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2023年 第0卷 第8期    刊出日期：2023-08-25

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生态环境动态监测

北部湾典型入海流域植被CUE时空变化特征及驱动力因素分析

张亚丽, 梁晓燕, 田义超, 林俊良, 王栋华

2023, 0(8):  1-6.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0222

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植被碳利用效率(CUE)反映了植被生态系统在碳储存方面的效率,对于"双碳"政策背景下植被碳循环研究具有重要参考价值。本文基于MODIS数据、气象数据、DEM数据,采用趋势分析、变异系数、Hurst指数等方法,对北部湾典型入海流域2001-2020年植被CUE时空变化特征展开了研究。结果表明: ① 时间上,CUE年均值呈显著下降趋势(P<0.01),年际变化率均值为-0.003/a;年际CUE波动程度较小,整体上较为稳定。② 空间上,北部湾典型入海流域CUE多年均值介于0.08~0.60之间,流域整体平均值为0.465。CUE年均值从高到低依次为,北仑河流域、钦江流域、江平江流域、防城江流域、茅岭江流流域、南流江流域、大风江流。③ 驱动力因素上,气温对北部湾典型入海流域植被CUE变化起主要控制作用,其次为高程和降水,土壤类型、坡度对植被CUE的驱动有限。

基于高分卫星数据的藏北高寒湿地监测模型研究——以麦地卡湿地为例

白玛仁增, 益西多吉, 顿玉多吉, 边多, 边巴次仁

2023, 0(8):  7-13.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0223

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藏北高原独特的高寒湿地为西藏乃至全国提供了优势资源和环境,而人类活动和自然因素导致湿地退化越来越严重。本文选取高分一号遥感影像为基础数据,综合考虑湿地光谱特征和纹理特点,结合适当尺度的分割影像技术和各类主要湿地信息识别方法,经多次试验形成分层分类决策树,最终建立适用于藏北高原的基于高分卫星数据的高寒湿地监测模型。该模型能够实现湿地信息自动提取和分类,为湿地退化后的生态恢复研究奠定了基础。利用模型对2021年麦地卡自然保护区湿地进行监测,湿地总面积为319.02 km²,占自然保护区面积的36.26%,其中草本沼泽面积最大,其次分别为湖泊湿地、河流湿地、冰川积雪、泥炭沼泽、洪泛湿地。通过随机生成样点,采用混淆矩阵的方法对监测结果进行精度评价,总分类精度达86.83%,Kappa系数为0.827 5,模型使用效果佳。

天津市生态环境质量评价与时空演变分析天津市生态环境质量评价与时空演变分析

范雪山, 郑礼全, 陈志刚, 龚智伟

2023, 0(8):  14-18,66.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0224

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生态环境质量是衡量一个区域宜居水平的关键指标,动态监测区域的生态环境质量变化,可为保护生态环境提供科学依据和决策支持。为探究天津市近年来生态质量变化,利用天津市2014、2017和2020年的遥感影像,在遥感生态指数(RSEI)指标的基础上,加入人口密度(PD)、气溶胶光学厚度(AOD)两种指标,利用主成分分析法构建改进型遥感生态指数(MRSEI),对天津市的生态环境质量变化进行分析。结果表明: ① MRSEI有一定合理性,可更加全面地评价生态环境质量。② 绿度(NDVI)和湿度(WET)与MRSEI呈正相关,而热度(LST)、干度(NDBSI)、PD、AOD与MRSEI呈负相关。③ 天津市2014、2017和2020年的MRSEI分别为0.59、0.54和0.67。④ 天津市生态质量向南扩展。南部生态环境偏差,北部生态环境偏好,但差距正逐渐缩小。⑤ 林地的MRSEI均值为0.75,灌木为0.73,耕地为0.68,草地为0.57,不透水面为0.43,荒地为0.28。综上,本文基于改进型遥感生态指数更加全面地评价了天津市2014-2020年的生态环境质量,为区域的生态治理提供了参考依据。

黄土高原2000—2020年生态网络演变及关键修复区识别

赵菊花, 杨永崇, 王涛, 杨梅焕, 谢艳玲, 郭志炜, 陈佳旺

2023, 0(8):  19-23,77.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0225

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生态修复工程对国家生态保护具有重要促进作用,生态质量评价及构建生态网络是识别生态修复区域的重要途径。本文利用遥感生态指数(RSEI)、最小累积阻力模型、重力模型构建2000、2010、2020年黄土高原生态网络,并分析其演变特征,识别不同时期生态关键修复区。结果表明: ① 2000-2020年,黄土高原生态质量整体处于中等偏低水平,空间上呈西北差东南优的分布特征。2000-2010年,生态质量改善趋势明显,占总面积的53.55%。② 2000-2020年黄土高原生态廊道数量增加,总长度减少。生态廊道主要景观类型为草地、林地、耕地。重要廊道多分布于研究区东南部生态源地附近,数量占比逐年增加;西北部廊道数量少、距离远、重要性低、连通性较差。③ 黄土高原生态关键修复区中,生态夹点集中分布在西南部和东部,障碍点分散在东部和南部,主要土地利用类型为草地和耕地,面积均呈增加趋势。生态断裂点分布广泛,在黄土高原东部省会城市周边较集聚。本研究可为黄土高原国土空间生态修复工程实施提供科学参考。

学术研究

无人机遥感影像浒苔信息提取方法

麻德明, 张秀林, 田梓文, 王佳新

2023, 0(8):  24-28.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0226

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浒苔作为一种典型的海洋污染,不仅造成严重的生态环境问题,而且对沿海经济发展产生重大的影响,如何快速、准确地获取浒苔的位置、边界范围及其动态变化信息,是自然资源主管部门和科研工作者关注的焦点问题。本文选取大管岛及其附近海域为研究区,以无人机遥感影像为基础数据,提出了一套面向多场景浒苔的边界范围智能解译方法,结合人工解译验证,分别开展了沿岸和海洋面中浒苔识别的应用实例。结果表明,海岸和海洋面浒苔提取的总体精度分别为96.75%和98.13%,Kappa系数分别为0.72和0.71,提取的浒苔边界范围与人工解译结果整体上匹配较好。本文方法可准确有效地获取浒苔边界范围信息,其精度能够满足浒苔信息识别的需求,可为高精度浒苔跟踪、精细化的灾害预警与防控提供数据参考和技术支撑。

YOLOv7在探地雷达B-Scan图像解译中的应用

胡荣明, 李鑫, 竞霞, 武建强, 魏青博

2023, 0(8):  29-33.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0227

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探地雷达技术已被广泛应用于隧道衬砌病害检测方面,针对探地雷达B-Scan图像解译,近年来涌现出了许多深度学习算法,但YOLOv7算法在该领域尚未被应用。本文首先通过FDTD正演模拟了隧道衬砌的空洞和渗漏水病害,并实地采集隧道内12条测线数据分析其病害分布情况,以此构成隧道衬砌病害数据集;然后基于YOLOv7算法,利用两类病害的不同图像特征,实现对隧道衬砌病害的自动解译。研究结果表明,利用YOLOv7目标检测算法,对整体病害的识别准确率、召回率分别达到97.87%、90.61%。当IoU取0.5时,对空洞病害和渗漏水病害的识别准确率分别为97.2%和96.4%;最后随机选取100张图像进行测试,测试结果的准确率达94%。最终的试验识别结果能很好地应用在生产项目中。

基于激光点云灰度图像的隧道渗水病害检测

周宝定, 谢沛瑶, 郭文浩, 毛庆洲

2023, 0(8):  34-39,90.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0228

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地铁盾构隧道渗水检测是隧道维护的基础。针对传统的检测手段难以在隧道内部光线昏暗条件下获得高质量病害图片的问题,本文使用了激光雷达对隧道进行内部渗水检测。首先,基于激光点云灰度图中的渗水病害特征,建立了激光点云灰度图像渗水病害数据集;然后,以Mask R-CNN(Region-CNN)模型为基准框架,采用Swin transformer网络作为底层特征提取网络,实现了对隧道渗水病害的快速检测;最后,利用铁道移动测量系统在武汉采集的数据进行试验验证。试验结果表明,本文提出的改进Mask R-CNN模型的渗水病害检测精度比原算法提升了12%以上,在地铁隧道渗水病害检测中有较好的性能表现。

借助倾斜摄影测量实现微地貌解译与地形定量参数的提取

李孟迪, 张瑞, 唐红涛

2023, 0(8):  40-44,56.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0229

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传统地质勘查野外工作不仅费时,还给地质人员带来了较为烦琐的外业工作量。本文利用倾斜摄影测量构建了新疆西昆仑山北麓面积约20 km²区域的分辨率为3.39 cm的三维模型,以及DOM、DSM等数字成果,并对其进行了精度评价。此外,基于DSM数据衍生了研究区域的坡度图,借助该高精度数字成果对研究区域地质构造进行了微地貌解译,精确提取了内部两条大型阶地陡坎的垂直错断量。通过本次倾斜摄影测量在地质勘查中的成功运用,表明该技术能够大大减轻地质学家的野外工作量,提高了效率,在地质勘测、地形微地貌解译及其定量参数提取的工作领域中具有广阔的应用前景,为地质人员提供了一种强有力的技术支撑。

无人机倾斜摄影测量技术支持下的裸露边坡表面变化识别

王宇昊, 李登华, 丁勇

2023, 0(8):  45-50.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0230

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为克服传统人工边坡调查方法效率低、风险高、难度大等缺陷,针对高陡裸露边坡,本文提出了基于无人机倾斜摄影的边坡三维重建和灾害识别分类方法,即利用无人机多视角序列影像重构裸露边坡三维实景模型,并将不同时期的边坡三维模型统一在相同的坐标系内。经试验验证,重建模型精度优于2 cm,基于点云与点云比较算法的三维点云数据变化检测算法,能够分析两个时期点云模型的细微差异,通过在三维实景模型中进行标记,结合PointNet++分类神经网络算法自制点云数据集,成功地实现对标记区域的识别与分类,从而实现边坡滑坡、坍塌、落石等灾害场景的智能化识别。

顾及局部特征的三维点云建筑物轮廓精确化提取

徐锦芳, 罗小龙, 蒋卫东, 钟康, 冉星星, 李冰洋

2023, 0(8):  51-56.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0231

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建筑物是城市的重要组成部分,从三维点云数据中精细化地提取建筑物特征是当前研究的热点。本文提出了一种顾及局部特征的三维点云建筑物轮廓精确化提取方法。首先,采用基于统计学的滤波预处理方法,分离地面点与非地面点,去除离群点,降低点云数量;然后,通过基于改进3D Hough变换的建筑物立面提取方法,提取点云数据的多立面,提高立面提取的精度和效率;最后,采用基于降维边界索引的点云轮廓精准提取方法,获取局部特征和外部轮廓特征。结果表明,该方法能够充分兼顾建筑物的整体外部轮廓及局部细节特征,高效准确地实现建筑物的精确化提取,为城市规划、城市更新等相关应用提供技术支持。

基于Sentinel-2和Landsat卫星时序数据的耕地撂荒识别

欧阳许童, 张璇, 李维庆, 刘娟, 刘卓圣

2023, 0(8):  57-62.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0232

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充足的粮食供应是当下经济发展和社会稳定的重要保障之一,撂荒作为耕地边际化的极端表现,对其开展监测对保障耕地数量和质量至关重要。本文以四川省南充市营山县为研究区域,通过GEE平台,使用Sentinel-2和Landsat 7、8数据构建时序数据集,计算NDVI、EVI、NDWI、BSI、MSI等指数,分别利用支持向量机和随机森林法提取耕地撂荒,总分类精度为73.76%,Kappa系数为0.68,针对耕地撂荒最佳提取效果, F₁ 得分为0.691 1。本文方法对山地丘陵地区耕地撂荒监测有较大的借鉴意义。

北移亚洲象群夜间位置监测方法

张君华, 李娜, 张勤辉, 马小伟

2023, 0(8):  63-66.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0233

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本文主要对西双版纳国家级自然保护区原生活栖息的亚洲象群一路北上进行了夜间位置监测方案的设计及实践研究。首先,明确了方案的监测需求,包括夜间象群识别、实时动态位置更新、迁移路线绘制、路线及安全研判等;其次,介绍了方案的软硬件选型,主要以无人机结合红外相机为主;然后,讨论了方案设计,包括悬停高度、飞行设计、监测点衔接、识别、测量及交接等操作;最后,通过实践及结果分析得出,采用无人机结合红外相机的夜间位置监测方案,能有效实时识别亚洲象群,及时更新位置,绘制路线,提前预判象群行进路线,为象群迁徙提供有效的保护措施。

融合Deep-ResUnet和PS-InSAR的城市道路网形变灾害监测方法——以合肥市为例

邹鑫, 王磊, 李靖宇, 滕超群, 黄金中, 李忠, 李世保

2023, 0(8):  67-71.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0234

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针对城市道路网变形监测存在的高分辨率影像获取难、道路人工提取效率低、传统变形监测工作量大等难题,本文提出了一种基于融合Deep-ResUnet和PS-InSAR的城市道路网形变监测方法。主要思路为: 首先对目标区的哨兵-1A(Sentinel-1A)影像数据进行伪彩色变换建立道路数据集;然后训练深度残差网络(Deep-ResUnet)模型并对道路网栅格进行提取;最后利用永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术获取PS点形变信息与道路网栅格融合。研究结果表明,Sentinel-1A影像经过伪彩色处理后,能提高城市道路网提取的完整性,交并比提高6%~9%,道路提取精度平均提高10%左右,得到的城市道路网形变信息专题图能为城市道路变形监测和健康状况评估提供科学依据。

北斗高精度位移监测创新试验平台的设计与实现

周命端, 徐翔, 杨天然, 姬旭, 李萍萍

2023, 0(8):  72-77.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0235

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鉴于传统的位移监测实验模式存在诸多弊端,本文设计了一种基于北斗的高精度位移监测创新试验平台。首先,建立北斗单历元定位数学模型,给出一种适用于北斗多频信号主辅频相关法(MAXCOM)的整周模糊度快速解算流程;然后,基于Visual Studio 2019开发平台,运用C#编程语言,研制一种北斗高精度位移监测创新试验平台(LSMS)。试验测试与分析结果表明,LSMS试验平台的北斗位移监测精度可达厘米级,其中北向精度优于0.9 cm,东向精度优于1.2 cm,垂直精度优于3.0 cm,水平精度优于1.5 cm,点位精度优于3.3 cm。本文方法及试验平台用于北斗高精度位移监测创新试验是行之有效的。

城市环境下多系统实时PPP/MEMS INS紧组合模型构建与性能分析

赖路广, 李林阳, 郭文卓, 程振豪, 张乐添, 赵冬青

2023, 0(8):  78-83,129.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0236

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以GNSS和INS为代表的传感器提供的高精度实时位置是自动驾驶、智能交通等领域的重要基础。为提升GNSS和MEMS INS在城市环境下的实时定位性能,本文利用IGS播发的实时精密轨道和钟差改正数,构建了多系统实时PPP/MEMS INS紧组合模型,分析和评估了多系统实时PPP与PPP/MEMS INS紧组合的性能,并与事后精密产品获得的结果进行对比。试验结果表明,在GNSS短时中断期间,多系统PPP/MEMS INS紧组合可以实现连续可靠定位;水平和高程分量的定位精度分别可达0.374和0.339 m,但与事后精密产品相比仍有差距,点位定位精度相差约为0.15 m。PPP/INS紧组合的测速及定姿精度主要取决于INS,测速精度约为1 cm/s,与使用IGS事后产品得到的结果相比,无明显差异;航向角的可观测性较弱,静止期间航向角误差明显增加。

GNSS失锁下融合描述子与粒子滤波的LiDAR定位方法研究

李昂, 钟若飞, 刘正军, 谢东海, 吴伟, 张琰

2023, 0(8):  84-90.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0237

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在GNSS失锁情况下,如何基于三维激光雷达进行定位,是值得关注的问题。通过点云匹配或蒙特卡洛定位(MCL)的方法进行定位,存在初值敏感、计算时间长和搜索空间大的问题。本文提出了一种定位方法,首先利用描述子初始化,确定粗略的位姿,缩小搜索空间,然后使用MCL进行精定位。通过给定描述子初值,预先计算三维网格概率,达到了缩小搜索空间、减少计算时间的效果。初步的试验结果表明,该方法在GNSS失锁情况下定位精度保持较好。

GPS+BDS与UWB组合定位的Helmert方差分量估计方法

赵奕文, 杨天然, 苗李莉, 马运涛

2023, 0(8):  91-96.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0238

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为了提高室内外过渡区定位精度,本文采用GPS+BDS与UWB组合定位,建立GPS+BDS与UWB组合定位模型,并针对GPS与BDS星座结构的不同,以及UWB与GNSS观测值残差差异较大的情况,采用Helmert方差分量估计法分别对GPS、BDS、UWB进行定权;最后通过动态室内外过渡区试验组合模型进行精度验证。结果表明,基于GNSS+UWB定位系统,采用Helmert方差分量方法,在东、北、天3个方向的定位精度均获得了显著提高,静态条件下提高幅度约为20%,动态条件下提高幅度约为10%。

北斗/GPS海上实时PPP完好性监测及性能分析

蒋爱国, 邹付兵, 刘晓林, 张建洲, 张洁, 杨福鑫, 何东旭, 许英龙

2023, 0(8):  97-101.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0239

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实时精密单点定位(PPP)是一种经济高效的高精度海上定位技术。随着海上精密作业深入发展,除定位精度外,对于海上高精度位置服务的可靠性要求不断提高。精密单点定位完好性监测是海上精密作业高精度定位的可靠性保障。为此,通过构建接收机端高级自主完好性监测算法,建立严格完好性保障的海上精密单点定位误差界限,保障了海上多重干扰条件下的高精度定位可靠性性能。本文依托南海某DP动力定位钻井平台开展远海钻井作业,实测结果表明,北斗/GPS PPP收敛定位精度可达10 cm,危险误导信息概率满足10^-7水平,连续性风险概率满足10^-6水平。

地球自转参数预报误差对天文测量影响的分析

魏飞, 高玉平, 尹东山

2023, 0(8):  102-107,125.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0240

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由于地球自转参数(ERP)的滞后性,目前主要使用国际地球自转和参考服务IERS发布的Bulletin A(简称A公报)预报值进行解算,ERP预报误差对于天文测量的影响目前缺少系统的研究。为此,本文选取IERS 2015-2021 近7年A公报的ERP参数对其长期预报及不同时间跨度预报误差分析,并以某站数字天顶望远镜观测结果为例,分析了ERP预报误差对于天文测量的影响。结果表明,随着时间的增加,预报精度越来越差,对于极移参数,1年跨度的预报误差值达到了0.021 as,预报误差对天文经、纬度及方位角的影响分别为0.045 as、0.041 as和0.042 as,完全满足一等天文测量的精度要求;而UT1-UTC预报精度是限制A公报精度的主要因素,60天UT1-UTC的预报误差值已达到了0.007 s,对天文经度的影响达到了0.379 as,已超出一等天文测量的精度要求。为了满足一等天文测量的要求,选取UT1-UTC预报值时,其时间跨度最大为40 d。

利用MODIS卫星数据的光伏电站生态环境效应监测与评估

王祎婷, 王欣悦, 詹迎港, 邹蕊, 杨理想

2023, 0(8):  108-112.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0241

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本文选择我国最大的光伏产业园区——青海省共和光伏产业园为研究区,基于MODIS中分辨率卫星遥感数据,结合气象站点实测数据,通过M-K时空趋势分析、格兰杰因果分析等方法,研究2010-2020年地表植被结构参数、植被生产力、反照率、地表温度等各参数的时空变化特征及相互联系,并从时间先后、光伏区域内外的对比中,揭示光伏电站建设的生态环境效应。结果表明: 研究区植被整体呈现增加趋势,地表温度与反照率呈下降趋势;光伏板下植被长势略好于光伏板外;建设面积增加是引起研究区植被增加的格兰杰原因,表明光伏的建立可以促进植被生长,降低反照率,冷却地表温度。

城市共享单车需求的多特征CNN-BiLSTM预测方法

杨帆, 车向红, 王勇, 杜凯旋, 徐胜华, 朱军

2023, 0(8):  113-119,150.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0242

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共享单车的需求量预测对于共享单车企业的精细化运营十分重要,是解决单车区域供需平衡的前提。为精准预测共享单车需求量,本文首先分析了纽约Citi Bike 2017-2019年共享单车数据的时空特征,探究了共享单车出行的分布规律;其次,融合卷积神经网络的特征提取能力和双向长短期记忆网络的双向时序数据处理能力,构建了卷积双向长短时记忆网络CNN-BiLSTM模型;然后,结合出行数据、气象数据及单车时空出行特征,采用相关性分析法探究了单车需求量的显著影响因子,并作为模型输入特征,对模型进行训练,生成单车预测模型;最后,选取CNN、LSTM、BiLSTM、CNN-LSTM作为对比模型,对CNN-BiLSTM预测模型效果进行评价。对比结果表明,CNN-BiLSTM模型的MAE和RMSE最小,分别为0.035和0.058;R²最大,为0.922,模型预测效果最佳。本文可为实际的共享单车调度与再分配提供参考依据。

技术交流

一种高光谱遥感影像无损压缩方法与应用

王蕾, 张恒璟, 高小明, 邢晨, 马海超

2023, 0(8):  120-125.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0243

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针对遥感影像巨大数据量给传输、存储造成巨大压力和压缩比低的问题,本文提出了一种改进的自适应波段重排和最小均方误差预测的高效无损压缩方法。该方法能自适应地确定波段的最佳顺序,并根据最小均方误差预测充分利用这种排序相关性消除影像冗余。首先,该方法对高光谱影像波段自适应分组,在每个组内利用最小生成树算法排序,以提升相邻波段的谱间相关性。然后,对组内波段自适应地选择上下文进行谱间和谱内预测,去除高光谱影像的冗余。最后,对预测残差进行二进制算术编码去除统计冗余,完成高光谱影像无损压缩。基于资源一号高光谱影像的试验结果表明,本文方法有效利用了谱内、谱间相关性,改善了预测性能,优于常用的压缩方法。

三维激光扫描仪在建筑物精细重建中的应用

李捷斌, 王宁, 赵春晨

2023, 0(8):  126-129.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0244

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数字城市建设的不断推进和三维数据采集技术的发展,对城市中重点地区建筑模型的精细程度提出了更高的要求。目前在大规模城市三维建模中,地面激光扫描与倾斜摄影测量联合建模的方法因其建模效率高被广泛应用。但其模型精细程度不能满足重点地区建筑物建模精细度的要求,因此采用多源点云融合进行小区域高精度的三维建模。融合建模虽然模型精细度较高,但前期点云数据处理工作量较大,影响建模效率。本文提出一种建筑物精细建模的方法,并通过实际数据进行验证对比。结果表明,该方法在实现建筑物精细建模的同时,提高了密集点云的自动化处理程度和建模效率。

多倾斜角度数字沙盘自适应投影算法

王向飞, 罗雅丹, 罗琪斯

2023, 0(8):  130-135.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0245

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抬高数字沙盘一定倾斜角有利于提升实体沙盘和投影内容的观赏体验,但沙盘倾斜后投影内容会偏移。针对该问题,本文提出了多倾斜角度数控沙盘自适应投影算法,根据投影内容和现场环境参数建立原始像素矩阵;对不同的投影位置建立相应的坐标纠正模型;遍历像素点后计算出倾斜后的新坐标;将每个点的颜色值赋给新坐标点,得到纠正像素矩阵,从而实现自适应投影。试验结果表明,该算法能有效地保证投影内容准确地投影到沙盘上。

小型斜坡隐患识别“空天地”图谱几何遥感方法

王斌, 徐佳沅, 唐力明, 周立鹏

2023, 0(8):  136-141.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0246

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空天地一体化三查技术体系在西南地区大中型滑坡等灾害早期识别中得到验证和应用,但该方法对人类工程活动诱发的小型灾变体查全率较低。快速准确识别小型隐患点位置极为迫切。本文以广东省龙川县为例,针对点小面广、多发隐蔽的小型斜坡变形和人工切坡建房诱发的崩滑流灾害,研究试验"全查-带扫-点筛-面核-群防-联审"模式的早期识别图谱几何遥感方法,利用2019年1月8日至2022年6月29日94期Sentinel-1雷达影像SBAS-InSAR时序反演、提取异常形变区,综合激光雷达扫描和地质孕灾背景资料从异常形变区图斑中筛查标识出疑似隐患风险点,并开展现场外业核查界定隐患风险类型。结果表明: 时序InSAR反演初查发现323处异常形变区,筛查标识出疑似隐患图斑82处,对55处图斑现场外业验证,7处界定为隐患点。证明该方法具有应用价值,能够为地质灾害隐患风险点防灾减灾提供科学依据。

深度学习遥感影像解译技术在耕地保护中的应用

张戬, 高雅

2023, 0(8):  142-145.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0247

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耕地保护事关国家粮食安全、生态安全和社会稳定,是国计民生的头等大事。深度学习技术在海量数据分析领域的广泛应用,为高效、精准的遥感影像解译提供了技术基础。本文研究了基于深度学习的遥感影像解译技术,利用遥感影像数据和对应的矢量数据构建了可供训练的解译样本库,并提出了一种基于深度残差网络结构的解译模型。通过试验证明了该模型的实用性,实现了对试验区域主要地类面积的变化监测,对比多期影像解译结果和增减挂钩等业务数据,验证了耕地复垦的实施情况。结果表明,深度学习遥感影像解译技术在耕地保护领域有较广泛的应用前景。

空地融合的建筑物室内外一体化点云构建技术

于倩, 凌晓春, 赵明金, 隗伟, 刘洋

2023, 0(8):  146-150.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0248

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室内外一体化的建筑物模型是智慧城市管理的基础数据,倾斜摄影和地面三维激光扫描是当下两种主要的建筑物模型数据获取方式。针对单一数据采集方式受诸多因素制约,难以获取完整建筑物室内外三维数据的难题,本文提出了倾斜密集匹配点云与地面激光扫描点云融合的技术路线,利用地面激光扫描获取建筑物立面与室内点云,利用倾斜摄影获取建筑物顶部点云,并将两者结合构建室内外一体化的完整建筑物点云;以高密泥塑展馆为研究对象,验证了该技术路线的可行性及融合精度,可为类似项目提供参考。

省级似大地水准面再精化可行性分析

靳鑫洋, 王斌, 刘晓云, 郭鑫伟, 田婕

2023, 0(8):  151-154.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0249

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GNSS和水准成果是研究似大地水准面精化的重要控制数据,充分发挥GNSS水准高精度的优势,有利于提升似大地水准面模型的精度。本文针对已有省级似大地水准面模型现势性不够和精度偏低的问题,提出了省级似大地水准面再精化方案,利用新的GNSS水准成果,采用反距离加权法对已有似大地水准面进行拟合纠正,并与常规完整精化方案作对比分析,研究其可行性。试验结果表明,省级似大地水准面再精化方案可在一定程度上提升水准面精度,3个试验区提升比例分别为24%、38%和41%,但提升幅度不如常规精化方案。试验结论对今后省级似大地水准面精化工作有一定的参考意义。

人在回路学习增强的地理命名实体识别

杨盈, 邱芹军, 谢忠, 田苗, 郑诗语, 郑帅

2023, 0(8):  155-160,177.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0250

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地理命名实体识别是高质量地理知识图谱构建的重要环节,被广泛应用于地理编码、语义检索及地理知识推理等方面。主流的深度学习模型存在标注语料库耗时费力、模型可解释性差等问题。为发挥人在回路机制推动学习模型利用少量样本学习的优势,本文提出了一种人在回路学习增强的地理命名实体识别方法。即以部分标注及未标注地理语料为输入,基于BERT-BiLSTM-CRF模型进行训练并对待标注语料库进行识别,对于模型识别错误的句子提供人工干预形式对其进行纠正,并将纠正之后的句子重新输送到学习模型中进行迭代训练,最终形成标准地理命名实体数据集及人在回路强化后的抽取模型。以地理大百科全书数据为例进行模型性能评估,该方法对于多数地理命名实体识别解析准确率达90%以上,相比已有深度学习模型,该方法仅需要少量标注样本且识别效果更优,对多种地理命名实体识别类型能够保持较好性能。

自动驾驶行业HD和SD融合地图问题的研究与展望

李月华

2023, 0(8):  161-166.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0251

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随着高精度地图数据在自动驾驶行业中的应用,基于高精度(HD)和标准(SD)融合地图进行实验室仿真和实车测试分析的应用也越来越广泛。高精度地图生产商在应用融合地图的过程中也存在很多基于HD和SD地图融合问题,本文分析和总结了当前自动驾驶行业HD和SD融合地图的组成部分、主要特点及存在的问题,并在此基础上讨论了融合地图相关问题的解决方案及行业展望。

基于实景三维模型的地形图质量检验方法

文政兵, 李冰峰

2023, 0(8):  167-171,177.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0252

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针对传统测绘地理信息质检方式存在的无法准确勘测困难地形的问题,本文提出了一种基于实景三维的地形图质量检验方法。利用实景三维技术开展地形检验,通过倾斜摄影获得复杂地形的相关测量数据,并与传统测绘结果对比,判断基于实景三维技术模型的地形图质量检验方法的准确性。通过分析发现,针对困难测绘地区获取影像数据困难的问题,需要通过优化像控布设参数、倾斜摄影测量相关参数,以及控制三角测量与光束法区域平差等方式进行地形图测量和质量检验,以提升地形图质量检验工作的效率与准确性。对于一些大比例尺地形图质量检验工作而言,利用传统质量检验方式提取数据、检验覆盖工作难度较大。而基于实景三维模型的地形图质量检验方法可以提高测量结果的准确性,降低困难地形图质检工作难度,值得大力推广应用。

一种顾及先验约束的窄巷FCB估计方法

李笑娜, 陈亮, 展昕, 张志新

2023, 0(8):  172-177.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0253

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精密单点定位(PPP)技术由于作业灵活,目前在多领域得到了广泛的应用,其中整周模糊度固定是精密单点定位的核心问题。由于北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)的测站分布大多数集中在亚太区域,因此BDS-3的窄巷小数周偏差(FCB)受观测环境和观测条件的影响,各时段估计值差异较大,窄巷FCB的估计精度严重制约了BDS-3精密单点定位的整周模糊度固定。针对此问题,本文提出了采用最小方差估计算法,加入先验信息估计窄巷FCB的方法。首先对各观测站的观测数据进行粗差探测与隔离,在处理"干净"的数据的基础上,依据先验方差和均值进行最小方差估计,最后采用亚太地区38个观测站数据进行验证。试验结果表明,新方法估计的窄巷FCB月稳定性在0.2周以内,利用估计的窄巷FCB在进行BDS-3精密单点定位时,静态条件下固定率可达95.1%,定位精度在东向、北向和天向3个方向的均方根误差(RMS)分别为1.1、1.3和3.9 cm。

测绘地理信息教学

“大知识”时代地理信息科学专业本科人才培养探索与实践

邓敏, 刘启亮

2023, 0(8):  178-181.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0254

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由"大数据"向"大知识"的转变是地理信息科学面临的新机遇与新挑战,也对地理信息科学专业本科人才培养提出了新的要求。本文深入分析了"大知识"时代地理信息科学专业本科人才培养的新特点,立足中南大学工科与地球科学群的专业特色,从人才培养顶层设计、课程体系构建、教学内容建设及教学理念改革等方面,阐述了近年来对地理信息科学专业本科人才培养的探索与实践,可为推动地理信息科学专业本科人才培养提供一定借鉴。