大地测量学与导航

  • 新型对流层折射融合修正法提高GNSS-IR测高精度

    祝会忠;文建宇;沈祎凡;王强;

    针对GNSS-IR测高中对流层折射修正的驱动数据时空分辨率较低问题,该文提出了以GPT2W模型为基础,利用ERA5数据集,引入新型对流层折射的融合修正法(NTRF),获得高时空分辨率的温度和压强数据,提高了GNSS-IR测高精度。利用3个GNSS测站在两种时间长度上进行海面测高。第一,通过NTRF与未进行对流层改正的结果相比,探究对流层折射对于海面测高的影响大小与NTRF的修正效果;第二,将NTRF与传统GPT2W的结果比较,探究更加细致的驱动数据对于测高精度的影响。结果表明,NTRF能够提高测高精度,3个测站精度长时序平均提升17.43%,短时序平均提升19.36%。与传统GPT2W相比较,长时序精度相当,短时序最高提升1.4 mm。证明NTRF能够修正对流层折射误差,提高GNSS-IR海面测高精度。

    2024年06期 v.49;No.312 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 2008K]
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  • 欧洲GNSS坐标时间序列共模误差提取研究

    胡晓方;侯争;高旭;王翔;

    针对大尺度区域GNSS坐标时间序列共模误差(CME)定义严苛、难以提取的问题,该文采用独立成分分析(ICA)分区域对欧洲2015—2021年GNSS坐标时间序列进行CME提取,并与欧洲整体提取的CME进行对比,研究大尺度区域CME提取的合理方法、CME的周期信息及其对速度场的影响。将欧洲划分为4个子区,分别对整体与分区提取CME,并进行功率谱分析,研究其对欧洲地区速度场的影响。结果表明,分区提取CME的影响效果大于整体CME,整体剔除CME后的均方根(RMS)平均降低率小于2%,速度的不确定度平均降低率低于6%,分区剔除CME后的RMS降低率最高可达27%,速度的不确定度平均降低幅度均高于10%;此外,分区提取的CME周期信息更为丰富,结果显示,欧洲地区的CME以426.17 d和319.63 d周期信号为主。

    2024年06期 v.49;No.312 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2659K]
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  • BDS-3/BDS-2及BDS-3+BDS-2中长基线控制测量定位性能分析

    周命端;白岩松;徐翔;崔立锟;解乾龙;姬旭;

    针对北斗系统当前提供的BDS-3+BDS-2定位信号,为了比较分析BDS-3/BDS-2及BDS-3+BDS-2中长基线控制测量定位性能差异,该文从基线解算模型和网平差处理模型两个角度建立北斗控制测量定位模型,选取某工程同时支持BDS-3+BDS-2、GPS双频数据的9个首级控制点形成中长基线控制测量定位网进行数据处理,从相位观测值精度、验后标准化均方根误差、基线解算质量和网平差点位结果等四方面作定位性能分析。通过中长基线控制测量定位实验结果表明:与GPS相比,无论是BDS-3+BDS-2还是BDS-3在X向、Y向、H向以及平面上和点位上的较差仅存在毫米级的差异,而BDS-2在X向、H向以及平面上和点位上的较差存在毫米至厘米级差异,仅在Y向上存在毫米级差异;BDS-3+BDS-2定位精度与BDS-3基本相当,但BDS-2定位精度均次于BDS-3+BDS-2和BDS-3,其中在高程方向上较为明显。

    2024年06期 v.49;No.312 19-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
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  • 基于多源监测数据的大雁塔近40年变形特征分析

    张忠辉;杜钊锋;薛贵东;孙祺;李少峰;

    针对西安市标志性古建筑大雁塔的倾斜问题,该文基于1985—2023年间的大雁塔倾斜小角法测量和水准测量数据,分析了塔身倾斜量和倾斜方向的变化、塔体各层的挠度变化特征,同时基于塔周边水准测量和InSAR测量结果分析了倾斜变化与地面沉降的关系。研究结果表明:大雁塔塔身倾斜主要是由于地下水位下降导致的不均匀地面沉降产生,自1985—2023年间,大雁塔的形变经历了“倾斜加剧”、“倾斜回归”、“逐步稳定”3个阶段,最大倾斜量达到1 010.50 mm,倾斜方向为北偏西,大雁塔倾斜变形与其周边的地面沉降有着密切的联系,目前大雁塔处于相对稳定的状态。

    2024年06期 v.49;No.312 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2103K]
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  • 通用计数型抽样表的模型回归和测绘质检应用分析

    蔡艳辉;程鹏飞;张莉;王晓迪;葛娟;闫庆庆;

    针对通用计数型抽样表在测绘成果质检中的适用性问题,该文从批量分段、样本量设计和接受概率设计3个方面对该标准的模型进行了研究分析。基于广义线性模型回归分析的结果发现通用计数型抽样表采用的基于幂函数模型的批量分段和样本量系列设计可以较好覆盖批量的大动态范围,实现多尺度的计数抽样检验的兼容;同时,基于接受质量限(AQL)、可接受不合格数(Ac值)和检验水平的接受概率设计能够较好地实现抽样检验可操作性和风险控制的协调和平衡。数据分析结果表明通用计数型抽样表具有较强的灵活性,线性回归模型的中小批量模式分析对测绘地理信息成果检验具有兼容性,当限定Ac值、AQL、批量上限和样本量为中小批量的条件下,通用抽样表可直接应用于测绘地理信息成果质量检验。另一方面,抽样表与接受概率的分离设计思想对测绘地理信息抽样检验的专用标准、方案设计具有较好的参考价值。

    2024年06期 v.49;No.312 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1128K]
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  • 侧扫图像分割的无监督学习模型

    刘蕾;李厚朴;边少峰;翟国君;

    针对常用分割方法仅依赖于灰度属性信息,难以实现侧扫声呐图像复杂地物准确分割的问题,而深度学习法又显著依赖于样本的现状,该文提出了基于多尺度无监督神经网络模型的侧扫图像分割算法。首先通过多尺度卷积对输入进行特征提取、特征融合;然后进行归一化处理,避免欠分割现象;损失函数则考虑了特征相似性和空间连续性两层约束,以减少噪声对分割的影响,并解决分割结果间断不连续问题。经测试数据检测,该文方法在实测数据中取得了良好效果,在模拟数据中侧扫图像分割的重叠度为94.3%,假阳性率仅为0.08%,两项指标均显著优于其他方法,能有效满足侧扫分割的需求,对通航安全、海洋工程、水下考古等领域有参考。

    2024年06期 v.49;No.312 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K]
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摄影测量学与遥感

  • 机载激光雷达的数字高程模型孔洞修补方法及精度分析

    徐玉龙;袁阳杰;孙红林;董秀军;

    针对因地物遮挡、激光散射、复杂地形等因素影响,激光雷达在扫描过程中不可避免产生数据孔洞,进而导致生成数字高程模型(DEM)局部质量不佳的问题,该文提出在激光雷达数据TIN网格化基础上,检测网格孔洞边界,并在特征平面上按阈值新增三角面片,结合径向基函数调整网格节点至隐式曲面,完成孔洞修补。实验利用获取的山区机载激光雷达点云数据,进行网格模型孔洞实例修补并开展不同地形、不同微地貌的孔洞修补,生成对应的DEM并对网格孔洞模型修补效果进行精度分析。结果表明:地形复杂度指标和孔洞面积越大孔洞修补精度越低;在山地实验区,地形复杂度≤0.5,孔洞面积≤200 m~2时,修补精度能满足1∶500 DEM产品要求,≤500 m~2时,满足1∶1 000要求,≤1 000 m~2时,满足1∶2 000要求。

    2024年06期 v.49;No.312 54-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 3126K]
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  • MIA-HSU方法的DEM水平分辨率影响斜坡单元提取效果研究

    王秀英;张少杰;王凯;杨红娟;

    针对数字高程模型(DEM)的水平分辨率会影响滑坡灾害分析中斜坡单元的提取结果的问题,该文以云南省昆明市东川区蒋家沟流域为研究区,利用斜坡单元提取模型MIA-HSU分析蒋家沟流域在不同水平分辨率DEM条件下的斜坡单元提取结果的差异性。以蒋家沟流域1 m分辨率DEM提取的斜坡单元和坡度值为参考,选取斜坡单元平均坡度误差和斜坡单元内部坡度均一性等判定标准,评价DEM水平分辨率对斜坡单元提取结果的影响。研究表明随着DEM水平分辨率的降低,提取的斜坡单元与基于1 m分辨率DEM提取的斜坡单元相比,平均坡度误差增加,单元内部坡度均一性降低。但是考虑各指标变化速率,DEM数据的可获得性与成本和研究区内滑坡与斜坡单元叠加分析结果,最终在给出各项判定指标的误差在可接受的范围内的基础上,该文推荐12.5 m分辨率的DEM用于提取蒋家沟的斜坡单元最佳。

    2024年06期 v.49;No.312 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2519K]
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  • 多维卷积和跳跃图卷积融合的高光谱图像分类

    李灏兴;黄平平;翟涌光;王志国;董亦凡;郭利彪;

    针对卷积神经网络应用于小样本分类问题时通常难以达到较高的精度,图卷积网络能够聚合无标签邻域节点特征但未能充分挖掘像素级特征的问题,该文提出了一种融合多维卷积和跳跃图卷积网络的高光谱图像分类方法。该算法包括两个网络分支,首先多维度卷积子网络全面获取空-谱像素级特征;其次跳跃图卷积子网络利用不同层次的邻接矩阵提取全局节点间的关联信息,最后使用交叉注意力融合自适应融合两个子网的特征。实验结果表明,该文所提方法充分结合了卷积神经网络和图卷积网络的优势,在两组广泛使用的高光谱数据集中的分类精度均高于其他对比方法,总体分类精度分别达到了95.85%、96.48%。此外,通过改变网络模型参数验证了该文所提方法的有效性和稳定性。该文为从多层次、多角度提取高光谱图像特征信息用于分类提供了方法参考。

    2024年06期 v.49;No.312 74-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1912K]
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  • 青藏高原冻土区植被覆盖度时空分布及其对气象的响应

    杜佳慧;张宇全;赵尚民;

    针对全球气候变暖导致青藏高原冻土不断退化,进而影响冻土区的植被生长状况的问题,该文基于2001—2020年MOD13Q1归一化植被指数,并利用像元二分法反演其对应的植被覆盖度(FVC),最后通过趋势分析和相关分析法对FVC的时空分布及其与气象因子的响应机制进行了深入研究。结果表明,20年间青藏高原冻土区FVC均值呈上升趋势,增速依次为片状多年冻土区(0.001 7/a)>季节冻土区(0.001 0/a)>多年冻土区(0.000 8/a)>岛状多年冻土区(0.000 5/a),空间上总体表现为“西北低、东南高”的分布特点。空间变化趋势上,青藏高原冻土区FVC整体以稳定为主,但呈改善趋势,显著增加面积占比大于显著减少面积之比,显著增加面积占比分别为片状多年冻土区(30.26%)>多年冻土区(24.04%)>季节冻土区(19.94%)>岛状多年冻土区(8.24%)。青藏高原冻土区FVC受气温和降水两种气象因子的影响,但是与降水的相关性更强。随气温升高,青藏高原冻土区FVC与气温的相关性从正相关转变为负相关,因此从长期来看,全球气候变暖导致的冻土退化不利于植被生长。

    2024年06期 v.49;No.312 86-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2576K]
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  • 差分视野融合与协同感知的建筑变化检测方法

    程泽敏;万书振;管宗胜;王伟成;

    针对当前建筑变化检测方法在边缘检测模糊和捕捉全局信息处理、小目标漏检方面存在问题,该文提出了一种差分视野融合与协同感知的建筑变化检测方法。采用孪生编码器提取图像特征,并通过差分解码器还原图像,一方面提出了差分视野融合模块,结合差分和多尺度技术相结,有效提取双时特征图中不同尺度的变化对象,并利用跳跃连接将其与解码器相连接;另一方面设计出协同感知模块,利用深层次中的抽象特征调节解码器中的浅层特征图;并在解码器输出特征图后,采用有效通道注意力模块进一步提升模型的检测性能。为了评估该方法的效果,分别在LEVIR-CD和WUH-CD数据集上进行实验,实验结果显示,相较于其他建筑变化检测方法,该方法在F_1和I_(oU)上表现最优,分别达到了91.34%、84.06%和91.43%、84.21%,这表明该方法在建筑变化检测任务中取得了显著的性能提升。

    2024年06期 v.49;No.312 97-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
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  • 宁夏西海固九县区遥感生态质量变化及驱动分析

    王婉;张浩斌;宋妤婧;马超;

    针对区域生态环境治理面临的生态政策成效评价问题,构建遥感生态指数(RSEI)有利于精准评估。该文基于长时间序列遥感影像,构建西海固9县区1986—2021年遥感生态指数RSEI,获得了西海固9县区遥感生态指标的变化规律,结合气候数据、土地利用数据和人口数据通过趋势分析、变异分析和相关分析解析了RSEI变化的驱动机理。结果表明,研究区气候呈暖干化趋势。中部干旱带RSEI呈退化趋势,气候变化是主要影响因素。南部山区生态质量稳中向好,生态移民具有统计学影响特征。1990—2020年,研究区草地面积减少,耕地、林地和建设用地面积相应增加,土地利用方式的改变仅占5%,不具主导作用。相关成果对于区域生态环境治理及经济可持续发展具有重要意义。

    2024年06期 v.49;No.312 106-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 5345K]
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  • 一种多分类建筑物轮廓高精度优化方法

    谢永繁;黄友菊;韩广萍;吴慧;

    针对现有的建筑物轮廓的优化方法通常没有考虑相邻轮廓之间的拓扑关系,导致多类别建筑物轮廓优化之后的相邻建筑物轮廓线段存在交叉的拓扑错误的问题,该文提出了一种多分类建筑物轮廓高精度优化方法。采用建筑物轮廓R-tree空间索引和分类优化的方法,实现对不同类别的建筑物轮廓快速优化并保持轮廓之间的拓扑关系,加入交并比约束和Hausdorff距离对初步优化后的建筑物轮廓进一步调整,有效解决轮廓过度优化和细节过多的问题,得到接近真值的建筑物轮廓。基于轮廓优化的实验结果表明:本文提出的方法能够解决建筑物轮廓在优化之后的相邻建筑物轮廓线段存在交叉的拓扑错误问题,研究结果对建筑物轮廓优化领域具有一定的参考意义。

    2024年06期 v.49;No.312 126-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2979K]
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  • 基于改进YOLOv5s的遥感影像小目标检测

    徐辛超;孟祥柯;于佳琪;

    针对现有目标检测模型难以准确检测小目标并存在大量误检与漏检的问题,该文提出了一种基于YOLOv5s的遥感影像小目标检测算法。首先,在主干网络加入SimAM无参数注意力机制模块,在不增加额外参数的情况下,使算法更加关注重要特征,同时抑制遥感影像中背景信息;然后,采用SPD-Conv模块进行下采样,避免了特征信息的丢失;之后,引入了四尺度检测特征融合网络,以获得更丰富的多尺度特征信息,并优化融合网络和输出检测头结构。最终实现对于遥感影像小目标的精准检测。在自制的LEVIR-4SC遥感影像小目标数据集上的实验结果表明,与YOLOv5s相比,提出算法的模型参数减少了6.3%,精确度P和平均精度均值mAP达到了90.7%和83.7%,提升了6.5%和4.2%。与YOLOv8等经典方法相比参数量更少,模型更轻量化,在精确度、平均精度方面均有提升,证明提出算法具有更好的检测效果。

    2024年06期 v.49;No.312 143-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K]
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  • 无人机视频流时空地理编码方法研究

    任亚锋;刘飞;薛艳丽;张研霞;马新辉;

    针对视频测绘产品空间定位信息缺失或者精度较低的问题,该文提出了无人机视频流时空地理编码技术方法,研制了视频流时空同步编码装置,建立了基于高频显示装置的时空编码同步性检测方法和技术流程,可实现时钟同步精度为10 ms量级的视频流与时空信息融合编码结果。经实时视频测绘精度验证,正射影像平面精度为4.69 m,相关成果能够为应急等场景提供实时、高精度、高分辨率数据支撑。

    2024年06期 v.49;No.312 154-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K]
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地图学与地理信息

  • 实景三维地理实体数据建设关键技术研究与实践

    张周平;黄嫚;张春奎;吴创奇;

    地理实体是实景三维产品建设的核心内容,是赋能自然资源管理和经济社会发展的核心时空要素。针对当前实景三维在支撑行业应用中存在的数据融合深度不够、数据支撑能力不足、应用场景落地难等问题,该文分别从时空基准、时空关联、时空分析、时空智能、时空安全5个时空赋能维度要求,研究了实景三维地理实体空间特征、属性特征、关系特征、编码特征的建设内容、方法及关键技术。并以智慧社区应用系统建设为例,验证了通过该方式构建的实景三维地理数据能够较好赋能行业应用。提出了通过广泛关联泛在专题信息、实时融合物联感知数据、持续迭代关系知识等方式进一步推动时空智能的发展思路。为实景三维数据建设提供了参考和借鉴。

    2024年06期 v.49;No.312 161-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K]
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  • 蓝绿水供需关系与可调配量评估方法研究

    邓启睿;张英;刘佳;乔庆华;翟亮;

    针对即使是水资源相对丰富地区其内部也存在水资源供需矛盾的问题,该文提出一种蓝绿水供需关系与可调配量评估研究方法来有效评价流域内部供需关系以及为对应的资源调配方案提供一定理论支持。该方法首先通过SWAT模型在子流域尺度上模拟了蓝绿水资源量,结合人类用水数据,采用蓝绿水稀缺指数评价其供需关系,然后依据不同的生态流量标准将流域内部不同地区蓝、绿水供需关系划分为良好、平衡、略微失衡、失衡4个等级,最后根据供需关系等级量化流域内不同地区的可调配水资源量。以乌江流域为例,计算结果表明,2010—2019年流域整体蓝水稀缺指数范围为0.47~0.81,蓝水供需关系良好,并且可向外年均输送约5.6×10~9 m~3蓝水资源;绿水稀缺指数范围为0.89~1.01,绿水供需关系较为平衡。流域内部有2个蓝水供需略微失衡子流域,1个蓝水供需失衡子流域,而接近半数子流域处于绿水供需略微失衡状态,在空间上呈东北紧张,西南良好的布局,暴露出一定隐患。在极端干旱条件下,流域内共9个子流域用水风险等级提升,其中西南部地区新增2个供需失衡子流域,蓝水供需失衡的风险增加。

    2024年06期 v.49;No.312 169-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1673K]
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  • 一种复杂场重分类的等深线化简方法

    唐露露;张立华;魏帅;董箭;贾帅东;魏泓丞;

    针对现有自动综合方法等深线综合阈值均为固定经验值,较少顾及线要素在各区域的差异性这一现状,该文以线要素复杂度模型为基础,设计了复杂场模型重分类处理方法,并根据划分结果,分别设置不同化简尺度,从而实现了多重阈值的等深线自动化简。实验结果表明:所提方法可实现化简尺度的“随变”处理,且整体化简效果优于原化简方法。在航海图制图综合过程中,可利用该方法实现等深线的自动化简,提升航海图生产效率及等深线化简质量。

    2024年06期 v.49;No.312 180-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K]
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  • 长江黄河源区水土资源生态承载力耦合协调度分析

    龙明伟;赵娜娜;赵财胜;宋建新;孙文洁;

    针对长江黄河源区水土资源发展和可持续利用问题,该文基于水土资源生态足迹模型和耦合协调度模型,分析了长江黄河源区2010—2021年水土资源的匹配状况,评估了水土资源可持续发展状态及水土资源承载力耦合协调状态。结果表明:2010—2021年研究区的水土资源匹配状态极差,基尼系数虽然逐渐减小,但仍未达到理想状态;水资源处于可持续发展的状态,生态足迹呈现下降趋势,承载力呈上升趋势;土地资源则处于不可持续发展状态,生态足迹和承载力均呈现下降趋势;水土资源耦合协调状态极差,由于土地资源承载力发展滞后水土资源承载力发展处于失调状态。总体上,长江黄河源区的水土资源状态较差,可持续利用形势严峻,提高源区水土资源的生态承载力,实现水土资源可持续发展,对维护水安全、生态安全至关重要。

    2024年06期 v.49;No.312 188-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 2391K]
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  • 餐饮和零售行业热点区块提取与空间分布特征聚类分析

    郭名静;熊鑫;

    针对城市餐饮和零售行业热点区块提取方法中位置数据多维属性特征融合处理问题,该文提出引入非位置属性特征权重系数进行热点区块聚类分析,基于密度聚类分析方法建立了加权密度聚类模型,以新浪微博兴趣点数据为样本实证研究了武汉市部分服务业在样本期内的城市热点区块,分析了城市服务业空间分布的影响因素。研究发现,城市餐饮和零售业在整体上表现出较为明显的行业空间聚集性,城市热点区块的区域分布相对均衡,行业发展容易受到城市圈扩张的拉动效应影响。对比传统聚类分析方法,研究结果验证了加权密度聚类算法对样本城市热点区块提取具有明显优化效果,能提高提取出的城市热点区块的高热性。

    2024年06期 v.49;No.312 203-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]
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