测绘通报

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1. 基于Google Earth Engine的巢湖流域生态环境质量时空动态变化及影响因素分析

王滢, 李代伟, 张帆, 朱会子, 李龙伟, 李楠

测绘通报 2023, 0 (7): 7-13. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0193

摘要（352）

HTML （21）

PDF（pc）（6645KB）（221）

本文以巢湖流域为研究区,基于2000—2020年Landsat TM/OLI系列遥感数据,通过Google Earth Engine云计算平台构建遥感生态指数(RSEI),采用空间自相关与地理探测器等方法对巢湖流域生态环境质量进行大尺度、长时序动态监测分析与评价。结果表明:①研究区RSEI均值由2000年的0.70提升至2020年的0.74,整体上呈现改善趋势,研究区生态环境等级以优、良为主。②研究区全局Moran's I指数均大于0,巢湖流域生态环境质量在全局自相关上呈现聚类趋势,具有显著的空间正相关性,20年间“低-低”聚集区呈现先增加后减少趋势。③研究区生态环境受多因子影响,其中人为因素对2010年巢湖流域生态环境影响较大,进而导致生态环境质量下降。

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2. 改进ICP算法的激光雷达点云配准

许哲, 董林啸, 吴家跃

测绘通报 2024, 0 (4): 1-5. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0401

摘要（342）

PDF（pc）（3266KB）（279）

针对传统ICP算法在激光雷达目标点云配准中存在匹配时间长,以及受初值影响导致该算法应用在无人车SLAM技术中容易存在定位精度不高和稳健性较差的问题,本文提出了一种结合KD-tree算法的NDT-ICP算法。首先,通过Voxel Grid滤波对激光雷达获取的点云数据进行预处理,利用平面拟合参数的方法去除地面点云;然后,利用NDT算法进行点云粗匹配,缩短目标点云与待匹配点云距离;最后,通过KD-tree邻近搜索法提高对应点查找速度,并通过优化收敛阈值,完成ICP算法的精匹配。试验结果表明,本文提出的改进算法相比于NDT算法和ICP算法,在点云配准速度和精度上有明显提高,且在地图构建上精度和稳健性更好。

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3. 利用GPT3模型的GNSS-PWV计算方法

高颖, 许思怡, 李黎, 卢厚贤, 何琦敏, 王晓明

测绘通报 2023, 0 (3): 44-48,103. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0070

摘要（329）

针对部分GNSS测站缺乏实测气象参数时无法实时计算可降水量（PWV）的问题，本文以长三角地区为例提出一种将GPT3模型参数与GNSS对流层总延迟（ZTD）融合获取高精度PWV的新方法。研究结果表明，GPT3模型的气象参数和各类对流层延迟参数在长三角地区具有较好的稳定性和精度，融合GPT3模型的干延迟（ZHD）、加权平均温度（ T _m）和GNSS-ZTD所得PWV的RMS为3.56 mm，接近GNSS-PWV的3.74 mm，远优于GPT3-PWV的11.12 mm。

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4. ICESat-2与Sentinel-2数据融合的深度学习浅滩水深测量

钟静, 孙杰, 赖祖龙, 谌一夫

测绘通报 2023, 0 (7): 39-43. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0198

摘要（319）

目前卫星测深(SDB)被广泛应用于近海岸水深测量,然而常用的经验模型较简单,无法适用于各类复杂浅滩环境。为突破传统方法的局限性,本文提出一种ICESat-2与Sentinel-2数据融合的深度学习浅滩水深测量方法。以美国密西西比州猫岛(CI)、巴克岛(BI)为研究区,利用ICESat-2提取先验水深点,再基于Sentinel-2数据训练一维卷积神经网络(1-DCNN)以获取研究区水深图;同时采用波段比值模型(BR)、随机森林(RF)和多层感知器(MLP)作为对比方法进行精度定量分析发现,本文方法在CI、BI测得水深的均方根误差和决定系数分别为0.20 m、0.94和0.95 m、0.95,精度验证优于其他方法,因此该方法提高了水深反演精度。

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5. 融合激光点云的城市级高精度建模技术

曾政祥, 何晶晶, 张婧

测绘通报 2023, 0 (3): 133-138. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0086

摘要（316）

实景三维建模目前存在因影像缺失导致的部分地物模型变形、拉花及建筑物底部纹理模糊的问题。针对倾斜摄影测量和车载激光点云两种数据源在构建高质量、高精度的城市级三维模型中存在的不足与缺陷，本文提出了利用TerraSolid软件将两者所获取的点云进行融合而后建模的主要技术流程和方法。结果表明，激光点云弥补了倾斜摄影测量盲区的几何结构，使三维模型地面更平整光滑，建筑物底部棱角、线条更加锐利清晰；将车载激光点云与倾斜摄影测量进行有机结合，可有效弥补采用单一数据源制作三维模型存在的缺陷，提高模型精细度。

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6. 知识图谱驱动下的多源遥感滑坡隐患识别

李永鑫, 王德富, 马志刚, 范亚军, 杨本勇, 刘立, 罗超

测绘通报 2024, 0 (1): 12-18. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0103

摘要（310）

PDF（pc）（4718KB）（151）

遥感技术在地质灾害防治领域发挥着重要作用,随着航天航空技术的发展,更多的遥感数据可被获得并有效地运用于地质灾害体的识别,尤其在滑坡隐患识别中广为应用。综合利用InSAR和光学遥感数据开展地质灾害隐患识别是近期研究的热点。传统识别过程完全依靠解译人员的工作经验,其主观性较强,无固定的识别逻辑遵循。本文基于SBAS-InSAR与光学卫星影像,通过分析滑坡隐患识别过程,构建滑坡识别知识图谱和识别提取矩阵模型。在知识图谱逻辑驱动下对“光学遥感+InSAR”组合识别的滑坡隐患进行区域空间特征分析,为滑坡广域识别提供了具有半定量化提取指标意义的参考执行方案,实现了滑坡隐患识别从完全主观到半定量化的识别过程。试验表明,本文方法可为相关研究和工程实际应用提供借鉴,具有一定的应用价值。

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7. 基于卷积神经网络的区域滑坡易发性评价：以三峡库区万州区为例

杨延晨, 周超, 施佳湄

测绘通报 2023, 0 (11): 1-6. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0318

摘要（304）

开展区域滑坡易发性评价是滑坡气象预警与风险评价的关键。针对目前诸多易发性研究未考虑滑坡发生与邻接环境有关的情况,本文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的区域滑坡易发性建模框架。以三峡库区万州区为例,选取坡度、坡向等12个因子构建评价指标体系,通过信息量法分析因子对滑坡发育的影响程度,采用二维矩阵构建数据集,运用CNN进行易发性建模,得到易发性评价图,同时探究构建样本时二维矩阵的大小对精度的影响。研究结果表明,越靠近水库带越易发生滑坡,水系和人类工程活动对于滑坡发育具有较大影响;CNN模型精度为0.925,相比机器学习模型精度明显提升;增大构建样本时的二维矩阵可提高精度。CNN模型在多维空间数据处理方面具有优势,它考虑了滑坡位置及其邻接环境的影响,是一种准确可靠的区域滑坡易发性评价方法。

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8. 黄土高原生态环境对气候变化与人类活动的双重响应

蒋秀伟, 师芸

测绘通报 2023, 0 (7): 1-6. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0192

摘要（294）

在气候变化和人类活动日益剧烈的背景下,为评估黄土高原地区生态环境质量时空变化,本文基于GEE平台,以黄土高原为研究区域,选用2000—2020年MODIS产品数据构建RSEI指数,采用趋势分析法、标准差椭圆法、残差分析法等方法分析黄土高原生态环境质量时空变化特征及其对气候变化和人类活动的响应。结果表明:①过去21年间,黄土高原RSEI呈升高趋势,其增长速率为0.005/a( p<0.01);②空间上,RSEI以增长趋势为主,占全区总面积的92.78%,且在未来一段时间内继续保持改善趋势;③迁移上,差等级迁移距离最大,为85.67 km,其次是良等级,为49.05 km,迁移距离最小的是中等级,为30.18 km;④气候变化和人类活动均对黄土高原RSEI产生正面影响,且人类活动是主要驱动因素。

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9. AprilTag图像识别应用于高差传递测量方法研究

曹泽强, 孙英惠, 洪琼, 陈文宇, 周立

测绘通报 2023, 0 (3): 27-32. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0067

摘要（285）

为促进计算机视觉及智能机器人技术等在传统高差测量中的应用，本文提出一种非接触式的应用AprilTag图像识别技术的高差传递测量方法。首先以Robomaster EP机器人作为高差测量平台，分别在已知点和待测点位放置AprilTag标签，机器人相机分别识别两侧AprilTag标签并进行相对位姿解算，得到两侧标签中心相对于机器人相机中心的三维坐标差。然后发挥机器人相机旋转中心的高差传递作用，计算得到待测点相对于已知点的高差。通过多组试验分别研究机器人相机的俯仰角 α、航向角 β的变化对高差传递测量精度的影响。试验结果表明，当机器人相机的俯仰角 α∈（-2.9°，3.9°］时，或航向角 β∈[-5.5°，1°]时，AprilTag图像识别的综合误差 E<0.4，识别效果较好，两点间高差误差 p _x小于5 mm，高差传递测量的精度可达毫米级。试验结果表明，使用计算机视觉及智能机器人等技术进行高差测量具有一定可行性，为未来测绘行业研发新型智能测量机器人提供一定理论依据和技术探索。

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10. 全波形激光雷达改进的降噪方法

石志远, 徐卫明, 孟浩

测绘通报 2023, 0 (3): 5-9. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0063

摘要（278）

在全波形激光雷达信号从发射到接收的过程中，针对受传播介质、扫测距离、物体性质等因素影响产生噪声的问题，本文提出了一种基于经验模态分解、排序熵和小波阈值的降噪改进方法。首先对波形信号进行经验模态分解或本征模态函数（IMF），计算各本征模态函数排序熵的值；然后应用该值计算小波阈值，并构造新的小波阈值函数，再对相应本征模态函数进行小波阈值降噪；最后将结果重新加和，得到降噪后的波形，从而提高不同噪声信号的降噪方法的自适应性。基于数值仿真和实测数据试验，将本文方法与其他降噪方法进行了对比，基于信噪比、波形相关性、均方根误差、平滑度计算归一化指标和综合指标对本文方法进行了评估，归一化信噪比提高10%~20%，其余指标改善5%~40%。因此，本文方法对不同噪声含量的回波信号均有较好的降噪效果，可以解决全波形激光雷达接收波形中存在的噪声问题。

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11. InSAR观测约束2022年门源Mw 6.7级地震同震滑动分布和库伦应力变化

王欣, 李水平, 康晶

测绘通报 2023, 0 (7): 32-38. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0197

摘要（269）

本文首先基于Sentinel-1A卫星升降轨影像数据,利用合成孔径雷达差分干涉(DInSAR)技术,获取2022年1月8日青海门源Mw 6.7级地震的视线向(LOS)同震形变场;然后根据非负最小二乘原理,反演发震断层几何参数和同震滑动分布;最后基于断层滑动分布参数和库伦破裂准则,计算库伦应力变化。结果表明,门源地震造成显著的地表变形,同震形变区范围约为33 km×22 km,升降轨最大LOS向形变量分别为-60、85 cm。同震滑动模型显示,门源地震是一次以左旋走滑为主、兼少许逆冲的地震事件,并在地表造成长约36 km(主断层24 km,分支断层12 km)的同震破裂,主要破裂区集中在0～15 km的深度,主断层最大滑动量为2.94 m,对应深度为1.5 km,分支断层最大滑动量为1.43 m,对应深度为4.5 km;反演释放的地震矩为1.37×10 ¹⁹ N·m,相当于一次Mw 6.73级地震;结合野外考察与断层反演结果,初步判定同震发震断层为冷龙岭断裂西端,并破裂到托莱山断裂东端。同震库伦应力变化及余震分布结果表明,冷龙岭断裂东端和托莱山断裂西端库伦应力明显处于加载状态,未来发生强震的危险性较大。

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12. 基于InSAR和GRU神经网络的不稳定斜坡地表形变预测

潘建平, 蔡卓言, 赵瑞淇, 付占宝, 袁雨馨

测绘通报 2023, 0 (3): 33-38. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0068

摘要（260）

不稳定斜坡地表形变预测对于滑坡灾害防治和预警具有重要意义。现有监测手段覆盖范围小、成本高，相关预测方法局限于单点预测，对历史数据量要求较高。针对上述问题，本文采用小基线集合成孔径雷达干涉测量（SBAS-InSAR）技术进行不稳定斜坡地表形变监测，设计了一种结合InSAR反演结果和门控循环单元（GRU）神经网络的不稳定斜坡地表形变预测方法。首先使用SBAS-InSAR技术对研究区域进行地表形变监测，然后利用获取到的时序形变反演结果，建立GRU模型进行形变规律学习，最后开展不稳定斜坡地表形变预测。试验结果表明，该方法对不稳定斜坡地表形变的预测平均绝对误差为0.678 mm，平均绝对比例误差为2.7%，相比于传统的支持向量回归（SVR）模型，预测效果提升超过30%，工程应用潜力较大。

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13. 冬奥场馆临时支承架体安装质量快速检测

贺亦峰, 邹进贵, 龚小强, 张澜

测绘通报 2023, 0 (3): 99-103. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0080

摘要（260）

2022北京冬奥会的绝大部分赛事保障基础设施均以临时设施为主，这些临时设施大多建在脚手架上，需要插销实现“骨骼”的固定和连接。然而，整个场馆的插销多达数十万枚，利用人工检测难以实现。因此，迫切需要构建一套能对支承架体上插销的安装质量进行自动快速检测的软件系统。本文提出了一种基于Faster RCNN目标检测网络的插销安装质量检测方法，并自主研发了周转型支承架体安全检测软件及四摄像头组合硬件设备，大大提高了工作效率，不仅实现了自动化安全检查，还保证了97%以上的检测正确率，为冬奥会临时设施安全保驾护航。

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14. Landsat 9数据的地表温度反演算法优化

温亚飞, 刘宇, 王光辉, 张秋昭

测绘通报 2023, 0 (7): 74-79. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0204

摘要（259）

地表温度作为地表与大气之间能量交换的关键参数被广泛地用于众多领域。本文针对Landsat 9数据,优化了单窗算法模型和劈窗算法模型,实现了地表温度反演,并结合SURFRAD站点实测数据和地表温度产品进行了精度验证分析。结果表明:两种算法模型的确定系数均大于0.96,其中劈窗算法模型精度较高,误差(RMSE)值为1.45 K左右,单窗算法模型精度较低,误差(RMSE)值为1.61 K左右;劈窗算法模型相较于单窗算法模型对参数的敏感性较低,在高水汽含量范围内,劈窗算法模型的结果要优于单窗算法模型的结果;本文提出的地表温度反演方法结果与官方地表温度产品的误差(RMSE)值均在2.5 K以内,可满足热红外遥感数据生产地表温度产品的应用需求。

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15. 一种顾及重叠区地形变化的DSM镶嵌线智能提取算法

高亚萍, 王艳, 刘春菊, 王琪, 吴霞仙

测绘通报 2023, 0 (3): 22-26. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0066

摘要（254）

针对影像密集匹配得到的分块DSM数据，本文提出了一种顾及重叠区地形变化的DSM镶嵌线智能提取算法。该方法利用DSM数据重叠区的高程偏差构建重叠区域的差值影像和差分影像，将经过去噪、拉伸和反向计算的差值影像和差分影像做融合处理。针对融合数据采用基于最小生成树的最优路径搜索方法，提取最优镶嵌线。试验结果表明，使用本算法提取的镶嵌线能有效避开高程差异大的凸出地物，保证地物的完整性，能够解决DSM数据镶嵌过程中镶嵌线的自动选择问题。该方法有效减少了传统镶嵌方法带来的误差，可靠性和稳定性较高。

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16. 基于深度学习的卫星影像立体匹配算法

李冬瑞, 童鑫, 李文涛, 宋欣屿, 刘洁冰

测绘通报 2024, 0 (1): 83-88. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0114

摘要（249）

PDF（pc）（2453KB）（114）

卫星影像立体匹配是大规模地球表面重建的重要步骤之一,现有研究相对较少,且存在匹配效果不佳、模型泛化能力较差等问题。本文提出了一种基于深度学习的卫星影像立体匹配算法,算法流程包括数据集构建、立体匹配网络搭建、多级迁移学习及后处理。首先将裁剪得到的核线影像对输入改进的注意力成本网络,完成特征提取、注意力成本构建、视差估计与视差优化; 然后经多级迁移学习训练的网络,可适应不同数据源,预测得到视差图; 最后对视差图进行自适应后处理,以消除错误匹配。使用吉林一号高分02、高分04系列卫星影像进行试验,获取的视差图精度优于1像素,表明使用本文算法可获取准确、清晰的视差估计,决定了后续高质量数字表面模型结果的生成。

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17. 基于NeRF的城市实景高精度三维建模技术

孙建华, 李巍, 袁伟哲, 王峰, 谷佳铭

测绘通报 2024, 0 (4): 129-134. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0422

摘要（247）

PDF（pc）（6094KB）（206）

为了更好地将NeRF高精度三维建模应用于城市实景三维数字化重建,本文基于NeRF技术将大型场景划分为子NeRF,通过在场景内构造多个正八面体初始化多边形网格,并在训练过程中不断优化多边形面的顶点。训练完成后,得到编码器-解码器网络的权重,通过顶点优化对每个独立块进行不同层次的多边形网格细化。从视图范围捕获城市概览的卫星级图像到显示建筑复杂细节的地面级图像变化,构建面向城市细节层级(level-of-detail)和空间覆盖范围的多尺度数据,通过渐进式学习(progressive learning)神经网络体素渲染模型,使用多层感知器(MLP)实现体积密度和颜色的参数化,采用分层抽样方法实现预定义视角近平面和远平面之间光线的排序距离向量,实现大规模场景的实时交互式渲染。然后将GIS与NeRF相融合,为多数据融合、查询、分析、测量、标注和共享等任务提供了全新的解决方案,实现即时、流畅地拖拽、缩放和360°无死角地浏览和观看场景,这种融合可以轻松地将各种数据源整合,应用于城市规划、土地管理和环境监测等三维场景中,以进行空间分析。

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18. 面向滩涂DEM构建的机载LiDAR点云滤波方法

冯晓珂, 吕沛娴, 张卡, 沈华康, 叶龙杰, 赵娜, 杨盈

测绘通报 2023, 0 (7): 58-62. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0201

摘要（246）

在基于激光点云构建DEM的过程中,用于区分地面点和非地面点的点云滤波处理至关重要。本文面向基于机载LiDAR点云的沿海滩涂DEM高精度的构建需求,提出了一种机载LiDAR点云的改进坡度滤波算法。首先,采用统计异常值剔除法(SOR)去除原始机载LiDAR点云数据中的噪声;然后,利用规则格网的坡度和高程阈值,设计了适用于滩涂点云数据的地面点坡度滤波方法;最后,选取如东市长沙港的滩涂机载LiDAR点云作为试验数据,构建滩涂DEM,并进行精度检验。试验结果表明,利用本文方法处理后的LiDAR点云构建的DEM精度满足国家与行业标准的要求。

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19. 基准线约束的建筑物立面重复纹理检测

贾琛, 刘欣怡, 张永军, 祝宪章, 任维成, 何庆, 冯幼贵

测绘通报 2023, 0 (3): 49-54. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0071

摘要（242）

重复纹理是立面中极为常见的特征之一，从立面图像中自动检测重复纹理结构是建筑物立面分析的一个重要环节。本文提出了一种基准线约束的纹理检测方法，以自动检测重复对象的位置和尺寸。该方法首先采用贝叶斯自适应超像素分割算法构建出超像素邻接图，计算色差后，对墙体进行分离获得候选对象；然后，计算得到候选对象的外接矩形，并从原图中提取出直线段对外接矩形进行约束；最后，基于建筑物立面结构的先验知识对建筑物立面纹理进行修复。试验结果表明，本文方法在检测几何形状为矩形纹理时，可实现对纹理位置和尺寸信息的准确检测，以及被遮挡重复对象的有效修复。

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20. 基于激光雷达卫星(GEDI)的广东省森林冠层高度和生物量估算

吴贞江, 张佳华

测绘通报 2023, 0 (12): 102-105. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0366

摘要（236）

森林冠层高度和生物量估算对估算森林碳收支方面起到重要作用。本文以广东省森林为研究对象,以全球生态系统动态调查(GEDI)激光雷达卫星为数据源,分别采用回归树和克里金插值算法,对广东省的森林冠层高度和生物量进行反演。研究结果表明,广东省的树木高度普遍在10～20 m,占比超过50%。树高高值出现在粤北的韶关、肇庆等市,树高普遍在15～20 m;而湛江市的平均树高最低,普遍不足10 m。广东省森林生物量最大值为335.85 t/hm ²,最小值为5.25 t/hm ²,平均值为98.27 t/hm ²。森林生物量高值区域主要分布在粤东山区和粤西山区,而广东省平原和城市化地区森林生物量则较低。本文结果为估算广东省森林生态系统碳吸收提供科学依据。

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