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    1. 北斗坐标系
    魏子卿, 吴富梅, 刘光明
    测绘学报    2019, 48 (7): 805-809.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20190131
    摘要347)   HTML    PDF (826KB)(495)   
    北斗坐标系是北斗卫星导航系统的大地基准。本文在扼要叙述背景情况之后,首先给出了北斗坐标系原点、尺度、定向的定义和参考椭球的定义和导出常数;其次介绍北斗坐标系的首次实现,这次实现由北斗系统的8个监测站在历元2010.0的ITRF2014框架下的坐标和速度体现,它们是通过处理一个包括8个监测站的全球GNSS网4期GPS数据、框架对准与监测站坐标序列的线性回归拟合得到的;最后就参考框架的更新周期、监测站境外布设和连续观测、精密星历的生成与发布,北斗坐标系的标准化问题进行了讨论,并提出一些建议。
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    2. SLAM激光点云整体精配准位姿图技术
    闫利, 戴集成, 谭骏祥, 刘华, 陈长军
    测绘学报    2019, 48 (3): 313-321.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20170716
    摘要266)   HTML    PDF (8238KB)(347)   
    基于同步定位与制图(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术的激光扫描系统具有成本低、效率高的优点,近年来在测绘领域得到了广泛关注。虽然基于SLAM技术的激光扫描系统能够实现实时数据获取,但该数据获取方式难以保证点云精度,不同位置获取的同一地物的点云存在位置不一致。为了提高该类系统所获点云精度,本文提出一种分层次点云全局优化方法。该方法首先通过“点-切平面”迭代最近邻算法对重叠点云进行配准,形成扫描系统轨迹间的约束;然后构建位姿图对轨迹进行优化,利用优化后的轨迹对点云进行修正。算法通过将优化过程分解为局部和整体两个层次以提高计算效率。试验结果表明,优化后点云同名点对间的距离中误差减小约50%,内部不一致现象得到有效消除。
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    3. 出租车轨迹数据挖掘进展
    吴华意, 黄蕊, 游兰, 向隆刚
    测绘学报    2019, 48 (11): 1341-1356.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20190210
    摘要241)   HTML    PDF (1439KB)(446)   
    大数据、物联网与精密定位技术的发展推动了城市感知的进步。随着社会活动的与日俱增,出租车轨迹数据不仅记录了出租车的行车轨迹,还蕴藏着道路交通状态、城市居民出行规律、城市结构及其他社会问题。通过各种数据分析与挖掘手段对出租车轨迹数据进行深入探究,对于智能交通、城市规划等有着重要意义。本文综述了近十年国内外基于出租车轨迹大数据的相关研究,按照空间统计方法、时间序列方法、图论与网络方法及机器学习方法等4类,详细阐述各类方法的研究现状。随后,本文分析了现有研究的应用领域、热点主题和发展趋势。最后,本文指出了出租车轨迹数据挖掘研究领域面临的挑战和未来研究方向。
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    4. InSAR矿区地表三维形变监测与预计研究进展
    朱建军, 杨泽发, 李志伟
    测绘学报    2019, 48 (2): 135-144.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180188
    摘要233)   HTML    PDF (5355KB)(670)   

    首先,介绍了InSAR地表形变监测技术的基本原理和技术特点;然后,对当前InSAR矿区地表三维形变监测方法做了系统性分类,并探讨了各自的优缺点和适用范围;之后,综述了当前InSAR矿区地表三维形变预计方法的研究现状和进展;最后,归纳梳理了InSAR矿区三维形变监测预计在多源数据融合和沉降机理分析等方面的前沿问题。

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    5. 基于Encoder-Decoder网络的遥感影像道路提取方法
    贺浩, 王仕成, 杨东方, 王舒洋, 刘星
    测绘学报    2019, 48 (3): 330-338.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180005
    摘要193)   HTML    PDF (1670KB)(350)   
    针对道路目标特点,设计实现了用于遥感影像道路提取的Encoder-Decoder深度语义分割网络。首先,针对道路目标局部特征丰富、语义特征较为简单的特点,设计了较浅深度、分辨率较高的Encoder-Decoder网络结构,提高了分割网络的细节表示能力。其次,针对遥感影像中道路目标所占像素比例较小的特点,改进了二分类交叉熵损失函数,解决了网络训练中正负样本严重失衡的问题。在大型道路提取数据集上的试验表明,所提方法召回率、精度和F1-score指标分别达到了83.9%、82.5%及82.9%,能够完整准确地提取遥感影像中的道路目标。所设计的Encoder-Decoder网络性能优良,且不需人工设计提取特征,因而具有良好的应用前景。
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    6. 多波束与侧扫声呐高质量测量信息获取与叠加
    严俊
    测绘学报    2019, 48 (3): 400-400.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180130
    摘要191)   HTML    PDF (664KB)(167)   
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    7. 北斗三号导航定位技术体制与服务性能
    郭树人, 蔡洪亮, 孟轶男, 耿长江, 贾小林, 毛悦, 耿涛, 饶永南, 张慧君, 谢新
    测绘学报    2019, 48 (7): 810-821.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20190091
    摘要177)   HTML    PDF (6341KB)(477)   
    介绍了北斗三号系统的星座设计、服务类型、导航信号体制、时空基准以及轨道确定与时间同步机制等技术体制,分析提出了评估北斗三号导航定位服务性能的指标体系,指标涵盖时空基准、空间信号质量、空间信号精度和服务性能4个方面,综合利用全球数据资源对北斗三号基本系统的导航定位服务性能进行了评估。结果显示,各信号分量有效功率比偏差优于0.25 dB,S曲线过零点偏差(SCB)优于0.3 ns,满足设计要求;北斗三号基本系统当前全球位置精度因子(PDOP)可用性优于85.0%,空间信号测距误差0.48 m(RMS),空间信号连续性99.99%,空间信号可用性99.78%,UTC偏差误差优于19.1 ns(95%),均满足系统服务性能规范承诺的指标。相对于北斗二号而言,北斗三号在覆盖能力、空间信号精度、空间信号可用性、空间信号连续性等方面均有显著提升。
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    8. 利用先验重力场模型求定GOCE卫星重力梯度仪校准参数
    瞿庆亮, 常晓涛, 于胜文, 朱广彬
    测绘学报    2019, 48 (2): 176-184.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180137
    摘要171)   HTML    PDF (2436KB)(139)   

    重力梯度仪校准参数的确定是GOCE重力梯度观测数据处理的关键环节。本文对GOCE卫星重力梯度观测值中的时变信号与粗差进行了分析,利用高精度全球重力场模型,确定了GOCE重力梯度观测值各分量的尺度因子与偏差,并对校准结果进行了精度评定。结果表明,在测量带宽内,海潮对重力梯度观测值影响在mE量级,与重力梯度仪的精度水平相当,陆地水等非潮汐重力场时变信号略小于海潮,量级约为10-4E;各分量重力梯度观测值的粗差比例均大于0.2%;除EGM96模型外的其他模型对GOCE重力梯度仪进行校准后,VxxVyyVzzVyz分量上尺度因子的稳定性均在10-4量级,Vxz分量能达到10-5量级,Vxy分量为10-2量级,这与梯度观测值各分量的精度水平一致。

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    9. 哨兵-2号光学影像地表形变监测:以2016年MW7.8新西兰凯库拉地震为例
    贺礼家, 冯光财, 冯志雄, 高华
    测绘学报    2019, 48 (3): 339-351.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20170671
    摘要168)   HTML    PDF (18774KB)(344)   
    光学影像已经广泛地应用于地表形变监测研究。哨兵-2号光学影像作为一种新的对地观测数据,具有重访周期短、空间分辨率高、影像覆盖范围大以及数据免费等优点,因此该数据在地表形变监测上有广泛的应用潜力。本文以COSI-Corr软件包为数据处理平台,基于亚像素的频率域相关性匹配技术,处理多时相的哨兵-2号数据获取地表形变。本文选取2016年Mw7.8新西兰凯库拉(Kaikoura)地震覆盖区域为例,对哨兵-2号影像地表形变中存在的各种系统误差源进行了系统分析和改正,并提出了改进的均值相减法去除形变场中的卫星姿态角误差。另外,还对哨兵-2号4个10 m空间分辨率的波段(Band 2/3/4/8)中可用于地表形变监测的最佳波段进行了分析,统计结果显示Band8的地表形变监测效果最好。最后,利用哨兵-2号光学影像获取了2016年11月14日Mw7.8新西兰凯库拉地震的同震形变场;分析了沿地震主要断层的滑移分布,结果表明最大水平滑移量达10 m;并与同期Landsat8全色影像的同震形变监测结果进行对比分析,结果表明哨兵-2号结果精度更高。本文的研究成果可以为哨兵-2号光学影像的应用提供参考。
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    10. 星间单程伪距联合监测站数据确定北斗三号卫星轨道和钟差
    阮仁桂, 魏子卿, 贾小林
    测绘学报    2019, 48 (3): 269-275.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180483
    摘要161)   HTML    PDF (1285KB)(325)   

    提出利用原始单程星间伪距数据联合地面监测站载波相位和伪距数据同时确定北斗卫星轨道和钟差的方法。该方法引入时间窗概念,用多项式表示卫星钟差,从而能够直接对非同时观测的原始单程伪距数据进行平差处理。收集中国境内的6个iGMAS监测站和星间测距数据对北斗三号卫星进行轨道和钟差确定试验。结果表明,轨道重叠段互差在R、T和N方向的RMS分别为0.078、0.321和0.375 m,钟差重叠段互差的RMS和STD分别达到0.589和0.519 ns。相比于仅用国内监测站数据的结果,轨道和钟差的改进幅度分别超过80%和60%。星间链路单程伪距残差的平均RMS为0.083 m,星间链路信号发射和接收设备时延偏差估值的平均稳定度分别为0.53和0.72 ns。

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    11. 北斗三号卫星两种定轨模式精度比较分析
    杨宇飞, 杨元喜, 胡小工, 唐成盼, 赵立谦, 徐君毅
    测绘学报    2019, 48 (7): 831-839.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180560
    摘要158)   HTML    PDF (5856KB)(362)   
    北斗全球卫星导航系统(BDS-3)已经于2018年年底建成基本系统,并计划于2020年建成完整系统,而精确的卫星轨道是实现高性能全球服务的前提。本文基于北斗三号基本系统的18颗中圆轨道(MEO)卫星,评估了北斗三号卫星星间链路的测量噪声与测距精度,利用中国境内12个区域监测站的星地观测和星间链路观测,进行了联合卫星轨道测定试验,并与单纯区域监测站观测定轨结果进行了比较,分析了两种定轨模式重叠弧段轨道误差、轨道预报精度和激光检核精度。结果表明:北斗三号卫星的星间链路测量噪声为2.9 cm,测距精度约为4.4 cm;仅采用区域测站定轨,重叠弧段三维位置误差RMS为66.7 cm,加入星间链路后可降低至15.4 cm,提高了76.9%,24 h轨道预报位置精度也由114.1 cm提升至20.3 cm,提升了83.2%,激光检核径向精度为8.4 cm左右,明显优于北斗二号卫星轨道精度。
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    12. 确定似大地水准面的Hotine-Helmert边值解算模型
    马健, 魏子卿, 任红飞
    测绘学报    2019, 48 (2): 153-160.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20170594
    摘要154)   HTML    PDF (3257KB)(190)   

    空间大地测量技术的发展使大地高的观测成为可能,从而为第二大地边值问题的研究带来了新的机遇,本文对基于Helmert第二压缩法的第二边值问题(简称为Hotine-Helmert边值问题)展开研究。首先介绍了地形直接、间接影响的定义与算法,然后推导了Hotine-Helmert边值问题的解算模型。Hotine-Helmert边值理论无须计算地形压缩对重力的次要间接影响,因而较Stokes-Helmert边值理论更简单。此外,文中引入了一种低阶修正的Hotine截断核函数,该核函数较传统的截断核函数能有效地改善似大地水准面的解算精度。为了验证本文构建的Hotine-Helmert边值解算模型的有效性和实用性,本文将EIGEN-6C4模型的前360阶作为参考模型,利用Hotine-Helmert边值解算模型构建了我国中部地区6°×4°范围、1.5'×1.5'分辨率的重力似大地水准面,其精度达到±4.8 cm。

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    13. 基于非差观测模型的BDS/GPS网络RTK算法研究
    高猛
    测绘学报    2019, 48 (2): 266-266.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180050
    摘要153)   HTML    PDF (692KB)(224)   
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    14. 遥感影像建筑物提取的卷积神经元网络与开源数据集方法
    季顺平, 魏世清
    测绘学报    2019, 48 (4): 448-459.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180206
    摘要153)   HTML    PDF (6248KB)(596)   
    从遥感图像中自动化地检测和提取建筑物在城市规划、人口估计、地形图制作和更新等应用中具有极为重要的意义。本文提出和展示了建筑物提取的数个研究进展。由于遥感成像机理、建筑物自身、背景环境的复杂性,传统的经验设计特征的方法一直未能实现自动化,建筑物提取成为30余年尚未解决的挑战。先进的深度学习方法带来新的机遇,但目前存在两个困境:①尚缺少高精度的建筑物数据库,而数据是深度学习必不可少的“燃料”;②目前国际上的方法都采用像素级的语义分割,目标级、矢量级的提取工作亟待开展。针对于此,本文进行以下工作:①与目前同类数据集相比,建立了一套目前国际上范围最大、精度最高、涵盖多种样本形式(栅格、矢量)、多类数据源(航空、卫星)的建筑物数据库(WHU building dataset),并实现开源;②提出一种基于全卷积网络的建筑物语义分割方法,与当前国际上的最新算法相比达到了领先水平;③将建筑物提取的范围从像素级的语义分割推广至目标实例分割,实现以目标(建筑物)为对象的识别和提取。通过试验,验证了WHU数据库在国际上的领先性和本文方法的先进性。
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    15. 特征法视觉SLAM逆深度滤波的三维重建
    张一, 姜挺, 江刚武, 余岸竹, 于英
    测绘学报    2019, 48 (6): 708-717.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180421
    摘要153)   HTML    PDF (15916KB)(184)   
    针对现有特征法视觉SLAM只能重建稀疏点云、非关键帧对地图点深度估计无贡献等问题,本文提出一种特征法视觉SLAM逆深度滤波的三维重建方法,可利用视频序列影像实时、增量式地构建相对稠密的场景结构。具体来说,设计了一种基于运动模型的关键帧追踪流程,能够提供精确的相对位姿关系;采用一种基于概率分布的逆深度滤波器,地图点通过多帧信息累积、更新得到,而不再由两帧三角化直接获取;提出一种基于特征法与直接法的后端混合优化框架,以及基于平差约束的地图点筛选策略,可以准确、高效解算相机位姿与场景结构。试验结果表明,与现有方法相比,本文方法具有更高的计算效率和位姿估计精度,而且能够重建出全局一致的较稠密点云地图。
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    16. 北斗卫星太阳光压解析模型建立及应用
    陈秋丽, 杨慧, 陈忠贵, 王海红, 王晨
    测绘学报    2019, 48 (2): 169-175.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180097
    摘要149)   HTML    PDF (3192KB)(286)   

    光压模型是导航卫星高精度定轨、定位的基础。目前关于北斗卫星光压摄动模型的研究并不少见,但基于卫星物理参数的综合解析模型建立与应用公开可见的论述并不多见。不同于其他保守和非保守摄动力,光压辐射与卫星本身参数状态密切相关,具有明显的个体差异性。本文基于光压辐射的物理机理、北斗卫星物理参数、姿态控制模式等,建立光压摄动综合解析模型,以精密星历和激光测距数据为基准,验证了综合解析模型能够获得分米级的精密定轨精度。在此基础上,根据卫星角动量守恒和在轨遥测参数变化,分析了综合解析模型和在轨实际干扰力的差值,提出了在综合解析模型基础上增加常数经验修正项Da、Ya的方法,以北斗C08、C10星为例,分别可获得0.078、0.084 m的SLR检核精度,相比于利用CODE经验改进模型,精度分别提高0.021、0.045 m。

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    17. 具备结构感知功能的倾斜摄影测量场景三维重建
    肖雄武
    测绘学报    2019, 48 (6): 802-802.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180319
    摘要148)   HTML    PDF (663KB)(207)   
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    18. GRACE时变重力场的滤波理论及质量变化分析
    鞠晓蕾
    测绘学报    2019, 48 (2): 267-267.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180072
    摘要147)   HTML    PDF (697KB)(180)   
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    19. 基于车行GNSS轨迹数据的道路网络构建与增强方法研究
    吕海洋
    测绘学报    2019, 48 (2): 268-268.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180081
    摘要145)   HTML    PDF (698KB)(258)   
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    20. ST-CFSFDP:快速搜索密度峰值的时空聚类算法
    王培晓, 张恒才, 王海波, 吴升
    测绘学报    2019, 48 (11): 1380-1390.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180538
    摘要143)   HTML    PDF (4838KB)(119)   
    时空聚类算法是地理时空大数据挖掘的基础研究命题。针对传统CFSFDP聚类算法无法应用于时空数据挖掘的问题,本文提出一种时空约束的ST-CFSFDP(spatial-temporal clustering by fast search and find of density peaks)算法。在CFSFDP算法基础上加入时间约束,修改了样本属性值的计算策略,不仅解决了原算法单簇集多密度峰值问题,且可以区分并识别相同位置不同时间的簇集。本文利用模拟时空数据与真实的室内定位轨迹数据进行对比试验。结果表明,该算法在时间阈值90 s、距离阈值5 m的识别正确率高达82.4%,较经典ST-DBCSAN、ST-OPTICS及ST-AGNES聚类算法准确率分别提高了5.2%、4.2%和7.6%。
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