测绘通报

马维豪, 戴吾蛟, 余文坤, 李鑫

2024, 0(8): 1-7. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0801

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大型桥梁监测中,受桥梁吊索、桥塔、围栏遮挡,以及过往车辆反射等环境因素的影响,GNSS定位精度和可靠性严重受限。惯性导航系统(INS)技术在初始对准后完全处于自主状态,可消除外界环境的影响。通过组合GNSS和INS技术,可有效提高GNSS的抗干扰能力和定位精度。为此,本文面向桥梁变形监测要求和应用特点,基于组合导航开源软件GINav,设计并实现了具有监测站点可视化、原始数据自动匹配、IMU降采样、GNSS RTK/INS组合解算、结果分析与评估等功能的GNSS RTK/INS的桥梁变形监测软件。振动台模拟桥梁振动试验结果表明,与GNSS RTK技术相比,GNSS RTK/INS组合精度有明显提升,中误差可达到变形监测允许变形值的1/20,可满足桥梁变形监测的精度要求。

前融合策略下辅助智能驾驶的多模态数据采集与高精度点云地图构建

刘春, 马小龙, 戚远帆, 厉彦一, 乔亦弘

2024, 0(8): 8-12,19. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0802

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随着人工智能和泛在传感技术的迅猛发展,以多模态数据融合处理为基础的智能辅助驾驶系统逐渐走入千家万户。智能驾驶技术的核心是依赖于先进的人工智能和泛在传感器技术,以增强或替代驾驶人的感知、决策和执行能力。其中,对道路环境实时、精准、稳健的感知是汽车智能化的重要一环。本文介绍了一种集成多源传感器的多模态数据采集车辆平台,通过构建高精度点云地图,为辅助智能驾驶提供基础点云数据服务。不同于“后融合”的多源数据融合策略,本文采取经时空同步多源数据进行“前融合”的策略,在完成多源传感器数据同步与校准的基础上,为智能驾驶车辆提供时间空间一致的感知数据。在地图构建层面上,通过与IMU和固态激光雷达的耦合,实现了对环境点云地图的高精度重建,为辅助智能驾驶的实现和进一步发展提供了重要技术支持。

基于球形标靶自动提取的大场景三维扫描仪地形测量方法

张旭, 毛庆洲, 徐浩轩, 楼梁伟, 王晓凯

2024, 0(8): 13-19. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0803

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针对地面三维扫描仪大点云地形测绘中缺乏可信特征点的问题,本文提出了一种高精度自动定位和提取球形标靶中心的方法。由三维点云获得点云强度图,并将强度图划分为多个子图,利用现有图像处理算法获取子图中候选标靶感兴趣区域(ROI);提出了一种基于一维最大熵改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法,从而准确获取每个ROI中候选标靶的像素集合;利用标靶半径和圆球率相关阈值确定可信标靶,将可信标靶的点云交替完成圆球拟合和粗差剔除,得到准确的标靶中心。试验结果表明,直径14.5 cm的球形标靶布设测量范围在80 m内,该算法从点云中提取标靶的成功率达96.7%;基于自动提取球形标靶中心的方法完成扫描坐标系向指定坐标系的转换,其中三项中误差(高程中误差、平面中误差、三维空间误差)均小于1 cm。

实景三维场景下的地质灾害识别特征与潜力分析

王德富, 刘立, 李永鑫, 张志强, 罗超, 廖洋洋

2024, 0(8): 20-25. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0804

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地质灾害的准确识别与分析是防治预警前的关键环节,相比二维解译环境,实景三维因其立体化、真实化特点,突显出了更加有利的数据优势。本文以实景三维建设为契机,采用三维视觉分析方法,建立滑坡拉张裂缝、剪切裂缝、新鲜滑塌、滑坡壁、下挫台坎,崩塌危岩、坡脚堆积,泥石流物源区、流通区和堆积区共12种三维识别标志特征;采用三维WebGIS技术解析滑坡、崩塌立体特征,并从几何信息、影像特征、微地貌等方面,分析总结了实景三维应用潜力。结果表明,实景三维为地质灾害解译提供了新的纬度,增强了地质灾害识别能力,解译结果更符合实际,有助于提高解译精度。研究成果可为实景三维应用提供启示,为地质灾害隐患高质量识别研究提供借鉴价值。

基于U-Net、U-Net++和Attention-U-Net网络的遥感影像水体提取

李振轩, 黄敏儿, 高飞, 陶庭叶, 吴兆福, 朱勇超

2024, 0(8): 26-30. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0805

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目前,深度学习在高分辨率遥感影像水体提取方面的应用已成为遥感领域的研究热点。其中基于U-Net网络的算法在水体提取中表现出较好的性能,但鲜有研究对不同U-Net网络算法在水体提取任务中的性能差异进行深入比较。因此,本文选择U-Net、U-Net++和Attention-U-Net 3种卷积神经网络,基于GID数据集,进行试验与定量分析。结果表明:U-Net++的训练精度最高,其次为U-Net、Attention-U-Net,三者分别为0.912、0.907、0.899;U-Net++的边缘提取能力优于其他两种网络;在分割不同类型水体和区分遥感影像中与水体区域相似的非水体区域上,U-Net++的提取效果显著,U-Net和Attention-U-Net易出现漏提现象,效果欠佳。

BDS-3 B1C/B2a长基线相对定位研究

方卓, 王立诗云, MICHAEL Floyd

2024, 0(8): 31-36,53. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0806

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为了验证北斗三号卫星导航系统(BDS-3) B1C/B2a长基线相对定位的精度,本文首先对2023年DOY(304～313)澳大利亚地区8个MGEX测站连续10 d观测数据进行质量分析;然后使用改进的GAMIT10.76软件对观测数据进行长基线相对定位解算;最后评估BDS-3和GPS不同频点信号组合数据质量和双频无电离层线性组合基线解算,以及网平差的精度。试验结果表明,B1C/B2a、B1C/B2b和B1C/B3I频点信号组合数据质量、载噪比和伪距多路径误差基本相当,优于L1/L2;B1C/B2a的标准化均方根(NRMS)略优于B1C/B2b和L1/L2,显著优于B1C/B3I;B1C/B2a和B1C/B2b模糊度固定率基本相当,显著优于B1C/B3I,差于L1/L2。试验结果进一步表明,B1C/B2a相对于B1C/B3I的基线分量东(E)、北(N)和天顶(U)3方向标准差(STD)均值和三维点位误差均值分别降低了29.4%、27.0%、30.0%和41.0%。

云贵高原地区生态系统健康时空分布及其驱动因素影响

张学鹏, 曾铖, 勾鹏, 黄莹双

2024, 0(8): 37-41. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0807

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针对云贵高原地区生态系统健康(EH)的时空分布及其驱动因素问题,本文首先建立了“活力-组织力-恢复力-服务力”的EH评估模型,分析2000—2020年EH时空分布,然后利用XGBoost模型和SHAP解释模型分析各驱动因子与EH间的具体函数关系。结果表明:①2000—2020年,云贵高原地区的EH西部区域较东部区域较好,弱健康县集中在东北地区;②弱健康和较弱健康县由2000年的40%降低至2020年的24%,总体呈现全域改善的趋势;③城市化水平、降水与EH间存在递减的三次函数关系,温度、归一化植被指数与EH间存在递增的三次函数关系,高程与EH间为波动的四次函数关系。本文旨在为区域EH监测提供新方案,为云贵地区生态保护与恢复提供参考。

融合LiDAR点云与无人机影像的滑坡动态监测技术

徐宇翔, 胡庆武, 段延松, 李加元, 艾明耀, 赵鹏程

2024, 0(8): 42-47. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0808

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滑坡是一种危害性较大的自然灾害,如何对其进行高效准确的监测具有重要研究价值和实际意义。利用LiDAR、无人机航空摄影等技术进行滑坡监测,可以快速、安全、精确地获取滑坡区域地面信息。本文提出了融合LiDAR点云的无人机影像滑坡动态监测方法。首先,利用点云和影像获取高质量DSM;然后,设计一种基于不规则三角网和坡度融合的滤波算法,滤除DSM中低矮植被,生产高精度DEM;最后,通过对两期DEM进行差分,实现对滑坡区域的动态监测。以黄登水电站附近边坡区域的LiDAR数据与无人机影像数据开展试验,结果表明,采用本文方法进行滑坡动态监测可以直观地判断滑坡地形变化和位移趋势,具有一定的应用前景。

面向无控与有控地形测绘的陆探一号基线校正方法

李培桢, 谢志鹏, 李涛, 张祥

2024, 0(8): 48-53. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0809

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干涉合成孔径雷达(InSAR)生成数字地表模型(DSM)的过程中,厘米级的基线误差会带来米级的高程误差。本文面向国产陆探一号地形测绘任务,提出了一种基于远近波位基线检校的无控InSAR DSM生成方法。该方法使用远近波位检校场获取精确的基线参数改正量,并将检校参数用于其他区域,高程中误差降低了0.98 m,同时与传统的控制点辅助下的基线估计方法进行了对比分析。结果表明,控制点辅助下的基线精估计方法获取的基线估计量不适用于其余影像,而本文方法可稳健地用于长时间大区域的高精度DSM产品生产,为我国的InSAR地形测绘任务提供技术支撑。

基于三维探地雷达和PSO-ELM的地下病害体识别方法——以成都市金牛区为例

谢小国, 罗兵, 黄长兵, 张玉玲, 杨生博

2024, 0(8): 54-59. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0810

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准确探明城市道路地下病害体类别,是防止道路塌陷的关键。三维探地雷达是目前最常用的道路病害探测技术,但其数据解释还是以人工解释为主,存在工作量大、识别准确率低等缺点。本文以成都市金牛区为例,在地下病害体频谱特征分析的基础上,提出了一种改进粒子群优化算法(PSO)的极限学习机(ELM)病害体自动预测模型。首先,优选最大峰值振幅、最大波谷振幅、振幅方差、峭度因子、均方值、频谱方差及频谱均值7个特征参数作为模型输入,采用改进粒子群算法对极限学习机模型进行参数寻优;然后利用优化后的ELM模型对研究区地下病害体进行识别。结果显示,PSO-ELM模型的病害体识准确率高达92.5%,识别效果明显优于ELM模型和传统的人工图像特征识别法。

改进YOLOv5的国产光学影像辐射异常检测方法

石一剑, 谭海, 钟旭辉

2024, 0(8): 60-65,72. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0811

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随着国产光学卫星数量不断增多,获取的卫星影像数据大规模增加,卫星获取并通过传感器校正处理的影像中存在大量的影像辐射异常问题, 影像辐射质量是决定影像质量检验等级评价的重要因子,目前检查主要采用人机交互方式。针对目前光学影像质检存在影像辐射问题,本文提出了利用改进的YOLOv5深度学习网络对辐射异常区域进行目标识别的方法,将改进后的Light-BiFPN特征融合网络和ShuffleNetV2主干网络融入YOLOv5s。通过探索影像辐射异常原理,此网络能够精确判断辐射异常影像目标的范围,训练出的模型能通过锚框较好地检测出辐射问题的范围,为进一步模型的部署应用做好准备工作。

融合GNSS和加速度计的超高层建筑动态形变分析

王帅, 尹川, 孙昱, 王坚

2024, 0(8): 66-72. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0812

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针对全球卫星导航系统(GNSS)在超高层建筑形变监测中存在的多路径误差严重、监测精度不可靠等问题,本文通过构建可调节Q因子小波变换的系统趋势分离与滤波去噪模型,构建基于Kalman滤波、RTS平滑的数据融合算法,从而进行GNSS与加速度计数据融合;利用可调因子Gabor小波变换实现融合位移中动态形变信息的提取,并与加速度计数据二次频域积分后的动态位移进行对比,验证融合模型的有效性。模拟试验结果表明,本文构建的融合位移算法可有效还原真实数据,融合位移数据的均方根误差为0.088 5 mm,互相关系数为0.993 4,信噪比为17.53。通过超高层实测数据进一步验证,本文方法实现了GNSS和加速度计数据的消噪与融合,能够提取融合数据中的动态形变信息,提高了形变监测的精度,为超高层建筑动态形变分析提供了有效方法。

基于改进的YOLOv5遥感影像飞机目标检测

黄子恒, 芮杰, 林雨准, 王淑香, 刘相云

2024, 0(8): 73-78,89. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0813

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针对现有目标检测算法在遥感影像飞机目标检测上存在检测速度慢、精度低、影像背景复杂、不易区分背景和目标,以及预测过程的收敛速度较慢、效率低等问题,本文在YOLOv5算法模型的基础上,采用引入注意力机制和更换损失函数两种优化策略,提升了算法对飞机目标的检测性能。在DOTA数据集上的训练结果显示,通过在YOLOv5网络结构主干部分的C3模块中引入CBAM注意力机制,算法检测性能得到显著提升。其中,模型训练结果的精确度(P)提升6%,召回率(R)提升2%,平均精度(mAP)提升2.8%;在YOLOv5预测过程中分别采用Focal EIoU和SIoU损失函数对原有CIoU损失函数进行替换,试验结果表明,改进后的算法模型回归精度显著提高,其中采用SIoU损失函数的模型优化效果最好,模型训练结果的精确度(P)提升4.3%,召回率(R)提升2%,平均精度值(mAP)提升2.7%。改进后的YOLOv5算法为实现对飞机目标的高精度实时检测提供参考。

帕米尔东北部公格尔拉张系现今构造形变InSAR研究及地震危险性分析

陈荣柳, 李杰, 刘代芹

2024, 0(8): 79-83,89. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0814

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帕米尔构造结断裂发育,强震频繁,一直是大陆动力学研究关注的重点区域。位于帕米尔内部的公格尔拉张系是中、东帕米尔内部最重要的张性断层之一,对其现今构造形变进行研究,对于探讨帕米尔内部的现今变形状态、动力学机制、强震活动及灾害防御都具有重要意义。本文处理了2018—2022年2个轨道的Sentinel-1 SAR数据,获取了研究区高密度三维形变速率场,并结合库伦应力讨论了研究区地震危险性。结果表明,在东西方向上,公格尔拉张系的木吉断裂存在约10 mm/a的右旋走滑,昆盖山南麓断裂和公格尔山断裂的拉张速率分别约为11和5 mm/a,慕士塔格断裂几乎不作拉张运动;垂直方向上,木吉断层南盘抬升7 mm/a,北盘抬升3 mm/a,昆盖山南麓断裂、公格尔山断裂和慕士塔格断裂的两侧均存在一定程度的抬升,约为3 mm/a;静态库伦应力表示,公格尔拉张系北段为未来强震的危险区。

基于GF-1多光谱影像的河道碍洪物遥感AI识别模型

顾祝军, 刘斌, 朱骊, 丘仕能, 任小龙, 吴家晟, 肖斌, 廖广慧, 姚露露

2024, 0(8): 84-89. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0815

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河道碍洪物是洪涝灾害的重要影响因素,对其进行高效精准监管需引起高度重视。传统的人工巡查难以满足高效精准的应用需求,因此结合人工智能(AI)的遥感技术应用是必经之路。然而诸多的AI模型在遥感应用中的表现尚不清晰,亟待深入探讨。本文以广西大藤峡库区为例,研究河道碍洪物遥感AI识别模型构建方法。基于GF-1遥感影像,构建碍洪物训练样本集,以ResNet101为核心网络,采用当前主流的6种语义分割模型,包括PSPNet、PAN、MANet、FPN、DeepLabV3+和UNet++,进行碍洪物识别模型训练,进而评估其精度和效率。结果表明:①利用ResNet101作为骨干网络的深度学习模型,在河道碍洪物识别中表现优异,所有模型的F1得分均大于0.70,交并比(IoU)均大于0.58。其中,结合洞卷积和全局池化技术的DeepLabV3+模型的F1得分为0.82,IoU为0.72,体现了其在捕捉上下文信息和微观特征方面的显著优势。②PSPNet在参数量较低的情况下表现出较高的处理效率和精度,每批次能处理8个样本,帧率高达10.49。综上,DeepLabV3+在精确识别和轮廓描绘方面的表现尤为突出,而PSPNet在大规模数据处理上显示出巨大潜力。研究结果可为AI遥感模型构建提供参考,并为河道安全监管提供技术支撑。

无人机影像GrabCut路面裂缝识别

武广臣, 刘艳

2024, 0(8): 90-95. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0816

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无人机影像裂缝提取是近年来研究的热点问题之一。针对无人机影像强边缘信息干扰问题,本文提出了一种基于GrabCut算子的裂缝识别方法。该方法首先运用GrabCut算子提取保留裂缝的前景路面,然后运用去噪、边缘检测和双阈值轮廓识别方法探测路面裂缝。这种裂缝识别方法较好地排除了大量伪边缘信息和次生噪声干扰,实现了高分辨率无人机影像裂缝自动识别。试验结果表明,基于GrabCut算子的路面提取方法优于颜色特征提取算法和分水岭算法,适用于复杂场景路面提取,具有较高的普适性;同时,该方法可以快速获取裂缝信息,检测尺度可以人为控制,易于实现多尺度裂缝信息识别。研究结果可应用于路面裂缝定位识别、线性路面设施检测及路面灾害性评估等领域。

地铁隧道病害检测深度学习模型优化及应用

尤相骏, 赵霞, 龙四春, 王嘉伟, 郑颖, 邝利军

2024, 0(8): 96-101. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0817

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本文针对地铁隧道中渗漏水、裂纹裂缝、结构抹灰开裂及剥落掉块4种常见病害,研究了基于激光雷达扫描点云数据和深度学习的地铁隧道病害检测方法。首先,引入ACmix注意力模块,使网络兼顾全局特征和局部特征,提升对裂纹、裂缝等小目标的检测效果;然后,优化回归损失函数,提高收敛平稳度和回归精度,降低检测误差;最后,实现正射投影图像预处理、批量检测、结果融合及检测结果报表的一体化生成,提高大尺度正射投影图的病害检测率。试验结果表明,在选取IoU阈值为0.5的条件下,改进后的YOLOv8算法在隧道病害测试检测中正确率由90.65%提升至91.18%,基本实现了基于激光雷达扫描的地铁隧道4类常见病害的智能检测,并在实际隧道运维工程中得到成功应用。

深度学习的大高差高海拔地区高程拟合方法

马下平, 王风凯, 赵庆志, 高余婷

2024, 0(8): 102-108. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0818

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大高差高海拔地区的地形复杂多变,传统的高程拟合方法,如多项式拟合、曲面拟合、BP神经网络和遗传算法改进的神经网络等方法,拟合精度都有待提高。本文构建了一种基于深度学习的高程拟合方法,利用西部某铁路控制网的2020年一期二等水准测量数据,采用多层感知器(MLP)作为核心模型,通过结合RAdam优化器和GELU激活函数进行优化,该方法能够有效捕捉该地区的地形特征和高程变化规律,实现高精度的高程拟合。研究分析了不同优化器和激活函数组合对模型性能的影响,结果表明,深度学习模型在大高差高海拔地区高程拟合中表现出较佳性能,其均方误差(MSE)最低,平均绝对误差(MAE)最小,决定系数R²最接近1,显著优于BP神经网络和遗传算法改进的神经网络方法。特别是RAdam优化器和GELU激活函数的组合,在模型性能上表现最佳。本文所构建出的深度学习大高差高程拟合方法,不仅精度较高且具有良好的泛化能力,能够适应大高差高海拔地区复杂多变的地形特征。

三种图像匹配模型在地图匹配中的适用性

侯佳鑫, 车向红, 刘纪平, 王鸿雁, 王勇, 徐胜华, 罗安

2024, 0(8): 109-114,121. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0819

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随着计算机和人工智能等科学技术的快速发展,已出现多种基于深度学习的智能化图像匹配模型,但这些模型大多用于匹配图像纹理特征较为固定的图像(如人物、建筑物和工业器件等),缺乏对图像纹理特征复杂多变的地图图像匹配适用性研究。为此,本文以行政地图、交通地图和专题地图为数据源,基于Superglue、COTR和GlueStick 3种图像匹配深度学习模型,通过融合3类地图和语义分割模型(SAM),从目视检验、匹配精度和匹配效率方面对比分析3种图像匹配模型效果。结果表明:①GlueStick模型在3类地图上边界匹配效果整体最为理想,Superglue次之,而COTR模型匹配效果最差;②基于SAM生成地图分割掩膜图能够减少地图周边干扰要素,进而提升GlueStick和Superglue模型匹配效果,其匹配精度分别提升了47.50%和34.43%;③COTR模型匹配效率最低,GlueStick相比Superglue,在地图原图上匹配效率较低,但在地图分割掩膜图匹配中,两个模型匹配效率相当。本文可为地图内容对比、识别和审查等方面提供重要的智能化技术支撑。

基于kNDVI的时空演变、预测及生态安全格局构建——以水土流失的黄土高原为例

周康胜, 杨德宏, 韩杨, 周鹏, 姜昀呈

2024, 0(8): 115-121. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0820

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作为中国重要的生态区域,黄土高原面临严重的环境挑战。如何准确监测和预测植被变化已成为当前研究的焦点。本文利用更适合研究黄土高原的核归一化差异植被指数(kNDVI),对2000—2019年该地区的植被变化进行探究。结果显示,2001年和2013年是生态结构转型的分水岭,高和低类型发生显著变化。此外,为更全面了解未来植被的演变,引入BP神经网络和GeoSOS-FLUS模型进行时空预测,首次验证了GeoSOS-FLUS模型在kNDVI空间预测中的适用性。预测显示,2020—2022年更低和低类型将显著增加。值得注意的是,尽管kNDVI的斜率较过去翻了一番,但其峰值(8月)略有下降,而初春和冬季的数值则有所增加。最后,利用kNDVI和NDVI构建了黄土高原的生态安全格局。比较分析结果显示,由kNDVI构建的生态安全格局优于NDVI,结果进一步揭示了黄土高原西北部的生态更为脆弱,更受人类活动的影响。

高精度地图众源更新地理信息安全问题浅析

郭圆, 李必军, 应申, 钟炜, 周剑

2024, 0(8): 122-127. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0821

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作为重要的道路先验信息,高精度地图是突破智能驾驶技术瓶颈的关键基础支撑,而众源更新则是制作满足智能驾驶技术发展所需高鲜度地图的可行路径之一。本文着眼于智能汽车高精度地图众源更新涉及的信息安全问题,首先,从众源更新的数据收集、信息提取及检测更新3个关键技术出发,对实践现状和现有技术理论研究进行了总结与分析,并从地理信息安全的角度探讨了众源更新技术中存在的问题;然后,从地理信息安全的角度出发,对高精度地图众源更新现有的政策法规与相关标准进行了梳理;最后,分析并总结了智能汽车高精度地图众源更新的发展对现有政策法规与标准提出的新挑战,并对政策法规与标准的进一步完善提出建议。

退圩还湖背景下的区域生态敏感性变化研究——以兴化市为例

蒋志昊, 王冬梅, 万骏, 石一凡, 吴勇锋

2024, 0(8): 128-134. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0822

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本文以江苏省兴化市为例,探究退圩还湖工程对区域生态敏感性的变化影响。基于AHP层次分析法,利用德尔菲法确定各评价因子权重,对退圩还湖前后兴化市生态敏感性进行单因素和多因素叠加分析。结果表明:①退圩还湖前后区域综合生态敏感性均值分别为2.37和2.43,标准差分别为1.18和1.28,生态敏感性提高,各敏感等级空间分布更加离散;②退圩还湖对水域缓冲区、土地利用和植被覆盖度敏感性影响较大,对高程、坡度、坡向敏感性影响较小,与里下河地区平原水网特征相关;③兴化市生态综合敏感性影响因素权重由大到小分别为:土地类型、植被指数、水域缓冲区、高程、坡度、坡向,各敏感等级的空间分布与前3项指标相似,呈现西北高于东南、郊区高于城镇的特征。本文可为退圩还湖后地方发展方向及生态评价提供科学指导。

基于多损失融合和混洗注意力的车载LiDAR点云道路标线提取方法

何银鑫, 齐华, 朱运权, 卢自来, 彭世勇, 刘洋

2024, 0(8): 135-140. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0823

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道路标线的准确提取在高级辅助驾驶系统和高精度地图的开发中具有重要意义。针对现有的基于阈值的车载激光点云道路标线提取方法在反射强度与点密度分布不均、道路标线与路面对比度低时提取效果较差的问题,本文提出了基于多损失融合和混洗注意力的车载LiDAR点云道路标线提取方法。选取典型高速公路试验样区进行道路标线提取试验,并与常规方法进行了精度对比分析。试验表明,本文方法在道路标线提取精度方面优于其他方法,有望更好地服务于自动驾驶的高精度地图开发应用。

三维实景技术在数字地铁建设中的应用

许书影, 何伟, 童彤

2024, 0(8): 141-144. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0824

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数字地铁建设中的重要基础是构建可视化、可量测的地铁车站二三维模型。传统的地铁车站现场测量方法存在外业工作量大、自动化程度低、测量效率低、获取信息少、成果不够全面等缺点。本文采用实景三维技术快速获取地铁车站空间信息,该方法具有非接触测量、高效率、高精度、自动化程度高、信息全面丰富、成果形式多样、拓展性强等优点,能为地铁日常的运营和管理提供权威、准确、直观的测绘数据,同时还能尽量减少对车站日常运营管理的影响,助力上海地铁数字化转型。

基于时变多项式的InSAR轨道误差去除和DEM估计

潘紫阳, 万阿芳, 王烽, 邹明普, 温康锋, 邹梅芳

2024, 0(8): 145-150,176. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0825

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针对现有数字高程模型的更新生产模式难以满足实景三维、智慧城市信息化建设的迫切需求,InSAR重轨技术通过短周期重返有望实现快速、大范围、高精度的DEM估计。然而,在重轨模式下,两景SAR影像的轨道误差难以通过干涉过程抵消,严重的时变轨道误差难以满足高精度测图的需求。因此,利用重轨InSAR技术获取DEM的关键在于去除轨道误差的影响。鉴于此,本文提出了一种基于时变多项式模型估计轨道误差的方法,该模型分块构建时频基线和轨道误差之间的函数关系,并利用加权最小二乘实现轨道误差的稳健估计;首次使用我国L波段InSAR数据在湖南省境内获取的数据进行了测试,并估计了InSAR DEM,试验结果验证了该方法的有效性和稳健性;利用星载ICESat-2数据验证了该方法估计DEM的精度,两试验区的RMSE分别为4.58、6.44 m,相比于传统轨道误差去除和DEM估计的方法(8.94、13.68 m)分别提高了48.8%、52.9%。

多源测绘技术在沿黄公路边坡地质灾害调查中的应用

王爽, 徐健, 林璐, 杨新飞, 刘晓南, 刘娜

2024, 0(8): 151-154,176. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0826

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针对传统公路边坡地质灾害调查效率低、精度差、危险性高等不足,本文在沿黄公路开展了地质灾害调查试验,通过综合运用无人机倾斜摄影、车载移动测量、地面激光扫描仪、贴近摄影测量等多种测绘技术方法,研究生产中的工艺流程、技术参数及关键技术环节,形成了空地一体的解决方案,提高了边坡地质灾害调查的精度、效率及安全性。

基于激光扫描的机场道面板角高程测绘方法

韩利斌, 侯至群, 李照永, 魏保峰, 熊建华

2024, 0(8): 155-159. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0827

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在机场不停航施工建设过程中,道面板角高程施测具有精度要求高、作业时长短、环境管理要求严等特点,本文通过高程控制网的优化布设、基于控制网图形强度因子的三维激光扫描点云配准处理、内插拟合板角高程的方法进行施测。经试验验证,该方法能有效克服上述困难,且测量结果可靠、精度稳定,为机场或类似工程项目的板角类精密高程施测提供了一种先进可靠的技术方法。

基坑开挖变形特征和影响规律研究

曹亮, 李云鹤, 陈帅, 刘顺涛, 刘伟

2024, 0(8): 160-164. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0828

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针对软土地区基坑开挖变形问题,本文以天津市某深基坑工程为研究对象,基于ABAQUS有限元模型分析了基坑开挖过程中围护墙的水平变形和竖向变形,以及周围土体和相邻建筑物的沉降变形,并将有限元分析结果与现场实测值进行对比验证,从而获取了深基坑开挖变形特征和影响规律。研究表明,基坑围护墙在水平方向上的最大位移主要集中在开挖面附近,且阳角的水平变形约为阴角的2倍;而围护墙竖向变形具有显著的空间效应,且与墙壁长度之间存在良好的线性关系,最大回弹值出现在基坑的阳角处。随着开挖深度的增加,基坑周围土体下沉模式由三角形转变为槽形状,下沉值和下沉范围随着距离坑角的增加而增加。针对基坑开挖造成的相邻建筑物不均匀沉降问题,通过采取注浆加固措施减小了约30%的沉降变形,证实了注浆保护措施的有效性。本文研究可为类似工程设计和现场施工提供参考。

北京市非中心城区土地利用-人口-经济协同预测

黄语晨, 胡佳怡, 冷骏杰, 刘鑫耀, 张子玉, 张春晓

2024, 0(8): 165-171. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0829

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非首都功能的疏解政策涉及城市化建设、经济、人口等多个方面,当前的预测研究多针对单一的空间要素进行模拟和预测,而未关注到城市发展中多个空间要素相互交织的影响。本文将北京市非中心城区作为研究区,以多年度土地利用数据、GDP格网数据和人口格网数据为基础,通过PLUS模型和SCS方法,以多要素协同模拟的方式模拟了规划情景下2030年的土地利用格局,以及2030年GDP-人口公里格网数据,并计算了时空与总量变化特征。结果显示:①在生态优先的政策情景下,北京市非中心城区的林草地及水体将会扩张但整体扩张趋势不明显;②政策指导下,2020—2030年研究区人口与GDP承载了中心区的外溢,经济与人口都实现了高质量发展。本文的研究为城市化建设、人口监控管理和资源优化配置提供了科学参考。

智能化测绘背景下测绘工程专业本硕博一体化人才培养模式的探索与实践

王守刚, 张莹, 韩福顺, 陈国良

2024, 0(8): 172-176. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0830

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智能化测绘背景下的测绘工程专业承担着对接国家战略需要、加速学科转型升级、培养行业拔尖创新人才的重要任务。面对当前测绘类人才培养内容重复、周期较长的问题,本文以中国矿业大学测绘工程专业本硕博一体化培养模式为例,从构建一体化的课程体系、一体化的培养机制、一体化的实践创新平台和一体化的学生支持体系4个方面,深入探讨了如何培养具有国际视野、公益精神、创新意识、实践能力的智能化测绘拔尖创新人才。

紧组合惯导系统精度分析——以Applanix POS MV为例

冯国正, 叶飞, 孙振勇, 费新龙, 聂君伟

2024, 0(8): 177-181. doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.0831

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随着移动测量技术发展,对高精度、连续、可靠、稳定的导航定位数据需求日益增多。本文针对复杂动态环境下单独GNSS导航定位难题,利用Applanix POS MV开展紧组合惯导系统精度试验研究。结论为:①紧组合导航定位精度明显优于单独GNSS PPK定位模型,尤其在角速率、姿态变化较大区域,组合导航定位精度优势更为显著;②紧组合导航定位系统跟踪所有卫星精度最高,关闭北斗卫星与仅跟踪GPS卫星精度相当,关闭GPS卫星精度损失严重;③紧组合导航定位系统PPK辅助定位精度优于RTX辅助定位精度,但RTX精度均优于0.05 cm,可满足大比例尺测图精度要求。结果表明,利用PPK或RTX辅助紧组合惯导系统在复杂情况下仍可提供高精度、连续、可靠、稳定导航定位数据。

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