用最优模型来估算2001—2020年广西北部湾入海流域的太阳总辐射。研究结果表明:(1)优化后LSTM模型测试集各站点MBE小于0.684 MJ·m~(-2)、R~2高于0.948,MAPE低于0.069,太阳总辐射拟合精度最优。(2)广西北部湾入海流域年均太阳总辐射以11.188 MJ·m~(-2)·a~(-1)的变化速率呈现波动上升趋势,在空间上呈现上升趋势的面积占比为79.98%,减少区域的面积占比为20.02%。(3)流域内年均太阳总辐射为4 714.70 MJ·m~(-2),呈由西向东递增特征,但在防城港地区形成低值涡。(4)未来太阳总辐射整体呈下降趋势,其中80.77%区域呈现降低趋势,仅19.23%的区域增加。基于地面气象站点观测数据和遥感数据,结合优化算法和机器学习模型可以高精度对大区域的太阳总辐射进行估算。

    2023年10期 v.48;No.304 169-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 2273K]
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  • 城市绿色景观的街景提取及其应用研究进展

    张天阁;王浩;宁晓刚;蔡兴飞;

    针对现有研究中缺乏对街景影像在城市绿色景观提取与应用中进行系统总结的问题,该文系统梳理了街景影像获取方式、绿色景观提取方法,以及绿色景观在评估绿色景观可见性、揭示经济发展水平、促进居民身心健康、助力城市规划等领域的应用现状。最后总结出利用众包平台和城市物联网解决街景影像的数据质量问题,丰富绿色景观分类体系和细化树种分类以服务景观配置,结合多源数据优势助力城市精细化规划等发展趋势。

    2023年10期 v.48;No.304 183-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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  • 西安市典型区地面沉降时空演化特征研究

    田鹏刚;牛建辉;杨永林;张德林;张鑫;蒲靖;

    针对西安地面沉降长期发育发展严重制约着城市基础设施建设、文物遗址保护和人身财产安全的问题,该文采用SBAS-InSAR技术对2018—2021年间覆盖西安市区的35景Sentinel-1A影像数据进行处理,并结合小波变换方法探究西安主城区及典型区域的地面沉降时空演化特征。结果表明:(1)InSAR地面沉降监测结果与几何水准测量值之间差值均介于±3 mm内,InSAR监测结果真实可靠;(2)西安地面沉降空间分布整体上与地裂缝、断裂走向高度相关,地面沉降速率最大值位于航天城为67.98 mm/a,历史沉降中心鱼化寨和电子城附近均出现明显地面回弹,回弹量超过40 mm的区域面积达2.78 km~2;(3)地面沉降在时间尺度上受不同大小的多层次周期变化所控制,在周期时间尺度下存在着影响沉降发育趋势的局部小周期。西安地面沉降发育与地下水开采、断裂和地裂缝发育、建筑载荷及地铁施工建设有关,研究成果为城市建设规划、地下空间资源合理配置和地下水资源保护等提供支持。

    2023年10期 v.48;No.304 194-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 2887K]
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地图学与地理信息

  • 一种面向道路养护的多粒度时空对象模型研究

    马茂鑫;张健钦;崔晓琛;姜会忠;欧建西;胡超男;

    针对目前道路养护的数据模型研究主要围绕其时空属性进行描述,缺乏对道路养护场景实体对象特征和关系的完整表达,难以满足对多维道路养护数据进行融合和可视化展示的问题,该文在分析道路养护实体建模内容与特点的基础上,依托多粒度时空对象模型的建模思路,研究构建了一种面向道路养护的多粒度时空对象模型。将道路养护实体抽象成多粒度时空对象,并依据多粒度时空对象数据模型描述架构,从属性特征、组成结构、关联关系等8个方面对道路养护实体特征和关系的变化进行全面多维地描述和可视化表达。以北京市某区的道路养护为例进行实验验证。实验结果表明,面向道路养护的多粒度时空对象模型能够高效地表达道路养护数据的多维度特征,更加全面、真实和动态的可视化展示道路养护数据,为道路养护数据的集成化管理、时空查询和养护决策提供参考。

    2023年10期 v.48;No.304 206-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1871K]
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  • 基于改进DeeplabV3+的城市内涝监测方法

    薛丰昌;吕鑫;陈笑娟;

    针对城市内涝随着时间的变化在视频图像中表现出的轮廓大小会产生较大的偏差,其纹理和色彩特征也会变得和周围道路相似,单独的卷积神经网络难以区分这类目标,虽然DeeplabV3+模型引入空洞空间金字塔池化模块能够实现不同尺度物体的提取,但其主干网络的复杂结构限制了在资源受限的设备上的应用问题,该文提出了融合注意力机制与轻量化网络的语义分割模型。将MobileNetV2迁移至DeeplabV3+的主干网络,减少模型计算量与参数量的同时利用倒置残差结构增强特征层的贡献。将串联的通道与空间注意力机制融入模型,分别对浅层特征图与加强特征图进行处理,有效筛选积水区域的特征。最后,经过上采样到原始输入图像大小,完成对城市积水的像素级预测。实验结果表明,改进后的网络能在占用少量计算资源的条件下完成对目标较高精度的识别,可为城市内涝监测与防灾救灾提供参考。

    2023年10期 v.48;No.304 216-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1760K]
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  • 层次化表达模型辅助的导航与制图道路网匹配方法

    罗浩;任东宇;周启;文学虎;车一鸣;

    针对由道路实体空间逻辑描述差异引起的导航数据与制图数据匹配准确率低的问题,该文提出了一种层次化表达模型辅助的导航与制图道路网匹配方法。首先,构建导航数据层次化表达模型,使用多实体属性关联方式描述复杂对象。然后,在几何匹配部分使用改进动态时间规整(DTW)距离获得最优匹配集。最后,在层次化表达模型辅助下分主次匹配得到最终结果。实验表明,综合场景下该方法对于单、双线道路的匹配准确率达到90%,自定义阈值的设定具备较好的可操作性和灵活性,能很好地适应一对多匹配场景。

    2023年10期 v.48;No.304 225-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 2291K]
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  • 基于DEM的盆地边界提取方法研究

    刘丹丹;赵荣;

    针对目前地理单元的分类指标体系不统一及成图比例尺较小,与自然资源要素的尺度不匹配,并且关于盆地单元的边界提取研究较少且精度较低的问题,该文立足于盆地单元的地形和几何特征,设计了一种基于数字高程模型(DEM)数据的渐进式提取全局盆地边界的方法。该方法首先利用地形起伏度因子提取初始范围边界,然后对选取的地表粗糙度、地形起伏度和全累计曲率3种地形因子进行ISODATA聚类算法自动分类,并运用数学形态学中膨胀和腐蚀等运算提取盆地细化边界,最后利用闭合度模型处理“缺口”得到盆地最终边界。实验结果表明,该方法提高了提取全局盆地边界的匹配度,划分的盆地界线完整程度较好。这既可摸清盆地的实际自然地理边界,又为其范围内的国土空间规划、用途监管和自然资源清查等管理工作提供参考。

    2023年10期 v.48;No.304 237-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 2607K]
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  • 城市住宅建筑布局对热环境影响的模拟分析

    陈强;黄易萧;刘锐;王镕焘;陈云浩;曹诗颂;李媛媛;

    针对改善居住区的热环境,缓解城市热岛效应影响的问题,该文选择北京市作为研究区域,在ENVI-met三维微气候模拟软件的帮助下,参考当地气候分区分类框架,构建6个建筑场景的数值模型,并分析它们在一天中不同时刻的热环境表现差异。结果表明:当住区规模较小时,行列式布局住区空气温度较低、风速适宜、热舒适度较好;住区规模较大时,不同建筑布局气温分布状况十分接近,行列式适风区最多,点群式布局热舒适度较好。住宅区规模不同的情况下,同一建筑布局也可能会表现出有差异的热环境,因此进行住宅区规划要考虑建筑高度、空间规模、建筑单体离散程度、整体朝向等多方面的影响因素。该文所得结论可为进行合理的城市住宅区规划建设、提高居住舒适性、提升市民生活质量提供一定参考。

    2023年10期 v.48;No.304 250-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 2011K]
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