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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. 摄影测量与深度学习
    龚健雅, 季顺平
    测绘学报    2018, 47 (6): 693-704.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170640
    摘要1348)   HTML    PDF (4176KB)(2515)   
    深度学习正逐渐占领与“学习”相关的诸多研究领域,也对摄影测量这门学科造成冲击和促进。根据摄影测量学的定义:“利用光学像片研究被摄物体的形状、位置、大小、特性及相互位置关系”,其研究对象包括几何与语义。本文从这两个方面回顾和探讨深度学习目前的应用现状,并对其影响下的摄影测量的发展进行展望。在几何上,基于卷积神经元网络的学习架构已经广泛用于图像匹配、SLAM及三维重建,取得了较好的效果,但仍需进一步改进。在语义上,由于传统的手工设计方法未能将语义信息以工程化的形式确定并生成类似4D产品的各类语义“专题图”,语义部分长期受到忽视。深度学习强大的泛化能力、对任意函数的拟合能力及极高的稳定性,正使得专题图的自动制作成为可能。笔者通过道路网、建筑物、作物分类等应用实例,回顾已经取得的研究成果,并预计:利用光学像片生成高精度的语义专题图,在不远的未来即将实现;并可能成为摄影测量的一类标准产品。最后,针对几何和语义,分别介绍了笔者的两个相关研究:基于深度学习的航空图像匹配以及基于3D卷积神经元网络的精细农作物分类专题图自动提取。
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    3. 联合EGM2008模型重力异常和GOCE观测数据构建超高阶地球重力场模型SGG-UGM-1
    梁伟, 徐新禹, 李建成, 朱广彬
    测绘学报    2018, 47 (4): 425-434.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170269
    摘要1000)   HTML    PDF (3064KB)(1078)   
    本文研究了联合卫星观测数据和重力异常数据确定超高阶重力场模型的理论方法,并使用EGM2008模型重力异常和GOCE(gravity field and ocean circulation explorer)观测数据构建了重力场模型SGG-UGM-1。重点研究了由球面格网重力异常快速构建超高阶重力场模型的块对角最小二乘方法,将OpenMP技术引入到块对角最小二乘中以提高计算效率,并基于模拟数据验证了方法及算法和软件模块的正确性。采用本文制定的联合解算策略,利用GOCE重力卫星观测数据构建的220阶次法方程和EGM2008模型重力异常构建的2159阶次块对角法方程,联合求解了2159阶次的重力场模型SGG-UGM-1。将SGG-UGM-1与EGM2008、EIGEN-6C2、EIGEN-6C4等超高阶模型在频谱域内进行了比较分析,结果表明SGG-UGM-1相对参考模型的系数误差较小,且在220阶次内的系数精度相比EGM2008模型有了提高。采用中国与美国的GPS/水准数据和毛乌素测区的航空重力观测数据对这些模型进行了外符合精度的检验。检核结果表明,在中国区域,SGG-UGM-1模型大地水准面的精度在EIGEN-6C2和EIGEN-6C4两个模型之间,优于GOSG-EGM模型和EGM2008模型,与美国区域几个模型的精度相当。利用毛乌素测区的航空重力数据对几个模型进行了检核,结果表明SGG-UGM-1模型计算的重力扰动精度与EGM2008、EIGEN-6C4模型相当,优于GOSG-EGM模型和EIGEN-6C2模型。
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    4. 高分辨率遥感影像的深度学习变化检测方法
    张鑫龙, 陈秀万, 李飞, 杨婷
    测绘学报    2017, 46 (8): 999-1008.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170036
    摘要866)   HTML    PDF (6044KB)(2906)   
    为提升高分辨率遥感影像的变化检测精度,提出一种利用深度学习的变化检测方法。在预处理的基础上,利用顾及邻域信息的改进变化矢量分析算法和灰度共生矩阵算法获取影像间光谱和纹理变化,并通过设置自适应采样区间提取最可能的变化和未变化区域样本。构建并训练包含标签层的高斯伯努利深度限制玻尔兹曼机模型,以提取变化和未变化区域深层特征,从而有效辨别变化区域。通过WorldView-3与Pléiades-1影像的试验表明本文方法在变化检测精度方面优于对比方法。
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    5. InSAR变形监测方法与研究进展
    朱建军, 李志伟, 胡俊
    测绘学报    2017, 46 (10): 1717-1733.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170350
    摘要860)   HTML    PDF (1654KB)(3924)   
    变形监测是星载InSAR技术应用最为成熟的领域之一。本文首先介绍了InSAR变形监测的基本原理和卫星数据来源;然后对InSAR变形监测方法进行了系统性的分类,分析了D-InSAR、PS-InSAR、SBAS-InSAR、DS-InSAR和MAI等方法的技术特点和适用范围;进而从应用的角度分析了InSAR技术在城市、矿山、地震、火山、基础设施、冰川、冻土和滑坡等领域的研究现状和不足之处;最后总结出InSAR变形监测在多维形变和低相干区测量、大气和轨道误差去除和精度评定等方面的前沿问题。
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    6. 基于智能手机的室内定位技术的发展现状和挑战
    陈锐志, 陈亮
    测绘学报    2017, 46 (10): 1316-1326.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170383
    摘要818)   HTML    PDF (2435KB)(3834)   
    室内定位是未来人工智能的核心技术之一,对即将到来的人工智能时代起着举足轻重的作用。开发有效的室内定位新技术是工业界和学术界的研究热点,如谷歌研发的室内视觉定位服务技术、苹果致力推动的基于低功耗蓝牙的iBeacon室内定位技术以及百度携手芬兰IndoorAtlas公司推出的基于磁场匹配的室内定位方案等。然而,受室内复杂环境以及空间布局、拓扑易变等影响,实现准确、可靠、实时的室内定位,满足各类定位需求仍有很大的挑战性。目前,随着智能手机的普及和微机电系统技术的发展,智能手机内置多种传感器和支持丰富的射频信号,可提供不同的定位源。本文从智能手机的内置传感器和射频信号两个方面,综述了现有基于智能手机的室内定位技术,指出各种定位技术的优缺点和应用场景,分析室内定位的发展现状和存在难点,对室内定位技术未来的发展方向进行了展望。
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    7. GNSS精密单点定位技术及应用进展
    张小红, 李星星, 李盼
    测绘学报    2017, 46 (10): 1399-1407.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170327
    摘要766)   HTML    PDF (1456KB)(3889)   
    综合分析讨论了GNSS精密单点定位(PPP)技术及应用的最新进展。重点对GNSS精密单点定位实数解、固定解、实时精密单点定位、PPP-RTK和多频多系统精密单点定位等5个方面的核心关键技术和实现方法进行了总结和讨论。结合PPP技术的特点和优势,论述了PPP在低轨卫星定轨、地震、对流层和电离层等方面的典型应用。针对多频多系统GNSS的最新发展动态,展望了PPP技术今后的发展趋势,并指出了精密单点定位技术和推广应用还有待进一步研究的问题。
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    8. 三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势
    杨必胜, 梁福逊, 黄荣刚
    测绘学报    2017, 46 (10): 1509-1516.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170351
    摘要737)   HTML    PDF (1579KB)(4207)   
    三维激光扫描直接对地球表面进行三维密集采样,可快速获取具有三维坐标(X,Y,Z)和一定属性(反射强度等)的海量、不规则空间分布三维点云,成为数字化时代下刻画复杂现实世界最为直接和重要的三维地理空间数据获取手段,在全球变化、智慧城市、全球制图等国家重大需求和地球系统科学研究中起到十分重要的作用。目前,在传感器技术和国家需求的双重驱动下,三维激光扫描在硬件装备、三维点云数据处理以及应用3个方面取得了巨大的进步,同时也面临新的挑战。本文以三维激光扫描的发展历史为线索,总结了三维激光扫描系统的现状、三维点云数据处理的关键进展以及在测绘地理信息等领域的典型应用,并分析了三维点云数据处理面临的挑战,最后展望了三维激光扫描与点云处理的发展趋势。
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    9. 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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    10. 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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    11. 多模态时空大数据可视分析方法综述
    朱庆, 付萧
    测绘学报    2017, 46 (10): 1672-1677.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170286
    摘要656)   HTML    PDF (4259KB)(2268)   
    时空大数据可视分析是近年国际大数据分析与数据可视化领域研究的热点前沿,也是全空间信息系统的核心研究内容之一。本文针对时空大数据多源、多粒度、多模态和时空复杂关联的特点,按照描述性、解释性和探索性3个层次分类归纳了现有时空大数据可视分析方法,论述了时空大数据可视分析中多模态特征筛选、新型人机交互分析以及探索性可视推理等技术难点和主要发展动态。研究表明,以数据可视化为主的描述性可视分析研究相对成熟,以可视环境下交互式挖掘分析实现问题诊断为主的解释性可视分析已成为当前大数据分析的焦点,而面向复杂问题协同决策的探索性可视分析方法则是大数据分析有待突破的重要发展方向。
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    12. 微PNT与综合PNT
    杨元喜, 李晓燕
    测绘学报    2017, 46 (10): 1249-1254.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170249
    摘要639)   HTML    PDF (1445KB)(1769)   
    综合定位导航授时是后GNSS(全球卫星导航系统)发展的必然趋势。本文侧重梳理微PNT发展需求和发展现状,分析与之关联的核心关键技术,论述综合PNT与微PNT的关系。强调综合PNT需要大量基础设施投入与建设,而微PNT侧重高技术传感器的集成应用。与现有文献思路不同的是,我们认为,为了实现各类传感器PNT输出结果的坐标基准统一和时间尺度一致,微PNT应包含多模GNSS和芯片级惯性导航和芯片级原子钟等定位定时组件,微PNT强调小型化、个性化、组合化服务终端;微PNT除各PNT组件的小型化外,还包括各组件的深度集成,各类数据的自适应融合和各组件的自主标校;当然,微PNT也强调各传感器信息的时空基准的统一。
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    13. 从测绘学到地球空间信息智能服务科学
    李德仁
    测绘学报    2017, 46 (10): 1207-1212.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170263
    摘要637)   HTML    PDF (5528KB)(2605)   
    回顾了从传统测绘学到当今地球空间信息智能服务科学的60年发展历程;总结了测绘学从模拟到解析再到数字化发展的3个重要阶段;介绍了GNSS、RS与GIS(3S)集成,从而形成了地球空间信息学的兴起;分析了数字地球时代地球空间信息学的发展,进而论述了当今智慧地球时代地球空间信息科学走向实时智能服务的最新进展,并对“互联网+”空间信息智能服务的3个发展水平进行了重点论述。可以肯定,在大数据时代传统的测绘学必将集通信、导航、遥感、人工智能、虚拟现实和脑认知科学之大成,发展成为地球空间信息智能服务科学,为富国强军与利民作出应有的贡献。
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    14. 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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    15. 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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    16. 多源卫星遥感影像时空融合研究的现状及展望
    黄波, 赵涌泉
    测绘学报    2017, 46 (10): 1492-1499.   doi: 10.11947/j.AGCS.2017.20170376
    摘要602)   HTML    PDF (1509KB)(1875)   
    高空间分辨率的地表或者大气环境动态监测需要高时间-空间分辨率的卫星遥感影像作为数据支撑,但由于卫星传感器硬件技术及卫星发射成本等客观因素的限制,使得获取高时空分辨率遥感影像的较为便捷高效、低成本的可行手段就是将分别具有高时间和高空间分辨率的多源遥感影像进行时空融合,从而生成不同研究和应用所需的高时空分辨率卫星影像。现阶段,虽然国内外的学者进行了大量的时空融合算法研究,但是这些研究都局限于特定的数据类型、算法原理、应用目的等客观限制,而且其发展呈现出多样性。本文对现有主流的时空融合算法研究进行了归纳总结,将其分为4种:①基于地物组分的时空融合;②基于地表空间信息的时空融合;③基于地物时相变化的时空融合;④组合性的时空融合。同时,本文还对时空融合算法中存在的问题和面临的挑战进行了分析,并对其未来的发展方向进行了前瞻性的展望。
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    17. 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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    18. 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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    19. 雷达卫星自动成图的精密干涉测量关键技术
    唐新明, 李涛, 高小明, 陈乾福, 张祥
    测绘学报    2018, 47 (6): 730-740.   doi: 10.11947/j.AGCS.2018.20170621
    摘要581)   HTML    PDF (6486KB)(615)   
    本文介绍用于未来自动成图的数字摄影测量智能化新方法之一:精密干涉测量新方法。它采用合成孔径雷达干涉(interferometric SAR,InSAR)技术获取极高精度的地形信息,现已成为最有效的全球测图手段之一。本文提出了面向全球测图的精密干涉测量系统技术,其中包含测量检校技术、数据处理技术及数据后处理技术。首先,需采用定标设备对几何及干涉参数进行测量检校,主要包括方位向时间延迟、距离向时间延迟、大气延迟及基线误差等。其次,需采用检校参数进行干涉数据处理,获取高精度DEM数据,干涉数据处理的关键技术包括相位初值确定方法等。最后,采用区域网平差、长短基线组合及升降轨融合等后处理技术完成全球DEM数据的生产和精度的逐步提升。本文采用6景覆盖陕西地区的TanDEM-X数据进行了数据处理及后处理试验,并获取了山地区域高程精度为5.07 m,低相干面积为0.8 km2的DEM数据,这为我国1∶50 000乃至1∶25 000比例尺全球测图提供了技术参考。
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    20. 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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