当期目录

2023年 第0卷 第6期    刊出日期：2023-06-25

上一期   

高精地图发展与研究

面向高精地图的局部相对位置动态生成方法及其应用

费雯凯

2023, 0(6):  1-5.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0159

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (2027KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

面向路侧智能设备与搭载高精地图的自动驾驶车辆之间信息共享、传输的应用场景,本文提出一种高精度相对位置动态生成和表达的方法。该方法依托高精地图通用关键信息进行编、解码,通过几何匹配技术实现相对位置信息传输,提升了高精度位置信息传输的安全性和不同地图间的兼容性;给出了完整的信息生成方法、编码解码流程方案,并取得了良好的试验效果。

车载导航到自动驾驶电子地图发展综述

赵明姝

2023, 0(6):  6-10,92.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0160

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4284KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

本文首先以电子地图在车载导航与自动驾驶领域的数据形态为研究对象,深入剖析了电子地图形态更递与驾驶技术发展的密切联系,伴随驾驶技术的发展,阐述各阶段地图数据内容和模型结构的显著特点;近年来自动驾驶技术迭代对地图数据不断提出全新要求,促使地图内容进一步丰富,甚至超越传统地理信息范畴,需要将环境感知数据、传感器数据、驾驶经验数据等也纳入空间数据体系,依托空间信息实现海量信息综合管理、查询、共享等,然后讨论了地理信息传输模型的拓展,证明以上需求的合理性和必然性,并以导航数据标准(NDS)为例,介绍这一理论实践;最后简要总结了相关技术发展,提出本领域的一些展望。

面向自动驾驶的高精地图数据引擎模型

王丽妍, 周勋, 胡伟, 刘立歆, 李飞雪

2023, 0(6):  11-14,19.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0161

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

高精地图为自动驾驶定位、感知、规控等模块提供诸多超感知范围的车道级地图要素,是L3及以上自动驾驶中不可或缺的一部分。高精地图精度高且数据量大,而通常自动驾驶车端算力有限,因此离不开高精地图数据引擎对要素的快速解析与动态提取。本文提出了一种面向自动驾驶的高精地图数据引擎模型,通过对高精地图进行数据转换、要素获取、地图匹配、路网构建、数据播发、车载以太网传输、路网重建与应用适配,持续高效地为自动驾驶提供所需的静态与动态要素信息,以满足车辆在行驶过程中对高精地图的实时需求。

路口内虚拟车道自动制图方法

刘大伟

2023, 0(6):  15-19.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0162

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

高精度地图在位置查找、自动导航、自动驾驶等场景中起到至关重要的作用。本文对现有高精度地图的制图方法进行了分类与总结,并指出现有制图方法存在的问题:制图效率低且没有规避障碍物,导致即使可以自动化标注路口内的虚拟车道线,但实际却不可用。本文针对现有制图方法存在的问题,设计了一种路口内可以规避障碍物(如岗亭、交通圈等)的虚拟车道线自动化制图方法。通过对北京市和上海市部分路段内的多个路口内的虚拟车道线进行自动化提取,并记录首次自动化制图提取的正确率。试验结果表明,该方法可适用于十字、X形、Y形、T形等多种路口,并且自动化标注的虚拟车道线可以规避路口内的障碍物,满足绝大多数路口内的车道线自动化提取需求,因此该方法可以满足路口内虚拟车道线的自动化制图的预期目标。通过该自动化制图方法,可以快速自动标注路口内的车道线,大大提高制图人员的制图效率。

学术研究

海洋塑料垃圾卫星遥感探测方法

李鹏, 周虹利, 林是聪, 王厚杰, 李振洪

2023, 0(6):  20-26.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0163

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (13046KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

海洋塑料垃圾广泛分布于近岸海域、大洋环流带等表层水体,严重危害海洋生物与人类社会可持续发展。受海洋塑料目标样本少、尺度小及卫星遥感传感器空间分辨率的限制,精确探测海洋塑料垃圾的时空分布特征具有重要的现实意义。本文利用Sentinel-2卫星遥感影像,基于已知海上塑料和其他漂浮物光谱特征,提出了一种反射率特征分类方法,用于探测与识别全球多个海域的海上漂浮塑料。该方法通过结合不同波段的反射率阈值与峰值特点,总体精度达到98%,F值为0.85,优于传统机器学习分类方法,有助于海洋塑料垃圾的变化探测与影响机制研究。

基于多源遥感的黄河三角洲湿地动态监测

樊彦国, 王杰, 樊博文, 徐梓耀

2023, 0(6):  27-35.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0164

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5532KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

城乡建设的逐步推进与自然生态环境保护之间的矛盾愈发激烈,我国对黄河三角洲湿地区域的发展高度重视,迫切需要对黄河三角洲近年来的动态变化信息进行监测、提取与分析。本文利用2000—2021年8景Landsat光学影像与2015—2021年34景Sentinel-1降轨VV极化SAR影像,对黄河三角洲湿地区域的宏观(土地利用)、微观(地表形变)信息进行提取,并结合社会经济、自然环境数据进行驱动因素分析。结果表明:2000—2021年黄河三角洲湿地区域土地利用格局未发生显著变化,但土地利用程度逐步提高;2015—2021年黄河三角洲湿地区域的地表形变程度空间分布极不均匀,最大沉降速率达-43.643 mm/a,最大抬升速率为0.136 mm/a;人类活动和社会经济是引起该区域地表信息变化的主导驱动因素。

GEE支持下联合植被物候特征与机器学习的入侵植物互花米草提取

刘明月, 郑浩, 陈星彤, 杨晓芜, 宋敬茹, 张永彬, 满卫东

2023, 0(6):  36-43.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0165

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

外来物种入侵威胁生物多样性,破坏生态系统的结构与功能。互花米草作为我国首批16种外来入侵物种名单中唯一的海岸盐沼植物,对其实现快速精准的识别对滨海湿地可持续发展与管理具有重要意义。本文基于GEE密集时序Sentinel-2影像,利用HANTS算法拟合NDVI时序曲线,采用J-M距离优选互花米草识别关键物候期,综合关键物候期Sentinel-1雷达、Sentinel-2光学影像与DEM数据,构建光谱、雷达、地形、纹理特征集,分别采用支持向量机(SVM)、分类回归树(CART)、随机森林(RF)和梯度提升树(GTB)4种方法实现盐城滨海湿地互花米草信息提取。研究表明:①基于HANTS算法与J-M距离优选的互花米草识别关键物候期为成熟期和衰老初期(10—11月),关键物候期内互花米草与土著植物的可分离性显著提高;②利用关键物候期内多源特征集训练SVM、CART、RF与GTB分类器,互花米草F1值分别为0.95、0.93、0.97、0.95,RF分类效果最优;③盐城湿地珍禽国家级自然保护区核心区现有互花米草面积为3 741.86 hm²,占比16.56%,互花米草斑块表现为点源和边界源扩散,侵占土著植物群落生态位,对盐城湿地珍禽国家级自然保护区生态平衡造成巨大威胁。本文依托于GEE云平台,联合植被物候特征和机器学习算法,综合利用多源遥感数据,能够准确、快速、高效地提取滨海湿地互花米草信息。

利用Sentinel-2遥感影像分析水葫芦时空分布规律

王冬梅, 吴勇锋, 石一凡, 梁文广, 王轶虹, 潘思远

2023, 0(6):  44-49.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0166

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

水葫芦大面积暴发会对河湖防洪、供水安全,水生态造成重要影响。本文以江苏省里下河地区为研究区,采用Sentinel-2影像数据对比分析3种机器学习算法分类精度,利用最佳分类方法提取2017—2021年多期影像中的水葫芦,分析研究区水葫芦暴发年际特征及其扩散趋势。结果表明,基于支持向量机(SVM)的分类效果优于神经网络(NN)和随机森林(RF)(总体精度为84.81%～94.30%,Kappa系数为0.70～0.89);2017—2021年水葫芦面积整体呈先增后减趋势,其中,2019年水葫芦暴发达到峰值,暴发热点主要集中在阜宁县南部、宝应县中部及兴化市南部地区等行政交界和水网密集处。兴化、宝应、高邮、江都、阜宁五区县年均水葫芦面积在3 km²以上,其中兴化市年均水葫芦暴发最为频繁,面积达6.85 km²。

川藏交通廊道冰川和地表水遥感监测及耦合分析

王俪璇, 叶成名, 眭天波, 魏瑞龙, 李洪富

2023, 0(6):  50-55.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0167

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (1909KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

气候变化造成冰川退缩,青藏高原地表水对此作出快速响应。本文使用3952幅Landsat 5 TM、Landsat 8 OIL遥感影像,利用DSWE方法及FMask算法对川藏交通廊道冰川和地表水进行了长周期、大面积监测和信息提取,并结合高程数据、分水岭信息分析了冰川、地表水的时空变化特征与耦合性。结果表明:①川藏交通廊道内雅鲁藏布江与怒江流域冰川近35年退缩超5000 km²,年退缩率呈逐期递增趋势,冰川消融剧烈;澜沧江、金沙江、岷江及雅砻江流域冰川整体退缩,但近10年退缩速率减缓,局部边界有小幅扩展。②雅鲁藏布江、怒江流域地表水受冰川消融影响强烈,面积分别扩大327、155 km²;澜沧江、金沙江流域因冰川相对稳定,地表水受影响较小;岷江流域降水丰富,是地表水面积扩张的主要原因。③冰川和地表水的面积变化在不同高程区间耦合性均良好,尤其在4501～5000、5001～5500 m高程范围内,冰川面积退缩加快,同时地表水面积同期加速扩张。

云南地区积雪遥感监测及气候响应分析

杨佳欣, 李佳田, 陆美, 胡明洪, 李文, 金维, 胡浩

2023, 0(6):  56-60.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0168

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

积雪对气候高度敏感,能够对气候变化进行响应,对积雪变化的研究具有重要意义。本文基于Landsat 7 ETM SLC、Landsat 8 OLI影像,利用eCongnition面向对象提取与人机交互解译方法提取并分析2000和2020年云南地区积雪分布数据,然后结合23个气象站点、50个插值点在2000—2020年的温度、降水、降雪量和雪深记录、高程数据和等辅助数据,使用一元线性回归分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检测法,进行云南地区积雪分布现状、2000—2020年积雪变化情况及气候响应分析。结果表明:①2000年云南地区积雪总面积为1 533.1 km²,2020年为987.8 km²,2000—2020年,积雪面积总体减少545.3 km²。其中积雪减少部分面积为945.6 km²,积雪增加部分面积为400.300 2 km²,保持不变的为587.463 3 km²。②云南地区积雪分布与变化表现出显著的空间差异性。积雪面积变化集中分布在28°N—28.5°N和3.6～4.0 km高程范围内,面积分别减少16.2%和14.5%。③云南地区的温度和降水均呈显著上升趋势,每10年线性倾向量分别达0.38℃和314.7 mm,与积雪面积变化呈负相关;降雪量和雪深呈弱下降趋势,与积雪总体变化呈正相关。该研究为云南地区积雪空间分布与变化、气候变化趋势提供了支撑数据。

增强边缘信息的全卷积神经网络遥感影像建筑物变化检测

陈婕, 刘纪平, 徐胜华

2023, 0(6):  61-67.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0169

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对现有很多深度学习的建筑物变化检测方法未考虑图像的结构特征,导致建筑物边缘像素分割精度低的问题, 本文提出了一种增强边缘信息的遥感影像建筑物变化检测模型。首先采用Canny算法和概率霍夫变换算法提取双时相影像中建筑物的直线边缘特征图作为图像结构特征;然后将双时相影像及其对应的边缘特征图输入到增强边缘信息的全卷积神经网络(FCN)中;最后采用骰子损失和交叉熵损失加权组合函数衡量网络模型。试验表明,增强边缘信息的FCN网络在精度评价和视觉分析上具有一定的优越性。

基于XGBoost算法的近紫外通道地表反射率模拟

奥勇, 李红丽, 张文娟, 秦梦

2023, 0(6):  68-74,103.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0170

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

紫外谱段在全球极光探测、海洋溢油、大气辉光等领域具有重要应用价值,其地表反射特性是研究中的重要背景数据,但现有卫星数据资源较少,难以满足应用需求。针对这一问题,本文提出了基于机器学习XGBoost算法的近紫外(350～400 nm)通道地表反射率数据模拟方法。首先,选取Sentinel-2 MSI 2、3、4通道多光谱数据为数据源,结合其通道特点基于USGS地物光谱数据库获取植被、水体、土壤等典型地物光谱数据,并等效计算到相应通道。其次,对数据源和待模拟通道开展相关性分析,Sentinel-2 MSI 2、3、4通道与待模拟通道相关系数均大于0.88,这表明基于该数据源可开展近紫外地表反射率数据模拟。然后,基于等效计算后的典型地物光谱数据集,利用XGBoost算法构建近紫外通道地表反射率回归模型。精度分析结果表明,所有通道模型决定系数(R²)均达到0.91以上,均方根误差(RMSE)均小于0.076,平均绝对误差百分比(MAPE)整体在20%以内,且上述3个精度指标针对不同类别样本的标准差在0.021 2范围内,可见模型精度较高,同时具有良好的稳健性。最后,基于Sentinel-2 MSI 2、3、4通道图像数据,生成355、365、375、385、395 nm的地表反射率模拟图像,图像较好地体现了地物光谱特性。

UAV影像点云支持下的林地精细DEM建立方法

何荣, 白伟森, 代震, 翟慧鹏

2023, 0(6):  75-81.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0171

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对无人机摄影测量建立DEM时易受植被影响导致地形缺失的问题,本文提出了一种融合不同航线影像地面点云建立林地精细DEM的方法。首先,按无人机航线将影像分类,并分别提取地面点云,然后采用反距离权重约束的ICP算法构建融合地面点云,最后融合地面点云建立林地精细DEM。结果表明,融合地面点云数量为2 182 740个,密度为9612个/m²;融合地面点云建立的DEM中误差为7.3 cm,与实际地形的相关系数达到0.925;在不同植被区内,融合后地面点云建立的DEM中误差均在10 cm内,与实际地形的相关系数均在0.89以上。试验验证了本文方法的可行性和适用性,可为无人机摄影测量建立林地精细DEM提供参考。

改进哈里斯鹰优化算法在匹配地面点云孔洞修补中的应用

张炎, 刘立龙, 何广焕, 徐勇, 蒙金龙

2023, 0(6):  82-87.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0172

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对无人机匹配点云经地面点滤波后存在较多孔洞的问题,本文提出了利用改进哈里斯鹰算法优化最小二乘支持向量机修补地面点云孔洞。首先,利用八叉树结构法对滤波后的点云数据进行地面特征点提取;然后,采用非线性收敛因子和自适应逃脱概率策略对哈里斯鹰算法进行改进,并将其用于最小二乘支持向量机孔洞修补模型的参数优化。试验结果表明,与常规最小二乘支持向量机相比,组合模型的孔洞修补精度提高了34.3%,其稳定性也得到增强,具备一定的时效性和现实性。

一种改进的模糊Wishart-PSO极化SAR影像智能聚类算法

朱腾, 高照忠, 申晨, 黄铁兰, 周惠苑

2023, 0(6):  88-92.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0173

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对极化SAR影像聚类精度不高、极化参数数据量大、计算复杂的问题,本文提出了基于改进模糊Wishart距离的极化SAR影像粒子群智能聚类方法。该方法首先针对极化SAR数据分布,结合模糊划分改进传统Wishart聚类评价准则,减小孤立点噪声影响;然后根据极化散射机理完成聚类初始划分;最后在迭代寻优步骤引入粒子群优化框架,提高聚类中心有效性与分类精度。试验分别采用L波段AIRSAR数据及X波段高分辨率极化SAR数据验证了模糊Wishart-PSO聚类算法的有效性,分类结果较传统的H/α-Wishart方法合理性明显提高,聚类精度可达90%。

面向遥感地类变化检测的U型深度学习神经网络改进方法

沈鑫甦, 嵇灵

2023, 0(6):  93-97,103.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0174

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

遥感影像的变化检测在调查监测等自然资源管理中有着广泛应用。针对样本库建设成本过高、深度学习算法困难等问题,本文提出了多时相变化检测方法,以改进影像变化深度学习检测。该方法将不同时相的数据作为不同波段信息进行融合,将变化发现任务转换为图像分割任务,将土地利用矢量数据作为标签数据用于模型训练,建设深度学习样本库。对原始的U型深度学习神经网络结构进行改进,加速模型训练。试验结果表明:①多时相变化检测方法有利于模型训练过程中学习更多的特征,提升了模型的特征提取能力,可得到更好的预测效果;②模型的查全率和查准率都有一定提升,整体预测效果明显提高。

面向交通的GNSS高精度定位完好性试验分析

鲍烨青, 刘晖, 王怡欣, 钱闯, 唐健

2023, 0(6):  98-103.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0175

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着差分GNSS等高精度定位技术在陆地海洋各领域的应用逐渐普及,对高精度定位的可靠性、准确性和连续性等都提出更高要求。如何借鉴航空完好性理论和技术,发展适合于高精度定位应用完好性体系成为当下研究热点之一。本文针对陆地道路交通应用,以航空完好性理论为基础,结合国内道路交通领域的特点,对高精度定位服务系统及用户终端完好性的最低性能需求进行分析,设计道路试验,利用低成本高精度模组对大范围多场景下的道路交通GNSS完好性指标进行验证。测试结果表明:高速开阔/遮挡场景的指标可用性在行进方向和左右方向分别为73.05%/52.42%和79.27%/71.30%;低速开阔/遮挡场景的指标可用性分别为80.54%/65.65%和81.09%/61.79%。

混合滤波与改进贝叶斯相融合的室内可见光指纹定位方法

顾亚雄, 钟文

2023, 0(6):  104-109,128.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0176

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对室内环境光、噪声等因素会对移动终端接收到的可见光信号强度产生干扰从而导致定位精度不高的问题,本文提出了一种将高斯拟合+卡尔曼滤波(GF-KF)与改进贝叶斯(Improved-Bayes)融合的室内可见光指纹定位方法。首先通过GF-KF算法修正采集到的接收信号强度(RSS)作为指纹库数据,再通过对加权K近邻法的权值系数改造后与贝叶斯算法融合的方法将待测点与指纹点RSS数据进行匹配,计算分析出位置。试验结果表明,在该算法模型下,平均定位误差为1.42 cm,92.83%的测试点定位误差不大于2 cm,相较于卷积神经网络算法、加权K近邻算法和支持向量机法精度更高,稳健性更强。

多传感器融合的轨道测量系统

韩玉龙, 孙海丽, 丁志刚, 钟若飞, 杜泽君

2023, 0(6):  110-116,133.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0177

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

以多传感器集成为核心的动态观测和多源数据的协同解算是轨道工程测量的重要发展方向,并取得了重要的进展。但出于技术保护等原因,目前对多传感器整体集成的轨道测量系统相关文献研究较少。本文提出了一种基于多传感器融合的轨道测量系统及其数据处理方案,该系统以全站仪和惯导为主体传感器,采用移动测量-静止点定点校正的采集方式。在轨道几何参数解算上,研究系统针对不同的精度要求兼顾效率,给出了平差解算和单点控制两种静止点解算方案,融合固定区间滤波平滑推算动态轨迹,借助倾角姿态辅助解算轨道位置,从而实现轨道动态测量。试验表明,该系统实现了轨道线路的绝对测量,其测量轨道横向偏差精度为4 mm、垂向偏差精度为3 mm,满足现行指标要求,为轨道动态测量技术在道路和轨道运营检测与测量的发展提供了一种良好的参考方案。

FLUS-InVEST模型的北海市生态系统碳储量时空差异分析

李小军, 车良革, 胡宝清

2023, 0(6):  117-123,183.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0178

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

通过耦合FLUS-InVEST模型和2010—2020年土地利用现状数据,核算并预测自然演变情景和绿色集约生态情景下2035年城市土地利用变化及其碳储量的影响,进行空间自相关分析,以期为“双碳”目标下土地利用管理和国土空间规划提供科学参考。结果表明:①2010—2020年地类转化整体以低碳密度地类向高碳密度地类转换为主,耕地无序流向林地问题较为突出;②10年间北海市碳储量整体呈现出先减后增的趋势,整体增加4.01×10⁵ t;③到2035年,北海市碳储量预测值在自然演变情景下仍将继续降低,而在绿色集约生态保护情景中,既可充分保障社会经济高质量发展的前提下使碳储量得到缓慢恢复,又可使碳储量在未来15年间比自然变化情景下少损失1.36×10⁵ t。

技术交流

多源数据城区精细DEM建模方法

张龙其, 杜帅, 熊旭平, 张宇晴

2023, 0(6):  124-128.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0179

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

城区因建筑物密集、植被覆盖、交通流量大等,难以构建精度统一的DEM,本文基于大比例尺数字地形图、DOM、无人机摄影测量生成的DEM或基于激光雷达点云生成的DSM等数据,探讨构建精细DEM的方法。该方法首先从大比例尺数字地形图中提取等高线、高程点等用于直接构建DEM;然后提取道路边线、建筑物轮廓线、广场边界、隔离带、陡坎、湖泊边线等二维特征线要素,分别采用不同的方法融合DEM和DSM获得正确的高程信息,并结合实际情况加工处理后生成三维特征线;最后以此为基础应用具有约束的方法构建TIN模型。本文结合现有的数据源特点,分析了不同区域的模型精度。试验结果表明,构建的DEM与地形图吻合度高,可满足城区洪涝分析、精细管理、实景三维建设的需要。

利用点云空间投影概率特征的隧道钢拱架检测与提取

孙森震, 荆留杰, 王力

2023, 0(6):  129-133.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0180

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

基于三维点云扫描的隧道钢拱架支护结构快速识别与提取是隧道专用设备智能化感知的关键环节,受隧道施工环境和成本限制,专用设备台车扫描的点云缺失了强度信息,增大了钢拱架点云提取分割的难度。针对这一问题,本文提出了一种利用点云空间投影概率特征的隧道钢拱架检测与提取方法。首先,根据隧道轴线和横断面对隧道点云进行空间投影,形成基于隧道横剖面的投影图像;然后,基于钢拱架点云投影分布的特征,并结合数字图像方法,检测钢拱架投影区域;最后,提取投影区域对应的钢拱架支护结构点云,分析钢拱架位置和状态。该方法通过设置投影参数保证基于单站点云扫描数据的拱架提取的准确性和灵活性,可应用于湿喷过程中钢拱架被混凝土覆盖情况下的拱架识别定位。

融合面向对象和深度置信网络的农村建筑物信息提取

陈桥驿, 闫宇飞, 黄永芳

2023, 0(6):  134-137.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0181

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

摸清农村建筑物数量、面积和位置等相关信息是合理规划农村土地、建设美丽宜居新时代农村的基础。由于农村建筑物分布较为零散,破碎化程度严重等现象,如何运用遥感技术准确提取零散分布的农村建筑物仍存在挑战。本文提出了一种融合面向对象和深度置信网络的农村建筑物提取方法。首先基于农村建筑物的光谱、形状、纹理等特征,利用面向对象进行尺度分割;然后利用深度置信网络学习不同对象的纹理、环境等高级语义特性,提取农村建筑物信息。与影像分类常用的随机森林模型相比,本文方法在农村建筑物提取中表现较好,提取图斑边缘轮廓较为清晰完整,对于不同建筑物之间的间隙部分也能较好地识别区分,且噪声较少。结果表明该方法能有效提取农村建筑物信息。

高分七号与资源三号卫星联合服务机场净空监测

刘冬枝, 许庆领

2023, 0(6):  138-141.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0182

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对机场净空监测DSM生产需求,本文基于高精度控制资料对高分七号(GF-7)卫星影像进行立体匹配,得到DSM数据,但高层、超高层建筑匹配效果不佳,人工立体编辑工作量较大,因此对GF-7与资源三号(ZY-3)卫星影像进行联合区域网平差,采取多视准核线影像匹配、全局优化遮挡检测与视差空洞修补等技术,立体匹配得到高精度DSM数据,有效提取出高层、超高层建筑,为机场净空监测提供了基础空间数据。

基于检定场的移动背包扫描测量系统精度评定

崔磊, 刘英杰, 陆洪波, 王东旭

2023, 0(6):  142-145,179.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0183

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

移动背包扫描测量系统长期使用后对系统测量精度和可靠性产生影响,系统检校和精度评定在国内尚无规范标准。针对此问题,本文研究了移动背包扫描测量系统的性能指标和关键技术,并基于北京市标准长度基线场,构建了移动背包三维扫描测量系统检校与精度评定空间位置基准,提出了系统综合检校和精度评定方法。以徕卡移动背包扫描系统为研究对象,在北京市标准长度基线场检校基柱周边有序错落布设25个自制立体反射靶标,建立反射靶标特征点三维坐标标准值,比对靶标特征点扫描测量值与标准值,评估分析系统测量精度。试验结果表明,系统平面点位精度优于3 cm,高程精度优于2 cm,为移动背包扫描测量系统精度评定和可靠性应用提供了可靠依据。

利用0.5m分辨率卫星数据提取深圳市内浅水水体

刘敏, 黄金辉, 彭振华, 吴震宇

2023, 0(6):  146-149,175.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0184

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

以国产高景卫星影像为数据源,选取了深圳市内海岸浅水区、水库浅水区作为研究对象,针对浅水区域因底质的影响使近岸水体与沿岸土沙光谱反射率较为接近,导致水体边界提取难度大、精度差的难题,利用改进的变异系数法筛选水体指数,再结合DEM数据修正水体边界线并去噪,较精确地获取了浅水区水体边界。结果表明,本文方法对0.5 m分辨率卫星影像上的海岸浅水区、水库浅水区判别的总体精度分别为98.57%、91.10%,浅水区域水体提取的精度和稳定性得到了明显提高。

黄河下游藕节形河道游荡趋势演变遥感分析

范忻, 丁来中, 李莹, 王文杰, 程明, 宋会传, 高爽, 耿丽艳, 李春意

2023, 0(6):  150-154.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0185

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

河道游荡是黄河下游发生自然灾害的主要诱因,分析其游荡规律对保护下游滩区居民的生产生活具有重要意义。针对黄河下游河道游荡问题,本文采用多源国产卫星长时序数列,提出了一种主成分分析-支持向量机(PCA-SVM)黄河河道提取方法,解译了黄河濮阳段2013—2022年的河道信息,并以藕节形河道为例分析了其游荡趋势。结果表明,PCA-SVM 方法提取的黄河河道完整,沙洲清晰,显著改善了河道与湿地、滩涂分类混淆等问题,解译精度为 84.17%,Kappa系数为 0.613,精度明显高于最大似然分类法、最小距离分类法和 SVM法。对2013—2022年黄河河道游荡趋势分析可知,研究区内藕节形河道游荡趋势明显,河道主槽已从左岸迁移至右岸,至2022年8月仍存在向右游荡迁移趋势,右岸滩区居民点和农田侵蚀加剧,易引发险工出险,导致洪涝灾害。

改进随机森林模型在人口空间化中的应用

江雪梨, 熊永良, 郭红梅, 赵真, 张莹, 孟雅湉

2023, 0(6):  155-160.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0186

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

基于随机森林模型的人口空间化方法未考虑人口空间分布非平衡性,利用Bootstrap采样加剧样本的不均衡性,使其不具有代表性,造成模型预测精度较低。针对此问题,本文以成都市为例,通过相关性分析提取影响人口分布的特征因子,基于K-means++聚类算法对数据集进行聚类处理,然后利用Bootstrap采样法从各簇中抽取等量的数据融合作为训练子集构建改进随机森林模型,并与传统随机森林模型进行对比。运用改进后的随机森林模型对成都市2020年人口数据进行空间化,并与WorldPop数据集进行精度对比。结果表明,基于改进随机森林的人口空间化模型整体精度达80.5%,较改进前提高了约3.4%,有效提高了模型预测精度;相较于WorldPop数据集,基于改进随机森林模型的人口空间化结果在拟合度及精度方面均较优。

实景三维模型的建筑物单体模型框架搭建

史与正, 陈梦华, 黄煜, 张彤蕴, 周宪

2023, 0(6):  161-166.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0187

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

实景三维模型存在数据结构不合理、识别利用困难等问题。本文基于卡方分布、增强特征金字塔网络、多尺度渐进式生长优化算法和父子编码等技术,提出了建筑物边界自动选取和模型精细化修正等方法。结果表明,该三维模型满足0.05 m功能级模型要求,较MESH模型面片数降幅达99.54%,实现了实景三维模型的建筑物快速单体化和结构化,研究成果可为实景三维中国建设提供技术支撑。

空间大数据支持下城市安全生产风险评估方法

何可沁, 程南炜, 邓敏

2023, 0(6):  167-171.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0188

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

现有城市安全生产风险评估研究大多基于统计调查数据微观地评估单个企业或园区,没有充分考虑安全生产事故空间效应,难以适应于城市尺度安全生产风险评估。本文基于H-V风险评估框架综合分析区域致灾因子危险性、区域目标暴露度和区域救援适应性等多个方面,构建城市安全生产风险评估体系,在多源地理空间数据支撑下量化分析城市安全生产风险指标,揭示城市安全生产风险分布格局,为城市安全生产防控与治理提供决策知识服务。以昆山市为研究区域,实现空间大数据支持下的城市安全生产风险评估。试验结果表明,昆山市安全生产高风险区域主要集中于玉山镇东部和南部,其中玉山镇南部致灾因子危险性较高,玉山镇东部致灾因子危险性与区域目标暴露度均较高。

基于二维、三维平台AIS三维可视化制图综合关键方法

陈贵花, 彭文

2023, 0(6):  172-175.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0189

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对当前各平台接入船舶自动识别系统(AIS)提供水上船舶信息服务所面临的海量数据二维显示、加载数据冗余、种类单一等问题,本文提出了一种优化的AIS船舶三维可视化制图综合关键方法。该方法从AIS船舶三维可视化处理、动态数据解析、依比例显示加载技术、船舶属性可视化等方面进行阐述,提高了AIS数据的加载、更新速度,以及船舶识别度;运用制图综合的方法,科学地处理了不同显示比例尺下AIS数据与其他图面要素的屏幕载荷量,有效提升了船舶种类的识别度与合理美观的可视化效果。

测绘地理信息教学

大数据智能时代遥感课程实践教学模式的改革与探索

陈杰, 邓敏, 侯东阳

2023, 0(6):  176-179.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0190

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

大数据与人工智能的迅猛发展给遥感学科增添了新活力。许多高校在遥感课程的教学实践中依然遵循传统的教育模式,忽略了大数据与人工智能技术带来的遥感应用创新。为抢抓大数据与人工智能技术带来的机遇,应对人才知识结构面临的严峻挑战,迫切需要调整人才培养的知识结构体系和教学教育模式。为此,本文进行了大数据智能时代遥感类课程实践教学的尝试,旨在结合专业特色,因材施教地培养具有较强实践能力兼具创新意识的本科人才。

测绘地理信息技术应用案例

基于高分辨率遥感影像的建筑物提取

王丽梅, 王延正

2023, 0(6):  180-183.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0191

摘要 ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

高分辨率遥感影像不仅具有丰富的光谱、空间分布、形状和纹理特征,也包含清晰的场景语义信息。本文以安徽省枞阳县枞阳镇为研究区域,以高分辨率影像为基础数据源,利用eCognition软件中深度学习与面向对象相结合的方法进行建筑物自动提取。结果表明,该方法具有更好的建筑物提取效果,总体分类精度达96.8%,可用于通过高分辨率影像进行建筑物提取的生产。