大地测量学与导航

  • 基于分区聚类与RF-WED-WKNN融合的指纹室内定位

    李金龙;肖东升;

    针对数据库中离群点对定位的影响和不同AP在定位过程中具有不同的贡献值问题,提出了一种基于数据库分区聚类与RF-WED-WKNN融合的指纹室内定位算法模型。在离线阶段,将数据库中的数据按照空间位置划分为4个区域,并计算出每个区域的接收信号强度的平均值作为该区域的聚类信号质心;在线匹配阶段,先通过聚类计算确定测试点所在区域,再用随机森林算法计算该区域中的每个AP在该区域定位过程中的贡献值,将AP贡献值进行归一化处理后代入WKNN算法的欧氏距离计算中得到加权欧氏距离,最后通过加权欧氏距离进行加权计算出待定位点的坐标。本文提出的算法平均定位精度为1.17 m,相较于WKNN算法的1.82 m,聚类WKNN算法的1.55 m,和分区聚类-WKNN算法的1.34 m定位精度分别提升了35.71%、24.52%和12.69%,显著提高了定位的效率和精度。

    2025年11期 v.50;No.329 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K]
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  • 不同分析中心小数周偏差产品PPP-AR性能评估

    杜浩强;方卓;张兵良;李珊珊;

    针对不同分析中心的小数周偏差(FCB)产品影响精密单点定位模糊度固定(PPP-AR)性能评估的问题,基于星间单差模型、钟差解耦模型和整数恢复钟模型,详细阐释了3种FCB产品的生成原理与关键参数含义。利用2024年年积日101~110连续10 d的全球均匀分布多系统实验跟踪网(MGEX)12个测站观测数据,系统评估了不同分析中心FCB产品的PPP-AR定位精度与收敛时间。结果表明,采用武汉大学(WHU)和欧洲定轨中心(CODE)的FCB产品时,PPP-AR定位可在25~50 min内收敛,并分别在水平和高程方向达到优于1 cm和5 cm的定位精度,性能最优。该研究为高精度GNSS定位用户优选FCB产品、提升PPP-AR效率与精度提供了重要参考。

    2025年11期 v.50;No.329 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
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  • 一种融合监控视频与手机惯导的室内定位方法

    汪昕;束明聪;陈国良;张超;

    针对惯导定位在室内环境下存在的误差累积效应及全局参考缺失问题,提出一种融合监控视频与手机惯导的定位方法,以提升行人轨迹的精度和稳定性。基于智能手机内置加速度计、陀螺仪和磁力计的多源运动参数,采用航位推算算法构建行人相对运动轨迹;利用监控视频中的行人检测与跟踪技术,结合已知点信息建立像素-世界坐标转换模型,提取行人在世界坐标系中的位置;针对两种定位方式的误差特性,利用数据融合策略进行优化,实现高精度行人轨迹估计。实验分别覆盖走廊、房间单元、开放大厅及拐角区域4种典型室内场景下进行,结果表明,融合定位的RMSE指数较单独视频和惯导分别提升57.3%与31.2%,并在不同场景下均表现出鲁棒性,显著减少惯导系统随时间增长的定位漂移。

    2025年11期 v.50;No.329 19-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
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  • 组合导航量测故障检测的WOA-BP神经网络方法

    乔鹏;蒋涛;王伟;

    针对复杂环境下GNSS/INS组合导航系统量测故障检测灵敏度不足的问题,提出一种基于鲸鱼优化算法优化BP(WOA-BP)神经网络的故障检测方法。通过构建GNSS/INS松组合模型的系统状态方程与量测方程,利用扩展卡尔曼滤波生成残差序列,并将其作为故障检测依据。针对传统残差卡方检测法对渐变故障灵敏度低的问题,引入BP神经网络对残差进行非线性建模,采用鲸鱼优化算法优化神经网络的隐层结构与训练参数,避免模型陷入局部最优。实验结果表明,该方法对突变故障的检测准确率与传统方法相当,对缓变故障的检测成功率在位置和速度上分别提升28.7%和51.6%,验证了其在复杂环境下提升组合导航系统可靠性与鲁棒性的有效性。

    2025年11期 v.50;No.329 28-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 3018K]
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摄影测量学与遥感

  • 南水北调前后北京平原区沉降演化特征

    鲁朝朝;张鑫;陈蓓蓓;

    针对长期地下水超采引发的北京平原区地面沉降问题,结合南水北调背景,综合运用GIS空间分析与机器学习方法揭示区域地面沉降时空演化规律及其驱动机制。基于Radarsat-2和Sentinel-1卫星数据,采用PS-InSAR技术,获取2011—2020年地面沉降时空演化信息。通过耦合地下水位监测数据与随机森林模型,探究多要素对地面沉降的影响机制。研究表明:地面沉降呈现显著时空异质性,空间分布形成北、东、南三大沉降中心,时序演化经历持续发育、初步减缓和显著减缓三阶段;沉降中心形变演化特征与其所对应空间位置的深层含水层水位变化呈现显著时空响应;随机森林模型特征重要性分析表明,第四层含水层水位变化对地面沉降预测贡献率达44.76%,是主导控制因素。

    2025年11期 v.50;No.329 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 3635K]
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  • 基于ComSAR的盐通高铁基础变形监测研究

    杜钊锋;郝宗泽;王建方;郑文科;石林峰;岳聪;

    针对传统的高铁基础变形监测方法费时费力、且效率低下问题,探讨了采用InSAR技术进行高铁基础变形监测,以盐通高铁为例,基于ComSAR方法实现了高铁沿线相干目标点面状覆盖,通过分析高铁沿线基础变形特征,发现盐通高铁沿线5处明显变化区域,均为路基地段。将ComSAR方法的结果与传统高铁基础变形CPIII测量方法的结果进行对比验证,对高铁沿线4 842组ComSAR结果与CPIII结果的差值进行统计,符合正态分布,两者结果的平均误差为3.8 mm、中误差为5.0 mm。研究结果表明:基于ComSAR方法的高铁基础变形监测结果与传统的CPIII测量结果较为吻合,该方法具有效率高、成本低等优势,其监测结果的时间序列更有利于以较高的时间分辨率发现高铁沿线形变的演化过程。

    2025年11期 v.50;No.329 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1994K]
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  • 基于DS-InSAR的广西县域地表形变监测与成因分析

    杨镒源;庾露;赵银军;梁永鸿;

    针对广西壮族自治区山地丘陵性地貌植被覆盖率高,传统时序InSAR技术在该区域识别到的测点稀疏,难以形成有效覆盖的问题。通过引入DS-InSAR技术,以提高测点识别数量与覆盖范围。采用KS同质性检验和EMI特征值分解方法对分布式散射体点进行识别与优化处理。以广西灵山县为研究区,利用2018—2022年共80景Sentinel-1A影像,结合地质背景与历史影像分析形变成因。实验结果表明:(1)研究区整体稳定,形变速率为-9.5~7.5 mm/a,形变呈现区域性特征,与自然因素和人类活动密切相关;(2)经交叉验证,DS-InSAR技术测量结果具有较高的可靠性,且获取到更多的测点数据;(3)城建区地面沉降主要由城镇化进程引起;(4)低山丘陵区的形变与经济林砍伐活动及山体地形地貌相关;(5)岩溶区水体周边地表形变受降水量与地下水储量双重调控。研究表明,DS-InSAR技术在植被覆盖度高的山区具有较高的适用性,可为类似自然环境条件下的区域规划及地质灾害防治工作提供重要参考。

    2025年11期 v.50;No.329 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2170K]
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  • 遥感图像的多尺度和密集小目标检测算法

    王建敏;孙廷松;孙建宇;黄佳鹏;

    针对传统的遥感目标检测算法在复杂背景、多尺度和密集小目标场景下检测困难的问题,提出了一种基于YOLOv11改进的MC-YOLO算法:在主干网中引入了DC3K2模块,该模块通过分层堆叠的方式集成MobileVIT3模块的输出特征,并通过深度可分离卷积进行特征融合;在主干网和颈部之间引入了跨层融合模块,该模块通过门控激活函数有选择性地将浅层的位置信息与深层的高级语义信息融合;在原有的检测头基础上增加一个小目标检测头;在检测头前面引入了多角度注意力模块,该模块通过通道、长和宽方向提取特征信息,避免了单一或者两个方向信息提取不足的情况。实验结果表明,在VirDrone2019数据集中MC-YOLO-n算法的评估指标均优于YOLOv11-n算法,mAP_(0.5)和mAP_(0.5∶0.95)分别提升了5.7%和3.8%。实验结果验证了MC-YOLO算法在目标检测方面的显著性能和优势。

    2025年11期 v.50;No.329 66-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K]
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  • 跨空间学习融合的遥感图像建筑物提取模型

    刘耀辉;张树哲;王欣凯;周炳任;张天宇;王晋;

    针对现有方法在复杂场景下面临的语义信息模糊与边界表征失真问题,提出基于状态空间模块(VSS)的CLmamba模型。该模型突破传统卷积神经网络与Transformer的架构范式,自适应捕获建筑物轮廓的局部几何特征与全局拓扑关联。此外,设计了跨空间学习融合(CLF)模块,该模块通过构建特征空间与位置空间的跨域映射关系,增强了模型从遥感图像中提取相关特征信息和检测边缘信息的能力。在Massachusetts数据集、INRIA数据集和WHU数据集上与多个神经网络模型进行对比实验。其中,在Massachusetts数据集上的实验结果表明,CLmamba的准确率达到94.54%,F1分数为85.16%,交并比为74.72%。结果验证了CLmamba在建筑物提取任务中的有效性。

    2025年11期 v.50;No.329 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2704K]
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  • 结合LoFTR与几何语义一致性约束的影像特征匹配

    余美;李程鹏;田尊华;李大军;刘华;屈子平;

    针对低空无人机影像特征匹配正确率不足和处理效率较低的问题,提出一种几何语义一致性的特征匹配方法。该方法首先采用LoFTR算法,通过注意力机制聚合特征点的空间及其上下文信息,并求解最优部分分配矩阵,继而通过特征点最相似与次相似置信度比值确定初始匹配点对。为获取特征点语义信息,利用无人机影像数据集训练BiSeNet语义分割模型,预测待匹配影像对涵盖建筑物、道路、植被、低植被、静态车辆、移动车辆、人及背景等8类的语义分割结果。最后,根据几何及语义约束条件,剔除最优基础矩阵几何模型下的外点、动态目标区域内匹配点及不属于同一语义类别的误匹配点,以获取符合几何及语义一致性的匹配点。对10组不同场景的影像实验表明:本文方法的正确率平均为97.46%,最高达到了99.80%,与LoFTR相比平均提高了2.77%,最高提高了5.45%,与其他经典算法相比其匹配点数和正确率均有显著提高,且单点匹配效率比传统算法更高。

    2025年11期 v.50;No.329 83-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2992K]
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  • 河南省引黄受水区NDVI时空变化及驱动因子分析

    王文龙;王佳月;王文凯;马骏欢;王帅;

    针对河南省引黄受水区近年来面临生态环境压力逐渐增大的问题,基于Google Earth Engine平台获取2000—2023年研究区生长季MODIS数据,结合趋势分析法和Hurst指数,系统分析该地区NDVI的时空变化特征及发展趋势,并使用地理探测器分析影响NDVI的驱动因子。研究发现:(1)河南省引黄受水区NDVI呈现出明显的空间差异,整体上呈东西高,中部低的空间格局;(2)自2000年以来,整体NDVI状况显著改善,尤其是在高海拔区域。但在平原城市区域,受城市扩张和农业用地减少的影响,出现了不同程度的退化;(3)河南省引黄受水区64.10%的地区未来NDVI变化趋势可能由改善变为退化;(4)地形、GDP和土地利用类型是影响NDVI的主要驱动因子,其中,DEM与其他驱动因子间的交互作用显著增强了对NDVI空间分异的影响力。因此,建议在政策制定中特别关注平原城市区域的生态退化问题,优先实施城市绿化、农业用地保护和生态恢复工程,同时合理规划土地利用,以平衡经济发展与生态环境保护的需求,确保该区域生态系统的长期健康和可持续发展。

    2025年11期 v.50;No.329 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 3370K]
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  • 基于多层次分割分类模型的林窗提取方法研究

    涂茜;夏既胜;刘恒;

    针对现有基于卫星遥感影像的林窗提取方法中,面向像元方法错分漏分情况普遍和面向对象方法中分割效果不稳定等现象,提出了一种基于高分2号卫星遥感影像的多层次分割和随机森林的林冠林窗提取方法。该方法考虑林窗尺度差异大的特点,针对林窗对象采用尺度参数估计与修正的欧氏距离3双指标确定最佳分割尺度,构建了面向对象的多层次分割分类模型,采用随机森林分类器实现了昆明市西山区团结镇西北部林窗的提取,总体精度达到91.43%,Kappa系数为0.83,提取效果较好。该多层次分割分类模型可为高精度提取大范围内的林窗及类似信息提供技术支撑。

    2025年11期 v.50;No.329 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 3100K]
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  • 反演地下开采区特征参数的改进麻雀算法研究

    李坚;范洪冬;黄海;滕仰俊;

    针对地下煤炭开采引发的地表沉降、裂缝、滑坡等地质灾害严重威胁居民生命财产安全,以及越层越界、盗采、滥采等非法开采屡禁不止的问题,为有效监管地下煤炭开采,以地表形变为约束,提出了一种基于改进麻雀算法(ISSA)的地下开采区特征参数反演方法。该方法利用海星优化策略与混沌扰动策略改进麻雀算法;利用概率积分法建立地表形变与地下采空区间的联系;采用ISSA反演地下煤炭开采区特征参数。仿真和实际数据验证了所提出算法的有效性。结果表明:ISSA算法抗差能力优于SSA和CSSOA,基于真实地表形变数据反演的采空区特征参数误差均低于5%,具有较好的适用性;采空区先验参数部分已知情况下,除走向长度反演误差有所增大外,其他未知参数的反演精度提升显著。

    2025年11期 v.50;No.329 112-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2023K]
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  • SBAS-InSAR结合机器学习的滑坡易发性精细化评价

    桂小莉;杨斌;宋雨欣;卓思杰;沙英超;

    针对区域尺度的滑坡易发性提出了一种精细化评价方法,并应用于玉溪河灌区。综合考虑了地质和地表形变信息,选择13个静态影响因子采用传统机器学习方法进行滑坡易发性评价,并引入SBAS-InSAR技术优化滑坡易发性分区。结果表明:3种机器学习模型均表现出良好的分区效果,其中RF模型AUC值(0.91)以及相关模型评估指标均为最高;引入SBAS-InSAR形变因子的RF模型AUC值(0.94)、准确率(0.88)、精确率(0.85)、召回率(0.89)、F1分数(0.87)、Kappa系数(0.76)等评估指标都有一定程度的提高。因此,本文方法具有较好的滑坡易发性预测性能,能实现区域尺度的滑坡易发性精细化评价,为玉溪河灌区地质灾害防治提供科学依据与技术支持。

    2025年11期 v.50;No.329 124-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2490K]
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  • 基于自适应集成学习的森林生物量反演研究

    吕杰;邓佳雯;

    针对多源遥感数据特征耦合机制不明确的问题,提出基于自适应集成学习的森林地上生物量反演方法,利用地面实测样地数据,对比梯度提升决策树、堆叠泛化与自适应增强三种集成学习算法并分析单一变量(机载激光雷达、原始波段、植被指数、纹理特征)与变量融合对模型效果的影响。研究发现,单一类型变量中,自适应增强模型表现最优,在机载激光雷达变量中,R~2为0.903,RMSE为1.786 t/hm~2,MAE为1.357 t/hm~2;多种变量融合显著提升模型性能,其中机载激光雷达变量与纹理特征融合效果突出,R~2提升至0.943,RMSE降至1.379 t/hm~2,MAE降至1.109 t/hm~2;Howland森林地上生物量呈北高南低分布。本方法不仅明确了多源遥感数据特征耦合机制,还提升了森林地上生物量反演精度。

    2025年11期 v.50;No.329 133-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 2149K]
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  • 增强全局与多尺度关联的实时绝缘子缺陷检测

    崔志美;黄维;黄志都;邬蓉蓉;

    针对无人机电力巡检任务中的绝缘子目标小、背景干扰严重且需实时检测的问题,提出了一种结合Nimble Transormer(NT)与YOLO的实时目标检测方法——CNT-YOLO,旨在增强全局与多尺度特征关联,以提升检测精度与实时性。该方法设计了NT模块,将YOLO的高效局部特征提取与NT模块的全局信息建模结合,在特征提取、跨尺度融合及检测阶段引入NT模块和多头自适应注意力机制,增强复杂背景下目标表达能力;Neck部分采用动态卷积与自适应特征融合模块DCAF,提升小目标和多尺度目标检测效果;利用遮挡增强策略提升鲁棒性。实验表明,该方法在实时检测(45 FPS)条件下,平均检测精度(mAP)达到69.3%,性能明显优于现有算法。CNT-YOLO实现了绝缘子检测精度与实时性的有效平衡,具备较高的实际应用价值。

    2025年11期 v.50;No.329 142-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 2109K]
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地图学与地理信息

  • 生态网络视角下崇明岛生态安全格局变化分析

    王尧;任红艳;施润和;

    针对现有生态安全格局长时序演变特点研究较少的问题,以上海崇明岛为例,利用生态保护重要性评价、形态学空间格局分析和电路理论识别生态源地、廊道、夹点和障碍点等关键生态要素,结合网络结构指数探究生态安全格局变化特点。结果表明:2000—2020年崇明岛各生态要素数量、面积/长度均增加两倍左右,网络连通性与稳定性增强;“一带三区四源多廊”生态安全格局整体发展良好,东滩等局部区域需要重点保护修复;人类活动和潮滩淤积是造成生态安全格局变化的重要原因。本研究可为崇明世界级生态岛建设、生态安全格局优化提供参考。

    2025年11期 v.50;No.329 152-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 2674K]
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  • 顾及空间特征的矢量数据高效加解密方法研究

    王旭;马照亭;赵园春;樊泽宇;雍琦;

    针对传统矢量数据加解密方法存在全量加解密效率低、资源消耗大的问题,提出一种融合分组特征提取、频域变换加密与顶点序列置乱的高效加解密算法:利用四叉树和道格拉斯-普克算法分组提取点要素和线、面要素的特征点;利用离散余弦变换(DCT)将分组提取的特征点坐标转换至频域,以SM4-FPE算法加密DC系数并保留AC系数;利用双射性置换技术对加密和未加密的坐标进行顶点序列置乱,实现密文坐标与明文坐标之间的混淆。实验表明:在坐标层面加解密矢量数据,可保留完整的文件结构与属性数据;在按需解密部分数据时效率可提升一个数量级,资源消耗也显著降低;综合利用了频域变换加密与密文、明文坐标混淆,其安全性与全量加密相当。在矢量数据高并发应用场景中,本方法兼顾了数据安全与高效访问需求,可为大规模矢量数据的安全共享提供轻量级解决方案。

    2025年11期 v.50;No.329 162-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1927K]
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  • 林耕置换驱动下的耕地空间布局优化研究

    汪镇达;李隆君;黄慧敏;晁松涛;季顺平;

    为了保证充足的粮食产能,探讨如何进行耕地空间布局的优化是重要基础。以江西省吉安县为研究区,基于第三次全国土地资源调查成果数据,结合GIS技术获取耕地的评价指标因子,采用特尔菲法和加权求和法对评价因子进行指标确权,并完成耕地质量评价及分级。在此基础上,提出“置换原则”并设计迭代置换方法用于“山上”耕地与“山下”林地的空间置换。结果表明,在只置换了少数耕地的情况下,高坡度级别的耕地明显减少,面积占比减少0.091%;耕地整体质量向中等及高质量方向集中,中高质量耕地面积占比增加了0.078%;耕地的空间分布连片性明显增强,集中分布于低海拔低坡度的平原地区。该置换方法可快速提供耕地空间布局优化方案,为县(区)级高标准农田的建设提供借鉴方法和科学依据。

    2025年11期 v.50;No.329 171-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 3415K]
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