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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1582)   HTML    PDF (826KB)(746)   
    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. 多源异构数据的大规模地理知识图谱构建
    蒋秉川, 万刚, 许剑, 李锋, 温荟琦
    测绘学报    2018, 47 (8): 1051-1061.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20180113
    摘要726)   HTML    PDF (2571KB)(1491)   
    虚拟地理环境作为新一代的地理语言,需要通过对多源异构时空数据的分析与挖掘,构建虚拟地理环境知识工程,实现“数据—信息—知识—智慧”的转化,促进智能虚拟地理环境系统中地理知识的快速转换和融合,从而为虚拟地理环境中地理信息的智能化处理、地理知识的智慧化服务提供支撑。知识图谱是人工智能与虚拟地理环境知识工程相结合的桥梁。本文系统评述了知识图谱、地理知识图谱的研究现状,提出了地理知识图谱的构建流程,重点研究了地理知识图谱构建的关键技术,讨论和阐述了地理知识图谱的应用方向。本文的研究将有助于实现地理信息的知识化,提高虚拟地理环境系统的智能化服务水平。
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    3. 关注点推荐算法的霍克斯过程法
    张国明, 王俊淑, 江南, 盛业华
    测绘学报    2018, 47 (9): 1261-1269.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170552
    摘要684)   HTML    PDF (1293KB)(458)   
    关注点(point-of-interest,POI)推荐是基于位置的社交网络(location-based social network,LBSN)中重要的个性化位置服务。针对LBSN中用户签到数据的复杂性和高度稀疏性问题,本文提出了一种基于霍克斯过程的上下文感知协同过滤关注点推荐算法(HWCF)。首先,根据用户签到关注点的地理空间聚集现象分析用户行为特征,筛选用户候选关注点;然后,利用霍克斯过程对候选关注点建模,通过融合空间距离信息、空间序列变换信息、时间信息、用户偏好、关注点流行度等多种上下文信息计算用户访问候选关注点的概率,对访问概率排序得到top-k推荐列表;最后,对算法参数的取值及调整过程进行讨论。试验结果表明,HWCF算法比其他的关注点推荐算法具有更好的推荐效果。
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    4. 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637)   HTML    PDF (8238KB)(573)   
    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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    5. 基于多尺度形变特征卷积网络的高分辨率遥感影像目标检测
    邓志鹏, 孙浩, 雷琳, 周石琳, 邹焕新
    测绘学报    2018, 47 (9): 1216-1227.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170595
    摘要605)   HTML    PDF (21229KB)(678)   
    传统的基于滑窗搜索和人工设计特征相结合的目标检测方法难以适用于海量高分辨率遥感图像的目标检测任务。本文提出了一种基于多尺度形变特征卷积网络的目标检测方法,利用可形变卷积网络对具有尺度和方向变化的遥感图像目标进行特征提取,然后对多层残差模块提取出的形变特征进行区域预测和鉴别。具体模型包括两个子网络:①目标区域预测子网络用于从多层深度特征图提取目标候选区域;②目标区域鉴别子网络用于对目标候选区域进行分类和位置回归。本文在光学卫星图像10类目标数据集上对比了多种基于深度学习的目标检测算法,并将训练好的模型用于谷歌地球影像飞机坟场数据集和高分2号、吉林1号数据集的评估,试验结果表明本文方法能够快速准确地对多类目标进行检测,具有较好的稳健性和迁移性。
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    6. 基于深度学习的高分辨率遥感影像建筑物提取方法
    范荣双, 陈洋, 徐启恒, 王竞雪
    测绘学报    2019, 48 (1): 34-41.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20170638
    摘要600)   HTML    PDF (2270KB)(844)   

    针对传统的建筑物提取方法精度较低和边界不完整等问题,本文提出基于深度学习的高分辨率遥感影像建筑物提取方法。首先,采用主成分变换非监督预训练网络结构,获得待提取遥感影像特征。其次,为减少在池化过程中影像特征信息的丢失,提出自适应池化模型,通过非下采样轮廓波变换来获取影像纹理特征,并将纹理特征输入网络中参与建筑物提取。最后,将影像特征输入softmax分类器进行分类,获得建筑物提取结果。选取典型区域进行建筑物提取试验,并与典型建筑物提取方法进行对比分析,结果表明,本文提取方法精度高,并且提取建筑物的边界清晰、完整。

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    7. 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600)   HTML    PDF (1439KB)(938)   
    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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    8. 低轨导航增强GNSS发展综述
    张小红, 马福建
    测绘学报    2019, 48 (9): 1073-1087.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20190176
    摘要575)   HTML    PDF (9449KB)(694)   
    低轨星座具有地面接收信号强度高、几何图形变化快的优势,能够与中高轨GNSS星座形成互补,对增强GNSS的精度、完好性、连续性和可用性具有显著优势,已成为当前卫星导航领域的关注热点。本文首先简要介绍了现有的GNSS增强系统;总结了国内外低轨导航增强星座发展现状;针对低轨导航增强,对比分析了高中低轨导航星座的优缺点;重点讨论了低轨导航增强在联合定轨、快速精密定位、空间天气监测和室内定位等方面带来的机遇;分析指出了低轨导航增强的空间段、地面段和用户段所面临的挑战。
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    9. 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513)   HTML    PDF (6341KB)(648)   
    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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    10. 弹性PNT基本框架
    杨元喜
    测绘学报    2018, 47 (7): 893-898.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20180149
    摘要503)   HTML    PDF (1492KB)(655)   
    描述了弹性定位、导航授时(PNT)的基本概念,给出了弹性PNT的基本定义,以及弹性PNT与综合PNT或多源PNT的关系,指出综合PNT是弹性PNT的基础;并将弹性PNT分解成弹性终端集成、弹性函数模型和弹性随机模型;讨论了弹性PNT终端集成策略与基本准则,强调多传感器的弹性集成必须依据优化设计准则,必须确保多信息源及多传感器的兼容与互操作;给出了弹性函数模型的概念模型,论述了相应弹性函数模型调整途径;阐述了几种可能的弹性随机模型优化策略,同时指出多源PNT信息弹性随机模型的改进与优化必须参照统一的方差因子;最后给出了基于弹性函数模型和弹性随机模型的状态参数估计方式。
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    被引次数: Baidu(1)
    11. 有无相生 虚实互济——虚拟地理环境研究20周年综述
    林珲, 朱庆, 陈旻
    测绘学报    2018, 47 (8): 1027-1030.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20180202
    摘要499)   HTML    PDF (850KB)(720)   

    虚拟地理环境发展至今已经整20年。本文回顾了虚拟地理环境的发展历程,简述了虚拟地理环境的设计理念及功能组成结构,总结了虚拟地理环境的研究成果,指出了虚拟地理环境的发展方向。

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    12. 基于深度学习的航空遥感影像密集匹配
    刘瑾, 季顺平
    测绘学报    2019, 48 (9): 1141-1150.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180247
    摘要476)   HTML    PDF (2486KB)(519)   
    本文探讨了深度学习在航空影像密集匹配中的性能,并与经典方法进行了比较,对模型泛化能力进行了评估。首先,实现了MC-CNN(matching cost convolutional neural network)、GC-Net(geometry and context network)、DispNet(disparity estimation network)3种代表性卷积神经元网络在航空立体像对上的训练和测试,并与传统方法SGM(semi-global matching)和商业软件SURE进行了比较。其次,利用直接迁移学习方法,评估了各模型在不同数据集间的泛化能力。最后,利用预训练模型和少量目标数据集样本,评估了模型微调的效果。试验包含3套航空影像、2套开源街景影像。试验表明:①与传统的遥感影像密集匹配方法相比,目前深度学习方法略有优势;②GC-Net与MC-CNN表现了良好的泛化能力,在开源数据集上训练的模型可以直接应用于遥感影像,且3PE(3-pixel-error)精度没有明显下降;③在训练样本不足时,利用预训练模型做初值并进行参数微调可以得到比直接训练更好的结果。
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    13. 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468)   HTML    PDF (15916KB)(244)   
    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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    14. 利用无人机多源影像检测车辆速度
    姜尚洁, 罗斌, 贺鹏, 杨国鹏, 顾亚平, 刘军, 张云, 张良培
    测绘学报    2018, 47 (9): 1228-1237.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170506
    摘要449)   HTML    PDF (7745KB)(594)   
    交通在人民生活和社会经济中有着举足轻重的作用。车辆速度检测是智能交通管理系统的重要组成部分。本文提出了一种基于无人机(UAV)多源影像数据进行车辆速度检测的方法,首先,搭建小型无人机多源数据采集平台,获取可见光影像与热红外影像。然后,针对采集的多源数据,采用深度学习框架YOLO(you only look once)进行车辆检测。最后,基于卡尔曼滤波进行车辆跟踪,并根据跟踪结果计算车辆速度。本文利用无人机平台增加监测车辆的灵活性,同时综合使用多源数据,不仅提高车辆检测精度,还可以不依赖光照条件跟踪车辆。试验结果表明,本文方法具有有效性和稳健性,为道路监控管理部门提供一种高效率、机动灵活的监测模式。
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    15. 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448)   HTML    PDF (5856KB)(461)   
    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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    16. 出租车GPS轨迹集聚和精细化路网提取
    邬群勇, 吴祖飞, 张良盼
    测绘学报    2019, 48 (4): 502-511.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20180256
    摘要432)   HTML    PDF (4008KB)(647)   
    针对利用GPS数据提取双向路网和交叉路口转向信息精度低的不足,本文提出一种顾及位置与行驶方向的轨迹集聚和精细化路网提取方法,实现了精细化路网提取。为提高交叉路口路网的提取精度,首先剔除原始轨迹中的离散和异常轨迹点,并按一定的步长对轨迹段进行加密;然后引入行驶方向角来表达车辆在轨迹点处的行驶方向,顾及位置和行驶方向获取每个轨迹点的相似轨迹点集合;接着依次计算每个轨迹点的偏移距离,通过对轨迹点的迭代偏移完成轨迹集聚;最后剔除未成功集聚的轨迹点,将完成集聚的轨迹点连成轨迹线并作缓冲区,运用栅格数据数字化方法提取得到能够反映道路精细转向关系的道路网。以福州市出租车GPS数据进行轨迹集聚和路网提取试验,结果表明:本文方法能有效地将GPS轨迹按车辆行驶方向分别进行集聚,提取的道路网为双向道路并且能反映交叉路口处道路的精细转向关系。
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    17. 北斗实时高精度定位服务系统研究
    张益泽
    测绘学报    2018, 47 (9): 1293-1293.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170534
    摘要428)   HTML    PDF (668KB)(416)   
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    18. 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413)   HTML    PDF (4838KB)(192)   
    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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    19. 加权整体最小二乘EIV模型与算法——与“加权整体最小二乘EIO模型与算法”一文的讨论
    王乐洋, 余航, 邹传义, 鲁铁定
    测绘学报    2019, 48 (7): 931-937.   doi: 10.11947/j.AGCS.2019.20190155
    摘要398)   HTML    PDF (873KB)(267)   
    加权整体最小二乘方法是一种能同时顾及EIV(errors-in-variables)模型中系数矩阵和观测向量误差的参数估计方法。根据不同的应用场景,EIV模型则表现出不同的结构特征。"加权整体最小二乘EIO模型与算法"一文采用EIO模型处理EIV模型中的结构化问题*。为了将其与现有方法进行对比,本文罗列出4种处理EIV模型结构特征的方法,并归纳了8种参数估计公式。同时从精度评定的角度讨论了整体最小二乘解的一阶及更高阶精度近似评定方法。需要强调的是,针对EIV模型及其参数估计理论可以从函数模型、随机模型和参数估计方法3个方面展开研究,但各方法殊途同归。
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    20. 一种基于模糊长短期神经网络的移动对象轨迹预测算法
    李明晓, 张恒才, 仇培元, 程诗奋, 陈洁, 陆锋
    测绘学报    2018, 47 (12): 1660-1669.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170268
    摘要388)   HTML    PDF (1541KB)(392)   
    预测移动对象未来某时刻位置能够为城市规划与管理、城市公共安全、城市应急指挥等提供重要的决策依据,也可为个性化信息推荐、广告定投等基于位置的服务应用提供技术支持。已有预测算法多采用固定格网剖分,位置相近轨迹点常被划分至不同格网,使得潜在轨迹模式被忽略,降低了预测精度。此外,已有预测模型不能有效学习到长序列轨迹有效信息,造成长期依赖问题。本文提出一种基于模糊长短时记忆神经网络(fuzzy long short term memory network,Fuzzy-LSTM)模型的移动对象轨迹预测算法,引入模糊轨迹概念解决固定格网剖分所导致的尖锐边界问题,并对传统LSTM进行改进,综合利用移动对象历史轨迹邻近性和周期性出行特征,提高移动对象轨迹位置预测精度。最后,采用某市10万用户连续15个工作日的移动通讯信令轨迹数据集对方法进行试验分析。结果表明,本文方法在30 min预测周期内的预测平均准确率达到83.98%,较经典的Naïve-LSTM预测模型和NLPMM预测模型分别提高了4.36%和6.95%。
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