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2024年 第0卷 第3期    刊出日期：2024-03-25

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耕地监测的遥感应用

基于高分七号影像自动提取东北黑土区侵蚀沟的方法

陈昶, 张岩, 李坤衡, 杨润泽, 张俊彬, 梁彦荣

2024, 0(3):  1-7.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0301

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东北黑土区沟蚀严重且分布面积广,目前对其进行监测大多基于目视解译,自动化程度低,急需一种快速提取方法。本文选取沟蚀严重的黑龙江省宾县马蛇子河流域,基于高分七号影像,以目视解译结果为参照,比较流向边缘检测、机器学习、深度学习3种方法自动提取侵蚀沟的精度。结果表明:①流向边缘检测方法依赖高精度地形数据,高分七号立体像对生成的地形数据垂直精度低,侵蚀沟整体提取精度仅为6.7%,无法用于切沟和浅沟的自动提取;②机器学习方法需要人为设置分割参数并设计分类特征,自动化程度较低,侵蚀沟整体提取精度可达50.7%,对切沟识别精度可达83.1%,但对浅沟识别精度仅为9.2%;③深度学习方法采用端对端的模式,无须人为设计特征提取器,自动化程度高,整体提取精度可达60.8%,对切沟识别精度可达68.1%,对浅沟识别精度可达69.7%。

基于GF-1数据的耕地土壤镉(Cd)含量遥感估算方法

张龙其, 郭云开, 董胜光, 刘新良

2024, 0(3):  8-12,94.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0302

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本文采用多种光谱变换和回归分析方法探索了使用GF-1卫星影像监测耕地土壤镉(Cd)含量的可行性。首先针对获取的GF-1原始影像数据,在完成预处理及剔除植被信息后进行倒对数、平方根和反正弦平方根变换,生成4套光谱影像;然后分别用采样点5m缓冲区内各套影像光谱统计值与Cd含量进行相关性分析和多种回归分析。选择模型决定系数最高(>95%)的反正弦平方根变换后的自适应重加权回归方法构建的线性回归模型作为遥感估算模型。遥感估算结果在稻田积水、边缘地带等出现了异常估算值;笔者分析原因后应用线性插值的方法得到最终估算结果。相关性分析和建模精度表明该方法是可行的,有望应用于实际土壤质量监测和土地管理中。

基于深度学习的耕地非农化遥感监测与时空分析——以开阳县为例

张兰兰, 王红雷

2024, 0(3):  13-18.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0303

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如何快速发现耕地非农化违法行为,并了解其空间分布和变化过程是从根本上减少耕地非农化行为的核心问题。基于多时相遥感影像数据,本文建立了一套耕地非农化监测指标体系和具有本地地形、地物特征的样本库,利用深度学习技术搭建遥感变化检测模型,将其应用于开阳县耕地非农化的时序化监测中。在此基础上,运用核密度估算法分析探讨区域耕地非农化的时空分布特征。应用结果表明,将卫星遥感与深度学习技术相结合,可实现大范围内耕地非农化的快速动态监测,开阳县2021年4月—2022年12月监测到的新增违法非农化行为整体呈下降态势,但存在局部聚集区域,且违法数量的高低表现出较为明显的季节特征。

学术研究

基于近景摄影测量的单镜头视频车辆速度检测方法

张劭斌, 张志华

2024, 0(3):  19-24.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0304

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车速检测是城市交通体系中车辆运行安全的重要环节,对维持城市交通安全至关重要。针对现有的多种交通车辆测速方法存在高成本、易受外界条件影响、安装区域限制等问题,本文提出一种成本较低、灵活性高的基于视频图像的车辆识别与测速方法。采用深度学习的方法搭建YOLOv4框架并训练COCO数据集识别车辆,改进识别方法提取识别车辆外接最大矩形框下边界中点的像平面坐标,引入近景摄影测量的方法并对共线方程进行改进,在单摄像机情况下完成对车辆的识别,计算车辆瞬时速度,绘制检测区域内车辆速度曲线,最后采取试验验证方法可行性并进行精度评定。

基于无人机倾斜摄影和激光扫描的离岸海岛高精度实景三维重建

张书航, 李旺民, 庞尹宁, 常兵涛, 马德富, 李秀龙, 张吴明

2024, 0(3):  25-30.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0305

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本文面向离岸海岛实景三维需求与技术挑战,以珠海市庙湾岛为观测对象,采用无人机倾斜摄影与激光扫描的方式进行离岸海岛的实景三维数据获取。详细介绍了无人机任务规划、地面控制与实景三维数据处理工作,以及基于无参数布料模拟滤波的DEM生成,最终通过检查点验证了数据的绝对精度。结果表明,获取的正射、倾斜影像总中误差分别为14.72、6.60cm;点云、DSM、DEM高程中误差分别为3.10、6.20、7.11cm,满足离岸海岛实景三维展示与调查管理的需求。

克里雅河流域中游绿洲蒸散发的时空演变与驱动因素分析

王冉冉, 吕光辉, 何学敏, 李进宝

2024, 0(3):  31-36,139.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0306

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蒸散发是评估荒漠绿洲水热循环的关键因素,其时空变化监测及驱动力研究可为水资源的精准调控与生态环境保护提供科学依据。以克里雅河流域中游绿洲地区为研究区域,本文基于Landsat遥感影像与SEBS模型分析了2010—2022年蒸散发的时空变化,通过蒸发皿实测数据和Penman-Monteith模型进行了估算结果的精度验证,并进一步探讨了蒸散发的影响因素。结果表明:1蒸散发的SEBS模拟值与蒸发皿观测值的相关系数和R²分别为0.93和0.87,RMSE为0.96mm/d;与彭曼公式观测值的相关系数和R²分别为0.90和0.81,RMSE为0.64mm/d。22010—2022年的实际蒸散发呈下降趋势,其变化速率为14.75mm/a;在春季、夏季和秋季呈下降趋势,在冬季则呈上升趋势。3蒸散发的空间异质性明显,高值主要集中在克里雅河沿岸附近,低值则分布在绿洲边缘地区的沙地;近13年整个研究区约有70.2%的像元呈无显著下降趋势,10.4%的像元呈显著下降趋势。4蒸散发与气温、气压、日照时数、地表温度和NDVI呈显著相关关系,与风速和地表反照率呈弱相关关系。总体而言,研究结果能够较好地模拟克里雅河流域中游绿洲的蒸散发时空异质特征,有助于流域水资源合理规划与调控政策的制定。

多特征多层次Sentinel-2影像辽宁省湖库水体提取

李文康, 赵泉华, 贾淑涵, 李玉

2024, 0(3):  37-42,106.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0307

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以辽宁省为研究区,本文基于GEE遥感云平台,使用Sentinel-2遥感影像,提出了一种多特征多层次的湖库水体提取算法。该算法选择自动水体指数(AWEI_sh)和改进的归一化水体指数(MNDWI)提取水体,并利用归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)、归一化差异红边指数(NDREI)、Sentinel-2的B8和B9波段及DEM数据多层次地消除暗地物和高亮地物噪声,对提取结果中被云雾遮挡而部分缺失的水体进行修复,最后将河流及细小像素剔除。利用此算法提取了辽宁省2017—2021年每年4、7、10月的湖库水体,并对比了不同水体提取算法及不同的水体数据产品。试验结果表明,本文算法在大尺度条件下提取水体具有良好的效果,总体精度达96%以上,可以较好地去除植被、阴影等暗像元表面,并且保证了水体信息的完整性,在大尺度水体提取方面具有一定的适用性和稳定性。

基于SVM混合核的不透水面提取及扩张分析

冀建任, 王竞雪, 王丽芹

2024, 0(3):  43-48.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0308

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利用支持向量机中单一核函数提取不透水面时存在时间复杂度高和提取精度低的问题。针对该问题,本文在径向基核函数的基础上引入多项式核函数,提出了一种混合核函数的不透水面提取方法。首先,由于属性不同的地物具有相似的光谱信息,在特征提取过程中将光谱信息与图像熵纹理信息相结合,可更加清楚地区分各地物类别。然后,在径向基核函数的基础上引入多项式核,可分别从局部和全局角度获取影像的特征信息,提高不透水面提取精度。最后,在不透水面提取结果基础上进行时空演变分析。本文利用阜新市主城区2009—2021年Landsat影像进行试验。结果表明,光谱与熵纹理相结合方法可改善特征提取效果,提升不透水面提取精度。与单一核函数提取方法对比,利用本文方法提取不透水面精度提高了2.5%,证明了该方法的有效性。

基于Sentinel-2影像的巴尔托洛冰川冰面湖研究

刘晓, 孙永玲, 孙世金, 李敏

2024, 0(3):  49-53,80.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0309

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冰面湖是冰川的重要组成部分,是冰川消融的指示器,不仅对全球气候变化响应迅速,而且对了解和掌握区域水资源信息意义重大。本文基于Sentinel-2遥感数据,利用随机森林算法,对巴尔托洛冰川冰面湖进行识别提取,并基于提取结果分析研究区冰面湖的空间分布特征,以及冰面湖面积、数量与冰川高程的关系。本文冰面湖提取的准确率达96.07%,完整率达92.18%,[JP+1]错误率为11.59%;识别出巴尔托洛冰川冰面湖567个,面积为249.46~37134m²;冰面湖多分布在距冰川末端3~26km处,其中海拔3800~4300m之间冰面湖数量最多,面积普遍较大,平均面积为1922m²;随着高程的升高,冰面湖的数量和面积逐渐减少,在高程5300m以上冰面湖数量仅为15个,平均面积为356m²;高程升高导致冰面温度降低,是冰面湖数量和面积骤减的主要原因。

基于CGCS2000新框架的地物坐标更新策略研究与分析

成英燕, 常春涛, 王虎, 徐彦田, 许长辉

2024, 0(3):  54-62.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0310

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本文针对未来CGCS2000框架更新后,由此衍生的全国各类实体坐标成果的更新策略和方法进行分析研究,为未来CGCS2000 框架维持在GPS布点、数据处理方法及达到的精度方面提供思路和应对策略。采用地形及面积与我国大致相同,且可以公开下载的国外密集的CORS站数据,设计、处理形成了研究所需的不同时长的GPS观测数据集及厘米级、分米级CGCS2000坐标数据仿真集。分别讨论了天文大地网CGCS2000坐标从分米级至厘米级的提升,以及基于CORS的CGCS2000新框架衍生的实体坐标转换的实施方法和策略。对转换到新框架下影响坐标转换精度的因素:格网内插方法、控制点密度、搜索范围、格网间距等进行充分试验分析,确定了:①天文大地点CGCS2000精度从分米级到厘米级提升的最大控制点间距为2.2°,相应为230km,即全国需要布363个点;但顾及地方框架的自身维护,各省(市)至少有4个站,则全国需在2178个天文大地点进行GPS观测。②要实现新的CGCS2000框架下实体坐标间隔10年的动态更新,若布设985个CORS站,在我国东部和中部控制点间距分别为482km、西部地区为107km时可达到5cm的精度;而全国布置2170个CORS站,对应我国东部、中部、西部地区控制点密度分别为118、374、75km时可达到3cm的精度。因试验区为地理近似而非完全一致,本文所得结论和实际会有差异,仅为我国框架衍生的各类实体坐标成果更新机制提供参考和借鉴。

因子图框架下里程计辅助GNSS/INS组合导航算法

唐卫明, 戚克培, 邓辰龙, 邹璇, 李洋洋, 胡泽奇

2024, 0(3):  63-68.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0311

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在复杂观测环境下,GNSS/INS组合导航系统的GNSS信号易受干扰从而导致INS独立导航精度迅速下降。针对上述问题,本文基于因子图的里程计辅助GNSS/INS组合导航算法,利用里程计观测信息结合非完整性约束构建航向速度约束方程,同时采用能多次线性化计算和多次迭代的因子图优化方法进行参数估计。实际车载试验解算结果表明,在GNSS信号良好时,基于因子图方法比滤波方法具有更快的收敛时间,收敛速度提高了近10倍;在GNSS信号发生中断时,添加里程计辅助后组合导航系统在东向和北向分别提升了83%和89%。与传统的滤波融合手段相比,本文采用因子图优化后在东向和北向的定位精度分别有63%、70%的改善。

GNSS-IR多星融合的稳健回归土壤湿度反演方法

王式太, 杨可心, 殷敏, 马岳, 蒋威, 刘续, 魏嘉林

2024, 0(3):  69-74.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0312

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全球卫星导航系统干涉测量法(GNSS-IR)能够利用直/反射卫星信号间的干涉信息分析提取土壤湿度、海面高度等有效信息。针对传统线性回归方法在土壤湿度反演过程中出现的拟合模型随异常观测值偏移的问题,本文提出了利用稳健回归方法降低异常值权重,以达到减小或抵消异常观测数据对观测结果的影响。为验证模型的适用范围,本文在稳健回归的基础上进行了多星融合试验,有效提高了土壤湿度反演精度。结果表明,与传统线性回归方法相比,本文提出的方法在单颗卫星时RMSE和MAE平均降低8.38%和8.91%,在两颗卫星时RMSE和MAE平均降低15.18%和16.42%,在三颗卫星时RMSE和MAE平均降低21.00%和22.97%,在四颗卫星时RMSE和MAE平均降低26.25%和28.71%。

内陆水下及近岸地形多源数据获取方法研究及应用

贾夙, 解加粉, 丁仕军, 张金营, 王琚

2024, 0(3):  75-80.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0313

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内陆水下及近岸地形数据获取有助于对内陆水域进行综合开发和精细化管理,具有重要的社会、经济和生态意义。针对单一数据获取难以满足复杂地形测量的问题,本文提出一种多源数据获取方法,采用航空摄影、机载激光雷达、多波束和单波束测深系统、人工实测等方法获取多源数据,经数据处理后获取全面覆盖水下、近岸、水陆交接处的地形数据,并以尼山水库为例进行试验应用。结果表明,本文方法既实现了水上水下一体化地形数据的获取,又保证了测量成果精度的可靠性,可广泛应用于大中型水库测量工程,为内陆水下及近岸地形测量提供技术支撑。

面向BIM的室内拓扑-栅格分层路径规划方法

郭瑞荣, 李朝奎, 李豪, 陈军

2024, 0(3):  81-87.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0314

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针对传统路径规划方法在复杂大场景环境下的搜索空间大、效率低、避障安全性差等问题,本文提出了一种基于BIM的室内拓扑-栅格分层路径规划方法。首先,建立复杂室内环境的BIM模型,提取模型中结构、障碍物和通道的语义、几何及其关联信息,通过栅格抽象映射得到基础导航地图,并结合层次图思想,开展地图空间分层,获取拓扑-栅格分层地图;然后,利用细化算法,生成拓扑层中各子区域之间的离线先验路网,联合Dijkstra算法选取其中的最优路径,并基于自主改进的A]*算法,快速高效搜索栅格层的最优路径,通过组合拼接拓扑层与栅格层的局部最优路径,构建完整的全局最优路径;最后,将本文方法与标准A*算法及蚁群算法作对比,在保证计算效率的同时,不仅缩小了路径搜索空间,还确保了最优路径的安全性,综合验证了所提路径规划方法的优越性。

利用DeepLabv3+模型提取分析街景图像绿视率——以北京三环内为例

王鸿雁, 车向红, 徐辛超, 徐胜华, 李洪胜

2024, 0(3):  88-94.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0315

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基于语义分割模型的绿视率提取缺乏适用性研究,本文首先基于DeepLabv3+语义分割预训练模型和自主标注样本,采用迁移学习策略,构建街景图像语义分割模型,并对其进行精度验证。然后基于构建的街景图像语义分割模型提取计算北京三环内绿视率(GVI),分析点、线尺度下绿视率空间分布特征。结果表明:1相比DeepLabv3+语义分割预训练模型,迁移学习后模型F1值和mIoU值分别提高了7%和3%;2点状尺度上北京三环内绿视率整体呈"西高东低,北高南低"聚类式分布特征,0~0.15区间内街景采样点GVI约占58.1%;3线状尺度上整体呈"环线低环内高"且中心发散式特征分布,0~0.15区间内研究区道路GVI约占59.8%。该研究对于提升城市街道绿化感知程度和城市空间规划具有重要的参考意义。

试论高质量发展驱动下国土空间治理的协同技术框架

李亚星, 李晓明, 廖创场, 江琳, 洪武扬, 王伟玺, 郭仁忠

2024, 0(3):  95-100,144.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0316

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国土空间治理现代化的支撑技术面临着一系列的严峻挑战。为了响应高质量发展的新高度战略,本文首先梳理了国土空间治理现代化支持技术体系下主要技术(感知技术、数智技术、规划技术和预警技术)的现状、问题;然后针对新时代国土空间治理现代化需求,构建了集成感知立体化、数据价值化、规则图谱化、决策智能化、系统平台化、平台数治化的国土空间治理智慧化支撑技术体系;最后设计并构建了面向高质量发展理念的全感知、能学习、自适应、慧治理的国土空间治理现代化平台体系。

面向城市结构形态的地图认知负荷差异眼动试验研究

黎雪儿, 郑束蕾

2024, 0(3):  101-106.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0317

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在空间认知领域,随着技术的进步,地图出现了三维地图、影像地图、虚拟地图等新的形式,同时带来了地图认知适用性不清、认知负荷差异缺乏量化的问题。本文针对面向城市结构形态认知问题,以二维地图、三维地图、影像地图、航拍地图图片为例,采用问卷调查、眼动试验和量表分析相结合的方法,研究不同类型地图的认知作用,同时关注其中的性别差异。结果显示,地图类型与性别两个变量均对地图认知负荷产生一定影响,组间差异显著;二维地图适用性较好,男性认知负荷与认知效果高于女性。

技术交流

点云数据在道岔关键节点几何检测应用

王东妍, 于才, 沈鹍, 张振见, 李亚峰

2024, 0(3):  107-112.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0318

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道岔服役状态检测工序复杂,传统方法需要结合轨检车、轨距尺、支距尺和降低值测量仪进行测量,设备类型繁杂,测量工序多,对天窗时间要求较高。为提高检测效率,本文提出了一种基于点云的单开道岔关键节点测量方法。该方法利用CAD图元信息及图卷积神经网络,实现对道岔结构三维点云数据的精确化、自动化识别、分割与提取,准确度为99.68%。同时,结合道岔结构几何先验信息,完成了对道岔结构轨距、导曲线支距、尖轨降低值等关键几何形位参数快速化精确提取。实例验证表明,本文提出的基于点云的道岔关键几何形位检测方法的测量结果与真实值误差为亚毫米级,满足实际工程检测要求,省去了多种检测设备,节约了大量天窗时间,具有较高的实用性,是未来道岔测量的发展趋势。

多光谱遥感影像在长江水位监测中的应用

魏翔, 田程硕, 秦思娴, 段梦梦

2024, 0(3):  113-117.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0319

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人类社会生活、生产活动与江河水位变化密切相关。河道水位监测系统可以实时掌握河道水位的变化情况,是科学预警水情隐患、保障港口及航运安全、提升防汛抗旱能力的重要手段。本文对长江局部水域面积与水位观测值之间的相关性进行了研究,并建立了回归方程;最终利用多光谱遥感影像提取出长江水域面积,并应用该回归方程进行长江水位的推算。结果表明,该方法能够为江河、湖泊、水库等水体的水位监测提供一种简便可行的估算方法。

基于卷积神经网络和无人机倾斜摄影图像的单个高层建筑物高度测算方法

高桂棠, 郗连霞, 钟晓龙

2024, 0(3):  118-122.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0320

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为了提升单个高层建筑物高度测算效果,本文提出了基于卷积神经网络的无人机倾斜摄影图像的单个高层建筑物高度测算方法。首先,采用无人机倾斜摄影技术采集高层建筑物图像;然后,在卷积神经网络中输入高层建筑物图像,对其展开增强处理,提高图像的清晰度;最后,通过波段转换指数和阴影指数计算阴影长度,以此为依据测算单个高层建筑物的高度。试验结果表明,本文方法的图像增强处理效果较好、高度测算精度和效率较好。

基于多源高分辨率遥感影像的典型自然资源要素提取

马锦山, 贾国焕, 张赛, 张炯

2024, 0(3):  123-126,150.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0321

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利用高分辨率遥感数据具有高空间分辨率的特性,本文以青海省西宁市0.3和1m多源高分辨遥感影像为数据源,基于卷积神经网络深度学习算法进行典型自然资源要素提取。结果表明,0.3m遥感影像提取耕地、林地准确率均在85%以上,召回率在89%以上;1m遥感影像提取耕地林地准确率在90%以上,召回率在91%以上,研究成果可用于西宁市自然资源典型要素智能提取。

基于冠层高度模型的遥感影像玉米倒伏范围提取

赵莲, 于亚杰, 梁治华

2024, 0(3):  127-133.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0322

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精准提取玉米倒伏范围是准确进行田间管理、玉米产量损失估计的基础,无人机获取遥感影像机动灵活,是作物倒伏测量的热门手段。本文提出利用无人技术基于冠层高度差的玉米倒伏范围提取方法。首先通过可见光波段差异植被指数提取玉米背景土壤分布;然后提取玉米的高度;最后基于玉米高度,通过SVM和OSTU自动阈值法提取玉米倒伏范围。试验结果表明,利用SVM法3个样本分类精度分别为88.84%、89.52%和90.80%;OSTU自动阈值法分别为94.61%、89.74%和97.20%,稍优于前者。本文基于作物高度为结构特征参数,提取作物倒伏,机理明确且一定程度上消除了无人机成像不稳定的影响。

基于深度学习技术的贵州省耕地占用遥感监测

王红雷, 严文璞

2024, 0(3):  134-139.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0323

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贵州省耕地资源相对有限,播面增长空间小,耕地占用对区域农业生产和粮食安全产生了重要影响。及时监测土地占用,对农田保护、减小损失具有重要的意义。遥感技术可以在耕地占用监测中发挥重要作用,然而由于地表结构的复杂性,高精度的耕地占用监测面临较大困难。为提高监测精度,本文研究使用深度学习技术来监测贵州全省的耕地占用情况。首先,利用多类型、高频次的高分辨率卫星影像,获取贵州省全域范围内的大量样本,据此挖掘遥感图像中的耕地占用信息;然后,联合使用卷积神经网络和[JP+1]循环神经网络,构建耕地变化监测深度学习网络模型,从遥感图像的光谱、空间和时相信息中提取耕地变化情况;最后,选取典型区域对监测结果进行了精度验证。结果表明,该方法可快速监测出贵州省占用耕地区域,为相关部门提供决策参考和监管手段。

高精度BDS+GPS变形监测技术在特高压线路地质灾害监测中的应用

李龙, 苗程广, 李响, 张鹏, 岳灵平

2024, 0(3):  140-144.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0324

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BDS+GPS变形监测技术对特高压线输电杆塔的高精度监测具有重要意义。本文在构建BDS+GPS高精度定位数学模型的基础上,依据前后历元的一致性,给出稳健的GNSS观测数据预处理策略;兼顾监测算法的高精度及快速响应,利用实时滑动窗口时段解的解算策略对高压线输电杆塔的位移变化进行实时监测;采用B/C架构研发BDS+GPS变形监测软件,具有数据采集、数据解析、数据解算和前端展示功能。精密导轨试验结果表明,该算法的水平RMS小于3mm,高程RMS小于5mm,满足厘米级、毫米级变形监测需求。

多尺度人口空间大数据聚合模型在地图可视化中的研究与应用

李亚云, 忻静, 丛婧

2024, 0(3):  145-150.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0325

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为解决海量人口和建筑物数据导致的地图渲染时间长、页面卡顿无响应等技术问题,本文提出了一种多尺度人口空间大数据聚合模型,通过研究海量数据逐级嵌套的树型逻辑架构和可视域内的空间关系,实现了超大城市多尺度行政区域的人口空间数据统计分析与可视化,并在多源异构属性融合方面得到了较好的应用,更好地满足了超大城市精细化管理需求。

基于北斗的超长距离跨河高程测量技术研究与实践

梁永, 刘朝松

2024, 0(3):  151-155,178.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0326

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目前常用的跨河高程测量方法有水准测量、测距三角高程测量、GNSS测量。常规水准测量视距较短,测距三角高程测量对场地条件要求非常高,要求测点间相互通视并同步对向观测,测量精度受风力、大气折光、距离远近影响较大,随着测量距离的增加,垂线偏差的影响也随之增大,导致精度降低。当跨距超过3500m时,没有相关标准规范可以遵循,对于跨度10km以上的超长距离跨河高程传递测量,更是一个较大的挑战。本文研究对超长距离跨江工程进行高程测量的方法。首先介绍基于北斗跨河水准测量方法的基本原理;然后以沪渝蓉高铁崇太过江隧道跨长江高程传递为例,阐述在跨河水准测量实施过程中水准控制网的布设方法、外业测量质量控制、数据处理及精度分析等。[JP+1]实践结果表明,在地势较平坦、高程异常变化率相对平缓的测区,通过布设强制观测墩、优化设计控制网网形、采用双测线跨河水准测量方法,内外符合精度指标均可满足二等水准测量要求。本文成功实现了10.2km超长距离跨河水准测量技术在沪渝蓉高铁崇太过江隧道二等水准传递应用,对类似工程项目有很好的借鉴和参考意义。

地上地下一体化线性工程选址论证研究与应用

刘超, 吕三和, 周圣川, 乔新, 刘鹏超

2024, 0(3):  156-161.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0327

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针对线性工程因线路长、范围广、自然环境复杂的特点,导致规划论证阶段难以快速掌握沿线自然条件的问题,本文以实景三维数据作为地上空间基底、三维地质模型数据作为地下空间基底、专题数据作为数据要素底板,构建了地上地下一体化的三维空间场景,并基于三维场景制定了线性工程三维选址论证分析的流程方法。以青岛规划高速公路为例,三维选址论证分析可快速掌握沿线的地上实景现状、地下地层断裂构造及各类专题要素等情况,有效提高了线性工程选址论证的效率和质量,为线性工程提供了地上地下一体化的三维选址论证新模式。

基于新型智慧城市视角的地质灾害监测——以广州市为例

刘国超, 彭卫平, 刘伟

2024, 0(3):  162-167.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0328

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新型智慧城市建设为广州地质灾害监测提供了新机遇、新思路。笔者结合近年来地灾监测的科学研究和工程实践,从感知、调度、共治的角度浅谈对于广州地灾监测的一些思考。感知方面:广州市地貌结构复杂,北部丘陵台地作为地灾易发区,建议构建重点区域天-空-地三查体系,及时识别潜在风险源。预警调度:广州市地灾的发生与降雨有很强的时间相关性和空间耦合性,建议在广州市雨窝、降雨集中区构建精细化气象预警网格,提高监测预警精准度;针对地灾监测预警存在的重监测、轻预警现象,建议构建基于数据-知识双驱动的预警模型,实现高精度可解释的地灾预测建模;针对疑难边坡,建立专家研判系统,实现精准"把脉",精准"治疗"。共建共治:加强跨部门跨层级合作,加强新建工程项目地灾评估,消减地灾存量,控制地灾增量。

测绘地理信息教学

创新创业训练与智慧城市课程深度融合的实践探索

李少英, 张新长, 吴志峰, 陈澄静, 阮永俭

2024, 0(3):  168-172.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0329

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创新创业训练计划是适应经济社会和高等教育发展而形成的教育理念和实践,如何将其嵌入授课过程以培养创新型人才,是高校教学改革的重点课题。伴随城市管理的日渐智慧化,本文提出了创新创业训练计划与智慧城市课程融合的教改框架。以"互联网+"创新创业训练成果为教学产出导向,引导学生综合智慧城市技术和案例,发现智慧建设的痛点并提出可行的解决方案,有效培养学生的创新思维,激发其创业热情,为高校通识课程教学与学生创新创业能力培养的有机融合提供有益的参考。

测绘地理信息技术应用案例

基于改进YOLOv5的无人机影像道路裂缝检测方法

朱伟刚, 汪伦, 陈田, 邹博文

2024, 0(3):  173-178.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0330

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道路裂缝的出现对道路使用寿命和人车安全带来明显影响,需及时检测出道路裂缝。针对无人机影像中裂缝目标小、图像背景复杂导致检测精度低等问题,本文以无人机采集裂缝图像作为研究数据,提出了一种改进YOLOv5模型的深度学习道路裂缝检测方法。在YOLOv5模型骨干网络中分别加入CBAM、SimAM、CA注意力机制,提高模型对裂缝的识别能力及检测精度,通过消融试验进行对比分析,同时在YOLOv5模型上融入自适应空间特征融合算法,改善裂缝特征提取能力。研究表明,改进后的YOLOv5网络模型相比于原模型,精度得到明显提高,均值平均精度(mAP)提升20.6%,在保证准确性的同时有效提高了检测精度,可为道路裂缝检测提供新的方法。

三维激光扫描技术在桥梁变形监测中的应用

胡洋, 韩扬, 梁文鹏

2024, 0(3):  179-182.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0331

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随着我国经济的加速腾飞,城市交通设施建设力度在不断加大,桥梁作为城市交通的重要组成部分,在建设与检测技术等方面也在不断更新与提高。桥梁在长期运行后,由于受不均匀荷载及自然不可控外力等因素影响,局部会出现变形、裂缝等病害。由于桥梁横跨水面,受车流量及自然因素的影响,常规的GNSS接收机、全站仪等测量仪器难以快速、准确地获取桥梁全空间信息数据,而三维激光扫描由于其作业效率高、非接触等特点,具有传统测量设备无法比拟的优势。本文以江苏润扬大桥为例,探讨三维激光扫描技术在桥梁变形监测中的应用,详细介绍了外业扫描、点云拼接去噪、成果图绘制及变形分析等步骤,为桥梁监测的新手段应用提供了借鉴经验。