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2015年 第0卷 第8期    刊出日期：2015-08-25

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学术研究

GNSS天线阵列接收机数据采集与解码的实现及应用

邹进贵, 李勇

2015, 0(8):  1-3,8.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0231

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首先介绍了能进行静态与实时动态数据采集的GNSS天线阵列接收机(最多可连接8个天线)的研制过程,该接收机通过GNSS OEM板与天线阵列共享设备的集成,大大降低了监测成本。基于研制的GNSS天线阵列接收机,详细讨论了观测数据的解码方法。采用美国天宝公司的BD970 OEM模块,在详细分析二进制消息格式的基础上,研制了数据采集与解码软件,并通过实际应用,证明了该系统可用于大坝、滑坡等的变形监测中,具有广泛的应用前景。

移动测量平台在线对准方法研究

张亚男, 张震, 赵桂玲, 朱红

2015, 0(8):  4-8.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0232

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针对移动测量平台难以进行有效机动并受恶劣环境的影响阻碍惯性导航系统在线对准速度和精度提高的难题,提出了一种基于EKF-KF混合动态滤波的移动测量平台在线对准方法。将系统误差方程中的水平失准角和大方位失准角进行分离,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)对大方位失准角进行估计,采用Kalman滤波(KF)对水平失准角进行估计,并将方位失准角的估计误差对水平失准角的估计进行修正。仿真结果表明,EKF-KF混合动态滤波缩短了移动测量平台在线对准的估计时间,提高了失准角的估计精度。

不同星历下实时精密单点定位精度分析

赖允斌, 赵春梅, 李子申

2015, 0(8):  9-12.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0233

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基于自主研制的软件,分别利用超快速外推星历和钟差,以及基于广播星历的实时SSR改正的精密星历和钟差进行实时精密单点定位。结果表明,利用SSR改正信息的实时精密单点定位精度更高;利用SSR改正信息得到的实时星历和钟差与IGS最终产品对比,卫星位置互差RMS值优于7 cm,钟差互差RMS值优于0.3 ns;收敛后实时SSR改正和超快速这两种产品实时静态定位精度水平方向RMS值分别优于3 cm、4 cm,高程RMS值优于3 cm、6 cm。

GPS与MODIS数据融合的D-InSAR大气延迟改正方法研究

张杏清, 周元华

2015, 0(8):  13-18.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0234

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基于D-InSAR技术提取了广东珠三角地区不同时相的地表沉降格局。研究结合GPS网与MODIS以获取大气延迟相位,最后经空间插值得到大气改正图,并且利用同期大气延迟改正图对D-InSAR结果进行了有效改正。

超宽巷组合下的北斗三频TurboEdit方法研究

邵奎, 白征东

2015, 0(8):  19-21,50.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0235

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在传统的宽巷TurboEdit方法的基础上,结合北斗三频组合观测值中的长波长、弱电离层延迟和弱噪声特性,提出了一种基于超宽巷组合的TurboEdit方法。新方法不仅能够快速准确地同时对3个频率的周跳进行探测和修复,而且能有效地降低单个频率的伪距噪声对周跳检验量的影响,增强了算法的可靠性。

众源GPS浮动车数据中城市道路中心线分级提取的栅格化方法

王振华, 胡翔云, 单杰

2015, 0(8):  22-24,34.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0236

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由众源GPS浮动车数据提取道路相对于传统方法具有成本低、现势性好的优点。本文针对该数据采样间隔较长、数据量大、GPS点分布不均匀的特点,提出了一种栅格化的“分级”提取道路中心线的方法,并利用武汉地区超过2000万个GPS点的浮动车数据进行了试验。试验结果证明了本文方法准确度、完整度好,效率高。

灰度共生矩阵和模糊分类的高分辨率光学影像欠发达村落提取

梁晓莉, 李利伟, 程钢, 高连如

2015, 0(8):  25-29,45.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0237

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欠发达村落是城市化过程中的敏感因子,与城市中其他地物相比变化更加迅速明显。因此,及时掌握这些村落的数量和分布信息对城市规划和可持续发展至关重要。高分辨率光学影像能够提供大量的地面细节信息,广泛应用于土地利用/覆盖信息的自动提取。目前这方面的研究已经取得了一定的成果,但是,对于形态结构多样且易与其他地物混淆的欠发达村落的研究很少。本文利用灰度共生矩阵和模糊分类理论相结合的方法进行欠发达村落信息的提取。首先,根据研究区域特点构建类别体系并进行样本的采集;然后,基于灰度共生矩阵理论对每个样本提取不同类别、不同尺度的纹理特征;最后,利用模糊理论实现研究区域地物的分类。为验证算法的有效性和普适性,利用京津地区的验证样本和截取的高分辨率遥感影像进行试验。试验得到的最高精度为93.3%,表明本算法可以有效实现高分辨率光学影像中欠发达村落的提取。

不同场景的地面激光点云配准方法研究

郑敏辉, 臧玉府, 梁福逊, 杨必胜

2015, 0(8):  30-34.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0238

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实际生产中经常需要配准不同场景的激光点云数据,针对现有的算法难以取得理想的效果的问题,本文提出了一套结合点与线特征的粗配准及多站平差精配准算法。通过提取更加有效的交线特征,结合点特征,完成对不同场景数据的粗配准。对于无闭合环、无标靶的多站地面点云数据,基于局部闭合环的特点利用平差原理完成对多站平差,合理分配由两站拼接引起的累积误差。对3组不同场景数据的配准试验表明了该法的稳健性与精确性,其中粗配准精度可达0.4 m,精配准可达0.1 m。

广义交叉准则与有偏估计下的坐标重心化转换模型

王仁, 赵长胜

2015, 0(8):  35-37.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0239

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坐标重心化转换模型虽然可以降低法方程的病态严重性,但依然存在病态。广义交叉准则可以有效解决法方程的病态性。本文根据广义交叉准则、有偏估计和坐标重心化的基本原理,研究了基于广义交叉准则与有偏估计的坐标重心化转换模型。试验结果表明,用基于广义交叉准则与有偏估计的坐标重心化转换模型可以明显提高小范围区域内坐标转换的精度。

一种公共点坐标系转换中的粗差探测方法及其应用

杨福芹, 戴华阳, 邹定辉, 杨国柱, 马旺猛

2015, 0(8):  38-41.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0240

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利用近景摄影测量系统进行相似材料模型位移观测,在进行不同状态控制点坐标转换时,控制点的选取存在一定的随意性,且存在监测点配准精度不均等问题。本文基于罗德里格矩阵公式及性质,提出了近景摄影测量相似材料模型试验粗差探测算法。实例应用结果表明,该算法可以剔除粗差点,同时能提高坐标转换的精度。

三角高程网严密平差全新方法的研究

达乾龙, 刘成龙, 何林烜, 杨雪峰

2015, 0(8):  42-45.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0241

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传统三角高程网平差方法是利用原始观测值(包括天顶距和斜距)计算出高程控制点间的高差和平距,再将高差作为观测值开列误差方程,并以平距来定权进行平差。传统三角高程网平差方法可得到点的高程平差值及其中误差,但不能对原始观测值进行精度评定。鉴于以上不足,本文提出了对天顶距和斜距开列误差方程、能够对原始观测值进行精度评定的三角高程网严密平差全新方法,推导了新方法的数学模型和定权方法,并进行了三角高程网的测量与计算试验;通过理论研究和对比分析,验证了新方法的合理性和正确性。

电子测树仪用于单木测量误差分析研究

张琳原, 冯仲科, 曹爱松, 黄晓东

2015, 0(8):  46-50.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0242

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获取原始数据是森林资源清查中最重要的一环,森林计测仪器决定着数据的精度及获取数据的效率。为使我国森林计测仪器摆脱低智能、低精度阶段,电子测树仪应运而生,其具有精度高、功能多、价格低的特点。本文就电子测树仪用于单木测量的理论误差展开了讨论,经分析试验得出,电子测树仪测高功能理论精度高,理论相对误差小于0.3%;测径功能理论精度较低,当直径小于20 cm时,直径误差略大于0.3 cm,当直径大于20 cm时,直径误差小于1.5%;《国家森林资源连续清查技术规定》中规定的树高和胸径的最低精度不能满足电子测树仪材积测算的精度要求,材积的计算需要更高的精度。

城市路网下旅游医疗救援路径选择TR-LRP模型研究

施蓓琦, 陈能, 王冕, 沈霖, 唐律轩

2015, 0(8):  51-55,59.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0243

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旅游医疗救援作为旅游业面对自然突发灾害时的应急反应,不但可以有效减少对游客造成的损失,也可降低对旅游地形象和客源市场造成的负面影响。旅游医疗救援的重点在于为受灾游客合理分配医疗资源,并在城市交通路网环境下,选择合理路径,以快速、安全地完成应急救援任务。本文分析了影响旅游医疗救援路径选择的因素,从而建立以时效性、安全性和配置合理性为目标的旅游救援定位线路TR-LRP模型,利用多目标规划法确定旅游医疗救援点的定位配给问题,运用GIS网络分析求解路径。并以成都市旅游景区、医疗救援点和道路路网等实际信息为输入数据,通过模型分析该市的旅游医疗救援路径选择,由此表明该模型能适用于实际旅游医疗救援路径选择决策。

技术交流

三层模型的BP网络在GNSS高程拟合中的应用研究

谭立萍, 马颖异, 陈永生, 马洪滨

2015, 0(8):  56-59.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0244

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针对我国绝大多数矿山地区还没有实现大地水准面精化的现状,利用BP模型实现这些地区GNSS高程的高精度转换。首先利用传统数学模型进行GNSS高程拟合,然后进行两个输入元、不同中间神经元与单一输出元的三层BP神经网络下的二次数据拟合,通过BP网络自适应映射能力实现非线性运算,避免人为构建模型误差,进而提高GNSS高程转换的精度,优势明显。利用某矿山实际工程数据对BP模型结构拟合结果进行了实际验证,得出矿区高程拟合差值平均误差可达到0.000 1 m,中误差0.028 3 m。BP模型还解决了矿区进行GNSS水准拟合时由于大地水准面的不确定致使拟合精度不稳定的问题。

GNSS失锁状态下车载移动扫描系统的点云数据精度分析

段龙飞, 戴华阳, 廖孟光, 徐卫东

2015, 0(8):  60-62,109.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0245

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随着高精度动态定位定姿技术、数字传感器技术、近景摄影测量技术及自动控制技术的飞速发展和集成融合,地面移动数据快速采集成为可能,从而产生新的移动数据采集设备——车载激光扫描系统。车载激光扫描系统的姿态和位置主要依靠GNSS+IMU,当移动测量设备在城市里或强电磁场附近采集数据时,会遇到GNSS偶然失锁的可能,进而影响移动测量设备局部采集数据的精度。本文从宏观上设计了移动测量设备的失锁试验,并分析对比试验数据,得出了失锁状态下移动测量设备的数据精度随时间的变化规律。

PCI gxl与ERDAS Imagine在西部地理国情普查DOM生产中的对比研究

孟小梅, 谢三五, 李昕, 杨红艳, 朱仁义, 周涛

2015, 0(8):  63-65,86.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0246

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PCI gxl和ERDAS Imagine是目前数字正射影像(DOM)生产中常用的应用软件。本文通过西部地理国情普查DOM的生产,对两种软件平台进行了详细的生产技术对比和细节分析,总结阐述了两者在生产中的实际应用情况,以为类似困难地区的DOM生产提供借鉴。

高分辨率遥感影像下线特征提取方法比较

杨志刚, 张世奇

2015, 0(8):  66-69.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0247

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在摄影测量、遥感、计算机视觉等领域,线特征提取的算法层出不穷,因此获取算法的特性和适用范围至关重要。本文采用几种具有代表性的线特征提取算法,通过高分辨率遥感影像下线特征的提取试验,分析了各种算法的参数自适性,从自适性、速度、稳定性、可靠性、自动化程度等5个方面对算法进行了分析比较,并总结得出算法的适用范围。

短基线集技术在地表形变监测中的应用研究

谢荣安, 周元华, 胡争

2015, 0(8):  70-73.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0248

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通过选取覆盖珠海地区的34景ASAR数据,采用短基线集(SBAS)技术对该地区进行了形变监测,并通过实地考察对InSAR结果进行了验证,同时对形变结果及原因进行了分析和讨论。结果表明,珠海市的地表沉降多发生在沿海、沿河区域,沉降速率主要集中在15 mm/a左右,局部区域达到30 mm/a,监测结果与实地考察结果吻合良好,从而验证了SBAS方法监测地表形变的可行性。

卡尔曼滤波算法在长白山天池火山水准测量中的应用

刘俊清, 武成智, 肖辉锋

2015, 0(8):  74-77.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0249

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基于长白山天池火山多期一等水准监测数据资料,对其利用卡尔曼滤波算法进行动态平差,获得天池火山地表垂直形变的变化速度与年变化速率(加速度),结果表明天池火山锥体北侧垂直形变准确地反映了2002年的火山扰动事件,而且水准点位置与其相应的垂直形变量完全符合Mogi的火山膨胀模型。西侧水准测量平差结果反映了火山区背景形变与东北地壳的垂直运动相一致。充分说明这种平差方法完全适合火山区无起算点的多期复测水准网的动态平差计算。

有限元模型下大桥合龙顶推方案的研究

孙清娟, 赵杰

2015, 0(8):  78-81.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0250

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为保证高墩六跨连续刚构桥顺利合龙,结合城川河大桥工程实例,运用Midas/Civil软件建立了该桥的有限元模型,模拟其施工过程。按照先中跨、后边跨、再次中跨的合龙顺序,考虑混凝土长期收缩徐变作用及合龙温差对主梁与桥墩的变形与受力的不利影响,分别提出不施加顶推力、在次中跨跨中施加顶推力、在中跨和次中跨跨中施加顶推力3种顶推方案。并对顶推位移量、顶推力的大小进行了计算分析,将3种顶推方案在成桥状态下对结构内力的影响进行对比分析。计算结果表明,施加顶推力方案与不施加顶推力方案相比,能明显改善墩底受力,同时对跨中下挠有一定改善作用。经综合比较,方案2与方案3的计算结果基本一致,但方案2施加4对顶推力,施工复杂且工作量较大,故选择方案3为施工合龙方案。

施工控制与碎部测量同步实施方案及其应用

陈永林, 柳永全, 李辉, 殷耀国

2015, 0(8):  82-86.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0251

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GNSS技术已经广泛应用于工程测绘。对于线形工程,其特点是工程区域长宽比大、线路长而工作面窄,利用GNNS技术常规方案进行测绘,外业时效低而成本高。本文提出了一种施工控制与碎部测量同步实施方案,在充分利用人力、物力的基础上节省时间,对有序安排作业、保证数据质量、提高工程效率和经济效益具有积极意义。该方案在宁夏昌、滂渠测绘工程中得到应用,提高外业时效达22%,节约了外业成本。

适用于县级大比例尺测绘的平面直角坐标系整合方法与实践

钱小龙, 刘一凡, 廖继革, 朱会宗

2015, 0(8):  87-89.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0252

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县(市)开展大比例尺测图时,应首先收集已有的测绘成果及采用的平面直角坐标系统。当测区处于国家统一3°投影带边缘或测区高程较大时,为满足每千米长度变形值不大于2.5 cm,必须建立相应的地方平面直角坐标系。本文针对某县已经建立的基于多种平面直角坐标系的测绘成果,介绍了一种将现有测绘成果转换到地方平面直角坐标系的方法。

利用激光点云数据进行大比例尺地形图测绘的方法

吴晓章, 谢宏全, 谷风云, 刘春秀, 徐迎晨, 张念坤

2015, 0(8):  90-92.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0253

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选择校园内具有典型地物的长方形区域为试验对象,依据仪器功能与测区情况介绍了获取点云数据的技术方案与实施过程,以及点云数据的预处理方法,详细阐述了大比例尺地形图制作方法,并与全站仪测图方法进行了对比分析。试验研究结果表明,采用激光点云数据制作大比例尺地形图技术方法可行,精度能够满足要求,但要做到广泛应用,还有许多问题有待解决。

历史地图集优化设计与实践——以《广西历史地图集》为例

韦清嫄, 周长山

2015, 0(8):  93-96,109.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0254

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以《广西历史地图集》总体设计及样图制作为例,对历史地图集优化设计与表达方法进行了研究和探讨。实践证明,优化地图设计可有效提高历史地图集的艺术美感,为《广西历史地图集》的编制出版及今后各类历史地图集的设计提供了有益的经验和参考。

《中国·武汉》丝绸地图创意设计赏析

刘美春, 肖剑平, 娄坤

2015, 0(8):  97-100.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0255

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丝绸地图作为一种特殊材质的专题地图,在印刷工艺和使用功能上与纸质地图存在着很大的差异,其艺术表现效果是人们关注的焦点。本文对《中国·武汉》丝绸地图的设计思路、表达内容、技术手段和设计效果等几个方面进行了论述,与地图设计同行及该图的读者共同分享其创意设计特色。

机载LiDAR支持下的铁路地目二三维一体化管理系统

卢小平, 陈曦东, 武永斌, 李国清, 钱小龙

2015, 0(8):  101-104,129.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0256

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综合利用机载LiDAR点云数据和航空影像提取铁路轨道及铁路附属设施等铁路专题信息,研究制定了铁路数据标准,设计建立了铁路专题符号库,并与基础地理信息进行重组、整合及服务发布,构建了权威、统一和通用的铁路地理信息公共平台,为铁路各部门信息化建设提供网络地理信息服务。在此基础上,利用面向对象和组件化的设计思想研发了“铁路地目二三维一体化管理系统”,并建立二三维对照动态符号模型库,设计并实现了指定区域断面自动生成与土方量计算、铁路宗地与地籍档案管理等功能,为铁路勘测设计、线路改造、资产清查、应急抢险指挥决策等提供了可靠的服务保障。

靖江王陵三维数字化系统设计与关键技术研究

周国奎, 张帆, 张慎满, 曾祥忠

2015, 0(8):  105-109.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0257

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利用激光扫描、无人机航摄等测绘手段对靖江王陵陵墓遗址建立了三维数字化信息系统,将数字化保护与考古研究有机结合,设计了系统的技术路线,研究了涉及的激光点云球面投影的三角网构网、高保真度纹理映射、多源数据融合的陵墓三维场景建模和文物信息组织与查询等关键技术,采用高真实感仿真和高效信息查询技术可逼真表现文化遗产场景、查询文物信息。通过本文工作建立的靖江王陵三维数字化系统在靖江王陵文化遗产的保护、考古、旅游、文化传播、信息化建设等方面有着重要的意义。

制图数据自动对象化方法研究

王宏, 陈燕妮

2015, 0(8):  110-111,118.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0258

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随着天地图项目的深入推进,建立每个城市统一、权威的基础地理信息数据库已成为一项基础工作。由于历史原因,各地现有数据基本都是以制图为目的的图形数据,如何快速、高效地对这些数据进行对象化并建立标准数据库具有非常重要的实际意义。本文采用模式识别等技术对图形数据进行了快速自动化处理,大大提高了生产效率,同时也提高了产品质量。

在GEOPAK中用高程点和断裂线生成等高线的关键技术

孙晓云, 毛文军, 王晓东

2015, 0(8):  112-114,122.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0259

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在航测数据生产中经常会用到制作DTM和生成等高线的软件,本文详细介绍了一款在MicroStationV8环境下的工程设计软件包——GEOPAK在生成等高线方面的应用,通过详尽的操作步骤说明、各项设置的选择、以及使用中的注意事项,使读者可以迅速掌握GEOPAK在生成等高线方面的应用。

SOA下市区公房管理信息系统的设计与实现

李江, 李自

2015, 0(8):  115-118.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0260

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为了提供实时、准确的公房信息,使住房保障管理工作更加高质高效,提出了构建基于GIS的直管公房管理系统。以“数字清远”地理信息公共服务平台地图服务为基础,利用SOA核心架构,采用Openlayers开发接口,根据公房数据的特征,设计并实现了该系统,并重点介绍了该系统的设计方案、功能和应用场景。

结合机载LiDAR技术的移动端的开发及应用

张天巧

2015, 0(8):  119-122.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0261

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介绍了机载LiDAR技术的特点,针对LiDAR数据在GIS移动终端上的应用,运用面向地理信息服务的思想,探讨了移动终端上地理信息应用的整体架构,设计了基于移动终端的通用地理信息应用模式,并以高尔夫球助手软件为依托,设计了移动终端上的移动GIS原型系统,实现了移动端的GIS应用。

测绘应急数据管理平台的设计与实现

耿丽丽, 甘泉, 杨雪, 张伟

2015, 0(8):  123-125.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0262

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在应对自然灾害等突发应急事件中,测绘行业采集了大量的应急数据,但日积月累的应急数据种类繁多,且较分散,缺乏统一的维护管理。本文研究设计了测绘应急数据管理平台,实现了数据库中应急数据的快速查询、检索、浏览、提取与服务等功能,对应急数据进行了规范化、全过程的管理,为突发事件应急指挥、灾情趋势分析、灾情事件回溯等提供了坚实可靠的数据基础。

ArcGIS下附件资料管理方案的研究

徐佳沅, 王斌

2015, 0(8):  126-129.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0263

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各行业基于GIS的专题数据中,除了GIS数据,还有大量相关联的图文附件资料,这些附件数据的存储方式往往独立于地理空间数据,造成了数据不便于以空间位置来进行管理。为了解决这一问题,本文研究了两种ArcGIS下的附件资料管理方法,为数据附件资料的管理提供了高效便捷的方案。

测绘地理信息教学

“测绘法规与管理”课程教学策略体系的研究与实践

李峰, 刘小阳, 宋萍, 孙广通, 刘军

2015, 0(8):  130-132.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0264

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在分析“测绘法规与管理”课程特点及教学目标的基础上,根据课程在教学过程中出现的问题,通过采取测绘案例教学法和实践教学法相结合的模式构建了新型教学策略体系,并重新设计了课程教学内容,改革了考核评价方式,在实践中取得了良好的教学效果。