大地测量学与导航

  • 顾及光压模型和采样间隔的GNSS超快速轨道预报

    祝会忠;刘思萱;黎晨曦;唐龙江;杨虎;

    针对太阳光压是精密定轨的重要误差来源,该文对超快速轨道预报部分的几种光压模型进行分析,对比不同影响,其中包括5参数ECOM1、9参数ECOM2、7参数ECOM3模型及先验模型Box-wing。结果表明,Box-wing先验模型可以有效提高超快速轨道精度。对于GPS(IIF/IIR)、Galileo(IOV/FOC)和GLONASS(M/K)卫星,ECOM2+BW模型具有更好表现,非地影时刻超快速轨道6 h预报轨道精度分别为4.97、7.66和7.73 cm。BDS(CAST/SECM)卫星采用ECOM1+BW模型精度为8 cm。添加Box-wing先验模型对卫星进入地影期后的快速轨道精度也有所提升。对不同采样间隔情况下的超快速轨道数据处理耗时以及轨道重叠精度进行分析发现,随着采样间隔时间的增加,数据处理耗时缩短,重叠弧段轨道精度逐渐降低。在兼顾精度与耗时的情况下,超快速轨道产品生成过程中设置处理间隔为600 s。

    2024年04期 v.49;No.310 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 4004K]
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  • 顾及地球重力场模型的城市级区域似大地水准面精化方法研究

    肖杰;

    针对城市级地形复杂的大区域及重力数据收集困难的情况下,单纯使用数学模型无法精细描述似大地水准面的问题,该文提出了顾及地球重力场模型的“移去-恢复”技术拟合似大地水准面的方法。以某地级市实测数据为例,分别采用多面函数法、移动曲面法和顾及EGM2008、EIGEN-6C4地球重力场模型的“移去-恢复”方法拟合似大地水准面,并利用实测GNSS/水准数据和该市已有高精度似大地水准面模型对各种方案计算结果进行对比分析。结果表明:多面函数法精度优于移动曲面模型法;顾及地球重力场模型方法较单纯的函数模型法拟合精度更高;在实验区虽然EIGEN-6C4地球重力场模型较EGM2008地球重力场模型精度略优,但对最终的似大地水准面模型精度提高并不显著。

    2024年04期 v.49;No.310 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 6585K]
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  • 顾及运动约束的自适应UWB/IMU组合定位方法

    朱飞洋;余科根;林贻若;张继悦;

    针对室内复杂环境下超宽带(UWB)距离测量容易受到信号非视距(NLOS)传播影响以及UWB/惯性测量单元(IMU)组合定位系统不稳定的问题,该文提出了一种基于模糊自适应滤波的改进型UWB/IMU组合定位方法。通过构建运动约束条件并采用卡尔曼滤波,对UWB原始距离测量值进行实时处理,能够有效解决UWB距离测量值缺失、异常情况以及减小NLOS误差。在数据融合阶段,提出基于模糊自适应滤波的数据融合策略,由预测残差向量构造统计量,基于模糊推断系统计算自适应因子,最终实现高精度的UWB/IMU自适应组合定位。典型室内场景的动态定位实验结果表明,提出方法的定位轨迹与真实轨迹吻合度高,90%的径向位置误差在0.25 m以内,且其均值仅为0.128 m,定位精度优于其他三种方法。

    2024年04期 v.49;No.310 23-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2991K]
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  • 接收机钟增强北斗三实时PPP单向授时方法

    王国芳;文刚;王一帆;关昕;柯福阳;

    针对实时精密单点定位(PPP)单向授时过程中易受到短时间数据异常导致的重新收敛问题,该文根据站钟的高稳定特性,提出一种接收机钟增强北斗三(BDS-3)实时PPP单向授时方法。实验选取4个外接高性能的原子钟,连续15 d的观测数据,并接收BDS-3精密单点定位服务(PPP-B2b)播发的实时精密产品,用以分析钟模型对实时BDS-3 PPP单向授时的影响。试验结果表明,钟模型可有效避免短时间异常情况下重新收敛的问题,可提高实时BDS-3 PPP授时频率稳定度最大提高约75%,授时精度最大提高22%。

    2024年04期 v.49;No.310 34-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K]
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  • 老采空区残余变形组合预测研究

    薛永安;邹友峰;冀哲;张文志;

    残余变形对下伏老采空区的重大建(构)筑物安全运维带来潜在风险,可靠的变形预测对保障地下采煤区国土空间安全再利用具有重要意义。针对残余变形预测模型因建模数据获取困难或模型自身不足而对预测结果影响显著的问题,该文提出一种基于数据结构分解的GM(1,1)-BP-RCRM-CM模型。首先采用牛顿插值法对模型训练数据进行插值处理使其等间距;然后利用对称滑动平均法将老采空区残余沉降监测数据分解为趋势项和扰动项,采用自回归模型进行监测数据序列分解后前端丢失值的端值补充;其次分别采用GM(1,1)-RCRM模型和BP-RCRM模型进行趋势项预测和扰动项预测;最后组合趋势项与扰动项预测结果作为总体预测结果,并采用平均绝对百分比误差进行模型拟合精度与预测精度评价。实验结果表明:GM(1,1)-BP-RCRM-CM模型在不同监测点位的残余沉降预测中结果一致性较高,符合预测模型随周期递进时预测精度渐次下降的客观规律,预测结果更贴合实际情况,较GM(1,1)-RCRM模型和BP-RCRM模型更稳健。

    2024年04期 v.49;No.310 43-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K]
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  • 高阶电离层延迟对PPP-AR对流层参数估计的影响

    张兵良;方卓;王立诗云;李珊珊;

    针对高阶电离层(HOI)延迟对精密单点定位模糊度固定(PPP-AR)对流层参数估计的影响。该文使用了香港卫星定位参考网(SatRef)的16个连续运行参考站(CORS)测站的观测数据估计了对流层参数,并分析不同电离层环境HOI延迟的影响。实验结果表明,太阳风暴和地磁风暴活动期间,HOI延迟对PPP-AR对流层天顶湿延迟(ZWD)最大影响达到4.03 mm,南北梯度相比东西梯度更易受到HOI延迟的影响。实验结果进一步表明,通过GPS/Galileo PPP-AR可以显著降低HOI延迟对ZWD,南北梯度和东西梯度的影响,均方根(RMS)值分别降低了17%,15%,21%。

    2024年04期 v.49;No.310 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1879K]
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摄影测量学与遥感

  • 多尺度部分卷积混合空间注意力的高分遥感影像分类

    项梁;吕伏;冯永安;

    高分辨率遥感影像场景类别多且类间相似度高,针对已有的遥感分类模型在相似特征区分困难以及运行速度慢等问题,该文提出了一种基于多尺度与部分卷积的快速图像分类网络。首先,该方法通过不同核大小的普通卷积分别抽取不同尺度的目标特征,实现不同尺度特征的融合;其次,在空间注意力上添加带有权重的通道注意力分支,调整定位目标位置信息的通道权重,扩大了网络宽度,加强了定位重要目标显著性特征的能力;然后,将Inception网络中的3×3普通卷积替换为3×3部分卷积,构建多尺度部分卷积模块(MPCRes block),拓宽了ResNet block的宽度并且减小了模型参数量,提升了网络性能;最后,将MPCRes block与FasterNet block进行交叉堆叠,构建更深层次的网络,通过卷积与池化层不断进行下采样,直至将提取到的特征输入到Softmax分类器进行分类。在AID和VGoogle数据集上对该方法和其他基于深度学习的方法进行实验对比,结果表明,提出模型的参数量为18.61 M,FLOPs为2.58 G,在AID数据集两种不同比例训练样本下分类精度分别提高到97.35%和98.99%,在VGoogle数据集两种不同比例训练样本下分别提高到94.09%和97.21%,体现出该模型在遥感场景分类任务中更具有优势。

    2024年04期 v.49;No.310 65-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2144K]
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  • 基于SBAS-InSAR技术的洞庭湖洲滩地表形变监测

    谢春逸;王琪洁;张亚;晏东;李佳晨;

    针对洞庭湖区水位波动范围较大,导致基于InSAR技术形变监测在湖泊洲滩区域会出现严重的失相干问题,该文利用2017年3月—2022年12月间枯水期的Sentinel-1A卫星数据,采用小基线子集干涉合成孔径雷达方法,获得洞庭湖洲滩地表形变监测结果,揭示其时空变化;研究湖区冲淤变化、降水以及人类活动等因素对洲滩地表形变的影响。结果表明:(1)洞庭湖洲滩地区的地表形变时空分布不均,且大部分地区的形变速率在-6 mm/月~6 mm/月之间;(2)枯水期洞庭湖洲滩地表形变与降水事件呈负相关;(3)洲滩地表形变主要是由湖内泥沙冲淤引起的,这与降水变化和湖区水体覆盖动态变化密切相关。

    2024年04期 v.49;No.310 80-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 2963K]
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  • SAR影像与对抗学习融合下的可见光影像云雾去除

    徐妍;周杰;赵伶俐;孙维东;

    针对光学遥感影像经常受到云雾遮挡、干扰解译,使得数据利用率低的问题,该文利用SAR影像全天时全天候的特性,提出了一套“雷达-光学”的影像转换算法,以SAR影像为输入,利用对抗网络结合深度学习强大的非线性映射能力以及对抗学习博弈式学习任意数据分布的特点,实现通过云覆盖区域的SAR影像直接生成相应的无云伪可见光影像。实验表明,该方法对于薄云、厚云、大范围云雾的去除效果均比较好,能够在很大程度上提升光学遥感影像的可用性。

    2024年04期 v.49;No.310 92-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1880K]
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  • Okada位错模型和InSAR形变数据反演的鲜水河断层滑动分布

    晏慧能;戴吾蛟;卢志刚;孙凯;王瑞;

    针对Okada弹性位错模型计算格林函数复杂的问题,该文以鲜水河断层北西段为例,利用InSAR高空间分辨率形变数据精细化反演的优势,结合开源格林函数计算程序,通过建立InSAR形变数据与断层滑动之间的数值联系,并对相邻子断层面的滑动施加拉普拉斯平滑约束,开发一套断层滑动分布反演程序,优化数据处理消除了InSAR形变数据受植被变化的影响和大气误差,并利用GNSS站点对InSAR形变数据中的误差进行改正处理,反演出鲜水河断层北西段滑动分布。实验结果表明,程序能充分利用InSAR形变数据高精度、高空间分辨率的优势,实现断层滑动的有效约束以及深部滑动和浅部蠕滑分布的高精度反演,且在鲜水河断层北西段发现了3个明显的闭锁区,存在级联破裂隐患,可能导致Mw 7.0以上的大地震发生。

    2024年04期 v.49;No.310 103-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2806K]
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  • 上海市地铁沿线地面沉降预测研究

    张金华;

    针对地铁沿线地面沉降防治的问题,该文建立了基于月度累计沉降量时间序列的滚动预测模式,提出了“线性回归+BP神经网络”的组合预测模型。同时根据2013—2020年地铁沿线地面沉降的合成孔径雷达干涉测量(InSAR)监测成果,选取3个表征不同地面沉降演变特征的永久散射(PS)点作为研究对象,分析评价了多元线性回归、BP神经网络和“线性回归+BP神经网络”等3种模型的预测效果。结果表明,“线性回归+BP神经网络”的预测精度均最高,体现了组合预测模型的有效性和优越性,对提升地面沉降预测精度具有一定的参考价值。

    2024年04期 v.49;No.310 114-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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  • 干旱半干旱区露天煤矿排土场植被修复效果评价与归因

    张亚萍;李飞跃;张成业;李军;郭丽;毛海涛;卢俊晨;

    针对干旱半干旱区域不同露天矿排土场植被生态修复情况及其驱动因素,该文以胜利西二矿和神延西湾矿排土场为研究对象,基于长时序多源数据,采用时序和趋势分析法对排土场植被恢复过程进行全周期精细时空监测;通过参照排土压占前的植被,对排土场生态修复效果进行评估;结合多元回归残差定量分析气候变化和人类活动两个主要驱动因子对排土场植被变化的影响,并最终预测了植被未来生长趋势。结果表明,两个矿区排土场归一化植被指数(NDVI)在生态修复期间显著增加,NDVI变化趋势以改善为主;但对植被修复效果进行评估发现,神延西湾矿排土场绝大多数区域植被已恢复至压占前水平,修复效果显著,胜利西二矿仅有少部分区域恢复至压占前的水平。两个矿区排土场植被修复的主要驱动因素均为人类活动,其中神延西湾矿排土场植被改善区人类活动平均贡献率高于胜利西二矿。两个矿区排土场大部分区域的植被将持续性改善,神延西湾矿植被未来改善持续性较胜利西二矿更强烈。该文实验结果可为干旱半干旱矿区植被恢复建设以及生态修复提供参考。

    2024年04期 v.49;No.310 123-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2586K]
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  • 局部得分检测约束的深度特征提取方法

    刘凯;姜三;李清泉;江万寿;

    针对端到端深度特征提取网络的特征点数量与定位精度难以满足运动恢复结构(SFM)几何解算的问题,该文基于深度特征图的“一图两用”思想,提出联合可变形卷积与局部得分检测的端到端特征提取方法。首先,在特征图提取阶段,利用附加可变形卷积层的轻量级网络提取影像对的多尺度特征图,并在各个尺度进行特征图加权融合生成特征检测图。其次,在关键点检测与描述阶段,不再考虑特征检测图的通道极大值约束,仅由局部得分计算特征得分图,避免描述子向量的数值分布对特征点数量和定位精度的影响。最后,基于欧式距离准则及比值测试和交叉验证策略进行初始特征匹配,并结合核线约束优化匹配结果。利用多组地面近景影像和无人机影像进行特征匹配和SFM重建试验。结果表明,该文方法能够显著增加特征匹配和重建点数量,其增加比例分别达到了22.2%~41.7%和11.4%~37.7%。同时,SFM三维重建的重投影误差优于1.3像素。

    2024年04期 v.49;No.310 137-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 2194K]
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  • 一种基于隐式表征的即时实景三维重建与神经渲染方法

    吴双品;马劲松;佘江峰;

    针对神经辐射场训练与渲染速度慢、真实场景渲染视图清晰度低与几何重建效果不佳等问题,该文提出一种基于隐式表征的即时实景三维重建与神经渲染方法。该方法通过使用组合式的优化采样结构以及光场网络的嵌入外观编码,提升了真实场景的视图渲染质量;利用多分辨率哈希表对隐式特征网格进行位置编码,减少了编码字典大小和特征级别数量,此外采用优化的截断符号距离算法,表征真实场景的隐式几何信息。在标准数据集以及无人机航摄影像数据集上,对比该文方法与其他方法的重建性能。结果表明,综合模型精度、重建与渲染时间,该文方法优于文中的其他方法,能够快速地构建隐式表征模型,并即时渲染高度细节还原的实景视图以及重建高质量的实景三维模型。

    2024年04期 v.49;No.310 147-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2406K]
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地图学与地理信息

  • 复杂场景下灯杆和电力立杆病害细粒度检测

    戴激光;王劲翔;吴玉洁;王妍雯;黄泽超;胡彦玲;

    针对路灯和电力立杆病害的局部特征微弱、类内差异大、模型参数量大等问题,该文提出了一种面向路灯和电力立杆病害细粒度检测的Pole-YOLO算法。根据立杆表现为长条形的管状结构,引入动态蛇形卷积,解决模型难以关注局部微弱的特征,缓解识别中断的情况;针对病害的类内多样的特征变化,将可变形卷积融入C2f模块,以适应任意尺寸病害特征,增强特征提取能力;并使用WIOUv3损失函数,提高对小目标病害的学习能力。最后,使用分布移位卷积降低模型参数量。在自制的立杆病害数据集上进行对比实验。结果表明Pole-YOLO方法的精确率、召回率、F1-Score和平均精度m_(AP)@0.5分别达到了84.2%、79.8%、81.9%和83.7%,可以满足城市场景的立杆病害的实时检测。

    2024年04期 v.49;No.310 159-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1790K]
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  • 乌鲁木齐中心城区公园的降温效应研究

    杜凯丽;范家喻;陈学刚;

    针对快速城市化进程产生的城市热岛效应,该文基于Landsat 8影像,采用地理信息系统(GIS)空间分析以及相关性分析等方法探究了乌鲁木齐中心城区14个公园对周围热环境的降温效应。结果表明,公园内部的低温区域分布广泛,形成了显著的冷岛效应;所有公园对周围的热环境均存在降温效应,但不同公园的降温幅度和降温范围不同,平均降温幅度为7.44℃,最佳降温范围为200 m;公园内部平均温度与公园形态呈不显著相关性,水体面积与公园内部平均温度和降温范围相关性最显著,绿地面积与降温幅度相关性最显著。研究发现公园是缓解干旱区城市热岛效应的有效措施,为优化西部干旱区城市公园景观格局提供了参考。

    2024年04期 v.49;No.310 168-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1862K]
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  • 改进高斯两步移动搜索法的公园绿地步行可达性评价

    江黎明;张兴辉;卢思佳;曹传新;桑秋;

    针对高斯两步移动搜索法不满足城市空间精细化治理的客观需求,该文以北京市西城区为例,综合考虑不同公园绿地属性差异,在高斯两步移动搜索法的基础上分别构建公园绿地综合服务能力评价与吸引力评价模型提出阈值可变化方法,解决其固定阈值问题。并对高斯两步移动搜索法和可变阈值的高斯两步移动搜索法进行对比分析。结果表明,该文方法使搜索阈值精细化、动态化,更能精准真实地反映居民日常游览公园绿地的出行实际,对未来城市公园绿地空间的合理规划布局与建设具有良好的参考价值。

    2024年04期 v.49;No.310 177-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K]
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  • 基于知识图谱的自然语言式地名查询方法研究

    李诚;毛曦;路文娟;王继周;董文洁;

    针对现有自然语言地名查询时存在的对查询意图理解不准确,查询过程中地名错查、漏查等歧义问题,该文提出了一种基于知识图谱的自然语言式地名查询算法。基于地名数据进行统计分类,并建立了相应的地名知识图谱,为查询提供了数据支撑;在分析常见的空间查询语言特点的基础上提出了一种有效的自然语言式空间查询的解析方案,提高了查询的智能性;针对地名简称、别名以及未录入词分别采用考虑字面相似度、位置信息、专通名影响的地名语义相似度算法,解决了地名查询中容易出现的一些错查漏查问题。实验结果表明,本文所提出的查询方法能理解多数情况下用户提出的查询语句并返回给用户较为准确的结果。

    2024年04期 v.49;No.310 187-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K]
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  • 众包地图道路要素融合判别聚类方法研究

    石作琴;李健;刘昌锋;王建文;金晔;

    针对单靠高精度定位建图成本高、更新慢、不适用于大范围,而只基于即时定位与地图构建(SLAM)建图累积误差高,且传统的聚类方法在数据偏移等输入不好时容易导致聚类错误的问题,该文采用基于众包的方法生产高精度地图,包括车端SLAM和云端地图学习两个模块,致力于构建多源异构成图的关键能力。在传统DBSCAN聚类算法的基础上,优化核心种子聚类方式,分析不同类型的道路要素的数据特性,灵活地使用不同的判别要素代替传统的距离判定,并在长安汽车实际采集的众包数据集上进行了实验。与传统的方法相比,该文方法更加适用于较全面的道路要素聚类,不受道路类型的限制,也更加符合实际的工程需求。

    2024年04期 v.49;No.310 196-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 2376K]
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  • 三江源国家公园近30年土地利用变化生态风险时空特征

    周玄德;邓祖涛;窦文章;梁滨;戴小曼;

    针对保护区生态环境受到外界干扰的风险性有效评价问题,确保自然资源的可持续利用和生态平衡,该文以三江源国家公园为案例地,采用景观指数构建生态风险模型,结合地统计分析和转移矩阵等方法,探讨研究区生态风险的时空特征。结果表明,三江源国家公园土地景观表现为分离度下降和优势度上升的变化特点,其中草地景观分离度降低了14.48%,湿地景观优势度增长了31.06%;1990—2020年间,三江源国家公园生态风险总体呈现明显的波动下降趋势,整体下降了11.28%,以2000年为转折点;近30年来三江源国家公园生态风险等级趋于高等级向低等级转移,其中生态风险降级的面积共计27 447.19 km~2;三江源国家公园生态风险空间分异显著,呈现从中央到边缘逐渐增高的梯度变化趋势,其中以生态风险稳定区为主,改善区次之,恶化区最少,黄河源园区的生态风险恶化最为严重。

    2024年04期 v.49;No.310 208-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1673K]
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