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2014年 第43卷 第9期    刊出日期：2014-09-20

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学术论文

重力与磁力测量数据向下延拓中最优正则化参数确定方法研究

刘晓刚 李迎春 肖云 翟振和

2014, 43(9):  881-887.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0160

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向下延拓是重、磁测量数据处理的关键步骤之一，然而，向下延拓是一个典型的不适定问题，需要采用正则化方法实现有效延拓，因此，正则化参数的确定是重、磁测量数据向下延拓正则化方法研究中最重要内容。本文根据观测面和延拓面测量数据的Poisson积分平面近似关系，结合快速傅里叶变换算法，将其转换到频率域进行计算，提高了计算速度，为了克服计算的不稳定性并进一步提高计算结果的精度，引入Landweber正则化迭代法，在此基础上采用L曲线法研究了最优正则化参数的确定，最后采用模型磁测数据验证了所确定的正则化参数的有效性，并取得了较好的延拓结果。

稳健加权总体最小二乘方法

龚循强 李志林

2014, 43(9):  888-894.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0140

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加权总体最小二乘没有考虑观测数据中可能存在的粗差，本文基于IGG权函数，采用选权迭代法求解加权总体最小二乘。结合模拟数据和真实数据，系统地比较了加权总体最小二乘方法、基于Huber权函数的稳健加权总体最小二乘方法和基于IGG权函数的稳健加权总体最小二乘方法的系数估计和误差估计，通过对比分析表明，两种稳健加权总体最小二乘方法的参数估计结果比加权总体最小二乘方法更加可靠，且以基于IGG权函数的稳健加权总体最小二乘方法为最优。

基于精选基准消秩亏的GNSS参考网数据处理方法

张宝成 欧吉坤 袁运斌

2014, 43(9):  895-901.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0164

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全球导航卫星系统（GNSS）参考网多用于估计卫星轨道/钟差、监测地表形变和速度场、确定精密地球自转参数等方面。相关数据处理模式包括：双差基线解（DD）和非差精密单点定位（PPP）等。本文首先从GNSS基本观测方程出发，通过选取两组基准参数，导出了上述两模式下的列满秩观测方程，然后分析了它们的不足，例如：相位偏差在DD模式中吸收了钟差，丧失了时不变特性；模糊度在PPP模式中吸收了相位偏差，失去了整数性。基于上述分析，本文提出了一种新的参考网数据处理方案，以充分融合DD和PPP模式的优势。它的关键策略是精选基准参数，以达到消秩亏的目的，具体优点体现在：相位偏差独立可估，若合理约束为时不变参数，可充分减少参数个数，提高网解精度；待估模糊度具备整周特性，经由模糊度固定，可改善网解可靠性。

北斗导航定位系统单点定位中的一种定权方法

肖国锐 隋立芬 刘长建 吕志平 甘雨 戚国宾

2014, 43(9):  902-907.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0165

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北斗卫星导航定位系统星座复杂、不同种类卫星高度差异较大，本文将全局性非线性最小二乘算法(Bancroft算法)应用到北斗单点定位中，Bancroft算法主要依据四维空间下的一种Lorentz内积实现，将Bancroft算法中的Lorentz内积方程写成误差方程形式，推导此方程的权，得到一种新的北斗观测值定权公式。为了验证上述定权方法，基于伪距相位差值(CC组合)组合观测值分析了北斗GEO、IGSO和MEO卫星的测距信号质量，基于多路径(MP组合)组合观测值分析了多路径效应对单点定位的影响。结果表明，新算法提高了北斗单点定位精度。

迁移学习支持下的遥感影像对象级分类样本自动选择方法

吴田军 骆剑承 夏列钢 杨海平 沈占锋 胡晓东

2014, 43(9):  908-916.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0163

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面向遥感大范围应用的目标，自动化程度仍是遥感影像分类面临的重要问题，样本的人工选择难以适应当前土地覆盖信息自动化提取的实际应用需求。为了构建一套基于先验知识的遥感影像全自动分类流程，本文将空间信息挖掘技术引入到遥感信息提取过程中，提出了一种面向遥感影像对象级分类的样本自动选择方法。该方法通过变化检测将不变地物标示在新的目标影像上，并将过去解译的地物类别知识迁移至新的影像上，建立新的特征与地物关系，从而完成历史专题数据辅助下目标影像的自动化的对象级分类。实验结果表明，在已有历史专题层的图斑知识指导下，该方法能有效地自动选择适用于新影像分类的可靠样本，获得较好的信息提取效果，提高了对象级分类的效率。

大气折射率时间变化对地球同步轨道圆迹SAR聚焦性能的影响

寇蕾蕾 向茂生

2014, 43(9):  917-923.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0124

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结合了圆迹SAR(CSAR)和地球同步轨道SAR(GEOSAR)的特点，地球同步轨道圆迹SAR(GEOCSAR)具有大面积区域观测、可获得目标三维信息、可对目标区域连续监测等优点。但GEOCSAR合成孔径时间长，完成整个圆周孔径测量的时间为24小时，而大气变化的时间尺度经常表现为数分钟到数小时，因此大气折射率时间变化将会对GEOCSAR方位向聚焦成像产生重要影响。本文考虑L波段GEOCSAR，因此对流层和电离层效应均不可忽略。文中建立了对流层和电离层折射率时间变化引起的相位误差模型，分析和推导了折射率时间变化对GEOCSAR方位向聚焦性能的影响，计算了引起L波段GEOCSAR聚焦性能退化的最小对流层折射率和电离层电子含量随机时间变化量，并通过仿真进行了验证。

融合嫦娥一号CCD影像与DEM数据的月球撞击坑自动提取和识别

罗中飞 康志忠 刘心怡

2014, 43(9):  924-930.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0137

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针对现阶段月球撞击坑定量信息提取不足和误提取的问题，本文提出了一种融合CCD影像和DEM数据进行撞击坑的自动提取及识别的算法。（1）在太阳光照下，撞击坑的影像特征满足特定的规律，通过条件匹配在CCD影像中提取撞击坑；（2）在DEM中，利用撞击坑坑壁点的坡向值的连续性，对影像中误提取的撞击坑进行剔除；（3）在DEM中，利用撞击坑边缘点法向量的突变性，提取撞击坑边缘点并进行拟合，计算撞击坑的参数，通过坑底点云所占比例以及剖面线特征识别撞击坑的类型。经过“嫦娥一号”影像与DEM数据的验证，该算法在高纬度月球撞击坑分布均匀的区域应用效果较好。

短基线InSAR探测龙门山主断裂带两侧震后雨期的滑坡空间分布特征

程海琴 陈强 刘国祥 杨莹辉

2014, 43(9):  931-938.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0161

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为探测汶川震后龙门山主断裂带两侧滑坡灾害的空间分布特征，使用雨期前后的两幅超短基线PALSAR影像开展雷达干涉测量，提出三维空间因子SAR大气长波相位建模方法，利用雷达视线方向形变阈值扣除大气短波相位，联合地形坡度因子综合提取主断裂带两侧强降雨期的滑坡空间分布。计算结果表明，震后滑坡灾害基本沿映秀-北川主断裂带两侧呈条带状密集分布，其中90%滑坡分布于高程为（1000~3000）m区间，地形坡度因子则集中于(15~35)°范围，多数滑坡距离发震断层约为（3~15）km，70%滑坡分布于断层上盘区，上下盘滑坡数量和面积存在明显差异，表明震后滑坡受发震断层上盘逆冲运动特性的滞后效应较为显著。

高分辨率SAR图像中建筑物特征融合检测算法

苏娟 张强 陈炜 王继平

2014, 43(9):  939-944.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0162

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针对高分辨率SAR图像中的建筑物检测问题，提出了一种基于视觉注意和特征融合的检测算法。首先，根据SAR图像中建筑物目标与背景存在较大差异的特点，采用视觉注意机制进行建筑物的感兴趣区分割；然后，提取位于感兴趣区域内的高亮线条和阴影区域；最后，采用D-S证据理论对注意焦点、高亮线条和阴影区域进行特征融合，实现建筑物目标的检测。实验结果表明，本文算法对矩形建筑物具有较高的检测精度。

融合多特征的遥感影像变化检测方法

李亮 舒宁 王凯 龚龑

2014, 43(9):  945-953.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0138

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本文提出了一种面向对象的多特征融合的变化检测方法。首先通过影像分割获取像斑，然后统计各像斑的光谱直方图和LBP(local binary patterns)纹理直方图，利用G统计量计算不同时期像斑之间的光谱距离和纹理距离，采用自适应的方法将光谱距离和纹理距离加权构建像斑的异质性，最后结合EM(expectation maximization)算法和贝叶斯最小错误率理论获取像斑的变化类别。在QuickBird影像上的实验表明该方法能够充分融合光谱特征和纹理特征，从而提高变化检测的精度。

卫星摄影测量中偏流角修正余差改正技术

王建荣 王任享 胡莘

2014, 43(9):  954-959.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0128

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本文基于立体影像摄影机理，对偏流角修正的剩余误差导致的上下视差进行了分析，建立了立体相机偏流角余差改正的数学模型，推导出偏流角余差影响上下视差的误差方程，并重点从相机参数在轨标定和光束法平差中低频误差补偿两方面提出解决措施。理论分析与实际卫星影像试验表明，偏流角改正余差对上下视差影响较大，必须通过相机参数在轨标定和低频误差补偿两方面予以改正，才能保证全球范围无地面控制点目标定位精度的一致性。

城市建筑群网格模式的图论识别方法

巩现勇 武芳

2014, 43(9):  960-968.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0125

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建筑群空间分布模式体现了城市的物质形式及其与社会经济功能之间的关系，反应了城市的空间结构特征，对于制图综合和多尺度表达等具有重要意义。结合国内外对该问题的研究，提出了基于图论的建筑群网格模式识别方法。首先分析研究了网格模式的认知特征和定义。然后利用Delaunay三角网构建建筑群的邻近关系，生成邻近图；从Gestalt视觉准则出发，基于三角剖分模型建立视觉距离；考虑直线模式的直线性、紧凑性等约束条件识别出交叉的多连通直线模式。最后对直线模式建立相交图和方向关系图，通过求解极大完全子图、连接、相交和后期修建等图运算，实现网格模式的识别。实验表明该方法能够识别出明显网格模式，其识别结果符合人类空间认知特点。

几何部件缓冲区域合并的Buffer算法及其并行优化方法

范俊甫 马廷 周成虎 季民 周玉科 许涛

2014, 43(9):  969-975.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0122

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摘 要：本文在介绍一种基于几何部件缓冲区域合并的矢量数据缓冲区生成算法的基础上，采用数据并行思想和MPI编程模型对缓冲区算法的并行化实现和优化方法开展研究。实验结果显示，与ArcGIS Buffer工具相比，（1）当缓冲区结果多边形不合并时，虽然串行缓冲区算法的时间开销较高，但可轻易通过并行方式实现加速。（2）当缓冲区结果合并时，本文算法要明显优于ArcGIS Buffer工具，并且经过优化的并行缓冲区算法表现出了更高的计算效率和更大规模的数据处理能力。因此，基于几何部件缓冲区域合并的Buffer算法具备一定的实用价值，本文提出的按结点数量的任务分解方法和进程间结果“树状”归并策略是对缓冲区算法进行并行优化的有效途径，对GIS中其他矢量分析算法的并行化及相关优化工作也具有一定的借鉴意义。

一种形式概念分析的陆地水系语义分类

李军利 何宗宜 晏雄锋 朱乔利

2014, 43(9):  976-981.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0130

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地理信息分类体系划分是否合理直接影响地理信息交互与共享。以国家基础地理信息陆地水系（GB/T 13923-2006）分类标准为例，借助地理要素的元概念特性抽取要素描述语义，利用形式化分析方法获取形式概念表及概念格Hasse图，通过格-树转化的方法，得到具有直接包含关系的陆地水系层次分类。该方法消除了原有分类系统当中存在的概念重叠与语义交叉，是对现有分类方法的一种有益补充。

面向地理空间信息的轨迹模型及时空模式查询

向隆刚 吴涛 龚健雅

2014, 43(9):  982-988.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0121

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轨迹数据处理与分析是目前空间信息和数据库等相关领域的研究热点之一。本文从Stop-Move轨迹模型出发，通过集成地理空间上下文信息来建模轨迹数据，并研究轨迹时空模式的查询处理技术。首先分析Stop/Move对象与点/线/面地理空间要素之间的时空关联关系，据此提出显式表达该关联语义的地理关联轨迹模型，在此基础上利用关系-对象数据库技术，为地理关联轨迹模型设计独立于应用的关系模式，接着定义轨迹时空模式查询，并提出基于地理关联轨迹关系模式的SQL处理框架，最后以典型性检索请求为例，讨论分析位置-时间、位置-顺序和位置-关系等三类轨迹时空模式查询的纯SQL处理技术，并以样例轨迹数据验证了本文方法的可行性。

博士论文摘要

空间型热点会商系统的动态服务计算研究

承达瑜

2014, 43(9):  989-989.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0167

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基于几何代数的GIS计算模型研究

罗文

2014, 43(9):  990-990.  doi:10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0168

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