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2025年 第0卷 第9期    刊出日期：2025-09-25

上一期   

生态环境动态监测

基于MGWR模型的新疆景观格局与防风固沙服务关系分析

赵慧, 刘茜, 张敏, 李佳玉

2025, 0(9):  1-7.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0901

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作为我国生态安全战略格局关键一环及“三北”工程重点建设区域,新疆独特的地理位置使其在防风固沙、遏制土地沙漠化层面极具战略意义。本文采用修正风蚀方程(RWEQ)量化防风固沙量,并结合多尺度地理加权回归(MGWR)模型,分析2000—2020年景观格局与防风固沙的时空关联。结果表明:①2000—2020年,斑块数量(NP)、平均形状指数(SHAPE＿MN)和斑块密度(PD)呈逐渐增加趋势;最大斑块指数(LPI)与凝聚度(COHESION)呈下降趋势。②2000—2020年,防风固沙量平均值增长70.73 t/km²,准噶尔盆地防风固沙量维持高值区稳定,塔里木盆地沙漠区域值偏低。③MGWR模型诊断显示,Adjusted R²位于[0.706,0.715]内,模型稳定性较好;各景观指标影响有别,NP、COHESION回归系数均值为正,其余为负。本文研究成果可为新疆景观精细化管理、防风固沙策略优化提供基础支撑,助力区域生态可持续发展。

黄河中下游城市韧性与生态系统服务时空演变及耦合协调

张兆民, 靳奉祥, 窦凤珂, 钟伟杰, 刘文毅, 刘耀辉

2025, 0(9):  8-12,33.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0902

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城市韧性和生态系统服务对于城市可持续发展具有重要意义,但两者之间的协调关系尚未进行深入探讨。本文以黄河中下游沿岸城市为研究对象,采用熵权法和InVEST模型,评估了2012—2022年研究区城市韧性和碳储存、生境质量、土壤保持等3种生态系统服务。在此基础上,应用耦合协调模型,探究城市韧性和生态系统服务之间的协调关系。结果表明,2012—2022年,城市韧性显著提升,平均指数从0.064增长到0.141,东部地区的韧性水平普遍高于西部地区,城市韧性与生境质量之间的耦合协调度呈下降趋势。本文结果对促进黄河流域城市生态保护和高质量发展具有重要意义,可为实现生态文明和韧性城市建设提供科学依据和参考。

1986—2023年典型露天煤矿生态环境时空变化特征及原因

乔林全, 闫星光, 朱芳芳, 马斅良, 杜浩

2025, 0(9):  13-18,33.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0903

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矿山生态环境监测是指导矿山生态修复和绿色矿山建设的基础。为揭示典型露天矿区的时空变化特征和成因,本文以1986—2023年的Landsat 影像和土地分类数据为基础,利用Theil-Sen Median 和Mann-Kendall趋势性检验法,探究了1986—2023年安太堡、安家岭矿区的植被覆盖度、煤炭粉尘、土壤侵蚀程度和土地分类的时空变化特征。结果表明:矿区内植被覆盖度呈现先下降后上升的趋势;煤炭粉尘变化趋势并不显著,采煤工作面和运输道路是煤炭粉尘高发区域;矿区内土壤侵蚀程度呈现先上升后下降的趋势,且在2008年产能扩大的情况下土壤侵蚀并没有呈现持续扩大的态势;矿区内地类轨迹变化以农田和草地向不透水层的转变为主。本文研究全方位揭示了典型露天煤矿的生态环境演变规律,为绿色矿山的可持续发展以及应对全球气候变化提供了科学参考。

基于机器学习的内蒙古地区SMAP L4土壤水分产品降尺度模型

边朝阳, 黄方, 何伟丙, 张巧凤, 芦童童, 关皓

2025, 0(9):  19-25.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0904

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随着全球气候变暖的加剧,干旱灾害在内蒙古地区日益频发,对农牧业生产、生态环境和地区可持续发展构成严重威胁。土壤水分作为反映干旱灾害最直接的指标,对内蒙古地区的农牧业生产、生态环境具有重要影响,但目前获取高时空分辨率的土壤水分数据存在困难,传统监测方法难以满足需求。本文首先利用Google Earth Engine强大的云存储与计算能力,获取内蒙古地区长时序的Sentinel-1 SAR、SMAP L4、Landsat 8、MODIS LST、DEM等遥感数据,并进行预处理、统一时间尺度与空间分辨率等操作;然后通过相关性分析,筛选出与SMAP L4土壤水分相关性最大的降尺度因子,分别利用随机森林、支持向量机与分类回归树3种机器学习算法,结合筛选后的降尺度因子,开展土壤水分降尺度试验,得到研究区域1 km高空间分辨率与高精度的土壤水分数据;最后将降尺度结果与SMAP L4重采样数据及土壤水分公开数据集进行对比验证。结果表明,基于随机森林的降尺度模型结果平均R值高达0.84,平均MAE为0.049 m³/m³,且RMSE和ubRMSD均明显小于其他两种模型,在研究区具有最佳的降尺度效果。本文基于创新数据处理方法、精细降尺度因子筛选机制及多种机器学习算法对比应用,为内蒙古地区获取长时序、高分辨率、高精度土壤水分数据提供了有效方案,对当地农牧业、干旱监测和可持续发展具有重要意义。

基于双目视觉的林草火灾检测与测距方法

朱元彩, 孙立瑛, 张凡, 吴兆立, 高向东, 金雷, 李晓东, 李若瑜

2025, 0(9):  26-33.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0905

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林草火灾已成为严重的公共安全问题,经常导致重大人员伤亡和财产损失。本文提出了一种目标检测与立体匹配相结合的火灾目标测距方法,实现对火灾目标的识别和定位。采用3层SGBM算法与YOLOv5目标检测相结合,进行WLS滤波;通过改进3层SGBM算法,对目标深度信息进行不同尺度的优化,提高了大尺度深度图像的准确性和稳定性,提出了一种基于正三角形的火灾目标检测框中心点距离计算方法,剔除无效点,提高测距精度。试验结果表明,测试距离中检测目标占比在4%以内时,改进的SGBM算法能够达到较高的精度,相对定位误差在2%以内。本文方法具有较高的精度和可靠性,可以应用于林草火灾监测预警和灭火救援等领域。

耦合县级土地利用规划和生态资产管理的存量碳汇价值实现时空优化

金利强, 彭艳

2025, 0(9):  34-38.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0906

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陆地碳汇的估值和有效管理已成为全球气候变化减缓战略的关键组成部分,虽然增量碳汇已建立了交易机制,但存量碳汇潜力的估值和实现仍然面临重大挑战,特别是在区域和地方层面,已成为实现碳中和目标的关键障碍。本文通过创新土地利用优化,开发了一个综合方法框架,用于量化和实现县级的存量碳汇价值,结合时空分析、PLUS、CA建模和动态模拟技术,研究了土地利用模式与碳汇容量之间复杂的相互作用,得出3个重要成果:①开发一个综合核算模型,将陆地存量碳汇评估与土地利用变化动态相结合;② 建立记录陆地生态系统碳汇模式的纵向数据集,辅以空间模拟预测;③构建一个超越传统碳市场限制的新型价值实现框架。结果表明,土地利用变化显著影响陆地存量碳汇的时空分布,而有效的价值实现机制可以通过反馈机制优化土地利用模式,其实施需要整合政策框架、市场机制和技术创新,并得到利益相关者参与和适应性管理策略的支持。

学术研究

水体指数结合DEM自适应搜索算法的线状水体提取方法

徐雯婷, 闫冬梅, 王虎, 吴雅睿, 王美景, 申茜

2025, 0(9):  39-44,77.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0907

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针对传统单一水体提取方法中常见的断线问题,本文利用一种结合遥感光谱信息和DEM的自适应搜索算法提取线状水体,并评估该算法在不同空间分辨率数据提取线状水体的适用性。首先以广州市水体为对象,利用30 m Landsat OLI和16 m GF1-WFV影像获取归一化水体指数(NDWI);然后选取30 m分辨率的ASTER GDEM和12.5 m分辨率的ALOS高程数据获取河网数据。通过选择合适的搜索方阵和高差阈值作为提取参数提取河道数据,并针对水体指数提取结果中部分区域的断线问题,空间叠加河道数据,得到最终的河道信息。结果表明,与单一水体指数提取结果相比,水体指数结合DEM自适应搜索算法(NDWI+12.5 m DEM和NDWI+30 m DEM)提取的线状水体连续且准确,总体精度分别达90.5%和95%,特别是12.5 m DEM数据在细节捕捉方面展现出更明显优势,具有更高的精度。

双层耦合非参数Bayesian的遥感图像时空反射率融合

陈楠, 张标, 杨楠, 刘洲洲

2025, 0(9):  45-50.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0908

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随着遥感技术的快速发展,获取同时具备高空间和高时间分辨率的遥感图像成为研究热点。传统单一光学传感器因条带宽度与重访周期限制,难以同时满足这两种需求。遥感图像时空反射率融合技术通过结合精细空间分辨率但采集频率低的图像与粗空间分辨率但采集频率高的图像,有效解决了这一问题。本文提出了一种基于双层时空融合框架的方法,该框架结合跨分辨率注意力机制和非参数Bayesian动态字典学习机制,旨在生成兼具高空间和高时间分辨率的融合图像。试验结果表明,该方法在物候变化和地物突变区域均表现出较高的融合精度和稳健性,相比现有方法能更好地保留光谱信息和空间细节。

乌梁素海水生植物生物量遥感估算

龚良琛, 徐东坡, 匡箴, 凡迎春, 董佳慧

2025, 0(9):  51-58.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0909

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水生植物在河流湖泊的生态平衡和水质净化中具有不可替代的重要性,生物量作为水生植物的重要生物理化指标,不仅是初级生产力的重要体现,还在评估水体中氮、磷储量及固碳量方面起到关键作用。针对乌梁素海复杂湖泊植被环境下水生植物生物量难以全面实地调查,并充分考虑挺水植物与沉水植物的光谱响应差异的问题,本文提出了一种结合遥感数据与实地调查数据的生物量估算模型,即结合Landsat 8影像和32个实地样点数据,基于ENVI和Matlab软件,采用偏最小二乘法构建乌梁素海水生植物生物量反演模型,并对其精度进行了评估。结果显示,挺水植物和沉水植物生物量反演模型的估算精度分别达92.93%和79.80%,这表明偏最小二乘回归模型适用于小样本条件下水生植物生物量的反演,在复杂湖泊植被环境中可以表现出良好的精度。乌梁素海在2023年6月和9月水生植物总生物量分别为78.16×10⁴和79.19×10⁴ t,挺水植物占比分别为78.03%和76.82%。相较于2023年6月,乌梁素海在9月挺水植物面积减少,平均单位面积生物量增长、空间分布无明显变化;沉水植物生物量则呈现明显增长,面积增加,接近1988年历史最高值(102.06 km²)。本文为乌梁素海后续湖泊生态管理、健康评估、水质修复等提供了科学依据。

基于车载移动测量系统的路面正射影像生成

张攀科, 马浩, 张伟红, 刘先林

2025, 0(9):  59-63.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0910

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车载移动测量系统具有快速获取道路数据的特点,将其应用于路面高精度正射影像生成,可大大减少由于植被、密集建筑物及地物立体结构遮挡造成的测量盲区。本文提出了一种基于车载移动测量系统的路面正射影像生成方法,创新性地利用鱼眼相机解决因车载视点低造成的观测视场角有限的问题;融合车载高分辨率影像与高精度点云数据,生成高分辨率和高精度的正射影像;总结了一套车载移动测量系统路面正射影像生成方案,并通过试验验证了该方法的可靠性及精度。

融合几何特征和语义信息的机器人动态场景视觉SLAM算法

何婷婷, 蒋祥龙, 何胜喜

2025, 0(9):  64-69.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0911

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针对机器人实现高精度视觉SLAM面临的动态环境下的稳健性差、定位误差大及特征丢失等问题,本文提出了一种融合几何特征和语义信息的视觉SLAM算法(Geo-Semantic SLAM)。该算法以ORB-SLAM2为基础,深度结合实例分割网络与几何特征提取技术,有效提升了系统在动态场景中的适应能力。具体而言,Geo-Semantic SLAM通过实例分割剔除动态目标的干扰,并设计了一种基于静态目标语义信息的相机姿态优化方法,显著弥补了特征点因动态剔除导致的损失。试验基于TUM数据集进行,结果表明,Geo-Semantic SLAM在动态环境下不仅具有更高的定位与建图精度,而且在多种场景中均优于传统算法及语义SLAM算法。

ADM-YOLOv11:动态自适应铁塔视频多尺度目标检测算法

唐芝青, 张涛, 王培玉, 向导, 刘海飞, 刘仁峰, 贺江江

2025, 0(9):  70-77.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0912

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针对铁塔视频大视角动态场景下多尺度目标检测精度不足、小目标识别率低下等技术瓶颈,本文提出一种基于多模块协同优化的ADM-YOLOv11目标检测算法。首先,在Backbone网络中嵌入自适应特征增强模块(AFE),对C3K2模块进行深度重构,通过空间上下文感知与特征精细化机制,显著提升网络对复杂场景的特征提取能力;其次,将高效多尺度注意力模块(EMA)集成至Neck的C3K2模块,增强模型对多尺度目标的检测稳健性;然后,在Neck结构中引入超轻量动态上采样器DySample,以替代传统上采样层,优化多尺度特征的细节表达与语义融合效率;最后,采用EMASlideLoss分类损失函数,通过动态加权策略抑制数据不均衡导致的梯度偏移,有效提升模型泛化性能。试验结果表明,本文模型使mAP_50-95从基准模型的74.8%提升至82.6%,mAP₅₀提升至96.6%,ADM-YOLOv11显著提升了铁塔视频动态场景中多尺度目标检测精度。

轻量的增强型激光雷达-惯性-视觉里程计系统

杨颜光, 钱建国, 于斌, 郭洁, 焦扬

2025, 0(9):  78-83,104.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0913

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激光-惯性-视觉里程计(LIVO)在移动机器人和自动驾驶等领域展现出广泛的应用潜力。本文基于FAST-LIVO提出了一种轻量的增强型激光雷达-惯性-视觉里程计系统——LITE-LIVO。该系统通过集成激光雷达、惯性测量单元(IMU)和视觉传感器,实现高效且实时的姿态估计与高精度地图构建;为提高系统在动态光照条件下的稳健性,引入一种基于深度学习的特征点提取方法和稀疏光流跟踪方法,并通过构建视觉观测残差,在卡尔曼滤波中融合视觉与激光雷达信息;此外,设计了紧耦合的视觉-惯性里程计(VIO)子系统,从激光雷达点云中筛选高质量视觉特征,同时更有效地管理视觉地图。试验结果表明,LITE-LIVO在多个公开数据集和实际场景中均表现出色,尤其在处理复杂环境和退化场景时展现了显著的优势。本文为激光-惯性-视觉里程计的发展提供了新的思路和方法,提高了多源数据融合的定位精度,增加了移动机器人的应用场景。

基于神经网络优化Canny算子的海岸线提取方法

王玉, 李泽辰, 梁菘元, 石雪

2025, 0(9):  84-90.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0914

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为准确且高效地提取合成孔径雷达 (SAR)图像的海岸线,本文提出一种基于神经网络优化Canny算子的海岸线提取算法。该算法结合神经网络和统计回归实现Canny算子中高斯滤波标准差、高和低阈值3个Canny参数(CaPP)最优值的自适应确定,以改进该算子。首先,利用神经网络模型对训练集进行训练,获得训练集中各SAR图像的CaPP最优值;然后,通过统计回归与择优准则,建立其与SAR图像均值、标准差的最优线性组合;最后,利用测试集进行试验验证。结果显示,该算法可自适应获取CaPP最优值,且测试集中海岸线提取结果的SSIM均值为0.912,总体精度和Kappa系数均值分别为98.55%和0.966 3,说明算法可通过自适应获取的CaPP最优值精准提取SAR图像海岸线。

北斗高精度位置基准长基线坐标传递应用试验及分析

周命端, 白岩松, 徐翔, 崔立锟, 覃钰涵, 解乾龙, 蔺士祺

2025, 0(9):  91-97,104.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0915

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鉴于北斗系统当前提供BDS-3+BDS-2联合服务及BDS-3播发B1C、B2a新频率信号,本文提出一种基于北斗系统的位置基准坐标传递模型,建立基于B1I+B3I、B1C+B2a数据的北斗位置基准长基线坐标传递网,并进行应用试验。首先选择中国及周边同时支持BDS-3+BDS-2、GPS数据的4个IGS跟踪站与某一固定站,布设北斗位置基准长基线坐标传递网;然后选取2024年年积日096～102基于24 h连续观测的7个时段数据,并设计4种试验方案进行数据处理;最后对相位观测值精度、验后标准化均方根误差、基线向量质量及基准传递网平差点位结果进行比较分析及评估。试验结果表明,与GPS的L1+L2双频数据相比,基于BDS-3或BDS-3+BDS-2的B1I+B3I双频数据进行基准传递均仅存在毫米级点位差异,基于BDS-3的B1C+B2a双频数据进行基准传递存在毫米至厘米级点位差异,应用于北斗高精度位置基准长基线坐标传递是行之有效的。

基于COSMIC-2反演的对流层延迟高程补偿方法及精度评估

吴昂道, 唐旭

2025, 0(9):  98-104.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0916

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针对部分掩星COSMIC-2由于近地表数据缺失导致反演的天顶对流层延迟(ZTD)偏小的问题,本文首先利用ERA5数据提取相应时空的ZTD高程缩放因子,然后结合负指数模型对COSMIC-2 ZTD进行高程校正,并使用2020—2022年我国区域的探空站和陆态网GNSS ZTD数据验证模型校正精度。结果表明,修正后的COSMIC-2 ZTD较修正前的平均RMSE分别减少了30.95 和32.48 cm。此外,进一步分析了2022年不同月份的修正效果,结果显示,各月份COSMIC-2修正后ZTD的RMSE集中于2～8 cm。表明负指数高程模型在校正我国地区COSMIC-2 ZTD数据上具有良好的适用性,可以为我国的GNSS导航定位和水汽监测提供良好的对流层延迟改正服务。

基于光照不变特征提取和动态特征祛除的视觉SLAM算法

柯学良, 肖玮, 曲乃铸, 何智杰, 黄睿

2025, 0(9):  105-111.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0917

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针对环境物体运动和光照变化导致视觉SLAM算法定位精度不高的问题,本文提出了一种适合动态变光环境的高精度视觉SLAM算法。该算法基于VINS Mono架构,首先,进行光照不变特征提取,即通过构造的ResNet网络,对输入图像进行特征提取,得到初始特征点坐标和光照不变特征图,随后利用光流法在光照不变特征图上对初始特征点进行光流估计,降低光照变化对特征跟踪的影响。然后,进行动态特征祛除,通过YOLOv8网络的像素级语义分割,将输入图像中的动态物体标记为掩膜,随后利用对极几何约束祛除掩膜范围内的动态特征,得到可稳定追踪的静态特征点,降低动态特征对算法定位精度的影响。最后,基于EuRoC、VIODE、Market数据集,将本文算法与VINS Mono算法进行对比试验,结果表明,本文算法的绝对轨迹误差在3组数据集上平均提升了55.09%,变光动态环境下得到了较好的定位精度。

改进分割大模型的桥梁缆索损伤语义分割方法

邓小龙, 黄志海, 郭波

2025, 0(9):  112-117.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0918

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桥梁缆索损伤检测是桥梁安全运营及维护的重要工作,快速、自动化地处理缆索图像进而准确检测出损伤部位是桥梁安全运营的保障。本文对分割大模型SAM进行改进并将其应用于桥梁缆索损伤语义分割,为损伤检测提供重要依据。改进SAM的方法有两点:①对图像编码器进行Adapter微调,并通过迁移学习方法,提高模型应用于桥梁缆索数据的泛化性;②对掩码解码器进行预测头微调,使SAM无需提示,并引入多类别以实现语义分割。为了验证改进SAM的优势,与DeepLabV3+在近2200张桥梁缆索的数据集上进行了对比试验。结果表明,改进SAM面对损伤类别分布不均匀、样本数少的情况更具优势,其语义分割评价指标mIoU达到73.41%,平均F1得分为83.99%,均类精度为81.80%。

泛地图时代的地图综合方法泛化应用

魏智威, 杨乃, 陈业滨, 郭仁忠

2025, 0(9):  118-125,145.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0919

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地图综合是地图制图的核心之一,随着地图表达形式的不断创新和泛化,地图综合方法亦需要拓展其应用边界以适应泛地图表达需要,并拓展其方法体系服务于泛地图生产。本文结合泛地图科学概念框架,从综合对象、信息抽象和表达维度3方面探讨了综合方法应用边界泛化;其次,探索了传统地图综合方法应用于流图、变形地图和标签地图等泛地图的生产实践,一定程度上拓宽了已有地图综合方法的应用边界,可为后续地图综合方法在泛地图生产中更深入的应用提供参考。

离岸海岛稀少控制倾斜摄影测量三维重建

曾翊城, 张一贺, 丁建勋, 李旺民, 李秀龙

2025, 0(9):  126-130.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0920

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针对离岸海岛地形复杂,坐标基准服务不足,海岛倾斜摄影测量中像控点布设及测量工作成本高、劳动强度大、风险系数高、工作效率低等问题,本文研究了一种通过稀少控制实现离岸海岛倾斜摄影测量的方法。该方法首先根据海岛面积和地形特点布设少量控制点,并基于CORS、无人机卫星定位和惯导数据,联合解算获取高精度飞行定位定姿数据;然后通过空三加密、影像匹配等技术,构建实景三维模型;最后以珠海市庙湾岛、牛头岛、蚊尾洲岛为试验案例,详细介绍了这一方法在海岛测量中的应用,精度检测表明,获得的成果符合大比例尺测图的精度要求。本文方法切实可行,为离岸海岛测量工作提供了一种有效思路和参考。

基于深度学习的耕地信息提取与地表变化监测分析

江峰, 陈超

2025, 0(9):  131-134.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0921

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耕地是国家安全的重要保障,其空间分布是耕地保护、国土空间规划等管理工作的主要依据,地表变化监测则是掌握土地利用与自然资源的关键支撑。随着信息技术的发展,基于深度学习的地物分类和地表变化监测得到广泛研究。本文对基于深度学习的遥感智能信息提取技术开展探索,以覆盖试验区域的两期吉林一号卫星遥感影像为数据源,利用深度学习框架下的遥感大模型,分别对单期遥感影像开展耕地图斑提取,对两期影像开展地表变化监测,并结合遥感影像与国土调查数据对提取结果进行精度评定。结果表明,研究方法能准确识别耕地图斑与变化区域,边界形状与影像吻合,具有良好的应用潜力。

复杂光照下YOLOv7深度学习算法驱动的标志点区域提取

张辰, 储云志, 吴兆福, 徐立晨, 黄建伟, 李水平

2025, 0(9):  135-139.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0922

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在计算机视觉与近景摄影测量领域,标志点应用广泛,其定位与准确提取直接影响观测精度。然而在长时序监测中,复杂光照条件会导致标志点识别提取效果差进而影响监测精度,为此本文提出了基于深度学习算法的标志点提取方法。首先利用不同光照环境的标志点影像建立标志点数据集;然后在不同光照条件下对标志点进行识别及精度分析;最后对YOLOv7算法提取的标志点区域进行位移试验以确定观测精度。结果表明,YOLOv7深度学习算法可以快速、准确地识别标志点感兴趣区域,mAP为95.45%,F1值为94.36%,帧率仅为4.40;在不同光照条件下,均能准确识别标志点区域且观测精度高。研究结果可为长时序动态监测中复杂环境下自动高精度提取标志点区域提供有效解决思路。

非结构化场景下船载三维激光安置误差检校方法

陈门昊, 李振博, 朱亚兵, 黄毅, 卜宪海, 阳凡林

2025, 0(9):  140-145.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0923

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船载三维激光扫描系统安装误差由安置角误差和偏移量误差构成,其中安置角误差造成的影响最为严重。传统的安置误差检校方法受检校场地物几何结构限制较大,因此,本文提出了一种非结构化场景下多特征约束的船载三维激光安装误差检校方法。首先利用ICP算法对往返测线中重叠区点云预配准,设定欧式距离阈值检索配准后两块点云之间最近点作为待定同名点,进而以法向量和曲率作为约束得到最终同名点对;然后检索同名点对应的原始观测值,代入检校模型解算安置角。实测数据表明,本文方法可有效实现在非结构化场景下,船载三维激光扫描仪安置角误差的精确检校,检校后内符合精度为0.086 m,点位偏移量标准差为0.014 m,检校结果较稳定,内符合精度较高。

探地雷达干涉噪声定位方法在输电线路勘察中的应用

尹晓敏, 冉一丁, 娄凤强, 李晓东, 汤晓先, 郭鸣锐, 葛峻恺, 王晓龙, 孙怀凤

2025, 0(9):  146-151,156.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0924

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探地雷达(GPR)是利用电磁波在介质中的传播和反射获取所调查区域地下信息的设备。在使用探地雷达对输电塔线路进行勘察时,常使用实时动态测量技术(RTK)、皮尺放线和测距轮等方法对勘察到的地下病害进行定位。然而RTK方法操作十分烦琐且代价较高,后两种简单低成本方法在崎岖路面可能精度过低或无法使用。本文提出一种无需进行额外定位操作即可准确定位输电线路中地下病害位置的方法。在探地雷达图像中,由于干涉噪声与地下病害的信号同时出现,因此可以利用低频无屏蔽天线的信号对输电塔在雷达图像中产生的干涉噪声对地下病害进行定位;然后利用基于曲波变换和Stolt偏移的空气波速剔除方法将其去除,得到无干扰的B-scan图像。

机载热红外遥感技术在秭归地热勘察中的应用

吴婧, 何宏伟, 肖倩, 王紫薇, 刘琦

2025, 0(9):  152-156.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0925

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传统的地热勘察方法周期长且资金投入大,秭归县地处鄂西山区,复杂地形加剧了地热勘察成本。本文采用机载热红外遥感技术开展研究。首先,以秭归县五龙温泉为核心,圈定了1.05 km²的矩形区域,采用搭载热红外镜头的DJI Mavic 3无人机进行冬季昼、夜航测,成功识别出5个典型地热异常区;然后,通过判读和筛查,锁定2个地热资源靶区;最后,对2个靶区进行实地勘踏和补充调查,发现其中一个靶区与五龙温泉自然出露点吻合,另一个为新发现的地热露头。研究结果表明,机载热红外遥感技术在地热勘察中具备可靠性与应用性,能有效缩短勘察周期、降低成本。

LNG储罐外罐形变与倾斜高精度智能监测

李振, 鲁特, 张云卫, 雷江开, 吴风安

2025, 0(9):  157-162.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0926

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为实现液化天然气(LNG)储罐智能监测,本文采用无接触式地基激光雷达、无人机机载雷达,与接触式静力水准仪、振弦应变传感器相结合的测量方法,对广西北海LNG项目储罐外罐形变进行研究,并分析影响形变的原因。研究表明,储罐0～5 m内表现为凸形变,最大值达28.7 mm,原因为底部混凝土在重力荷载作用下发生徐变;纵向形变较横向更均匀,原因为在纵向上预应力大小分布更为均匀;储罐表面平整度偏差为21.3 mm,超过标准阈值,说明其结构可能存在不均匀沉降;储罐相对沉降范围为-1.26～0.82 mm,满足沉降量要求;储罐混凝土环向应力值与温度呈反比,原因为基础约束会限制混凝土的自由膨胀或收缩,当温度变化时会产生额外的应力。

BIM模型单体化解构与自适应瓦片生成技术

柯水松, 董学辉, 肖海波, 李凡, 彭盈钰

2025, 0(9):  163-167.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0927

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随着数字孪生城市技术的迅猛发展,建筑信息建模(BIM)技术在城市规划、设计、施工及运维等环节中的重要性日益凸显。然而,BIM模型在数字孪生城市中的广泛应用往往遇到数据量庞大的难题,直接影响模型的实时展示效果,以及数字孪生城市的实时性、交互性和可扩展性。本文提出了一种结合BIM模型单体化解构技术与自适应瓦片生成策略的方法,该方法遵循3D Tiles 2.0标准,并融合MeshQuan向量化压缩与边塌缩法相结合的复合压缩算法,旨在优化BIM模型在Web环境下的存储、传输和渲染性能。另外,设计试验在加载效率、简化效果、渲染效果等方面进行测试,并与原始BIM模型对比分析。试验结果表明,经过优化处理的BIM模型在加载效率上显著提升,文件体积和三角面数量大幅缩减;同时算法的执行时间也得到验证,证明该技术在增强Web端BIM模型加载与渲染效率方面的高效性。

融合LightGlue的双目视觉SLAM算法

汪志刚, 冯凯, 刘懿晨, 刘辉, 张文俊

2025, 0(9):  168-172.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0928

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针对ORB-SLAM2算法在纹理匮乏和低光照环境下定位精度差的问题,本文提出了一种融合LightGlue的双目视觉SLAM算法。LightGlue通过自注意力机制和交叉注意力机制,显著提高了特征匹配的精度和速度,尤其在纹理匮乏和低光照环境下表现优异。此外,本文提出了一种改进的RANSAC采样策略,通过加权采样减少误匹配点对的影响,进一步提升了算法的稳健性和效率。试验在EuRoC数据集和真实场景中进行,结果表明,本文算法相较于ORB-SLAM2,最大误差优化了48.2%,平均误差优化了26.2%,定位误差达到厘米级,在复杂场景下具有更高的精度。

测绘地理信息技术应用案例

水文要素船载一体化测量系统集成优化

张晓皓, 王兴文, 孙振勇, 马耀昌, 叶飞

2025, 0(9):  173-176,184.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0929

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针对传统观测方法在山区复杂环境下水库水文泥沙监测中观测效率和数据精度受限的问题,本文提出了基于有人船载的水陆一体化测量技术方法,通过水文专用测船集成激光扫描仪、惯性导航装置、GNSS、单/多波束测深仪、水位计等观测设备,构建水库船载一体化测量平台,实现库岸带陆上地形、水下地形、水位和表面流速流向水文多要素一体化监测。经白鹤滩库区应用及数据精度分析表明,船载一体化测量系统外业观测效率提升了4.5倍,地形精度相对误差优于2%,水位精度相对误差优于1%。所提出的水文要素船载一体化测量技术是可行的,可快速、有效地获取复杂山区水库的水陆地形等水文要素。

无人机倾斜摄影与三维激光扫描技术在山地光伏装置虚拟安装设计中的应用

王雅鹏, 李娜

2025, 0(9):  177-180.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0930

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当前,山地已成为光伏电站建设的重要选址区域之一,但是受地形环境限制,相关装置运输、安装难度大,光伏电站安装试错成本高。本文基于倾斜摄影技术获取山地三维地形模型,首先为光伏装置阵列的布局设计提供了准确的地形基础;然后应用三维激光扫描逆向建模技术建立光伏设备重要BIM模型,实现了设计信息的集成;最后应用Cesium进行信息融合和光照阴影模拟分析,优化光伏装置阵列的布局、朝向和倾角,提高了发电效率和降低建设成本。研究结果表明,本文方法能够显著提高设计效率和质量,为山地光伏电站的可持续发展提供了有力技术支持。

测绘地理信息教学

“工匠精神”视域下高校测绘专业实验室创新创业技能培养模式

马春艳, 郭敏, 齐修东, 吴喜芳, 任筱芳, 王宇

2025, 0(9):  181-184.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0931

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在“新工科”建设背景下,高校测绘专业需以“工匠精神”为引领,探索实验室创新创业能力深度融合的培养模式。本文通过分析当前测绘专业实验室教学中存在的实践能力不足、创新意识薄弱等问题,提出了以“工匠精神”为核心,构建“三维一体”的实验室创新创业技能培养体系,通过优化实验课程设计、强化校企合作、深化项目驱动等方式,提升学生的专业技能、创新能力和职业素养,为测绘工程领域培养具有精益求精精神的复合型人才。