摄影测量学与遥感

  • 时序SAR幅相智能融合的矿区形变监测方法

    黄继磊;白杨;王家耀;姚淑雯;

    针对传统SAR影像幅相融合形变监测方法中相位混叠区难以准确识别,导致融合方法监测精度不稳定的问题,提出基于改进YOLOv8模型的智能融合算法,实现矿区大量级形变的高精度智能化监测。该方法利用改进YOLOv8模型对差分干涉图中的相位混叠区进行分割,利用POT技术对相位混叠区形变进行监测并替代D-InSAR技术在相位混叠区的监测结果,获取完整的视线向形变场。采用11景时序TerraSAR-X影像获取了神东矿区52304开采工作面采动过程中完整的地表形变过程,通过与工作面布设的GPS点位监测数据进行比对,幅相智能融合方法整体的监测精度为0.228 m。该方法为矿区形变高精度智能化监测提供新的思路。

    2026年01期 v.51;No.331 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 3975K]
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  • 青藏铁路沿线多年冻土的MSBAS时序形变监测

    王霞迎;付加兴;夏元平;周延;韩哲;

    针对青藏铁路冻土区路基受气候变化和人类活动影响易发生形变的问题,以青藏铁路五道梁段为研究区,基于多维小基线子集(MSBAS)技术,利用2018年1月—2022年12月的SAR影像数据,监测该地区垂直向和东西向二维形变时空分布,并通过对垂直向变形时间序列的主成分分解,获取研究区季节性振幅特征。结果表明研究区大部分区域相对稳定,垂直向和东西向累积形变范围分别为-226~125 mm和-92~90 mm,季节性振幅范围为0~21 mm;铁路沿线季节性形变明显低于周边区域,验证了工程措施对冻土路基稳定的有效性。该研究为高寒地区基础设施多维度形变监测提供了技术支撑,研究成果可应用于冻土区工程稳定性评估、铁路维护决策支持等领域。

    2026年01期 v.51;No.331 14-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 8021K]
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  • 时空解耦优化的城市基础设施形变监测预测方法

    梁钊雄;温慧;王冬萍;麦倩文;朱钰桦;江燕东;

    针对传统LSTM模型在城市基础设施形变监测预测中易受噪声干扰的问题,提出一种结合趋势分析和时序特征解耦的改进LSTM方法。以佛山西站2019年1月—2023年12月地表形变监测数据为基础,应用该方法预测未来18个月形变趋势。研究区年均形变速率空间分异显著,主要介于-5~0 mm/a之间,局部最大达-21 mm/a;以显著沉降为主且空间集聚,集中于站区东、西部结构单元及站外道路沿线。改进LSTM模型在4个典型监测点(PS1~PS4)均预测性能良好,其中PS4点累积沉降量最大,预计将达-105.13 mm,需重点监测;PS1、PS2和PS3点形变趋势较缓,但仍需持续关注。研究方法可为城市基础设施的健康监测与风险评估提供技术参考。

    2026年01期 v.51;No.331 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1874K]
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  • 温州市主城区地表形变监测与多因子关联分析

    孙承志;吕科震;毕凌宇;

    针对中国东南沿海快速城市化区域地表形变反演精度不足与影响因素复杂的问题,以温州市主城区为研究对象,采用融合SBAS-InSAR与PS-InSAR技术并引入GACOS大气校正的协同监测方法,对2022年2月—2023年10月期间的地表形变时空演化特征进行了系统分析。通过集成11个多维度影响因子,结合灰色关联度模型(GRA)量化各因子对地表形变的影响程度,并辅以气象观测数据解析环境要素的调制作用。研究结果表明:研究区地表形变呈现显著空间分异特征,监测到最大沉降速率达91.6 mm/a,最大抬升速率为83.1 mm/a;形变空间分布与人口分布、经济活动和地形因子显著相关,揭示了人类活动与自然地理环境的协同作用;累计降水量与风速变化对形变过程具有阶段性强化效应,且表现出明显的季节依赖性。本研究提出的方法有效提升了地表形变反演精度,明确了温州市地表形变的主控因素,为沿海城市地质灾害防控与国土空间规划提供了科学的方法支撑。

    2026年01期 v.51;No.331 34-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2278K]
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  • 高寒山区InSAR相干性时空变化规律及其驱动因素

    周林燊;左小清;李勇发;李永宁;

    为了深入了解我国西南高寒山区InSAR相干性在不同地表覆盖类型下如何随时间和空间变化,以云南省德钦县为例,基于2020年5月—2023年5月期间Sentinel-1影像数据,利用统计分析方法、区间划分方法揭示时序InSAR相干性在不同地表覆盖类型下的时空变化规律;提取植被覆盖度、土壤湿度、降雨量等影响因子,通过建立植被覆盖度、土壤湿度与InSAR相干性之间的定量关系模型,分析各因子对InSAR相干性的驱动机制并量化其影响程度,明确时序InSAR相干性变化的关键驱动因素。研究结果表明:时序InSAR相干性表现出明显时空异质性。在时间上随季节变化呈现周期性波动,冬季最高,春季次之,秋季和夏季最低,在每年1月达到峰值,7月降至谷值。在空间上,高相干区主要分布在城镇区域;偏高相干区多见于裸地;中相干区主要分布在耕地;低相干区则主要集中在林地。季节变化、降雨量对InSAR相干性具有重要影响;植被覆盖度和土壤湿度与InSAR相干性呈负相关关系,随着植被覆盖度和土壤湿度的增加,InSAR相干性呈下降趋势,其中植被覆盖度对InSAR相干性的影响更显著。

    2026年01期 v.51;No.331 44-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3455K]
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  • GACOS协同StaMPS-InSAR的丽江永胜滑坡变形识别

    岳学富;左小清;郭世鹏;张继洪;黄成;

    针对丽江永胜县滑坡灾害频发且传统地面监测方法难以有效识别预警的问题,以丽江永胜县为研究区,集成StaMPS-InSAR技术和GACOS大气改正,对2022—2023年的25景Sentinel-1A影像进行处理,实现对该区域滑坡时空演化特征的精确分析,并总结滑坡不稳定的驱动因素。结果表明:相较于StaMPS-InSAR方法和线性方法,GACOS方法的平均相位标准差最低。同时大气垂直分层效应是研究区内的主要大气延迟类型,而GACOS可以有效减弱垂直分层延迟,原始干涉相位与局部地形之间的相关系数最高由15.965 9 rad/km降低到1.111 1 rad/km。与GPS测量相比,GACOS显著提高了InSAR形变量与GPS数据之间的匹配度,所有站点的RMSE均显著降低。依托该高精度形变序列,结合日降雨数据的互相关分析,进一步揭示了滑坡“前缘准同步、后缘滞后19 d”的渐进式破坏特征,为该区域的滑坡机理研究与监测预警提供了新的数据支持。

    2026年01期 v.51;No.331 56-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 3356K]
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  • 时序InSAR基坑形变动态监测与时空特征分析

    谢海聪;王宝行;刘梅姜;李光荣;严明;赵超英;张双成;

    针对深基坑形变不仅会对施工安全构成威胁,还会破坏周边环境的稳定性,甚至可能引发建筑物的结构性形变的问题。采用序贯SBAS-InSAR技术对温州市永嘉县东方村基坑施工引发的地表形变进行动态监测。实验采用223景Sentinel-1A SAR数据获取基坑施工前、中、后周边地表形变与时空特征。结果表明,基坑施工前基本没有形变,施工过程周边发生显著形变,形变速率达到150 mm/a,并影响到周围建筑物的稳定性。周边形变量级随着距基坑距离增加呈负指数递减,最终趋于稳定,该沉降主要受海岸带特殊地质环境及基坑施工活动共同影响。本研究为城市密集区基坑与周边建筑物安全监测提供了有效技术手段,扩展了InSAR工程应用的场景。

    2026年01期 v.51;No.331 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2292K]
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  • 联合差异特征与余弦相似度的遥感变化检测

    李传露;薛笑荣;徐逸凡;曾彩佳;

    针对传统方法通常将差异特征作为辅助信息进行浅层处理,未能充分发挥其在特征提取和融合中的作用的问题,提出一种联合差异特征与余弦相似度的遥感变化检测网络,通过引入余弦距离权重实现双时相特征的动态交互,增强了特征表达能力,提高了对变化区域的敏感性。设计了一个特征动态融合模块,结合原始差异特征和余弦距离权重,使用自适应权重抑制伪变化干扰。此外,设计了结合注意力机制的差异引导模块,通过可学习参数动态平衡多尺度特征融合,增强了变化区域的特征表达。在LEVIR-CD、WHU-CD和SYSU-CD公开数据集上的实验结果表明,该方法均取得了优异的性能,F1分数分别为91.84%、92.52%和82.18%,IoU指标分别为84.92%、86.08%和69.76%,证明了该方法的高准确性和良好的泛化能力。

    2026年01期 v.51;No.331 77-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1977K]
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  • 结合上下文感知的无人机航拍目标检测模型

    周晓琴;王长海;王维;

    针对无人机航拍图像中存在的背景复杂和小目标特征稀缺等挑战,提出一种结合多尺度特征融合和上下文注意力策略的无人机航拍目标检测模型。将十字交叉注意力嵌入主干网络,增强上下文信息提取并建模长程依赖;构建ASPP-FPN特征融合模块,扩大卷积核感受野,提升小目标检测能力;在检测头引入级联稀疏卷积查询机制,降低高分辨率层的计算开销。实验结果显示,所提方法在VisDrone数据集上取得64.6%mAP50与39.9%mAPs,在DOTA数据集上mAP达到80.7%,且在小车、船只、储罐等小目标检测任务中取得最优性能。所提模型在小目标识别、复杂背景干扰抑制以及推理效率方面均表现出显著优势,为无人机航拍目标检测任务提供了一种高效可行的解决方案。

    2026年01期 v.51;No.331 88-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K]
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  • 利用激光雷达点云的高耸建筑安全倾斜监测算法

    周命端;覃钰涵;宋峤;解乾龙;周子涵;

    针对传统的Marching Square算法提取轮廓线存在抗噪能力弱、精度低等问题,提出一种新的基于激光雷达点云的非接触式倾斜监测算法。实验选取北京某园区遗址某座近百米混凝土烟囱进行测试,采用激光雷达扫描采集烟囱原始点云数据,经预处理后获取筒身有效高精度点云数据;给出筒身横截面切片点云分割策略,利用最小二乘法拟合筒身横截面切片轮廓线,并求解其轮廓线几何中心;利用迭代重加权最小二乘法拟合轮廓线几何中心形成中心轴线所在空间直线,并获得其单位方向向量;在站心空间坐标系下分别与x轴和z轴进行向量运算,获得中心轴线的倾斜监测参数并进行精度评定。结果表明:与传统算法相比,本文算法获得的筒身倾斜角、垂直度和垂直度偏差值的相对误差均仅为22.1%,倾斜方位角的相对误差仅为0.15%。本文算法是行之有效的,为高耸建筑安全倾斜监测提供一种非接触式高精度激光雷达点云算法。

    2026年01期 v.51;No.331 98-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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  • 无人机LiDAR点云电力线快速提取算法研究

    王永敏;曹迪;陆吉;杜锐;

    针对复杂输电通道场景下无人机LiDAR点云中电力线快速提取问题,提出一种融合布料模拟与随机采样一致性算法的高效电力线点云提取与分割方法。采用布料模拟算法对地物表面进行拟合,以实现电力线与背景点的初步分离,从而完成电力线点云的粗提取;利用欧氏聚类对提取到的电力线点云进行分割,并依次在水平与垂直方向上以电力线片段为基本单元进行分裂与合并,提取出单根电力线点云;基于拟合电力线模型提取完整的电力线点云。在涵盖多种电压等级、地形类型及地物覆盖类型的3个输电通道无人机LiDAR数据上进行的实验表明,该方法在复杂场景下展现出优异的精度和鲁棒性,平均召回率达99.78%,精确率为99.56%,F_1分数为99.67%。

    2026年01期 v.51;No.331 108-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K]
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  • 多尺度体素增长的机载LiDAR点云屋顶面分割

    王爽;王竞雪;臧东东;郑雪涛;王丽芹;

    针对现有基于体素增长的屋顶面分割方法存在体素大小难以设置、对噪声点敏感等问题,提出了一种基于多尺度体素增长的分割算法。采用八叉树自适应划分原始点云,依据体素内点的平整度生成多尺度体素集合;选择尺寸最大且残差值最小的体素作为种子体素,以法向量夹角为约束进行迭代增长,获得初始分割结果;通过合并过分割面片与屋顶面完整性修复的优化过程,得到最终的屋顶面分割结果。从Building3D及Vaihingen数据集中分别选取数据进行实验,结果表明,屋顶面点云分割结果的平均分割完整率、平均分割正确率和平均分割质量分别为96.54%、97.70%和94.45%。本文算法能有效分割不同复杂程度、不同分布密度和不同数据质量的屋顶面点云,得到精细的屋顶面点云分割结果。

    2026年01期 v.51;No.331 117-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 2165K]
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  • 基于无人机的LiDAR/IMU/RTK跨场景无缝定位方法

    黄鹏;王晗;潘乙榕;杨一涛;梁安邦;

    为了克服现有无人机在复杂三维结构(如桥梁、复杂建筑等)巡检中同时定位与建图(SLAM)方法的局限性,提出了一种集成惯性测量单元、激光雷达和实时动态定位的无缝SLAM系统,并基于交互式多模型评估传感器数据的质量,采用自适应切换机制,在两种定位模式(IMU/RTK模式和IMU/LiDAR模式)之间进行切换,确保即使无人机在复杂三维结构巡检中出现传感器信号波动的情况也能实现平滑无缝的多源融合定位。为了验证方法的有效性,在多个实际复杂建筑、桥梁场景中进行了测试。结果表明,本文所提方法在复杂三维结构中的绝对轨迹误差为0.087 m,优于本文选择的其他定位方法,证明了该方法的可行性和有效性。

    2026年01期 v.51;No.331 128-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
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  • 顾及区域全局和局部细节的建筑物提取方法

    刘春阳;毛波;徐胜华;刘超;潘娅婷;

    针对当前高分辨率遥感影像建筑物提取方法更多关注影像全局与局部特征,而忽略了区域全局与局部信息之间联系的问题,提出了一种顾及区域全局信息和局部细节特征的建筑物提取方法。本文方法构建了边界增强模块以提高建筑物的边界语义信息,利用通道像素混合注意力机制有效平衡建筑物的高频与低频特征,并结合小波逆卷积模块缓解区域全局信息与局部细节的矛盾,最终通过损失函数对整体模型进行优化,以实现精准的建筑物提取。本方法在两个建筑物提取数据集上进行了实验,结果表明,本文所提方法在两个数据集上的交并比(IoU)和F1分数均优于当前先进的建筑物提取方法。此外,通过消融实验进一步验证了各模块在提升模型性能方面的有效性。

    2026年01期 v.51;No.331 136-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 2200K]
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  • 一种三维建筑物模型外轮廓的自动化提取方法

    沈元博;车德福;

    针对大规模城市场景中建筑物倾斜摄影测量模型轮廓线提取过程中存在的局部特征模糊与全局拓扑失准问题,提出一种动态聚类-规则化协同优化模型。先将倾斜摄影测量模型三角网与横截面的交线离散为点云,通过构建点云的密度自适应聚类算法与基于特征值分解的直线度驱动轮廓生长机制,实现噪声环境下建筑主体轮廓初步提取;进一步设计多层级规则化约束,解决复杂直角轮廓的断裂与冗余边问题。在某大学倾斜摄影测量模型中的5栋不同形状建筑物模型上与Alpha Shapes算法进行对比试验,本文提出的方法在5组建筑物上的点均离线误差均小于10 cm,且无系统性偏差,均方根误差小于0.2,相对占地误差均低于0.7%,显示出高精度和良好的轮廓整体把握能力,显著优于Alpha Shapes算法。研究成果可为三维城市建模提供高精度、可扩展的技术方案。

    2026年01期 v.51;No.331 146-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K]
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