大地测量学与导航

  • 基于主客观综合权TOPSIS的GNSS观测可信度评估方法

    潘玥;秘金钟;谷守周;薛温梁;陈昊;高士民;

    针对GNSS高精度定位观测数据的可信程度量化评估问题,该文基于优劣解距离法(TOPSIS),提出了一种综合赋权的GNSS观测数据可信度评估方法。基于多路径效应、数据完整率、周跳以及信噪比等指标设计评估函数,进行指标的同趋势化以及标准化等数据预处理步骤后,利用熵权法计算各指标的客观权重,结合专家经验给出的主观标准权得到各测站观测数据好的综合可信评估结果。实验选用了我国四川省8个CORS站及其周边5个监测站进行可信度评估,比较了不同数据预处理方案对于评估结果的影响,结果表明采用区间化方法进行指标的标准化更符合实际。从稳定性和可用性角度分析比较了熵权TOPSIS法、标准权TOPSIS法和本文所述综合权TOPSIS方法,本文提出的综合权TOPSIS方法评估可信度稳定性最高,可用性更强。

    2024年12期 v.49;No.318 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
    [下载次数:20 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:18 ]
  • 顾及自适应定权的多源测高卫星水位融合算法

    周子健;封博卿;徐晓磊;安致远;潘佩芬;杨丹青;

    针对不同测高卫星搭载传感器不同,导致多源测高卫星构建水位时间序列精度较低的问题,该文提出了一种基于Kalman滤波的融合多源测高数据构建高精度湖泊水位时间序列的算法。该算法可以根据不同水体卫星观测水位的差异,利用变异系数法和卫星观测水位自适应精确确定卫星权重,最终实现高精度的多源测高数据融合。在五大湖地区与实测数据验证结果表明,多源融合水位平均均方根误差(RMSE)为0.114 m,较卫星观测水位平均RMSE降低了60.56%;平均R为0.85,较卫星观测水位平均R提高了48.70%;平均时间分辨率达到了3.5 d,较单颗测高卫星平均时间分辨率提高了4.5倍。综上所述,该文提出的算法可以有效提高卫星观测水位的精度与时间分辨率,适用于湖泊长时间高精度的水位时间序列构建。

    2024年12期 v.49;No.318 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2273K]
    [下载次数:7 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:9 ]
  • 基于监督聚类法的板块格网速度场构建方法研究

    曲麒霖;秘金钟;徐彦田;王春杨;韩忠倫;李庚辰;

    针对复杂板块地区速度场研究成果较少且内容较为陈旧的问题,该文基于内华达大学大地测量实验室全球速度场数据,选择日本及周边区域为例,提出了利用板块分析的监督聚类法对地壳运动复杂区域的水平速度场进行聚类分析,以快速准确地对这些区域进行子块体划分,再利用反距离加权法构建出GPS速度场格网模型,通过此模型精度评估实验结果表明:各板块E、N方向的平均中误差分别为1.1 mm/a、0.88 mm/a,残差绝对值的均值均小于1 mm/a。该方法为复杂板块地区大地测量参考框架动态维持和区域地壳形变分析提供参考。

    2024年12期 v.49;No.318 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 3458K]
    [下载次数:3 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ]

摄影测量学与遥感

  • 基于多尺度注意力融合网络的遥感影像场景分类

    刘小华;

    针对高分辨率遥感影像尺度差异大、空间结构复杂、类内外变异性显著等现象给场景分类带来的技术难题,该文提出了一种基于多尺度注意力融合的深度学习网络。首先,通过ResNet-50提取多尺度特征;然后,利用通道注意力增强类别特征,并通过空间注意力增强目标区域特征;接着,采用串并联集成产生关键语义信息;最后,通过全局跨尺度特征融合模块,增强网络的多尺度特征表达能力,并将特征输入Softmax层实现分类。在公开集AID、NWPU以及福建本地数据集FJ-RSIDS上,本方法分别实现了97.58%、95.03%和98.77%的总体分类精度,以及±0.08%、±0.10%和±0.12%的低分类标准差。相比现有基于卷积网络特征提取的方法,该方法在性能和稳定性上有显著提升,为高分辨率遥感场景分类研究提供了参考。

    2024年12期 v.49;No.318 28-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2405K]
    [下载次数:355 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:12 ]
  • InSAR技术在矿区地表形变监测中的应用与展望

    何原荣;张立衡;冯培源;钱志恒;蒿泮霖;陈炳凝;

    针对InSAR地表形变监测技术在矿区监测中的广泛应用前景,该文首先回顾了InSAR的基本原理、技术进展及卫星发展情况;其次,以矿区监测中应用的主要InSAR方法为切入点,系统梳理了D-InSAR、PS-InSAR、SBAS-InSAR等主流方法的应用情况以及优缺点。然后,从方法改进、多源数据综合分析以及算法优化等多个视角,深入探讨了InSAR技术在矿区形变监测中的最新进展;最后,针对InSAR技术的局限性,结合人工智能(AI)、机器学习、多源遥感及其他观测技术,从数据处理与新技术融合的角度,对未来InSAR技术在矿区地表形变监测中的应用进行了展望。

    2024年12期 v.49;No.318 43-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1901K]
    [下载次数:27 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:6 ]
  • SBAS-InSAR技术的济南地铁地表沉降监测与分析

    景旭阳;季民;靳奉祥;隋俭武;房振;

    针对济南市主城区地铁建设对地表沉降监测的需求,该文利用Sentinel-1A影像数据,采用基于PS选点改进的SBAS-InSAR技术获取济南市主城区的地表沉降信息。在此基础上,系统分析了主城区及地铁沿线地表沉降分布状况,并通过SVM模型与LSTM模型对地铁沿线区域进行沉降预测。结果表明:研究区整体呈南低北高沉降格局,地铁及周边环境地表沉降易发生于铁路运行、旧城区拆迁改造、建筑施工、地下水使用、河流水体侵蚀等持续现象过程。济南地铁2号线地面沉降特征较为明显,最大沉降速率为-17.47 mm/a。沉降预测模型显示腊山站-二环西路站区间、王府庄站存在沉降风险,预计累计沉降量达47.46 mm。本次研究能够较为真实的反应济南地铁建设与运营期间的地表沉降时空演变规律,为城市地铁沉降监测和地质灾害防治提供可靠的数据参考和技术支持。

    2024年12期 v.49;No.318 58-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2745K]
    [下载次数:62 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ]
  • 多模态优选特征融合的土地覆被分类方法

    李嗣炀;曾怀恩;王之豪;王俊杰;吴成杰;

    针对土地覆被分类的重要性和难点,该文基于Sentinel-2影像提出一种影像多模态特征融合的土地覆被分类方法,通过一种特征优选方法降低了底层特征维数,实现深度特征和底层特征的优势互补,提高了分类精度。研究结果表明:集成皮尔逊相关系数法和递归特征消除法的特征优选方法能有效避免“维数灾难”影响;不同特征融合方案对比单一的深度学习模型分类效果提高最高可达2.98%,证明了多模态特征融合对提高分类精度的必要性;优选特征和以残差神经网络(ResNet)为骨干网络的金字塔池化网络(PSPNet)模型深度语义特征的融合分类总体分类精度可达81.09%,Kappa系数达到0.748 1,分类结果与真实地物分布达到高度一致,增强了分类器的识别能力,有效改善了分类效果,在山地丘陵为主的研究区以及类似土地覆盖区具有良好的可行性。

    2024年12期 v.49;No.318 72-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 6789K]
    [下载次数:25 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]
  • 基于点云数据的塔机吊物碰撞预警系统研究

    张维;陈厚泽;孙雄立;王磊;崔宁波;郑锦涛;麻威;

    针对高大建筑物塔机吊装和施工作业过程中面临的碰撞安全隐患问题,该文提出并设计一套建筑施工环境数据采集方案及三维防碰撞数据处理系统。首先,集成激光雷达、组合导航以及实时差分定位装置,实现数据采集硬件系统集成;其次,利用自标定算法准确估算传感器间的相对位置和姿态角度参数,充分保障数据采集的精度;最后,提出分层式点云聚类分割算法,准确提取建筑物包围盒信息,并结合RTK辅助引导的吊物目标点云分割与有向包围盒估计,实时进行三维防碰撞预警计算。实验结果表明,本文设计的塔式起重机三维碰撞预警系统能够满足实际应用需求,可有效提高建筑施工吊装作业的安全性。

    2024年12期 v.49;No.318 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1544K]
    [下载次数:6 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ]
  • 节点优化与贴图重构的实景三维Mesh模型轻量化方法

    张永庭;姚岐;沈晓帆;梅靖;高铁;

    为解决实景三维Mesh模型数据量大、渲染速度慢等问题,需要对实景三维Mesh模型进行轻量化处理,该文在现有轻量化方法的基础上,提出了一种新的实景三维Mesh模型轻量化方法,加入了模型节点优化和贴图UV重构。通过选择实验区对现有方法和本文方法进行实验对比,结果表明,现有算法通过对原始数据进行顶点优化、几何简化等压缩方式,整体数据量减少47.5%。本文算法通过进行节点合并和贴图UV重构,减少了模型数量,且在不影响纹理精度的前提下,提升了模型整体贴图使用率,降低了模型贴图尺寸,模型数据量减少64.5%。在1∶50 000比例尺下,对比原始数据大幅提升了渲染效率。在1∶1 500比例尺下,本文算法处理模型数据对比现有算法,渲染时间减少61.5%。

    2024年12期 v.49;No.318 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K]
    [下载次数:12 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]
  • 窗口注意力融合多分支特征的高分遥感图像语义分割

    徐世博;闫钧华;张寅;王达伟;张新志;

    针对通用语义分割模型分割高分辨率图像时,难以平衡精度和显存消耗问题,该文提出窗口化融合多分支特征语义分割模型。在特征编码阶段采用三分支网络架构,分别提取高分辨图像不同尺度不同侧重点的特征信息;针对不同分支特征的特点,基于自注意力机制设计窗口相关融合模块来融合局部窗口特征,基于互注意力机制设计分支交叉融合模块来融合不同分支特征,并将融合处理后的特征解码,完成高分辨率图像分割任务。实验结果表明,所提算法在DeepGlobe和Inria Aerial数据集上的mIoU分别达到了73.87和74.93,同时显存消耗较少,优于已有主流算法。

    2024年12期 v.49;No.318 104-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 4164K]
    [下载次数:13 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]
  • 地形信息对利用Sentinel-1数据反演南北极积雪密度的影响

    杨树瑚;王斌;张云;洪中华;韩彦岭;王静;

    针对地形对积雪堆积与合成孔径雷达(SAR)散射能量的影响,该文提出一种通过C波段Sentinel-1 SAR的HH与HV极化后向散射系数和入射角数据以及海拔、坡度和坡向等地形数据反演南北极雪密度的方法。以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的南北极雪密度数据作为地面真值,通过XGBoost模型反演雪密度。使用2019—2021年的数据训练反演模型,通过2022年数据验证模型的泛化性能,平均绝对误差(MAE)为25.889 kg/m~3,均方根误差(RMSE)为36.497 kg/m~3;以东南极洲比利时伊丽莎白公主站、加拿大北极群岛与北冰洋实测数据进一步验证模型性能,MAE为37.514 kg/m~3,RMSE为43.287 kg/m~3。结合地形信息后南北极雪密度反演精度得到大幅度改善,MAE降低24.219 kg/m~3,RMSE降低28.25 kg/m~3。所提方法具有大规模雪密度反演的潜力,有利于南北极雪水当量和表面物质平衡的评估。

    2024年12期 v.49;No.318 114-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2028K]
    [下载次数:8 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]
  • 跨模态转换的盾构隧道点云非线性偏角纠正

    尹正浩;杨元维;高贤君;许磊;王少宁;于盛妍;寇媛;

    针对激光雷达扫描单圆盾构隧道过程中,由非线性俯仰角(α)和偏航角(γ)导致点云数据出现偏差的问题,该文提出了一种基于跨模态转换的盾构隧道点云非线性偏角计算及纠正的方法。首先,通过点云投影算法,获取隧道二维图像。其次,依据点云和图像之间的点线对应关系及点云偏移面与标准面之间的几何关系,得到俯仰角(α)及偏航角(γ),最后根据计算角度旋转纠正点云。研究结果表明,在3种不同类型的偏移数据中,该文方法所求标靶距离均方根误差平均为3.837 mm,比预定义角度纠正法低2.704 mm,纠正视觉效果和精度更优。相关成果可为隧道病害监测和三维建模提供参考。

    2024年12期 v.49;No.318 124-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]
    [下载次数:3 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]
  • 样本优化的集成学习模型在滑坡易发性评价中的应用

    赵恒梓;李素敏;郭庆;王中羽;

    针对不合理影响因子的引入会影响滑坡易发性评价结果的问题,该文使用SBAS-InSAR技术计算地表形变,结合多时相光学影像识别活动性滑坡点并与已知滑坡点构成新滑坡训练样本;使用地理探测器模型对影响因子进行选取,减少因相关性高出现的信息冗余问题;通过受试者工作特性曲线下的面积(AUC)值和实例对比随机森林(RF)和集成学习模型在研究区的适用性。结果表明,经滑坡样本的优化的及影响因子的筛选后,集成学习模型CatBoost(AUC=0.946)和XGBoost(AUC=0.939)的评价结果高于RF模型(AUC=0.907)。说明样本优化选择后,集成学习模型在滑坡易发性评价中具有出色的应用潜力,可为滑坡灾害的防灾减灾提供参考。

    2024年12期 v.49;No.318 132-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 5690K]
    [下载次数:18 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]
  • 城市场景机载SAR回波数据仿真方法

    赵竹新;范纯卓;冯彦卿;王海强;曾健;

    该文提出了一种机载合成孔径雷达(SAR)城市场景回波数据仿真方法,由几何建模、电磁建模和回波仿真3个模块共同实现。该方法实现了将射线追踪与SAR成像算法融合,能在不同的城市场景、不同的机载平台和不同的雷达参数指标下完成复杂的仿真任务,且其有效性在点物体仿真实验和真实城市场景仿真实验中均得到了较好的验证。另外,该文还设计了分布式合成孔径雷达仿真实验,并且完成了三维Tomo SAR的重建实验。实验结果不仅从另一个角度阐释了仿真方法的有效性,同时也展示出该仿真方法在支持SAR三维重建算法、雷达平台基线最优化设计等研究方面的潜力。

    2024年12期 v.49;No.318 142-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1675K]
    [下载次数:9 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 融合夜间灯光遥感和POI数据的城市经济时空动态分析

    周婷婷;张旭;徐胜华;王琢璐;王宇航;

    针对传统城市经济研究主要依赖单一数据源、缺乏空间尺度信息以及与周边城市经济关联调查等问题,该文提出了融合夜间灯光遥感和兴趣点(POI)数据的城市经济时空动态分析方法。基于格网结构融合夜间灯光遥感数据和POI数据,利用时空热点分析和标准差椭圆方法研究南京市2012—2022年间的城市经济时空分布格局;并采用位序-规模法则和经济联系强度指数研究南京市与周边城市的经济联系强度。研究结果表明,南京市经济扩张方向整体上为北-南方向,并呈现集中-分散-聚拢现象;南京市经济时空发展格局由江南主城向四周辐射演变为“双主城”模式向北-南方向辐射协调发展;与省内周边城市发展形式相对分散,协调性较为欠缺。研究成果揭示了南京市经济时空动态发展规律,对城市经济发展格局与周边城市协调性发展具有参考。

    2024年12期 v.49;No.318 149-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 4896K]
    [下载次数:24 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]
  • 改进的Stein无偏风险估计的小波滤波算法

    刘先;边少锋;翟国君;李邵波;

    针对常用的阈值法无法适应短信号的去噪,且传统Stein无偏风险估计自适应阈值法存在理论缺陷的问题,该文改进了基于Stein无偏风险估计的自适应阈值法,并将原始小波系数与纯净小波系数的均方差估计推广到一般形式。通过仿真实验对比其他阈值法的指标发现改进算法对短信号有更稳定的去噪效果,其他场景下效果与其他方法相当。该文方法提高了数据缺失或波形较短情况下的波形去噪精度,较好地适应于极浅水测深数据,为该场景下的测深数据处理提供了新思路。

    2024年12期 v.49;No.318 158-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
    [下载次数:7 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]
  • 基于InSAR技术的吐鲁番盆地沉降监测与分析

    李如仁;宫旭辉;陈振炜;张过;刘明霞;

    针对PS-InSAR技术在大范围沉降监测中的不适用性以及SAR数据分辨率较低所带来的监测精度不足这两个问题,该文采用高分辨率RADARSAT-2数据和SBAS-InSAR技术,获取了吐鲁番盆地2016年8月—2019年9月的地面沉降情况,结果表明:(1)InSAR监测结果与CORS站监测基本一致,InSAR结果真实可靠;(2)吐鲁番盆地沉降面积约为935.79 km~2,集中在火焰山以南部分,最大沉降速率约为0.13 m/a,最大累积沉降量约为0.25 m;(3)春末、夏季以及秋季早中期是发生地面沉降的主要时间段;(4)吐鲁番盆地沉降与农业发展、水资源的不合理利用、火焰山断层以及城市发展有关。研究结果可为地质灾害危险评价和吐鲁番盆地沉降治理提供参考。

    2024年12期 v.49;No.318 167-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 2340K]
    [下载次数:18 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:6 ]

地图学与地理信息

  • 环渤海地区多尺度下生态系统服务的时空异质性分析

    黄庆吉;马东岭;林贞鑫;徐海龙;田国际;

    针对人类活动对环渤海地区生态环境的影响,为探讨不同尺度下生态系统服务的时空动态变化及其相互作用,该文基于30 m分辨率的土地利用数据和统计年鉴数据,采用InVEST模型、KNDVI法和熵权法,构建了生境质量、碳储量、土壤保持、粮食产量、水源涵养和景观美学6类生态系统服务。通过自组织映射(SOM)方法,在10 km~2、150 km~2和900 km~2三个尺度上识别生态系统服务簇,分析其时空分布特征。研究表明,从1990—2020年,环渤海地区的生态系统服务发生了显著的空间变化:东部水源涵养面积减少,东部和南部土壤保持和粮食产量功能增加,生境质量和景观美学集中于山地和丘陵,并表现出协同作用。此外研究还发现,不同尺度下的生态系统服务簇表现出明显的时空动态变化特征。

    2024年12期 v.49;No.318 178-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 5269K]
    [下载次数:51 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]
  • 元学习算法的小样本人口空间化模拟方法

    李娜;吴怀石;

    针对城市精细化管理建设重要研究内容的人口空间化模拟,存在人口非对称性映射和小样本的问题,该文提出了基于元学习算法的组合元模型。以多源地理大数据为基础,元学习一种适用于人口小样本预测的中间表征,通过梯度迭代次数优化使其快速适应不同人口分布的复杂情况,从而统计精细尺度下的人口数据。实验结果表明:多种机器学习算法中元模型的训练效果最佳,R~2为0.95,相较于其他模型平均提升8%左右。在500 m格网尺度上的模拟结果显示,天津市人口总体呈“南密北疏”的分布特征,同时元模型在行政区级尺度的模拟精度达到97%,在街道级尺度的模拟精度达到94%。此外,为验证模型的整体有效性,通过与公开人口数据集的对比和消融实验,展现了元模型在精细人口空间化场景中的精度优势。

    2024年12期 v.49;No.318 192-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 2331K]
    [下载次数:12 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]
  • 融合Morphing变换的双线河向单线河转换方法

    赵彬彬;刘广;朱哲;谢建湘;

    针对数字地图更新时双线河向单线河的转换问题,该文提出了一种融合Morphing变换的转换方法。首先,计算曲率、转角等参数获取河流拐点,将双线河分解为没有较大弯曲的河段;然后,依据极优对应算法辅以线性插值,获取各河段两侧岸线节点间映射关系,对河段岸线进行Morphing变换以提取中轴线,并以非约束边三角形为枢纽进行中轴线的衔接处理;接着,以双线河岸线为基础建立缓冲区,筛选满足转换宽度的待转换区域,将其转换为单线河并优化转换结果;最后,以两岸线与中轴线间的平均距离为基础,计算整体平均距离差、Pearson相关系数等指标对转换结果进行精度评价,并与已有中轴线提取方法作对比。实验结果表明,该方法转换效果较好,转换结果连续、平滑、精度较高,且兼顾双线河整体形态及其两侧岸线目标几何形状等细节特征。

    2024年12期 v.49;No.318 204-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]
    [下载次数:8 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]