大地测量学与导航

  • 集成学习辅助的GNSS异常信号探测与定位

    赵一鑫;韩昆;许睿涛;白红霞;龚晓鹏;

    针对复杂场景下智能手机的全球导航卫星系统数据易受非视距信号和粗差影响,导致定位精度低的问题,提出基于机器学习集成算法的NLOS信号和粗差预测方法。通过多组车载智能手机GNSS数据验证表明,机器学习集成算法在手机上预测40颗卫星NLOS和粗差信号的平均耗时均在0.03 s以内。此外,对GNSS粗差的预测性能总体上优于对NLOS信号的预测,其中对NLOS信号和粗差预测结果的召回率分别为79.24%和74.62%,精确率则分别为9.24%和40.31%。将预测结果应用于定位解算,结果表明定位精度提升主要在高楼遮挡严重区域,95%置信水平下剔除预测的NLOS信号和粗差后定位精度分别提升了10.75%和11.31%。

    2025年09期 v.50;No.327 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1735K]
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  • GPS/BDS-3实时网格改正数的载波平滑伪距算法研究

    王一铭;李军;祝会忠;

    针对伪距差分定位模型简单、高时效性,但定位性能的进一步提升受观测噪声等的限制的问题,采用基于通讯编码的多系统实时伪距差分增强定位方法,利用载波平滑伪距公式平滑各基准站的伪距非差误差改正数,平滑后的非差误差改正数保持了原误差改正数的误差属性,内插基准网误差增强信息,依据VRS算法生成含有基准站误差增强信息特性的VRS观测值。用户端接收服务端播发的格网点VRS观测值,进行伪距差分定位。实验表明平滑可以提高基准站非差误差改正数的稳定性,生成的格网点VRS观测值适用于用户端单系统、多系统的单频与双频差分定位,非差误差改正数的平滑可以提高格网点VRS观测值定位精度,同时平滑用户站数据可实现高精度差分定位。

    2025年09期 v.50;No.327 11-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2673K]
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  • 基于混合深度学习架构的WiFi指纹室内定位方法

    于州龙;肖东升;

    针对传统的WiFi指纹室内定位方法用单一网络架构无法兼顾复杂全局特征与局部特征的协同学习,坐标回归与楼层分类任务存在特征差异,进而导致参数空间的优化冲突,从而制约定位精度提升的问题,提出了一种新颖的基于深度学习的HybridLoc室内定位方法,混合使用全连接层和卷积层的编码-解码架构,充分发挥全连接层在复杂特征学习和卷积层在局部特征提取方面的优势;针对坐标和建筑楼层两种不同类型的定位信息,本文采用双分支解耦设计,即使用两个解码器分别计算处理以降低因信息特征不同而造成的学习冲突,从而进一步优化了定位精度。在UJIIndoor数据集上的实验表明,使用HybridLoc模型的平均定位误差达到了7.85 m,楼层定位准确率高达95.41%,建筑定位准确率高达100%。

    2025年09期 v.50;No.327 23-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
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摄影测量学与遥感

  • 基于元学习的遥感影像少样本目标检测

    李思溢;杨军;

    针对传统的遥感影像少样本目标检测模型因新类与基类数量设置不平衡导致在新类上检测效果不佳的问题,提出一种改进的基于元学习的遥感影像少样本目标检测模型:通过设计变分特征模块将支持集支持向量转化为类别概率分布,从中提取的变分特征可以弥补新类样本不足的缺陷,从而有效提高模型对新类和基类的鉴识能力;在训练过程中结合变焦点损失函数,降低遥感影像中复杂的背景信息对前景目标的干扰,并引入目标的置信度分数帮助模型更好地检测目标。在10-shot任务设定中,本算法与Meta-RCNN方法相比,在NWPU VHR-10.v2和DIOR数据集上检测新类的mAP分别提升了7.1%和6.0%。实验结果表明,本文算法对基类和新类的检测结果优于已有的同类算法。

    2025年09期 v.50;No.327 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
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  • 核估计与清晰特征引导的遥感影像盲超分辨率重建

    卜丽静;周兰;张正鹏;邓明军;杨银;王竞雪;

    针对遥感影像在超分辨率重建过程中常面临模糊核估计不准确以及高频信息提取不足而导致重建影像边缘模糊的问题,提出了一种核估计与清晰特征引导的盲超分辨率重建网络:设计了层级核估计模块,提高模糊核估计的准确性;频域特征增强模块基于维纳滤波的原理,生成更加清晰的特征,减少重建结果高频边缘模糊的情况;在重建网络部分,利用仿射变换融合低分辨率影像特征和清晰特征,并通过基于高阶注意力的结构细化网络,进一步恢复影像的高频细节。实验结果表明,所提算法在WHU-RS-19和AID两个公开数据集上,PSNR分别最高提升了15.16%和6.05%;在真实数据集上,NIQE和BRISQUE指标分别降低了9.95%和11.36%。在定性和定量结果上均优于对比算法。

    2025年09期 v.50;No.327 41-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K]
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  • 面向遥感变化检测的CLNet-CD模型样本筛选优化方法

    王益之;白怀明;李海涛;李宏霖;王洋;

    针对实际遥感解译工作中能够生产出大量的已标注数据,由于人工标注的主观因素,这些样本大量存在漏标、多标、标注与目标地物边界套合不准确等情况,难以直接用于深度学习模型训练等问题,缺少自动化的筛选样本方法,设计了CLNet-CD模型,通过使用卷积神经网络串联变压器结构作为主干网络,能够提取细粒度更高的高维特征,同时利用多尺度特征融合提取模块对高维特征进行分析,具有强大的全局特征提取能力及细节特征提取能力;利用通道注意力与空间注意力多维度对目标特征进行增强,能够有效分辨数据集中的低质量样本。实验结果表明:本方法能够有效筛选出成果数据中的高质量数据,相较筛选前的数据能够训练出精度更高的深度学习模型。

    2025年09期 v.50;No.327 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
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  • 石刻造像点云的特征线提取方法研究

    李健;杨俊涛;韩国河;吴浩;朱津;崔昊;

    针对考古线图手绘过程中存在的工序繁琐、效率低下的问题,提出了一种从石刻文物离散点云中提取特征线的方法。该方法首先计算局部加权质心在法向量方向上的投影,作为识别表面特征点的几何度量,然后根据特征点的凹凸性分别进行迭代细化,并基于角度准则提取边界点,最后采用改进的曲线生长法连接特征点和边界点,实现完整特征线的构建。实验结果表明,该方法能够高效、稳健地提取特征线,并生成准确美观的考古线图。与现有方法相比,该方法在特征提取精度、召回率、F1分数方面均有所提高。本研究为考古线图的自动化生成提供了一种可行方案,有助于提升考古研究的效率和准确性。

    2025年09期 v.50;No.327 63-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2040K]
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  • 基于陆探一号SAR数据的矿区地表形变监测与应用

    韩艳艳;张闯;房平;郝晓波;姚新宇;刘英;

    针对煤矿开采导致地表形变威胁建筑安全、生态平衡并可能引发地质灾害,亟需精准监测与分析的问题,基于陆探一号卫星数据,采用差分干涉合成孔径雷达技术监测矿区地表形变,构建了“形变监测-轨迹追踪-影响评估”的全链条分析框架。结果表明:LT-1数据反演地表形变结果与地面实测数据变化趋势高度一致,决定系数(R~2)达0.92,能有效识别露天矿抬升、沉降现象和井工矿沉降盆地特征;相邻时段沉陷盆地呈现显著的空间重叠与有序迁移特征,工作面推进速率介于4.957 m/d~18.200 m/d,与矿区开采活动的实际工作面推进速率基本相符;地表形变显著影响区域主要集中在井工矿沉陷盆地、露天矿及基础设施分布区,其中459.985 km线性基础设施和20.504 km~2多边形基础设施受较高影响。研究证实LT-1数据可以准确、大范围、动态监测矿区地表形变,为矿区安全监管与灾害防控提供可靠的技术支撑。

    2025年09期 v.50;No.327 72-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 5297K]
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  • 基于InSAR的高速公路形变精细监测及灾害隐患识别

    杨魁;梁军;杨书成;李文彬;徐骏千;王晓烨;

    针对传统高速公路形变监测与分析方法无法实现其地质隐患风险精准预防的问题,采用MTInSAR技术和InSAR监测点精细分类方法来实现高速公路形变信息的精准提取,综合利用路基形变量、路面平整度等指标来开展了高速公路形变灾害隐患识别分析。以天津市AA高速公路为例,利用2019—2020年的28幅高分辨率Radarsat-2影像和MTInSAR方法来获取其沿线监测数据,与水准测量相比精度为4.4 mm/a;通过匹配PS点和GIS数据库及滤波来提取高速公路InSAR监测点,相比传统高速公路缓冲分析方法更精确;基于点密度为41个/km的高速公路提取成果,对其路基形变发育程度、路面平整度进行综合分析,识别出多个存在形变灾害隐患路段。实验结果验证了本文方法能有效快速识别出高速公路中存在的形变灾害隐患。

    2025年09期 v.50;No.327 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1681K]
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  • 融合时序InSAR与CNN-LSTM模型的地铁沿线沉降监测预警

    杨瑞;张涵铭;陈裕汉;吴学群;张豫宁;

    针对地铁在修建和运营过程中易引发地表沉降,以及单一轨道数据识别形变信息不够全面等问题,以成都市为例,基于SBAS-InSAR技术处理53景升轨和54景降轨Sentinel-1A数据,获取成都市2023年1月—2024年10月的升降轨地表形变信息。并采用二维形变分解技术获取地表垂直向和东西向的形变信息,最后利用CNN-LSTM模型对地铁沿线开展时序形变预测。结果表明:研究区升降轨形变结果在空间分布上基本吻合,即同时反映出周边环状下沉这一形变特点;研究区在发生垂向形变的同时,也具有轻微的西向形变,并且西向形变漏斗与沉降范围具有一定对应关系;将时序形变结果与降雨数据进行对比,结果显示降雨期间地表具有明显抬升趋势,雨季过后则转为下降状态,表明降雨对地表形变具有一定影响;CNN-LSTM模型相对于BP、LSTM模型在时序形变预测中表现更好。因此,通过融合升降轨数据反演出地表垂直向和东西向的形变信息,能更有效地识别地表形变特征,并且采用CNN-LSTM模型能够有效对地铁沿线开展时序形变预测,该方法可作为地铁沿线沉降监测和灾害预警的有效手段。

    2025年09期 v.50;No.327 91-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 4762K]
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  • 捕获长时序特征的地铁隧道结构变形预测

    周建国;裴起;柏文锋;罗海涛;

    针对现有地铁隧道结构变形预测模型长时序特征捕获能力不足的问题,提出了一种结合时间卷积网络(TCN)和长短时记忆网络(LSTM)的地铁隧道结构变形预测模型。以样本熵为分量判断指标进行数据去噪作为预测建模的基础;TCN以填充间隔的方式进行卷积运算以捕获序列的长时序特征,接着将捕获的特征输入至LSTM并通过其门记忆机制提取关键信息;传输至全连接层进行映射实现对数据的预测。此外使用麻雀搜索算法(SSA)进行模型关键参数的寻优。结果表明,样本熵法能更好地判别变形序列的噪声分量。对比典型模型的预测表现,TCN-LSTM的RMSE和MAE指标值至少降低了17.63%和18.52%。显示出该模型相对于典型的预测模型具有优势,可提高地铁隧道结构变形预测的精度。

    2025年09期 v.50;No.327 103-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2296K]
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  • 一种改进XGBoost的多因素滑坡易发性评价方法

    荆芳;王志勇;李振今;高振海;司玉雷;

    针对构建滑坡易发性评价因子不足以及现有机器学习模型在处理高维数据时无法有效平衡多因子权重的问题,以山西省吕梁市离石区为研究区域,通过引入InSAR形变速率作为动态因子,结合15个静态因子构建易发性评价体系,并提出一种基于HO-XGBoost的机器学习滑坡易发性评价模型。HO算法首先处理输入的多因子,动态优化XGBoost超参数,再将参数传入到XGBoost模型中,评估输入特征重要性并平衡多因子权重。结果表明,HO-XGBoost模型在精确率、召回率和F1分数等7个验证指标上的精度和目视可靠性上显著优于XGBoost、SVM、RF和LightGBM模型,能够更精准地优化多因子权重并捕捉因子间的复杂关系,从而提升滑坡易发性评价的准确性。

    2025年09期 v.50;No.327 114-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 3290K]
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  • 汾河流域生态系统服务权衡关系多情景分析

    罗聪;李成;赵洁;郭金龙;梅忠建;陈凯怿;

    针对长时间序列下生态系统服务权衡协同关系演变特征及其未来管理情景模拟研究的不足,提出结合多情景分析深入探究汾河流域生态系统服务关系。同时耦合InVEST模型和双变量空间自相关方法,较好地对多种生态系统服务复杂关系进行了空间可视化表达。基于对3种发展情景的模拟分析,有效揭示了不同政策导向下权衡关系的动态变化规律。研究表明:2000—2020年,汾河流域5种生态系统服务总量以及空间分布均有显著变化,大部分生态系统服务间并不是稳定的权衡协同关系,可能随时间发生转变;生境质量和固碳服务在生态优先情景中表现最好,且该情景下权衡区域有所减少。较其他发展情景,生态优先情景下权衡关系最弱,更有利于实现生态系统服务的可持续管理。

    2025年09期 v.50;No.327 124-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 4644K]
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  • 邢台市地面沉降时空变化特征及驱动因素分析

    宋江涛;王新友;赵伟玲;雒寒梦;张亚杰;

    针对邢台市不断发展的地面沉降问题,基于2020—2024年的133景Sentinel-1A影像,利用小基线集干涉测量技术获取邢台市的平均地表形变速率和时序形变量结果,采用加权标准差椭圆分析研究区地面沉降时空分布特征,并利用地理探测器探索地面沉降的主要驱动因素。结果表明:最大平均沉降速率约85 mm/a,沉降严重区主要分布在巨鹿-南宫-广宗-威县;年沉降量重心位置不断变化,沉降面积先增大后减小,空间上沿西北-东南向展布;地面沉降的主要驱动因子为第四系厚度、浅层水变差和降雨量,因子之间的交互作用为非线性或者双因子增强。研究区不均匀沉降现象显著,第四系厚度为地面沉降的发生提供了有利的地质条件,地下水的开发利用则是最重要的外在影响因素。

    2025年09期 v.50;No.327 137-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 4882K]
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  • 河湖“四乱”问题的无人机影像检测方法研究

    孙肇文;唐立军;刘潇阔;周昱亨;鲜润东;

    针对无人机河湖“四乱”检测中小目标检测性能不佳和错检漏检等问题,结合数据集构建、模型架构设计以及检测方法的集成,基于YOLO11提出了无人机河湖“四乱”检测模型URDNet。该模型引入了切片辅助模块对输入网络图像进行切片,同时将双层路由注意力机制引入在网络的主干和颈部结构,并设计了基于空间上下文感知模块的并行特征融合结构。在无人机河湖“四乱”数据集UFDRL上进行对比实验,相比原始模型在mAP_(50)、mAP_(50-95)、mAP_S、mAP_M和mAP_L上分别提升了6.6%、6.0%、7.1%、2.6%和2.5%,且GFLOPs降低了12.2%,验证了模型的有效性。与常用小目标检测模型相比,各项评价指标均有显著提升,优化了复杂河湖环境中小目标与背景混淆造成的错检、漏检问题,实现了针对高分辨率无人机影像的多类别河湖“四乱”检测。

    2025年09期 v.50;No.327 150-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2844K]
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  • 基于调节服务价值与Zonation模型的川西高原生态源地识别

    李蓝星;易桂花;张廷斌;别小娟;王国严;张宸源;

    针对当前传统研究无法顾及生态源地的天然存在价值与空间连通性需求,导致生态源地空间分布碎片化的问题,以川西高原为研究区,通过生态系统调节服务价值量化生态系统功能,结合Zonation模型优化生态源地景观连通性,提出了基于生态系统调节服务价值和Zonation模型的生态源地识别框架。共识别川西高原生态源地86处,面积为3.72×10~4 km~2,占川西高原总面积的16%。对比论证表明,Zonation模型通过保留核心区域降低了源地破碎化,其识别结果比未应用该模型的方法具有更好的景观连通性。研究结果可为构建川西高原生态安全格局构建提供方法支持。

    2025年09期 v.50;No.327 161-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 2917K]
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地图学与地理信息

  • 面向地图叙事的三维场景视点选取方法

    刘世川;王勇;唐晴;韩遥遥;

    为解决地图叙事中视点选取效率低、难以契合叙事表达的问题,提出一种由叙事相关度约束视觉显著度的自动化视点选取方法:通过空间距离计算要素相对主题要素的叙事相关度;以要素在视窗中的投影面积比例衡量其视觉显著度,并利用皮尔逊相关系数量化两者的关系,构建适应度函数;结合场景凸包的视觉显著度,引入混沌粒子群算法搜索视点位置。实验表明,相比最大投影面积法与固定值法,本文方法在适应度上表现更优,所生成视图获得约2/3专业人士认可。本方法可有效提升三维叙事场景的表达契合,为地图叙事下的三维场景提供了一种更合理、高效的视点选取策略。

    2025年09期 v.50;No.327 170-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
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  • 栅格地图上行政界线的自动提取与审查

    黄中宇;王勇;郭庆胜;朱威;杜凯旋;

    针对地图上的行政界线审核问题,提出一种基于境界符号单元的行政界线提取方法,利用点线密度动态网格搜索,连接境界符号单元并精确勾绘栅格地图上的行政界线。本文研究了基于弯曲面积的行政界线准确性评估方法,通过计算与标准地图中代表性弯曲的面积差,自动标识行政界线中不准确区域。相关实验证明本文所提方法的可行性及有效性,有助于提高地图审核的效率和准确性。

    2025年09期 v.50;No.327 179-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K]
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  • 基于通名的中外地名分类体系同现映射研究

    何新雨;赵江洪;王继周;毛曦;

    针对众源数据中外文地名分类体系差距大,侧重不同无法准确映射的问题,提出了一种基于通名同现关系的类别映射方法,以实现类别的准确映射。地名由专名和通名组成,通名是地名中用来区分各个地理实体类别的词。以地名数据集进行标注,对数据集的标注结果进行分析,可实现外文类别与中文类别的映射关系,同时,以geonames地名数据为实验数据,将该文提出的方法与基于规则、基于字面相似度的方法结果进行了比较。试验证明,该方法在大规模数据集上的映射效果显著,能够有效实现外文体系与中文体系类别之间的一对一、一对多及双向映射关系,同时数据映射效率明显优于其他方法,其在不同国家地名数据上具有适用性,有利于中外分类体系类别映射研究,对于建设标准化的全球地名数据库有重要意义。

    2025年09期 v.50;No.327 190-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1653K]
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  • 面向自然语言空间关系的理解与定位方法研究

    习鹏飞;王继周;毛曦;路文娟;

    针对现有的地名定位主要通过地名查询,利用查询语句在地名库中检索到地名的坐标,无法理解人们自然语言表述中的空间关系的问题,构建了自然语言空间关系的表达模型,根据拓扑、方向、距离关系的相互约束,推理出空间关系组合,并由此建立相应的空间关系组合模式,根据对应组合模式设计了相应空间算法。采用ALBERT-BiLSTM-CRF模型对自然语言空间关系问句中的参考地物名称以及空间关系进行识别。将识别出来的参考地物名称和空间关系匹配到相应的组合模式中,根据对应的空间算法来解算出自然语言空间关系问句中所描述的空间位置。实验结果表明:本文提出方法能够对多数的自然语言空间关系问句进行理解及匹配。

    2025年09期 v.50;No.327 200-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1111K]
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