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当期目录

    2019年 第48卷 第5期    刊出日期:2019-05-20
    大地测量学与导航
    低阶修正的Hotine截断核函数的频谱分析与应用
    马健, 魏子卿, 任红飞
    2019, 48(5):  537-546.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170613
    摘要 ( 132 )   HTML   PDF (4325KB) ( 354 )  
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    传统截断核函数存在谱泄露问题,且实测数据在移去恢复频段的利用率低。本文以Hotine核函数为例引入了一种高低阶均修正的截断核函数,在其基础上进一步提出了仅低阶修正的截断核函数,具体包含余弦修正和线型修正两种类型。修正核函数能够有效地控制截断核函数存在的谱泄露问题,并且增大了实测数据在修正频段对高程异常的贡献率。试验结果表明,当低阶修正带宽一定时,低阶修正核函数计算的似大地水准面精度优于传统截断核函数计算的似大地水准面精度,并且与高低阶均修正的核函数的解算精度相当。但在计算效率上,低阶修正核函数明显优于高低阶均修正的核函数。本文的试验证实了在基于Helmert第二压缩法的边值问题(Stokes-Helmert或Hotine-Helmert边值问题)中低阶修正核函数是一种比较有效的核函数。
    利用GPS垂向位移监测西南地区干旱事件
    姚朝龙, 罗志才, 胡月明, 王长委, 张瑞, 李金明
    2019, 48(5):  547-554.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180308
    摘要 ( 191 )   HTML   PDF (3980KB) ( 425 )  
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    GPS垂向位移包含了陆地水储量变化引起的地球弹性形变信息。本文利用中国大陆构造环境监测网(陆态网)31个GPS台站2010年8月-2016年12月的垂向位移数据,分析我国西南地区的干旱事件。结果表明,GPS垂向位移的季节性变化与降雨、GRACE反演的水储量、河流水位变化具有较强的负相关关系,其异常变化(非季节性变化)与我国使用的综合气象干旱指数(CI)、GRACE干旱强度指数(GRACE-DSI)相关性较强(相关系数约为-0.70),而与标准化降水蒸散指数(SPEI)的相关性较弱。相比于CI干旱指数,GPS垂向位移能更好地探测短期降雨急剧减少引起的干旱事件。数据缺失影响了GRACE-DSI探测干旱的准确性,而SPEI的波动较大,且存在高估某些短期降雨严重性的情况。研究结果展示了GPS在干旱监测方面的可靠性和优势。
    基于椭球不确定性的平差模型与算法
    宋迎春, 夏玉国, 谢雪梅
    2019, 48(5):  555-562.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170611
    摘要 ( 149 )   HTML   PDF (966KB) ( 317 )  
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    测量平差模型中的参数通常存在一些不确定的附加信息或先验信息,充分利用它们可以对部分参数进行约束,从而保证参数解的唯一性和稳定性。本文利用椭球集合描述不确定性,建立了一个新的带有椭球不确定性的平差模型。以两个椭球交集的外接椭球的特征矩阵的迹最小平差准则,分析了不确定度的传播规律,给出了带有椭球不确定性的平差方法。最后,通过算例验证了算法的有效性,说明了平差解与带权混合估计的关系。
    摄影测量学与遥感
    高分辨率光学遥感几何与纹理约束的线段优化算法
    戴激光, 谢诗哲, 苗志鹏, 宋伟东, 王杨, 朱婷婷
    2019, 48(5):  563-571.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180136
    摘要 ( 167 )   HTML   PDF (2357KB) ( 284 )  
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    针对高分辨率光学遥感影像线段断裂问题,提出一种基于几何与纹理约束的线段优化算法。首先,将线段视为地物轮廓表达的一种方式,由此从同一地物边缘角度出发,提出线段断裂的几何与纹理规律;其次,提出线段优化算法,以提取线段结果为处理基元,依据线段长度确定初始优化线段,设定跟踪矩形,建立针对断裂线段的几何纹理约束模型,构建动态优化模型,并给出完整的线段优化流程。最后,通过多幅不同实际场景、不同类型高分辨率遥感影像的试验结果分析,表明本文算法不仅能够解决由地物遮挡、边缘模糊及边缘锯齿化造成的线段断裂问题,并且在优化线段长度以及抑制线段过提取问题方面,均表现出较大的优势。
    遥感影像并行处理的数据划分及其路径优化算法
    方雷, 姚申君, 包航成, 康俊峰, 刘婷
    2019, 48(5):  572-582.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20160524
    摘要 ( 147 )   HTML   PDF (1412KB) ( 322 )  
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    研究了一种基于数据划分的遥感影像并行处理的路径优化算法,用于解决将并行技术应用于海量遥感影像分布式存储和处理领域时其处理模型所具有的多路可达性所引起的路径动态、最优选择问题。在栅格数据可分解性分析及并行模型数据态、元素、相对信息量和映射等8个基本定义和6个性质的基础上,给出并行处理一般数学模型。以该模型为基础获得在一般并行处理情况下,以平均计算代价变量的比值作为控制横向并行与纵向并行选择方式的标志,并进一步给出四叉树索引并行生成、基于四叉树的目标检测并行处理等具体示例。最后,通过试验验证了算法的有效性,分析了算法的特点及影响因素。
    遥感影像要素提取的可变结构卷积神经网络方法
    王华斌, 韩旻, 王光辉, 李玉
    2019, 48(5):  583-596.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180122
    摘要 ( 203 )   HTML   PDF (6061KB) ( 372 )  
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    针对利用经典卷积神经网络提取遥感影像地物要素的方法中,模型容量受既定网络固有结构的限制而难以得到良好提取效果的问题,提出利用可变结构卷积神经网络的遥感影像要素提取方法。该方法将结构搜索与权重求解过程统一,在定义卷积神经网络架构的基础上将其中的关键结构作为变量,并以要素提取精度指标作为目标函数,利用遗传算法求解网络结构,最后以该网络为模型提取遥感影像中的目标要素。相关试验表明,可变结构卷积神经网络具备灵活的模型容量,对遥感影像中目标要素的提取效果良好。
    多尺度全卷积神经网络建筑物提取
    崔卫红, 熊宝玉, 张丽瑶
    2019, 48(5):  597-608.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180062
    摘要 ( 204 )   HTML   PDF (5379KB) ( 949 )  
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    针对VGG16网络在高空间分辨率遥感影像中进行大型建筑物提取时存在空洞的现象,提出一种基于多尺度影像的建筑物提取方法。将原始影像进行不同尺度的下采样,提取不同尺度下的建筑物特征,并将这些多尺度特征相加合并,同时为了减少网络参数数量,用全卷积上采样过程代替原始VGG16网络中的全连接层进行建筑物提取。以0.5 m分辨率的上海市嘉定区影像和1 m分辨率的Massachusetts地区影像进行试验,精度分别达97.09%和96.66%,表明本文方法的有效性。
    极化SAR参数优化与光学波谱相结合的面向对象土地覆盖分类
    赵诣, 蒋弥
    2019, 48(5):  609-617.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170746
    摘要 ( 173 )   HTML   PDF (9087KB) ( 269 )  
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    提出一种基于极化参数优化的面向对象分类方法。该方法结合光学和SAR数据,有效提高了对地物的识别能力。本文方法的关键在于:在H-A-α分解中,使用光学影像指导SAR影像选择同质点,使其更精确地估计极化参数并结合光学波谱信息作为输入特征;使用面向对象的分类方法,仅将光学影像作为分割输入,避免SAR噪声引起的分割错误。以美国Bakersfield地区的Sentinel-1/2数据为例,确定7种地物类型,对比分析不同输入与不同分类器对分类结果的影响。研究表明,优化输入参数在纹理丰富区域能够有效提高分类精度;面向对象的分类结果更加稳定并较好地维持地表几何特征;改进分类方法较传统分类方法总体精度提高了近10%,达到92.6%。
    地图学与地理信息
    现实与赛博空间数据相结合的城市活动事件时空建模
    唐炉亮, 戴领, 任畅, 张霞
    2019, 48(5):  618-629.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180327
    摘要 ( 216 )   HTML   PDF (9692KB) ( 381 )  
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    城市活动事件(如文化、娱乐、体育等事件)的规模与影响力是城市经济文化发展的重要体现,其发生的全过程对城市现实空间与赛博空间都会产生巨大影响,从现实空间与赛博空间对城市活动事件的演化感知、动态建模与时空分析,具有重要的理论研究与应用价值。提出了一种结合现实空间交通数据与赛博空间社交媒体数据的城市活动事件时空建模分析方法,从事件进行中的交通轨迹,探测识别与事件显著相关的城市时空区域和交通流,分析现实空间事件热度的时空变化;从事件发生全过程的社交媒体数据中,探测分析赛博空间事件热度的时空变化;通过将现实空间和赛博空间的融合,建立城市活动事件时空模型,刻画事件全过程中城市地理空间与城市行为空间的时空演变特征。以2015年周杰伦"魔天伦2.0"世界巡回演唱会(武汉站)事件为例,采用武汉市出租车GPS轨迹数据和微博数据,对演唱会的事前、事中、事后实现城市地理空间与行为空间全过程建模与时空演变分析,并与单一数据源事件刻画模型进行比较,结果显示本方法能更合理地结合现实空间和赛博空间刻画城市活动事件。
    复杂面实体拓扑关系的精细化模型
    陈占龙, 叶文
    2019, 48(5):  630-642.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170531
    摘要 ( 146 )   HTML   PDF (1525KB) ( 264 )  
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    简单空间对象经过特定组合可形成复杂空间实体。现有的拓扑关系模型对复杂边界间的复杂交互的表达能力不足,很难精确地对复杂空间面实体间拓扑关系的不同形式进行区分。顾及复杂空间面实体间的交互细节,本文对其拓扑关系进行精细化建模。首先引入线面实体间拓扑关系的元拓扑关系,进而利用元拓扑关系与重叠面积对简单面实体间的边界交集进行精细化描述,对洞边界遍历定义和洞中面与洞关系的定义,实现对复杂空间面实体的拓扑关系进行精确地区分与表达,最后对复杂面实体边界交集的5种基础拓扑关系描述模型进行归纳总结。通过5种基础拓扑关系描述模型的叠加,实现对复杂面实体各子部分之间关系细节的精细化表达。
    顾及几何特征相似性的多源等高线匹配方法
    郭文月, 刘海砚, 孙群, 余岸竹, 丁梓越
    2019, 48(5):  643-653.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20170688
    摘要 ( 183 )   HTML   PDF (8263KB) ( 293 )  
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    已有的多源等高线匹配方法主要基于等高线拓扑关系构建以及基于空间欧氏距离的相似性度量,缺少对等高线几何形态相似性的考虑,在等高线密集区域、图幅边界区域以及地形变化剧烈区域易产生误匹配情况。为此,本文提出一种基于几何特征相似性的由粗匹配到精匹配的多源等高线匹配策略。提出顾及局部特性的基于节点曲率以及法向量与横坐标轴夹角的混合特征描述测度,将等高线点序列转化为几何形态特征描述序列,引入最长公共子序列算法,量化计算多源等高线数据之间的相似程度,并依据相似度实现同名等高线匹配。利用模拟数据和真实数据对本文方法的可靠性和运行效率进行验证,试验证明,本文提出的匹配策略顾及了等高线空间位置特征和几何形态特征,能够保证较高的匹配精度和运行效率,并具有较好的适用范围。
    中国测绘地理信息学会2018年青年优秀论文
    不规则三角网数字水深模型缓冲面快速构建的滚动球加速优化算法
    董箭, 张志衡, 彭认灿, 李改肖, 王沫
    2019, 48(5):  654-667.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180455
    摘要 ( 128 )   HTML   PDF (40081KB) ( 345 )  
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    针对TIN_DDM缓冲面构建与应用中存在的数据类型特殊、算法效率与模型精度不匹配的问题,本文将滚动球模型应用扩展至TIN_DDM缓冲面的构建过程。在分析滚动球模型构建精度局限的基础上,建立了滚动球半径关联的滚动球模型整体精度控制方法;结合大数据量TIN_DDM缓冲面多次构建的应用效率需求,阐明了关键采样点与滚动球半径对TIN_DDM缓冲面构建效率的影响规律;设计了TIN_DDM缓冲面构建关键采样点的判定准则,建立了关键采样点与滚动球半径的数值关联关系;提出了一种基于滚动球加速优化模型的TIN_DDM缓冲面快速构建算法,算法时间复杂度为On)。试验结果表明:本文算法可实现任意缓冲半径条件下TIN_DDM缓冲面的多次快速构建,且算法精度控制在2σ内。

    博士论文摘要
    BDS卫星空间信号异常探测及性能评估方法研究
    范丽红
    2019, 48(5):  668-668.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180309
    摘要 ( 178 )   HTML   PDF (654KB) ( 248 )  
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