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2023年 第0卷 第9期    刊出日期：2023-09-25

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BDS-3精度评估及应用

不同时期的BDS-3精密单点定位性能分析

崔阳, 陈正生, 魏佼琛

2023, 0(9):  1-5.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0255

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本文分析了全球23个MGEX测站在不同时期接收到的BDS-3的卫星数量变化情况,对不同时期的MGEX测站BDS-3数据进行精密单点定位解算,对比分析了BDS-3卫星数目变化对精密单点定位精度与收敛时间的影响。结果表明:①相较于2021年DOY 1,2022年DOY 1全球23个MGEX测站接收到的BDS-3卫星平均数由6.2颗增加到11.1颗。②地面测站接收到更多的BDS-3卫星后,静态PPP精度提高了11.4%,收敛时间缩短了18%;模拟动态PPP的精度提高了28.0%,收敛时间缩短了31.9%。

北斗三号卫星导航系统精密单点定位的性能分析

朱小韦, 袁占良, 杨耀环

2023, 0(9):  6-11,58.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0256

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北斗三号卫星导航系统(BDS-3)于2020年7月31日正式开通,为全球用户提供高精度的定位、导航和授时服务。本文基于双频非差非组合精密单点定位(PPP)模型,从收敛性能和定位精度系统评估和对比BDS-3 PPP和GPS PPP的全球定位性能。结果表明,全球范围内的BDS-3 PPP与GPS PPP的定位性能基本相当,静态PPP在E、N、U方向的收敛时间分别为16.8、8.6、19.0 min,定位精度分别为1.1、0.8、1.8 cm;动态PPP在E、N、U方向的收敛时间分别为34.9、19.9、49.8 min,定位精度分别为4.4、3.2、7.8 cm。在亚太地区,尤其在高卫星截止高度角定位环境下,BDS-2与BDS-3融合PPP定位性能明显优于GPS PPP。

两种北斗卫星精密星历外推方法的精度分析

申少飞, 雷伟伟, 李振南, 马晨阳

2023, 0(9):  12-17,69.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0257

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国际全球卫星导航系统服务(IGS)中心只提供当天00:00:00—23:45:00的精密星历数据,若要获取当天完整的星历数据,往往采用坐标外推的方法得到23:45:00—24:00:00时段的星历数据。本文采用三角函数插值法和广义延拓逼近法对一段时间不同类型和不同时间间隔的北斗卫星精密星历轨道坐标进行外推。结果表明,GEO卫星精密星历轨道坐标外推精度优于IGSO卫星和MEO卫星;两种外推方法对于5 min时间间隔精密星历外推精度明显高于15 min时间间隔精密星历,且三角函数插值法外推精度优于广义延拓逼近法1～2个数量级。因此,在对北斗卫星精密星历进行轨道坐标外推时,可以优先采用精度更高的三角函数插值法和使用5 min时间间隔的星历数据进行外推计算。

基于北斗卫星导航系统的地下车库深基坑沉降监测与分析

黄鑫, 张继文, 于永堂, 徐传召, 张率, 曾涛, 王竞革

2023, 0(9):  18-24.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0258

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为评估北斗变形监测系统(BDS变形监测系统)在施工干扰环境下的变形监测效果,本文将BDS变形监测系统应用于西安市东郊某地下车库深基坑工程的沉降监测,得到了施工期及工后期的沉降监测数据,根据小波降噪原理对监测数据进行了平滑降噪,并将BDS变形监测系统与水准监测数据进行了对比分析,最后对该场地深基坑的最终沉降量进行了预测。结果表明,施工干扰会导致BDS变形监测系统监测数据在一定波长范围内含有大量噪声,但通过小波降噪法对含噪声数据进行5层分解后,可得到平滑的沉降监测数据,且处理后的数据与水准监测数据的平均相对误差低于10.3%;基于降噪后数据采用修正的Gompertz函数预测得到该场地最终沉降量范围为100~110 mm。相关成果可为BDS变形监测系统在类似工程中的应用提供参考。

北斗三号卫星导航系统在非洲地区控制测量的应用研究

赖金富, 史俊波, 胡翾, 田坤, 欧阳晨皓

2023, 0(9):  25-29,45.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0259

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我国北斗三号卫星导航系统(简称北斗三号,BDS-3)具备全球服务能力,研究北斗三号的海外应用性能,有助于北斗三号在“一带一路”沿线国家的应用推广。本文首次将北斗三号应用于非洲赤道几内亚某工程测量控制网,该控制网采用点连式E级网观测策略,包含5个观测时段、11个控制点,每个时段的平均基线长度为3.67～6.25 km。使用国产接收机、国产基线解算软件和国产平差软件的数据处理结果表明:①在赤道几内亚,可观测到的北斗三号数量为8～10颗;②使用北斗三号的基线解算、三维无约束平差、二维平面约束平差,整体精度优于GPS;③使用北斗三号得到的控制点二维平面坐标,与GPS的差异不超过1.09 cm。本文验证了北斗三号在非洲地区具备与GPS相当的控制测量应用性能。对于北斗三号控制测量应用走向全球,提供了参考。

学术研究

基于卡尔曼滤波优化航向的PDR算法

朱军桃, 林知宇, 李海林, 任招财, 陈荣生, 兰荣添, 代程远

2023, 0(9):  30-34,63.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0260

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基于智能手机平台的行人航位推算(PDR)技术因其技术条件较为成熟且易于大范围实现,已成为国内外室内定位研究的热点。但智能手机传感器的精度有限,且室内地磁信息会受到室内电磁环境的干扰,进而影响PDR算法的定位精度。因此,本文以智能手机为研究载体,提出了基于卡尔曼滤波的智能手机航向优化方法;通过融合智能手机的地磁与陀螺仪传感器数据进行理论研究与现场测试,并优化了PDR算法中的航向精度,优化后定位的平均误差提升至1.36 m。

导航星间链路体制星地时间同步性能及其相关因素分析

陈晓锋, 白燕, 郭燕铭, 王荣, 彭思琦

2023, 0(9):  35-39.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0261

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利用北斗组网星座资源,将导航体制星间链路技术应用于星地时间同步是一种较好的远程高精度时间传递方法。星地时间同步通过双向单程测量能够抵消大部分信道误差,从而提高测量精度,但仍存在因部分上下行路径不一致所引起的残留误差,影响最终时间同步性能。本文主要介绍星地时间同步的基本原理,给出时间同步过程中主要误差修正方法,重点分析轨道先验信息对时间同步性能的影响,并利用不同精度的轨道对星地实测数据进行分析和验证。结果表明,采用北斗广播星历与精密星历解算的星地钟差拟合残差RMS值均优于0.1 ns,当轨道信息叠加一定程度的随机误差时,通过平滑处理的方法可以进一步提高时间同步精度。本文可为星地实现高精度时间同步提供一定的技术参考和积累。

岸基GPS-R水面高反演测站时空布局优化

桑文刚, 王昭然, 张兴国, 靳奉祥

2023, 0(9):  40-45.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0262

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岸基GPS-R反演水面高度的精度、可用性及可靠性,与测站可见卫星落入指定水域方位、入射角度、有效弧段长度与数量密切相关。为提高反演点位的观测效率,本文综合考虑第一菲涅尔区、测站与水系方位关系及不同水系类型入射角区间范围选择等多种因素,提出反演事件的概念,并以此建立岸基GPS-R时空布局优化策略。通过设计仿真试验与实测数据进行验证,结果显示两者具有良好的一致性。但由于现有GPS星座结构导致北半球用户在观测时反演事件分布呈现“北部最多,东西次之”的特点,因此,基于反演事件的优化策略可有效开展测区备选站点评估与选定;同时,根据反演事件可进一步筛选测站最佳时段及其周期变化规律,从而验证了开展测站时空布局优化研究可有效保障岸基GPS-R反演水面高的效率与质量。这对促进GPS-R技术由理论向应用推广,以及充分利用现阶段我国大中型水库大坝、库岸边坡及海岸等周边均布设的GNSS永久观测站开展GPS-R反演水面高度应用,具有重要的参考和使用价值。

RSA-BP组合模型在GNSS高程拟合中的应用

刘银涛, 任超, 王俊男, 张炎, 何广焕

2023, 0(9):  46-51.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0263

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针对地形复杂区域构建GNSS高程异常拟合模型精度有限的问题,本文提出了一种基于爬行动物搜索算法(RSA)优化BP神经网络的方法。利用RSA对传统BP神经网络各层之间神经元的权值和阈值全局寻优,解决BP神经网络局部极值、梯度下降等问题;同时,选取三等水准测量精度以上的加密网点高程数据作为样本集,使用RSA-BP神经网络学习与训练。与最小二乘支持向量机、多面函数拟合性能对比,RSA-BP神经网络模型拟合精度最高,稳定性最好,与实际高程异常值最为吻合。

PDR+BLE融合的室内实时定位方法

徐浩, 吴雪, 李春光, 秘金钟, 陈冲, 李得海

2023, 0(9):  52-58.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0264

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由于导航卫星信号在室内被遮挡,室内定位技术逐渐成为泛在导航定位领域的研究热点。行人航迹推算(PDR)和低功耗蓝牙(BLE)定位是惯性定位和射频信号定位的常用定位手段,PDR定位连续稳定但存在累积误差,BLE定位无误差累积但定位精度较差。为此,本文面向室内复杂环境行人自主定位需求,对PDR和BLE的实时融合定位展开了研究。首先针对PDR误差累积问题,提出了BLE临近校正PDR的改进算法;然后针对BLE定位粗差大的的问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的自适应抗差PDR+BLE融合定位算法。试验结果表明,相比传统算法,BLE临近校正PDR算法定位精度提高了19%,基于EKF的自适应抗差融合定位精度提高了21%,定位精度和稳定性都有显著提升,在室内定位领域中具有较高的适用性和可扩展性。

室外眩光场景ORB-SLAM2稳健定位模型研究

吴思齐, 刘飞, 白羽, 马运涛, 王斐, 郭梓钰

2023, 0(9):  59-63.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0265

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为解决视觉SLAM在户外眩光场景下稳定性较低的问题,本文结合深度学习在图像处理领域的方法,提出了一种面向室外含有眩光干扰场景的改进的ORB-SLAM2算法。首先,将定位相机拍摄图片输入预先训练的U-Net网络处理,该网络可有效去除图片眩光,同时对无眩光干扰的图像可保持原始信息输出;然后,采用图像亮度判断算法判断该网络输出图像的亮度,对低亮度图像采用对比度受限的直方图均衡化处理(CLAHE)。根据实际户外场景下的试验结果,本文改进后的ORB-SLAM2系统的运动轨迹相比于原始系统,更加接近相机真实运动轨迹,同时该系统在户外眩光场景下具有更好的稳健性。

无人机与卫星影像匹配的相似性逼近算法

罗卿莉, 张书缤, 陈相, 魏钜杰

2023, 0(9):  64-69.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0266

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针对现有算法在无人机与卫星影像具有较大空间分辨率差异时存在匹配正确率不高的问题,本文提出了一种无人机与卫星影像匹配的相似性逼近算法。该方法在匹配前对无人机影像进行高斯滤波处理,提高了无人机与卫星影像的尺度相似性,并最终提高了匹配算法的正确率。试验结果表明,该算法具有较高的匹配精度,适用于无人机与卫星影像空间分辨率差异较大时无人机影像的匹配与自主定位。

哨兵1号影像在南极触地线提取中的应用与分析

赵现仁, 邢喆, 张峰, 郭灿文, 王晶, 孙毅, 马永, 赵彬如, 王剑

2023, 0(9):  70-76.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0267

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冰川触地线是内陆冰盖和漂浮冰架的分界线,其位置的准确界定对南极冰川物质平衡计算、冰川动力学建模、冰川变化和海平面变化研究具有重要意义。本文针对Sentinel-1A/B雷达影像数据在南极触地线大规模提取中的应用,基于2020年Sentinel-1A/B雷达影像数据,采用DDInSAR方法对南极触地线进行了大范围的提取,提取触地线约23 472 km,结合MEaSURE_GL、MOA_GL2009、MEaSUREs冰流速等数据对触地线提取结果进行综合分析。结果表明:利用DDInSAR方法和Sentinel-1A/B雷达影像数据可以实现对南极触地线长期、高效且较全面的提取,南极不同地区的触地线具有不同的变化特征,存在稳定、回退、前进、消失和冰升等多种变化现象。南极半岛和西南极可以完全应用6 d的Sentinel-1A/B雷达影像数据提取触地线,东南极大部分区域只能应用12 d的Sentinel-1A/B雷达影像数据提取触地线。潮汐运动的强弱影响触地线的提取质量,在西南极的强潮汐区域触地线提取质量较高,在东南极冰盖周围的弱潮汐区域触地线提取质量较差或者结果空缺。南极触地线的提取受冰流速影响较大,当冰流速超过400 m/a时,由于较大冰流速的存在使得触地线提取质量较差甚至无法提取触地线。在利用Sentinel-1A/B雷达影像数据提取南极触地线时,南极半岛和东南极优先选择秋季的影像数据,西南极优先选择夏季的影像数据。

直方图双峰法在遥感影像水体提取中的研究与改进

王茹月, 周航宇

2023, 0(9):  77-81.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0268

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利用水体指数方法提取多光谱遥感数据中水域信息优势明显,应用广泛。然而在实现过程中,算法的选取依赖于特定的水域环境,移植性差。本文选取了我国东部5个地区冬夏两季的数据,基于Landsat 8/9卫星的光谱数据,使用改进的归一化水体指数(MNDWI)进行归一化处理,在此基础上研究了直方图双峰阈值法的不足之处并加以改进。试验结果表明,改进后的直方图双峰法提取水域信息精度明显提高,且不再依赖于特定的水域环境,适应性显著提高。

重庆金佛山黑叶猴潜在生境及廊道分析

陶培峰, 袁月, 刘建, 张斌, 何彦良, 肖禾

2023, 0(9):  82-86,99.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0269

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黑叶猴是国家一级保护动物,由于人类活动导致其生境破碎化加剧,威胁种群的生存安全。本文以黑叶猴在重庆的主要分布区金佛山为例,考虑地形、植被、人为活动和饮水因素等,选取与黑叶猴生境密切相关的7个环境影响因子,对黑叶猴生境适宜性进行了分析,并利用最小累积阻力(MCR)模型构建了潜在生境之间的生态廊道。结果表明,黑叶猴最适宜生境面积为178.07 km²,仅占研究区总面积的12.15%,主要分布在金佛山中部和东北部地区的沟谷地带,潜在生境斑块呈条带状,破碎化状态明显,具有海拔高、坡度陡、临近水源、植被覆盖度高、远离人为活动干扰等特点;构建的生态廊道共有56条,廊道最小宽度为303.9 m,廊道总长度为147.82 km,总面积为43.89 km²。本文的研究成果对黑叶猴种群和生境的保护具有重要指导意义。

利用OICC-SBAS技术提取岗普冰川表面流速时空变化特征

欧海沨, 字城岱, 滕兴发, 关舒丹

2023, 0(9):  87-92.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0270

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本文利用Sentinel-2数据,通过光学影像互相关技术(OICC),并借鉴小基线集(SBAS)思路,提取并分析了岗普冰川2015—2022年时序表面运动速度及时空变化特征。结果表明:岗普冰川表面流速存在明显的空间差异性,流速高值主要集中在上游的物质积累区,该区域形变特征复杂,年最高流速为82.5 m/a;冰川主体流速整体波动较小,位于40～50 m/a之间;时间特征上,冰川在研究时段内流速较为稳定,年际之间流速相差不大;利用东西向和南北向偏移量获取的最终偏移方向,与冰川实际流动方向相符,选取的稳定区域的偏移量误差仅占冰川最大流速的0.04%～0.7%,证实了冰川时序表面流速结果的可靠性。

基于摄影测量匹配点云估算建筑表面太阳辐照度

戴志胜, 王鹏飞, 周光建

2023, 0(9):  93-99.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0271

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针对现有建筑物太阳辐照度评估方法难以同时兼顾建筑屋顶和立面,激光点云数据成本较高,不适合计算大范围、高密度获取建筑表面点云问题。本文提出了一种基于倾斜影像密集匹配点云进行建筑物表面太阳辐照度一体化评估方法。该方法通过无人机倾斜影像获取感兴趣区域的建筑物三维模型,结合阴影仿真算法和简化后的太阳辐射模型,对建筑物表面进行阴影仿真和太阳辐照度计算。经对比试验验证,本文方法能够准确计算建筑表面太阳辐照度,有效拓展了倾斜摄影测量的应用范围,为协助建筑师设计建筑表面和最大化利用建筑表面太阳能提供了可靠的数据支撑。

基于Savitzky-Golay平滑-小波降噪处理的桥梁结构监测数据分析方法

董是, 龙志友, 毕洁夫, 王建伟, 邵永军, 杨超, 左琛, 张士远, 万昭龙

2023, 0(9):  100-106.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0272

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桥梁结构健康监测源信号数据存在毛刺、噪声及异常值等复杂情况,对信号数据分析、桥梁结构状态评估结果产生巨大偏差。本文提出了解决桥梁结构监测数据处理中复杂问题的系统性方法。首先,通过对比研究Savitzky-Golay(SG)滤波与信号平滑方法,并评价各方法的适用性;然后,基于复合评价指标量化选出最优小波基函数及最佳小波分解尺度;最后,采用卡尔曼滤波对同一监测项目的4个应变计数据进行融合,并用Monte Carlo仿真进行验证。研究表明,本文提出的SG平滑-小波降噪方法,可为桥梁健康监测数据处理提供较为全面、系统的参考。

结合POI空间分布的深圳市道路网络结构特征量化

郭晗, 马丁, 叶艾温, 马柯楠, 朱维

2023, 0(9):  107-112.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0273

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城市道路作为城市主要的基础设施,不仅刻画了城市空间的分布格局,也是人类政治、经济、文化及社会活动的最集中的场所之一。本文以深圳市为例,通过4种图中心性相关指标刻画城市道路的网络结构特征,同时使用深圳市POI数据与相关性模型相结合,对复杂道路网络结构及其联系进行分析。结果表明,4个路网结构中心性指标在不同角度上解释了城市路网的复杂特性,道路网络结构中心性和特征向量中心性对POI解释力度更大、相关性更高,中介中心性和临近中心性的解释稍弱。在全局城市尺度下,城市快速路多用于交通出行,社会活动较少,因此各项指标数据相对较低。而在街道尺度下,主要道路支撑了该区域的社会活动,因此各项指标及相关性相对较高。

技术交流

基于深度BP/ELMAN神经网络的山区GNSS高程转换精度分析

魏德宏, 禤键豪, 杨嘉伟, 张兴福, 余旭

2023, 0(9):  113-116,143.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0274

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将GNSS测量的大地高以较高精度转换为工程所需的正常高具有重要的实用价值。本文利用GSVS2017项目高精度的GNSS水准数据,分析了深度BP/ELMAN神经网络、广义回归神经网络(GRNN)、径向基函数神经网络(RBFNN)、支持向量机回归(SVR)、二次曲线拟合和曲面拟合等方法用于GNSS高程转换的精度。试验结果表明:①在训练点间距为50、30、15、10、5 km时,采用隐含层激励函数为ReLU的深度BP/ELMAN神经网络,其精度比GRNN、RBFNN、SVR、二次曲线拟合和曲面拟合方法高;②利用隐含层激励函数为ReLU的深度BP/ELMAN神经网络进行GNSS高程转换,5种训练点间距均可使90%以上检核点间的高差满足四等水准测量精度,75%以上满足三等水准测量精度要求,训练点间距为5 km时,55%以上的高差可达到二等水准测量精度要求。

机器学习模型的珠江口悬浮泥沙遥感反演与规律分析

杨传训, 李勇, 杨骥, 舒思京

2023, 0(9):  117-123.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0275

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本文以珠江口悬浮泥沙水质采样数据及高光谱数据为基础,构建了人工神经网络(ANN)、支持向量回归机(SVR)、随机森林(RF)悬浮泥沙反演模型,结果发现模型预测精度从高到低依次为:RF、ANN、SVR。采用随机森林模型对珠江口悬浮泥沙反演,结果得到珠江口岸悬浮泥沙浓度呈现西高东低,从近岸到离岸逐渐递减趋势。主要是由于珠江口地形为喇叭形,在季风和潮汐共同作用下,珠江口顶部区域受潮汐和风向混合作用强烈。在远离珠江口顶部区域地形较为开阔,各支流径流的悬浮泥沙汇聚堆积在珠江口西南区域,导致珠江口西南区域悬浮泥沙浓度高。

基于高分辨率遥感影像的荆江河段南部洪道崩岸监测——以戥盘洲弯道为例

贺秋华, 邹娟, 余姝辰, 余德清, 唐晖, 梅金华, 罗建强, 赵动, 邹聪

2023, 0(9):  124-128.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0276

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为研究长江支流崩岸情况,本文以荆江河段南部松滋河戥盘洲弯道及江心洲为例,利用高分辨率遥感影像数据,采用定量描述的方法,对其2013—2022年崩岸情况进行监测。监测结果表明,河道和江心洲都存在不同程度的崩岸,其中监测点南部河道宽度由2013年4月的203.11 m扩宽至2022年11月的287.94 m,平均每年扩宽8.5 m,每月扩宽0.74 m。5个监测点在监测期内都有不同程度的崩岸,崩岸程度最严重的监测点至河道岸边的距离从2013年4月的122.56 m缩短至2022年11月的60.13 m,平均每月缩短达0.54 m。因此,利用高分辨率遥感影像开展崩岸监测是一种非常有效的监测手段,是常规监测的有益补充;建议在开展长江主干流崩岸监测和修建防护工程的同时,应加强对长江支流河道崩岸的监测和河道防护。

铁路安全遥感新技术动态监测

杜玉柱

2023, 0(9):  129-134.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0277

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铁路外部安全环境已成为影响铁路运营安全的主要风险之一。铁路环境安全动态监测可有效应对上述风险,对于预防可能发生的突发事件、确保铁路安全运行有重大意义。为提高铁路环境安全动态监测手段的效能,本文开展了基于遥感新技术的铁路环境安全动态监测研究。首先对铁路外部安全环境进行分析;然后对比了当下各类遥感监测技术自身特点及其应用于铁路环境安全动态监测工作的优缺点;最后针对铁路沿线地质灾害监测与评估、侵占铁路用地监测、压覆铁路违规采矿等典型隐患问题设计了动态监测方案,并进行了试验测试,对试验期间出现的特殊问题进行专门处理。试验结果表明,将多种技术结合使用,优势互补可以实现铁路环境的安全动态监测,有效提高铁路安全环境管理水平,可为铁路环境灾害预防和应急处置提供一定的技术支持。

基于WorldView-3卫星带状影像生产地形级地理场景数据

刘冬枝, 任毅, 朱万雄

2023, 0(9):  135-138.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0278

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实景三维中国建设要求地方层面生产2 m格网DSM、DEM及优于0.5 m分辨率DOM的地形级地理场景数据。对WorldView-3卫星带状影像数据,采用传统的灰度匹配、特征匹配、变换域法匹配的方法,无法获得足够满足要求的连接点。本文采用基于频率相位匹配辅助的概率松弛控制点匹配方法进行连接点匹配,获得的满足精度要求的连接点数量多且分布均匀,后续生产的DSM、DEM及DOM地形级地理场景数据精度满足要求,为实景三维西藏察隅试点建设顺利开展提供了技术支撑。

四维标注在智能驾驶BEV感知中的应用

张盼盼, 宋佳顺

2023, 0(9):  139-143.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0279

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感知是智能驾驶应用中的重要一环,随着BEV感知算法的推进,对数据标注的质量和数量级提出更高的要求。本文深入研究BEV感知算法对数据标注的详细需求,并结合当前主流数据标注业务形态,提出一种基于向量空间的四维数据标注方法,将标注结果实时投影至图像空间,真正做到标注一次,输出海量样本。实践结果表明,四维标注不仅可以提升标注效率百倍以上,还能从本质上保障数据标注质量,应对BEV感知需求。

甘肃省地表要素遥感解译样本库建设与应用

张宝安, 高小龙, 金仔燕, 马兰花

2023, 0(9):  144-149.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0280

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面对自然资源遥感监测体系建设和省级基础测绘重点要素年度更新需求,本文以地理国情地表覆盖为主要参考数据,提出了省域遥感解译样本库的建设方法。首先制定了适用于深度学习的甘肃省自然资源遥感解译样本分类体系和顾及地学知识的样本选取标准,据此构建了囊括不同尺度单元的全要素、单要素和变化检测3类样本数据集;然后基于自主研建的甘肃省遥感解译样本库平台,构建了从样本采集、模型训练、智能解译到质量评估的全链路技术体系。试验结果表明,面向不同尺度区域,地物提取准确率达90%,变化检测准确率达74%,实现了地表要素从粗粒度到细粒度的自适应解译。研究成果在甘肃省省级基础测绘更新、城市国土空间监测及非农化监测等领域进行了业务化应用,提高了自然资源管理精准化和智能化水平。

顾及灵敏性利用变形速率判识高铁沉降异常数据

梁策, 黄元库, 刘俊飞, 王万齐, 朱军

2023, 0(9):  150-154.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0281

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面向在建高速铁路沉降观测的海量数据,为了快速、批量、自动甄别不能反映真实沉降状态的异常数据,基于沉降观测历史大数据与数理统计方法,本文制定了路基、桥涵、隧道各主要工况的沉降异常数据判识参考阈值;经剔除无效观测数据后,采用灵敏性优先与计算结果辅助校验稳定性的策略,将平均变形速率的波动情况与参考阈值作对比,实现自动判识沉降异常数据。应用这些方法,设计研发了铁路沉降变形观测信息系统,并在西康、西延高速铁路项目中推广应用,经验算,在单次变形速率与平均变形速率之间,通过设置灵敏性调整系数,可以抑制该方法的误判率,提升稳定性,在项目中能快速甄别出沉降异常数据及所处里程位置。

智能汽车基础地图安全防控相关问题浅析

吴佳桐, 黄龙, 王勇, 罗安

2023, 0(9):  155-159,170.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0282

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智能汽车作为当前汽车产业发展的战略方向,加之自动驾驶技术日趋成熟,车端搭载的基础地图顺势成为地图行业的新兴产品。基础地图的大发展伴随而来的实时测绘、动态更新、信息交互、数据众源等行为对地理信息安全提出严峻挑战,是国家地理信息安全不容忽视的问题。本文全面梳理了智能汽车基础地图的概念、特点及不同自动驾驶等级下的应用情况;系统分析了当前国内外基础地图相关标准的研究现状和未来的发展重点方向;总结提出了基础地图在应用中的信息技术风险点和当前的防控难点,并提出应对建议。

城市空间立体单元在CIM建设中的探索实践

田力男, 孙琦, 徐文坤, 董平, 田志欣, 荣超, 焦泽中

2023, 0(9):  160-164.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0283

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CIM基础平台的建设使得城市大量的时空与非时空数据汇聚,为智慧城市提供丰富数据源的同时,数据的融合使用也遇到了新挑战。本文针对CIM平台建设中多源数据融合存在的问题,利用地球网格空间编码规则、知识图谱、多源语义模型等先进技术和模型,重点研究空间网格与CIM数据融合的关键技术,在CIM1-7成果的基础上提出城市空间单元的概念,构建多层级的三维空间立体单元,实现以城市空间为基本单元的海量城市底板和城市空间的多种要素信息融合,为城市提供更便捷、更安全的城市信息基础服务。

测绘地理信息教学

地理信息科学一流本科专业核心课程体系设计与实践

亢孟军, 任福, 苏世亮, 王明军, 应申

2023, 0(9):  165-170.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0284

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随着地理学、测绘科学与技术、信息技术等学科的发展,地理信息科学(GIS)专业核心课程体系面临修订和完善的需求。如何设计适合本专业的课程体系,以及需要参考哪些因素,是亟待讨论的问题。本文在对比分析北京大学、南京大学和北京师范大学GIS专业核心课程体系基础上,详细讨论了武汉大学GIS专业核心课程体系的设计原则和实践过程,提出了影响课程体系设计的若干因素,包括学科支撑、社会需求、师资结构等,可为其他高校GIS专业课程体系设计提供有益借鉴。

测绘地理信息技术应用案例

BDS实时精密动态定位最优观测值弹性选取方法

叶远斌, 侯雪, 张献志, 张永峰

2023, 0(9):  171-175.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0285

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传统的BDS精密动态定位的处理方法通常是根据基线长度的经验阈值来确定采用原始观测值或无电离层(IF)组合观测值,而不同区域、不同时间的电离层延迟是不同的,在基线长度阈值固定的情况下很难得到最优解,尤其是在基线长度连续变化的动态定位中。本文提出了一种最优观测值弹性选取(FOS)方法用于动态基线的BDS实时定位,新方法基于不同观测值的测量噪声和双差观测值电离层残差的关系确定基线解的最优观测值。当电离层残差大于IF观测值测量噪声时,IF方法将优于原始B1观测值,反之,B1观测值将更优。静态测试结果表明,FOS方法的定位结果相对于B1方法在E、N、U方向上分别提高了约9.6%、7.5%和11.4%,相对于IF方法,精度分别提高了8.6%、9.9%和12.2%;相对于B1和IF方法,FOS方法在动态测试E、N、U方向上分别提高了11.1%、13.7%、17.0%和8.3%、10.7%、13.8%,模糊度固定率分别提高了16.9%和10.2%。

北斗授时技术在智慧边境管控中的应用分析

方国盛, 邱祖雄, 马广新, 杨天然

2023, 0(9):  176-181.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2023.0286

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随着智慧边境管控系统建设的发展,各应用终端和服务器对时间同步的精准性和安全性提出了更高的要求。在分析服务器对时现状及问题的基础上,本文深入探讨了智慧边境管控系统对时间同步的需求和关键技术的选择,提出了基于北斗卫星导航系统的增强网络对时和时间闭环管理的解决方案,并进行了实例应用,旨在为智慧边境管控系统各应用终端和服务器提供统一时间基准和时间闭环管理,为边境管控业务应用全面赋能。