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当期目录

    2019年 第48卷 第4期    刊出日期:2019-04-20
    大地测量学与导航
    病态不确定性平差模型的岭估计算法
    鲁铁定, 吴光明, 周世健
    2019, 48(4):  403-411.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180044
    摘要 ( 106 )   HTML   PDF (1259KB) ( 252 )  
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    测量数据在获取的过程中,常存在不确定性,它们会影响参数估计结果,不确定性平差模型的解算方法可以有效提高参数估计的有效性和可靠性。当观测方程的系数矩阵存在接近零的奇异值,采用岭估计可有效抑制观测方程病态性对参数估值结果的影响。当不确定性平差模型出现病态,其受系数矩阵误差和观测值误差的影响更为严重,本文将岭估计法应用于病态不确定性平差模型,推导了迭代算法,以提高解的稳定性,并用算例验证,结果表明了新方法的有效性和可行性。
    偏差改正的Partial EIV模型方差分量估计
    王乐洋, 温贵森
    2019, 48(4):  412-421.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170693
    摘要 ( 69 )   HTML   PDF (1033KB) ( 140 )  
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    针对Partial EIV模型的方差分量估计中未考虑参数估值偏差所带来的影响,将Partial EIV模型视为非线性函数得到参数估值的偏差及二阶近似协方差表达式,计算得到偏差改正后的参数估值,结合方差分量估计方法,更新由参数估值影响的矩阵变量,给出了基于偏差改正的方差分量估计迭代方法。试验结果表明,参数估值及其协方差主要受参数估值偏差大小的影响,加入偏差改正能够得到更加合理的参数估值及方差分量估值,偏差改正后的方差分量估值可更加合理地评估参数估值的精度信息。
    辅助纬度与大地纬度间的无穷展开
    陈成, 金立新, 边少锋, 李松林
    2019, 48(4):  422-430.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170747
    摘要 ( 86 )   HTML   PDF (2236KB) ( 129 )  
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    利用无穷级数理论和拉格朗日反演定理,详细推导了大地测量和制图学中常用的辅助纬度与大地纬度间的无穷展开,主要表现为参考椭球第一偏心率的幂级数形式。通过建立一系列严格的系数递推公式,得到了等量纬度反解展开式和等角纬度反解展开式;同时,推导了古德曼函数的泰勒展开式,进而得到了等角纬度正解展开式;利用级数除法公式,得到了等距离纬度正解展开式系数的行列式表示。通过比较本文方法与计算机代数系统Mathematica直接推导求得的辅助纬度正反解展开式e0~e40阶系数和相应的程序用时,表明本文算法是正确的、快速的。以CGCS2000参考椭球为例,对辅助纬度正反解进行了算例分析,也进一步验证了本文公式的正确性。
    参数法CPⅢ精密三角高程控制网数据处理方法
    李建章, 闫浩文
    2019, 48(4):  431-438.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180265
    摘要 ( 81 )   HTML   PDF (1053KB) ( 224 )  
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    针对差分法的局限性,提出了参数法CPⅢ精密三角高程控制网平差模型。试验证明,该模型算法简单、数据利用率高,避免了差分法观测值之间的相关性等问题,精度也较差分法有所提高。同时本文也对CPⅢ精密三角高程控制网严密定权问题进行了探讨,试验证明,在竖直角小于3°的情况下,三角高程测距误差的影响可忽略不计,因此严密定权前后CPⅢ精密三角高程控制网精度未有显著变化。
    摄影测量学与遥感
    结合先验概率估计的GF-3影像水体概率估计方法
    孟令奎, 毛旭东, 魏祖帅, 张文
    2019, 48(4):  439-447.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170732
    摘要 ( 82 )   HTML   PDF (3744KB) ( 162 )  
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    综合SAR(synthetic aperture radar)影像的统计模型假设与k-means聚类算法,提出了一种结合水体分布先验概率估计的水体概率估计方法。首先,用贝叶斯推断对研究区域后向散射系数做统计模型假设。随后,结合聚类算法对像元作分类,估计水体分布先验概率,结合统计分布直方图使用非线性最小二乘拟合完成模型参数估计。试验选取了高分三号(GF-3)多种工作模式数据,并用高分一号(GF-1)影像进行验证。结果表明,该方法可有效实现SAR影像的高精度水体概率估计。
    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
    2019, 48(4):  448-459.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180206
    摘要 ( 117 )   HTML   PDF (6248KB) ( 542 )  
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    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。
    利用解耦光流运动场模型的双目视觉里程计位姿优化方法
    乌萌, 郝金明, 付浩, 高扬, 张辉
    2019, 48(4):  460-472.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180429
    摘要 ( 67 )   HTML   PDF (21434KB) ( 155 )  
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    针对地面移动测量系统(MMS)和无人驾驶车(AV)平台双目立体相机采集的图像序列进行实时载体位姿估计优化问题,提出利用光流运动场模型的载体位姿与图像光流矢量间关系,将光流矢量解耦为3个平移分量、3个旋转分量和一个深度分量,推导分析了解耦后单分量、组合分量误差对位姿估计的影响,利用仿真和真实数据试验,验证了不同模型下单分量、组合分量误差分离模型的有效性,并结合组合分量误差分离模型,提出了双目视觉里程计位姿估计的解耦光流运动场位姿优化算法。试验结果表明:该算法可在与初始估计几乎同等计算效率条件下,将载体横向平移平均误差由4.75%降低至2.2%,即横向平移误差平均降低了53.6%;将载体前向平移平均误差由2.2%降低至1.9%,即前向平移误差平均降低了15.4%,长时间运行累积误差率较低,能够满足低功耗高效率计算条件下的组合导航实时载体位姿估计需求。
    地图学与地理信息
    顾及地理空间视角的区域SDGs综合评估方法与示范
    陈军, 彭舒, 赵学胜, 葛岳静, 李志林
    2019, 48(4):  473-479.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180563
    摘要 ( 90 )   HTML   PDF (3036KB) ( 250 )  
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    目前世界各国正积极落实联合国《2030年可持续发展议程》及其17项可持续发展目标(Sustainable Development Goals,英文缩写为SDGs),重要举措之一是利用统计和地理信息进行SDGs进展评估监测。就总体而言,国内外这方面研究尚处于概念设计、方法探讨和单指标、小范围试点阶段。究其原因,主要是涉及因素众多、技术过程复杂,既面临全球指标体系的科学理解、海量时空数据的融合处理、顾及地理视角的指标计算、基于事实的SDGs分析评估等诸多技术难题,还要实现跨学科的综合分析、多机构的沟通协调等。针对这一国际前沿课题,笔者研究提出了统计和地理信息相结合的综合评估方法,完成了浙江省德清县践行2030议程情况的定量综合评估。既为总结当地践行SDGs经验、发现存在问题、制定改进方案提供了重要科学依据,也为国内外其他区域开展SDGs定量评估监测提供了可借鉴的方法与范例。
    一种顾及道路复杂度的增量路网构建方法
    刘纪平, 张用川, 徐胜华, 钱新林, 仇阿根, 张福浩
    2019, 48(4):  480-488.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180419
    摘要 ( 70 )   HTML   PDF (7111KB) ( 246 )  
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    针对传统路网采集和更新需要昂贵的实地测量以及大量的后续内业处理问题,提出了一种从大规模粗糙轨迹数据中自动生成路网的方法。该方法包含轨迹滤选和路网增量构建两步:第1步通过构建空间、时间、逻辑约束的规则模型,在消除数据中的噪音和冗余的同时,将原始轨迹进行合理分割,滤选形成规范轨迹集合;第2步基于信息熵计算轨迹点周围道路的复杂度,据此自动调节道路分割参数,不断将新产生的路段加入到路网,同时计算道路平均交通流量和速度等路况信息,遍历各规范轨迹的定位点重复以上处理过程,最终得到完整路网。通过昆明市200辆出租车采集的约6851万条轨迹数据进行路网构建试验,并与OpenStreetMap数据比较,证明了本文方法的有效性。与已有典型方法比较,本文方法能用更少节点提取更高质量的路网。
    面轮廓线相似性和复杂性度量及在化简中的应用
    程绵绵, 孙群, 徐立, 陈换新
    2019, 48(4):  489-501.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180124
    摘要 ( 70 )   HTML   PDF (3601KB) ( 202 )  
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    本文对同名实体相似性和复杂性进行综合研究,通过抽取多个尺度下的内弦长、外弦长及弧到弦的平均投影长度构造弦特征矩阵,建立了多尺度面轮廓线相似性度量模型。依据边的振动频率及幅度,从凹口比例、凸壳周长相对增量及最小外包圆面积相对增量3个方面建立复杂性度量模型。在验证两类模型正确性和有效性的基础上,分析了不同复杂度目标在不同尺度下相似性变化规律,据此给出基于相似性约束的自动化简的一般流程。试验表明,本文方法可为化简算法设置合理阈值参数,增加化简算法的自动化程度。
    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
    2019, 48(4):  502-511.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180256
    摘要 ( 118 )   HTML   PDF (4008KB) ( 469 )  
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    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。
    海洋测量学
    多波束系统安装偏差整体校准的地形特征匹配方法
    李铁, 周丰年, 赵建虎
    2019, 48(4):  512-519.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180095
    摘要 ( 59 )   HTML   PDF (7219KB) ( 142 )  
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    针对目前多波束测深系统采用patch test方法、基于去耦性原理确定多波束系统安装偏差因理论不完善带来的实施复杂、计算精度偏低问题,提出了一种多波束系统安装偏差整体校准新方法。首先将地形转换为图像;再利用相关条带地形图像,借助SIFT匹配算法,获取了匹配点对;最后基于匹配点对坐标,利用附有不等式约束的最小二乘平差方法,实现了多波束系统安装偏差的整体解算。试验验证了该方法在简化实施过程、改善安装偏差校准精度方面的有效性。
    多条海岸线协同化简的层次化三角网分区法
    张立华, 唐露露, 贾帅东, 戴泽源
    2019, 48(4):  520-531.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180382
    摘要 ( 56 )   HTML   PDF (6926KB) ( 156 )  
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    针对当前海岸线自动综合方法仅考虑单条线要素,未有效考虑其与附近海岸线之间的空间邻近关系,提出一种用于多条海岸线协同化简的层次化三角网分区法。首先,利用约束Delaunay三角网对能否化简的区域进行划分和标识;然后,利用二叉树构建层次关系模型,对各区域实体进行有序组织;最后,有序地对可化简的标识区域进行渐进式化简,并对局部狭窄区域进行自适应夸大,从而实现多海岸线的协同化简。试验结果表明:本文方法可克服复杂区域海岸线化简产生的图理性问题,可明显提高海岸线的化简质量。
    博士论文摘要
    地理国情复杂系统及其区划研究
    谢明霞
    2019, 48(4):  533-533.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180234
    摘要 ( 71 )   HTML   PDF (658KB) ( 140 )  
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    GPS/BDS及PL高精度RTK定位算法研究
    李昕
    2019, 48(4):  534-534.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180258
    摘要 ( 108 )   HTML   PDF (665KB) ( 217 )  
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    多时相极化SAR影像变化检测方法研究
    赵金奇
    2019, 48(4):  536-536.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180281
    摘要 ( 67 )   HTML   PDF (666KB) ( 161 )  
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