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2022年 第0卷 第5期    刊出日期：2022-05-25

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综述

监控视频与地理信息融合技术发展综述

韩世静, 苗书锋, 郝向阳, 陈润泽

2022, 0(5):  1-6.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0132

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监控视频在智慧城市、平安城市的安防、管理中发挥着重要作用。虽然视频数据具有实时、直观、丰富的特点,但与地理信息的耦合分析程度不高,无法有效利用视频本身的空间信息。同时,地理信息实时性差、更新慢,无法反映动态变化的场景。为了达到更好的效果,国内外很多学者、行业人员综合两者的优势,对监控视频与地理信息的融合开展研究。本文介绍了监控视频与地理信息融合的关键技术,分析了两者融合的研究现状及应用领域,最后结合遇到的瓶颈和困难,指出了今后可能的发展趋势。

露天矿边坡稳定性监测方法研究现状及进展

陈兰兰, 夏益强, 肖海平, 刘小生

2022, 0(5):  7-13.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0133

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边坡稳定性监测是有效预警滑坡的重要手段,本文在总结国内外文献资料的基础上,从不同的技术手段、不同的使用范围分析了边坡稳定性监测方法的利弊及其适用性,监测技术实现了从点到面、从坡体表面到坡体内部、从人工测量到自动化和智能化监测、从近距离监测到远程监控等方向的转变和发展。针对边坡稳定性监测技术研究中存在的问题,提出了采用空-天-地-内一体化监测,实施多源监测数据融合,以及稳定性动态评价和远程监测一体化交互的观点,以提高边坡稳定性预警的可靠性和远程监测的时效性,为降低矿山的生产成本,保障矿山的安全实施提供重要的技术支持,也为相关领域的研究提供参考。

水体变化遥感监测

一种提取北部湾沿海地区水体信息的动态阈值方法

任超, 邓诗琴, 高懋芳

2022, 0(5):  14-19,37.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0134

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准确地获取水体分布信息与水体变化规律在流域综合治理等方面具有重要意义。本文基于高分六号(GF-6)影像与Landsat 8影像,选取北部湾海域作为测试研究区,在海洋水体指数(OWI)基础上,针对水体光谱特性,分析了水体像元OWI与归一化植被指数之间的相关性,基于两种指数动态平衡,提出了一个稳定性较高的动态阈值的水体提取方法,并进行了试验验证。试验结果表明,动态阈值方法能够稳定、准确地提取水体信息,避免了人为设定阈值存在的误差,并且本文提出的指数无论是针对国产高分影像还是其他光学影像,都具有较好的普适性,可应用于沿海海岸线的监测等方面。

一种基于Landsat 8的多波段组合水体指数模型

王春霞, 张俊, 李屹旭, 范成成

2022, 0(5):  20-25.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0135

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本文通过分析水体在Landsat 8数据中可见光波段和近红外波段的波谱差异,将Landsat 8数据中可见光波段作为一组,近红外波段和中红外波段作为另一组,构建了多波段组合水体指数(MBCWI)模型。基于Landsat 8数据在合肥、安康和康定地区共3景数据5种不同场景进行水体提取试验。结果表明,该模型不仅能够抑制云层、阴影、裸土、亮色地物和建筑物等对水体提取的影响,还能较好地提取出含有大量蓝藻的水体,且阈值稳定,Kappa系数优于0.968 5,总体精度高达99.69%,总体误差小于8.92%。相较于其他水体指数而言,提取精度显著提高。

顾及GF-3影像纹理特征的洪涝范围提取方法

郁宗桥, 王育红, 刘文宋, 左雨芳, 冯锋

2022, 0(5):  26-31.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0136

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洪涝灾害给社会、经济造成巨大损失,及时、快速监测洪涝范围在抗灾救灾中具有重要意义。合成孔径雷达(SAR)由于其主动式微波成像的机理,可为全天时、全天候、大范围洪涝灾害监测提供支持。本文首先以高分三号(GF-3)卫星影像为数据源,基于灰度共生矩阵(GLCM)、局部二值模式(LBP)等6种纹理描述方法提取138个SAR影像纹理特征;然后利用随机森林(RF)指标重要性评估功能,筛选出重要性得分较高的纹理特征进行水体信息提取;最后结合数学形态学对初始水体提取结果进行后处理,评估安徽巢湖附近区域洪涝灾害。试验表明,本文方法的水体提取精度优于传统阈值法(Otsu)及分类算法(KNN和SVM),可有效提取洪涝灾害的影响范围,为选取合适的SAR影像纹理特征进行洪涝范围快速监测提供参考。

基于GF-6的可可西里典型湖泊水体面积提取方法研究

王仁军, 刘宝康, 杜玉娥, 张红丽, 于志远

2022, 0(5):  32-37.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0137

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湖泊是气候变化的敏感指示器,快速准确地获取湖泊水体信息对区域气候变化研究、区域生态环境保护和治理具有重要意义。本文基于高分六号(GF-6) WFV数据,以可可西里地区4个湖泊为研究对象,分别采用单波段法、波段差值法、归一化差异水体指数(NDWI)法提取了水体面积,并以目视解译所得结果作为参考标准,对不同方法的提取结果进行了精度评价。结果表明,单波段法易受浅水区水体影响,但受积雪的影响较小,而波段差值法和NDWI法受积雪影响较大;NDWI法虽能有效提取浅水区水体,但仍受一定程度湖底沉积物的影响;波段差值法与单波段法和NDWI法相比,能有效区分浅水区水体和背景地物。

学术研究

YOLO v4框架下Multi-Patch多帧增量式交通视频目标检测

文奴, 郭仁忠, 贺彪, 万远

2022, 0(5):  38-44.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0138

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提升目标检测模型的泛化能力是计算机视觉领域的研究热点和关键难点。本文提出了一种Multi-Patch方法和多帧增量式预测策略,提升了不同场景下交通视频目标检测的稳健性,有效解决了目标尺度多变导致的视频中目标召回率低的问题。根据视频分辨率和目标尺寸,基于Multi-Patch方法自动将视频帧分割成最佳输入尺寸,使用YOLO v4神经网络并关联连续帧的上下文信息,采用增量式预测策略降低视频目标检测的漏检率,提升不同场景下视频目标的检测置信度得分和召回率。采集不同拍摄条件下的交通视频,验证该方法的有效性。试验结果表明,本文提出的目标检测方法召回率在80%以上,置信度平均得分在0.84以上。

利用GRACE/GRACE-FO时变重力场数据量化长江流域干旱事件特征

崔立鲁, 何明睿, 张诚, 邹正波, 汪晓龙

2022, 0(5):  45-48,55.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0139

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针对区域干旱事件特征精确量化的问题,本文首先提出了一种基于GRACE/GRACE-FO时变重力场数据的干旱事件评估方法,然后对基于GRACE/GRACE-FO数据的干旱指数进行了验证,最后利用上述评估方法探测了2002年4月—2020年12月长江流域发生的干旱事件,并对上述干旱事件特征进行量化分析。结果表明:在长江流域内,本文构建的干旱指数与传统干旱指数具有很好的一致性。在研究时间段内长江流域发生了8次较大的干旱事件,其中最严重的发生在2002年9月至2004年7月,共计持续了23个月,干旱严重程度为-14.07,平均40%的流域面积受到了干旱灾害的影响。

Google Earth Engine平台下秦岭地区植被覆盖时空变化分析

赵侃, 师芸, 牛敏杰

2022, 0(5):  49-55.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0140

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秦岭地区植被覆盖动态变化对其生态环境有重要影响。本文利用Google Earth Engine云平台,选取1986—2019年Landsat TM/OLI地表反射率数据,结合像元二分模型估算秦岭地区植被覆盖度(FVC);通过年际变化斜率、变异系数、Hurst指数等评价指标,对FVC的时空变化、稳定性和持续性变化进行分析。此外,探究FVC与气温、降雨的耦合关系,并分析土地利用变化对FVC的影响。结果表明:34年间,秦岭地区FVC整体上呈现良好的状况,中高等及以上植被覆盖区达73.11%;FVC由1986年的62.86%增长到2019年的70.01%,植被活动在不断增强;FVC的变异系数均值为0.34,标准差为0.45,其稳定性与其空间分布呈高度自相关性;秦岭地区的植被覆盖变化受气候变化和人为因素的共同影响。

基于多时相遥感的鄂尔多斯市不透水面变化分析

赵传武, 吴子若, 张玉环, 郭伟

2022, 0(5):  56-61.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0141

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不透水面作为城市发展和生态环境的重要评估因子,在保障生态环境健康和城市可持续发展中具有重大意义。本文以鄂尔多斯为研究区,通过融合多时相Landsat和夜间灯光数据,提取1990—2019年的不透水面信息,并利用重心分析法、标准差椭圆理论和景观指数理论分析时空演变规律。研究结果表明:①1990—2019年鄂尔多斯市不透水面经历了快速扩张;东北部不透水面覆盖度高于西南部;不透水面的扩张模式总体上表现为“向外扩张-向内加密”。②东北部扩张速度减缓,西南部扩张速度增快。③不透水面扩张的方向性减弱;不透水面扩张的方向有由“东北-西南”向“东-西”转变的趋势。④斑块数量及边缘斑块破碎度增加,城市与郊区的连通性增强,城市有向周边郊区扩张的趋势。本文研究对于进一步了解城市生态环境健康与城市可持续发展的相关关系具有一定的参考价值。

基于遥感影像的鄱阳湖地形提取方法

张龚泉, 岳建平, 刘胜男, 王海龙, 杨智翔, 周航宇

2022, 0(5):  62-66,73.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0142

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采用遥感影像进行湖底地形反演具有操作简单、处理周期短的优势。本文提出了一种基于克里金法的湖底地形反演方法,以鄱阳湖为研究对象,通过分析周边8个水位站的空间位置与水位间的相关性,获取湖区边界水位变化趋势,利用克里金法反演湖区边界点的水位,将边界点的水位作为高程点进行湖底地形反演,并用实测湖底地形数据验证反演方法的可靠性。研究结果表明,通过克里金插值法反演得到的湖底地形,交叉验证的误差标准平均值在0.2 m以内;地形反演平均绝对误差在1 m以内,说明该方法可用于湖底地形反演且反演精度较高。

端到端堆叠沙漏网络的遥感影像建筑物轮廓重构

张兴忆, 李佳田, 杨汝春, 陆大进, 张泽龙, 杨超

2022, 0(5):  67-73.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0143

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针对如何以端到端可训练的方式重构建筑物轮廓的问题,本文提出了一种端到端多残差模块堆叠沙漏网络的建筑物轮廓重构方法。首先,采用多残差模块堆叠沙漏网络提取建筑物角点和边缘特征;其次,利用角点检测模块匹配对应角点的相对位置,以获取候选角点;然后,通过线段采样将候选角点生成候选轮廓线;最后,线验证模块利用候选线段及多残差模块堆叠沙漏网络得到特征图,并验证每个线段是否为建筑物轮廓线,以获得建筑物轮廓重构结果。试验结果表明,在SpaceNet建筑物数据集上,本文方法能检测出建筑物角点及边缘,并有效实现了以端到端可训练的方式重构建筑物轮廓。

复杂场景下农村道路裂缝分割方法

张晋赫, 秦育罗, 张在岩, 宋伟东, 朱洪波

2022, 0(5):  74-78,88.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0144

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针对农村道路裂缝识别中存在训练样本数量少、场景单一、提取结果不准确等问题,本文首先依托辽宁省多年份实测道路图像数据,构建具有多种类、多场景的路面裂缝数据集(PCDs),以ResNet50为编码器、SegNet为解码器,构建路面裂缝图像识别模型Res-SegNet,通过增大卷积核的大小获取更丰富的裂缝信息,使用Focal Loss损失函数,令模型更专注困难样本。然后采用分块预测方法提升裂缝在图片中的占比,使图片预测更加精细。最后通过网络模型和预测方法进行对比试验。结果表明,使用Res-SegNet识别PCDs的测试集,在不同的场景中F值为0.691,使用Res-SegNet结合分块预测识别PCDs的测试集,在不同的场景中F值达0.753。

超体素约束下的主动再学习LiDAR点云分类框架

谭玉慧, 刘欣怡, 张永军

2022, 0(5):  79-83,100.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0145

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针对点云分类的监督方法需要大量的训练样本、人工标注成本高的问题,本文提出了一种超体素约束下的主动再学习点云分类方法。首先,对点云进行特征提取;然后,通过超体素约束下的主动学习方法选择训练样本并进行人工标注;最后,利用再学习方法进行后处理,通过迭代计算类别统计特征不断优化分类结果。试验结果表明,相比于使用全部训练样本,超体素约束的主动学习方法可以在不足全部样本6%的情况下,达相同的分类精度,从而大幅度减少了人工标注成本,且经过再学习算法后进一步提高了分类精度。

基于地表类型的山地海绵城市生态建设评估

潘建平, 付占宝, 程卫华, 陆世安, 李鑫, 孙博文, 黄桂萍

2022, 0(5):  84-88.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0146

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建设海绵城市是城市雨洪管理的重要举措。但山地海绵城市建设仍在发展探索阶段,并未建立全面的评估体系。目前,山地城市建设未充分利用地表类型信息及评估标准较少结合地形因素。针对此问题,本文基于城市地表覆被类型和地形因素,建立山地海绵城市的生态评估指标。首先获取研究区域两时相地类信息;然后计算地类变化检测结果,并结合高程和坡度评估区域海绵城市建设;最后经评估可知,在两时相间,绿地率增加了0.22%,不透水面率增加了0.46%,建设用地向中地势区间发展,同时获悉其余地类间的变化状况。结果表明,该区域绿地率增加,天然水体保护较好,透水面占比大于不透水面,生态建设与建设用地发展符合山地海绵城市建设原则。

利用GRACE数据进行京津冀地区地面沉降与地下水耦合分析

张玉鹏, 张永红, 刘青豪

2022, 0(5):  89-94,125.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0147

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地下水的过量开采已导致京津冀地区出现严重的地面沉降,为了分析地下水与地面沉降之间的耦合关系,首先利用GRACE-FO数据与GLDAS数据反演出京津冀地区2016—2019年地下水变化时序;然后利用MCTSB-InSAR技术反演出该地区同时段的沉降变化时序。通过试验分别获取地下水与地面沉降的差分变化序列和变化趋势线,并引入非弹性存储系数分析地下水对地面沉降影响力的变化规律。结果表明:①当地下水迅速升高或降低时,地面沉降速率减小或增大;当地下水持续升高时,地面沉降接近停止。②沉降越严重的区域,地下水与地面沉降变化趋势的相关性越强。③由地下水变化引起沉降的能力,随沉降等级升高而变大,且该能力在不同沉降等级中随时间变化的趋势也不同。

利用地面三维激光扫描进行桥梁挠度变形分析

赵立都, 向中富, 周银, 马下平, 张双成, 司梦元, 陈茂霖, 胡川, 潘建平

2022, 0(5):  95-100.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0148

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针对常规桥梁挠度变形分析方法仅能获取有限数量离散监测点的几何变形,且存在自动化程度低、效率低、局限性大的问题,本文提出了一种基于点云数据的桥梁挠度变形分析方法。首先通过地面三维激光扫描仪获取桥梁变形体上的点云数据,经过精确配准,获取可靠点云数据。然后利用滑动窗口法得到桥梁线形,并通过两期线形叠差分析得到桥梁挠度变化。最后以跨度40 m+65 m+40 m的连续钢构桥实体工程为试验对象,利用本文方法发现该桥梁存在最小值为8 mm、跨中最大值为17.5 mm、平均值为14.9 mm的挠度变形。结果表明,该方法理论严密、计算效率高、简单实用。研究结果对三维激光扫描技术在变形监测领域的深度应用有重要借鉴意义。

复杂环境磁转向检测HDE辅助的RTK+IEZ行人定位方法

张超, 江金光, 吴家骥, 谢东朋, 严培辉

2022, 0(5):  101-105,149.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0149

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针对复杂环境下传统INS-EKF-ZUPT (IEZ)方法中存在位置及航向误差累积导致定位精度差的问题,本文提出一种能与RTK一同融入IEZ中的磁转向启发式航向约束(MTHDE)算法,并结合该算法设计了一种适用于四正交主方向场景的RTK+IEZ+MTHDE行人定位方法。在具有开阔地带、林荫道、林荫道及建筑半遮挡、室内等场景的约800 m矩形试验轨迹中,对该方法进行了验证。结果表明,RTK及MTHDE算法对IEZ的位置及航向进行了有效的修正,在12个参考点的试验轨迹中,该方法的平均平面定位误差为1.35 m,优于传统RTK+IEZ方法。

融合地理探测器和地理加权回归的太原市建设用地变化因素研究

张瑞, 李朝奎, 姚思妤, 李维贵

2022, 0(5):  106-109,119.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0150

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准确地识别城市化进程中建设用地的变化情况及其背后的驱动力,对城市后续的可持续发展具有重要意义。本文首先以2000—2020年遥感影像为基础,对太原市建设用地空间分布变化进行研究,然后结合地理探测器模型和地理加权回归模型,对研究区建设用地的空间分布影响驱动力因子进行研究,得到以下结论:除政策因素外,现有的城市建设用地空间分布变化还受到高程、交通、GDP、人口等因素的显著作用。太原市城市建设用地变化的布局不单是GDP变化、人口变化、海拔高度、公路网密度4个显著性因子均匀、独立、直接作用的结果,而是具有空间异质性的各因子两两交互作用后增效的产物。本文成果有望为城市建设用地驱动力研究提供一种新思路。

CPU+GPU异构环境下数据密集型矢量多边形地理大数据并行框架

徐云耘, 周琛, 李满春

2022, 0(5):  110-119.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0151

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本文提出了面向CPU+GPU异构环境的数据密集型矢量多边形地理大数据并行计算框架(PFGAP)。PFGAP将数据密集型矢量多边形地理大数据的并行计算分解为算子、数据、粒度、并行环境及任务调度5个模块,分别设计相应的负载均衡并行计算策略;通过封装并行计算实现细节及数据密集型多边形算子的快速并行化。试验采用多边形三角剖分、栅格化及投影变换作为测试算例,采用土地利用数据作为测试数据,在不同类型的并行环境中计算并行效率。结果表明,PFGAP能很好地适用于不同类型的数据集、算子及并行计算环境。利用PFGAP实现的并行算法显著地降低了串行执行时间,取得了40.03的最优并行加速比。试验还分别测试了各个模块涉及的并行策略,结果表明取得的并行效率优于现有并行策略。

结合地名知识和位置信息的中文地名匹配方法

姜松言, 宋国民, 贾奋励, 陈令羽, 张蓝天

2022, 0(5):  120-125.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0152

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针对中文地名数据中存在的“同名异地”“异地同名”等歧义问题,本文提出了一种结合地名知识和位置信息的地名匹配方法。首先基于特征词的规则匹配模式对地名名称结构进行了解析。然后结合地名的位置信息实现中文地名匹配;同时,基于地名的行政区划信息和实体信息关联多源地名数据,构建地名知识库。最后以兴趣点数据为例,基于名称相似度和位置相似度匹配地名数据中的地名信息,并以知识图谱的形式进行存储和表达。

技术交流

基于HRNet的高分辨率遥感影像建筑物变化信息提取

陈智朗, 付振华, 朱紫阳, 王慧慧, 刘沁雯, 杨钰灵, 许耿然

2022, 0(5):  126-132.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0153

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建筑物图斑变化检测是遥感影像信息提取的重要内容之一,对于土地调查、自然资源常态化监测、土地执法监测等具有重要意义。岭南地区建设结构复杂,高分辨率遥感影像信息丰富,包含建筑结构细节多种多样,加上成像的季节不同、时间不同等因素导致建筑物变化信息的自动提取十分困难。针对此问题,本文提出了基于HRNet的语义分割模型,通过筛选保留高分辨率的特征层,从而保留更细节的图像信息。此外,结合图像分割二值化对结果进行优化,在一定程度上提高了高分辨率遥感影像建筑物变化自动检测的能力。

无人机倾斜摄影铁路轨道线高精度自动重建

王广帅

2022, 0(5):  133-139,156.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0154

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针对既有铁路测绘上线难、作业效率低及测量精度不足的问题,本文提出了一种基于无人机多视图几何原理的铁路轨道线高精度重建方法。首先从无人机影像上提取线特征;然后采用像方测度获得候选匹配线,基于物方距离测度进行Powell优化,获得精确的钢轨线匹配结果;最后,将影像钢轨线匹配结果作为观测值,以钢轨线反投影距离作为测度,最小二乘优化物方钢轨直线段坐标。试验结果表明,本文方法实现了影像轨道线自动匹配与高精度平差解算,像方反投影残差优于0.5像素,轨距和高程的内符合精度分别为0.006和0.005 m。解算成果的平面高程绝对定位精度可达到2 cm左右,平差模型收敛性良好,可以满足工程应用的需要。

机载LiDAR点云密度对DEM精度的影响

王道杰, 陈倍, 孙健辉

2022, 0(5):  140-144,169.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0155

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机载激光雷达技术(LiDAR)作为一项先进的遥感技术,是植被覆盖区DEM获取的重要手段之一,而不同地形坡度条件及点云密度对DEM产品质量有重要影响。本文以辽宁省某市的机载LiDAR数据为基础,选取5种不同地形坡度的点云数据,通过随机、等间距及基于曲率3种不同的点云抽稀方法,按照点云保留率为80%、60%、40%、20%和10%共5个不同梯度的抽稀倍数对原始点云进行抽稀简化处理,生成与之对应的DEM并对其进行精度评价,以此研究地形坡度、点云抽稀方法、抽稀倍数对DEM精度的影响。结果表明,DEM精度与地形坡度呈负相关关系,即RMSE随地形坡度升高不断增加;基于曲率的抽稀方法在地形坡度＞30°时,相较于其他两种方法RMSE较小,具有明显优势;40%的点云保留率是平衡DEM精度与数据存储效率的一个节点,当点云保留率<40%时,DEM的高程RMSE会迅速增大。该研究对于利用机载LiDAR进行大范围DEM生产具有一定的指导和借鉴意义。

无人艇集群在海道测量中协同控制的实现

汪连贺

2022, 0(5):  145-149.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0156

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为了解决无人艇集群在海道测量航行过程中的一致性问题,本文采用基于一致性理论协同和控制的方法,针对无人艇集群作业开展协同控制研究,在多无人艇协同自组网测量作业中得到了应用。根据不同测量任务,设计满足条件的分布式一致性控制器。将自组网测量系统模型化,对整个编队网络构建模型矩阵及特征方程。通过分析模型矩阵的特征根,得到整个编队网络的关键信息,并加入时间约束,通过求解相应可行解,运用一致性编队控制算法,结合所得编队网络关键信息,最终使自组网编队在有限时间内快速达到目标状态一致。同时加入避碰机制,使多无人艇相互之间处于安全距离外不碰撞。在无人平台协同作业控制方面具有一定的指导和实践意义。

低纬度高海拔地区BDS/GPS/GLONASS非差非组合PPP性能分析

张东升, 张玉英, 李国柱, 赵子龙, 杨苏新

2022, 0(5):  150-156.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0157

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本文在简述非差非组合理论模型以及参数估计的基础上,结合IGS/MGEX精密轨道和精密钟差等产品,对地处低纬度高海拔的云南地区进行了BDS/GPS/GLONASS系统非差非组合PPP性能分析。通过试验研究分析得出,在该地区单系统定位模式下可视卫星数为BDS>GPS>GLONASS;组合模式下,BDS系统与其他系统的可视卫星数基本都大于GPS跟GLONASS系统组合,可视卫星数依次为GRC>GC>RC>GR,PDOP值依次为GR>RC>GC>GRC。其中,组合模式下可视卫星数基本是单系统可视卫星数的2~3倍,表明在低纬度高海拔地区BDS系统的贡献大于其他两系统。多系统组合能够获得更好的卫星几何构型,较单系统有显著的优越性。在定位精度上,7种组合模式下定位精度基本能达到厘米至毫米级。

HNGICS站ITRF2014框架下三维变化分析

高彦涛, 赵海良, 丁来中, 郭凌飞, 朱琳, 宋会传, 李春意

2022, 0(5):  157-161.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0158

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针对河南省内地表沉降问题,利用河南省地质信息连续采集运行系统(HNGICS)分析全省域内地表形变,对比时间基线为10 a的HNGICS基准站ITRF2014框架下三维坐标,获得河南省内三维速度场,分析河南省内地表形变规律与地质环境相关。结果表明:河南省内整体平面位移变化较小,平面变化10 mm以内的基准站16个,在10～20 mm之间的站点15个,整体趋势表现为由西向东,南部水平位移优势方向为东偏北方向30.7°,平均运动速率为0.87 mm/a;北部平原水平位移优势方向为东偏南方向82.6°,平均运动速率为1.6 mm/a,省域内地表存在明显的相对运动;竖直方向上,东部平原地区平均沉降速率为11.0 mm/a,山区平均沉降速率为1.4 mm/a,山区沉降速率远小于平原地区。

地理空间数据结合手机信令等多源数据刻画城市居民出行特征

王梅红, 侯笑宇, 司连法, 贺风

2022, 0(5):  162-165.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0159

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本文提出了以地理空间数据为支撑,结合手机信令、POI等多源数据刻画城市居民出行特征的方法。首先将信令数据与地理信息区块绑定,根据时间特征和地理区块的社会属性,识别居民的基本职住娱信息;然后综合民生POI点、出行特征拓展关键词、图谱等多源数据,运用工作日通勤分析模型和节假日出行特征提取模型,识别用户的通勤距离、通勤方式、日均通勤频次、周均工作时长、节假日出行场景、出行频次、驻留时长等内容,并形成涵盖职住娱信息的出行特征类标签集。以成都市为例,采集连续1个月的手机信令数据和同时期的POI等数据,验证了该方法的可行性,该成果作为反映城市实际人口规模数量和空间分布特征的城市人口地图大数据产品的重要内容,为政府部门、商企用户开展相关分析业务提供数据支撑。

测绘地理信息教学

面向新工科的行业特色测绘工程专业转型升级实践

高井祥, 陈国良, 王潜心, 李增科, 张书毕, 汪云甲, 张秋昭, 刘志平

2022, 0(5):  166-169.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0160

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教育部提出高校新工科建设目的之一是培育出具有工程实践能力的创新型人才。测绘技术发展趋势逐步从模拟测绘、数字测绘、信息测绘到智能测绘,测绘仪器和手段的发展对测绘专业建设提出了新的挑战,对人才培养所需具备的综合能力提出了更新的要求。本文以中国矿业大学矿山测量专业改造升级为例,深入探讨了新工科形势下行业特色测绘工程专业发展和创新型人才培养的改革思路,推动测绘专业从传统老专业向“空-天-地-井”新工科专业的转型升级。

测绘地理信息技术应用案例

基于LiDAR点云的复杂钢结构模型重建

徐福斌, 曲相屹, 王健, 刘秀涵

2022, 0(5):  170-173.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0161

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传统的基于全站仪等单点测量技术难以获取钢结构整体信息,且测量速度慢、模型重建精度低。针对此问题,本文将三维激光扫描技术应用于钢结构模型重建领域,提出了基于LiDAR点云的复杂钢结构模型重建方法。首先,基于标靶球和钢结构面信息实现多测站点云的高精度配准,并通过半径滤波算法去除噪点,以得到完整的激光点云数据;然后,对复杂钢结构单体模型进行分割,以实现各个部件的模型重建;最后,根据现场实测数据对重建的三维模型进行精度评估。试验结果表明,基于该方法得到的模型精度较高,与实际尺寸差值均小于1 cm,为复杂钢结构的三维模型重建提供了有效解决方案。