当期目录

2024年 第0卷 第11期    刊出日期：2024-11-25

上一期    下一期

学术研究

基于PSO_GA-RBF神经网络模型的元谋干热河谷区土壤水分反演

杜金明, 罗明良, 白雷超, 吴秋声

2024, 0(11):  1-6.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1101

摘要 ( )   PDF (2083KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

土壤水分对水文和气候过程有重要影响,充分、准确地掌握土壤水分状态对水文模拟、生态治理等具有十分重要的研究价值。本文针对元谋干热河谷区土壤水分反演问题,利用PSO_GA组合优化的RBF神经网络构建了一种新的土壤水分反演模型。试验利用Sentinel-1雷达数据和Sentinel-2光学数据,首先采取适用于研究区低矮植被覆盖类型的水云模型校正植被散射影响;然后将得到的VV和VH极化的土壤直接后向散射系数及交叉极化差代入构建的模型中,实现了对云南省元谋县干热河谷区土壤体积含水量的遥感反演;最后将反演结果与实测的土壤体积含水量数据进行对比验证。结果显示,两者的均方根误差为0.55% m³/m³,决定系数(R²)为0.855,对比传统RBF神经网络模型,精度提升明显。将反演结果与NDVI值进行相关分析,结果显示两者的决定系数(R²)为0.512 7。因此,基于Sentinel-1雷达影像数据,利用水云模型和PSO_GA组合优化的RBF神经网络反演的土壤体积含水量具有极高的精度,验证了在干热河谷区大范围土壤水分监测的可行性。

水下视觉SLAM分段式光束平差算法

白云鹏, 徐会希, 吕凤天

2024, 0(11):  7-12.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1102

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (1722KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

自主水下机器人(AUV)采用视觉SLAM系统可以实现近距离精确定位,但是面对水下大规模场景时,后端优化采用的光束平差算法(BA)存在内存不足和计算效率低的问题,对此本文提出了一种改进的分段式BA优化算法。首先采用基于运动模式的分段方法,根据相机的直行运动和转弯运动将轨迹分段后对每个子分段分别进行BA优化;然后各子分段采用动态调整优化权重的求解方法,根据不同子分段的运动模式动态调整优化参数;最后针对BA代价函数的求解,采用改进的列文伯格-马夸尔特(L-M)求解算法,将信赖域定义为可调参数,优化由雅克比矩阵非正定性引发的算法稳定性问题,提高运算效率。在数据集上的试验结果表明,在运行时间较长、环境较恶劣的数据集序列上,本文算法相较于ORB-SLAM3算法有更好的精度,同时全局BA的效率有显著提高。

基于GEE的黄河三角洲地区土壤含盐量时空反演

付萍杰, 补沅坤, 马池杰, 李晓彤, 马明亮

2024, 0(11):  13-20,26.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1103

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3066KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

本文以黄河三角洲为研究区,基于2022年遥感影像和地面实测盐分数据,提取与盐分数据相关性强的遥感光谱指数、波段反射率作为建模因子,运用多元线性回归、随机森林、BP神经网络及XGBoost回归方法,构建土壤盐分反演模型,并选择最优模型对研究区的土壤盐分含量进行了2001—2020年的长时序反演分析。结果表明:①通过相关性分析筛选出与土壤含盐量相关的8个光谱信息(CRSI、DVI、ENDVI、MSAVI、NDSI、NDVI、SI-T,近红外波段),均在P<0.01的水平上显著相关;②对比4个反演模型的预测精度,XGBoost算法具有较稳定的预测能力,对研究区土壤含盐量的反演效果最优,验证集R²与RMSE的值分别为0.84和3.066;③根据土壤含盐量从低到高,将研究区盐渍化等级分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ4个等级,近20年内研究区盐渍土总面积呈下降趋势,占研究区总面积的比例降低20.7%。

利用多地物指数自动提取水体方法

张宝文, 赵展

2024, 0(11):  21-26.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1104

摘要 ( )   PDF (3268KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目前常用的水体提取仍然是半自动的方式,其效率较低且容易出现漏提与误提的现象。本文提出一种利用多地物指数自动提取水体的方法,利用植被指数、水体指数、改进的水体指数及建筑用地指数进行水体与非水体样本的自动提取,训练分类器,进而实现高精度全自动的城市水体提取。选择国内外4种典型的不同地理条件的试验区域,与传统的提取方法进行对比分析,该方法下4个试验区域均取得了较高的提取精度,Kappa系数均达0.94以上。与单一波段阈值法相比,Kappa系数平均提升7.2%;与水体指数法相比,Kappa系数平均提升3.8%。

基于机载激光点云的输电线路平断面及植被包络线自动提取方法

祖为国, 谭金石

2024, 0(11):  27-32.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1105

摘要 ( )   PDF (2077KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

输电线路平断面图是输电线路路径优化、减少环境破坏、降低成本的重要成果依据。传统平断面测绘方法工作量大、危险性高,概略估测植被高的精度低,平断面很少的植被包络线直接影响线路设计。为此,本文提出一种基于机载激光点云的输电线路平断面与植被包络线自动提取绘制方法。首先阐述了总体技术路线;然后对激光点云的解算及DSM构建、滤波、自适应间隔的平断面自动提取、植被包络线简化算法等关键技术进行深入研究;最后通过实际案例,对激光点云构建DSM和DEM,且提取平断面对植被包络线等技术进行精度评估和效率分析。结果表明,激光点云具有较高的测量精度,能实现快速、准确、自动化提取平断面,自动绘制植被包络线,为输电线路路径优化提供重要的技术支持,值得全面推广应用。

基于多线激光雷达的系泊船舶姿态监测算法

郁威, 曹民, 孙金余, 吴绩伟, 田进, 黄秀松

2024, 0(11):  33-37.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1106

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (1637KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为实时监测集装箱船系泊装卸作业时的运动姿态,保障作业安全和提高作业效率,本文提出了近邻点云重心采样算法、基于距离阈值的经纬扫描边界提取算法和集装箱船姿态角算法,搭建仿真场景模型并建立了系泊集装箱船运动点云数据集用于算法效果验证。不同线数雷达仿真采集数据计算值与实际值对比表明,该算法能精确还原船舶运动历程,横、纵摇倾角测量误差均低于0.2°,且在有效范围内对点云密度不敏感,从而初步验证了该算法的有效性和可行性。本文可为集装箱船舶浮态及稳性的实时监测及预警提供数据支持。

基于视觉位姿矫正的机载激光实景三维重构

高云涵, 林轶丽, 张敬寒, 钱伟, 邢玉波, 史航, 解杨敏

2024, 0(11):  38-43.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1107

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (1845KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

城市测绘中无人机搭载激光雷达悬停采集数据时受机身振动影响,容易产生运动畸变,导致融合建模效果不佳。针对该问题,本文提出了一种基于视觉位姿校正的机载激光实景三维重构方法。首先利用激光雷达扫描过程中双目相机获取的视频信息,处理得到激光雷达位姿变化的轨迹以矫正激光点云的位姿;然后将矫正后的激光点云投影到单目相机坐标系下,通过共线方程获得色彩信息,实现信息融合生成三维真彩点云;最后针对视觉位姿矫正前后的真彩点云,建立直线度、平面度、垂直度、融合赋色4个特征维度的评价标准。试验结果表明,视觉位姿矫正后的真彩点云相较于矫正前,直线度最高提升77.3%,平面度最高提升54.5%,垂直度最高矫正54.53°,色彩附着明显更准确。

结合DS-InSAR和LSTM的矿区地面沉降监测与预测

王本浩, 王延霞, 项学泳, 胡洪

2024, 0(11):  44-48.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1108

摘要 ( )   PDF (3558KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对常规InSAR技术在矿区沉降监测中点密度较低且分布不均匀的问题,本文利用2020年8月至2023年8月的36景Sentinel-1A影像数据,采用DS-InSAR技术获取了安徽省滁州市琅琊山矿区的地表形变信息;利用LSTM神经网络模型对该矿区地面沉降严重区域未来沉降趋势进行了预测,了解矿区地表沉降未来发展趋势。研究结果表明:①DS-InSAR技术相较于传统的PS-InSAR技术,能够显著增加矿区监测点的数量,更全面地反映矿区地表沉降信息;②监测时段内,矿区共存在3处形变区,最大沉降量达32.4 mm,最大沉降速率为10.8 mm/a;③利用选取的6个沉降特征点,通过与GM(1,1)模型对比发现,LSTM神经网络模型展现出更高的预测精度;④针对累计沉降量最大的区域,采用LSTM模型对该区域内的6个特征点未来12个月的累计沉降量进行预测,结果显示,该区域的未来沉降量在一定范围内波动,暂未观察到明显的沉降趋势。

复杂城区环境下基于POS的车载激光点云纠正

韩萱, 刘如飞, 崔健慧, 王旻烨, 李泽宇

2024, 0(11):  49-55.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1109

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4572KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在高楼林立、树木密集的城区环境下,GNSS信号易受遮挡,GNSS/INS组成的POS位姿误差迅速累积,因此基于POS提供的位姿信息解算出的车载激光点云位置误差增大,从而出现局部非刚性形变现象。为解决上述问题,本文在传统基于POS的车载激光点云纠正方法的基础上,首先针对复杂城区环境下易出现的GNSS信号遮挡及车辆运行情况,通过不同控制点间距对比,制定最佳控制点布设方案;然后深入分析不同GNSS信号遮挡条件下POS的误差特性,构建合理的误差时变插值模型;最后利用控制点误差插值信息对POS位姿进行修正,从而为车载激光点云解算提供可靠的位姿信息。试验结果表明,采用本文策略对POS进行修正,其定位精度相较于修正前可提升约62.50%;利用修正后的POS位姿解算出的车载激光点云,其精度相较于点云纠正前可提升约75.45%。

面向轨迹可视化的泛地图表达维度关联方法及应用

邓志钢, 郭仁忠, 陈业滨, 马丁, 赵志刚, 朱维

2024, 0(11):  56-60,96.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1110

摘要 ( )   PDF (1419KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着信息技术的进步,非专业人员参与轨迹表达的门槛逐渐降低,但轨迹表达方案依然高度依赖于用户对表达需求和信息价值的理解。针对轨迹表达的泛化特点,本文归纳轨迹数据的泛化表达需求,基于可视化维度理论构建需求和可视化维度之间的关联关系。其中,重点分析了时间结构、几何逻辑、空间维数、空间组织和表达尺度维度与表达需求之间的表达特点;并以时空立方体、个人旅行时间轴、OD轨迹流图为例,分析了不同维度组合下的轨迹表达特征。研究表明:基于可视化维度理论进行轨迹表达是可行的,从可视化维度理论研究轨迹表达具有重要价值。

基于YOLOv5改进的交通场景目标检测算法HCAM-YOLO

王志涛, 张瑞菊, 王坚, 赵佳星, 刘严涛

2024, 0(11):  61-67.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1111

摘要 ( )   PDF (2352KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

交通场景下快速、准确的目标检测对智慧交通管理、智能驾驶路径决策具有重要意义。由于交通环境的复杂多变性及目标特征的多样性和稀疏性,传统的目标检测模型往往面临检测精度不足、漏检与误检率高的问题。为了克服这些困难,本文提出一种基于HcPAN特征融合网络的YOLOv5目标检测模型HCAM-YOLO。该方法的核心是针对PAN网络特征融合过程中局部信息易丢失的问题,设计了一种混合卷积注意力机制(HCAM),用于特征融合网络中的多尺度信息增强提取。将HCAM模块嵌入PAN底层结构,以提升局部关键特征敏感性,强化深层语义信息与浅层位置信息的融合效果。该方法的创新性在于利用注意力机制优化特征融合过程,从而提升模型在复杂交通环境中对行人、机动车辆等目标的检测性能。试验数据集由Rope 3D数据集与自制车流数据集Road Veh、自制行人数据集Road Ped联合组成。试验结果表明,HCAM模块比其他注意力机制更适合嵌入PAN底层网络中,最终算法模型HCAM-YOLO相比于基础模型YOLOv5,精确率和召回率分别提高3.4%和3.2%;平均精度均值提高3.8%。本文算法模型对复杂背景下交通场景目标检测任务具有良好的适应性。

结合颜色补偿和卷积神经网络去雾模型的水下图像色彩恢复研究

马振玲, 陈源, 范城城, 潘燕

2024, 0(11):  68-73.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1112

摘要 ( )   PDF (1834KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

水下视觉测量技术已被广泛应用于海洋测绘、水下精密工程测量、水下考古和水下环境监测等领域。然而水下图像存在颜色失真、图像模糊和对比度低的问题,限制了水下视觉测量技术在实际环境中的应用。针对这些问题,本文提出了一种结合颜色补偿和卷积神经网络(CNN )去雾模型的水下图像色彩恢复方法,分步对水下图像进行增强处理。首先分析水下图像色偏情况,采用自适应的颜色补偿策略,结合灰度世界白平衡算法,实现水下图像的色彩校正;然后根据水下图像特点,设计了基于CNN的去雾模型,通过对综合性参数的估计,实现对水下图像的去雾处理;最后采用限制对比度的自适应直方图均衡化CLAHE方法增强水下图像对比度。结果表明,与其他经典水下图像增强算法相比,在处理各种环境下的水下图像时,该方法成功地提高了图像的清晰度,降低了受损水下图像的色彩偏差,具有优越的水下图像色彩恢复能力。

工程测量分会年会优选论文

基于实景三维与GIM技术的滑坡地质灾害勘查应用

马建雄, 明镜, 周成涛, 甘泽

2024, 0(11):  74-77,161.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1113

摘要 ( )   PDF (3612KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

伴随基础设施建设脚步的不断加快、工程建设质量要求的不断提高,对滑坡工程勘查的精度也提出更高的要求。本文以重庆市两江新区长江右岸某项目为例,采用基于实景三维+GIM技术的地质精细化调查方法,实现了山地城市滑坡工程三维精细化勘查应用技术的突破,为滑坡的应急处置和工程实施提供了支撑。结果表明:①基于实景三维模型实现了对滑坡地质灾害关键要素的解译,对地质灾害勘查提供了有力的辅助决策和依据;②通过以GIM技术为核心的三维地质建模方法,实现了对研究区精细化三维地质信息模型的构建,具有快速、精确、可靠的特点;③通过实景三维模型与GIM技术的一体化融合应用,勘查成果更加精细,为滑坡的应急处置和工程实施提供了有效的数据支撑和科学决策。

附加UWB约束的GNSS/INS组合导航算法

周涛, 邹进贵, 赵胤植, 周振南, 伍靖雯, 黄俊峰, 闵会

2024, 0(11):  78-82.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1114

摘要 ( )   PDF (2258KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对传统组合导航算法在卫星信号拒止和室内环境下难以适用的问题,本文使用超宽带(UWB)定位技术辅助GNSS/INS导航系统,推导了附加UWB约束的组合导航卡尔曼滤波模型,在数据处理层面,利用UWB距离测量的先验方差构建噪声矩阵;为验证其有效性,在武汉大学防空洞进行了推车试验。结果表明,UWB定位信息的加入能够有效抑制速度和位置的快速发散,在GNSS信号中断50 s后,E、N、U 3个方向的速度漂移分别为0.236、0.284和0.179 m/s,位置漂移为5.247 m,导航精度相较于传统算法,提高了80%以上。

顾及GEO轨道特性的BDS相对定位研究

王天乐, 高成发, 魏建雄

2024, 0(11):  83-89.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1115

摘要 ( )   PDF (3039KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对BDS系统动态相对定位较少顾及GEO轨道特性的问题,本文分析了GEO卫星空间信号质量和观测值质量,顾及GEO轨道特性,基于站间单差残差和降权因子改善随机模型;并验证分析了剔除全部GEO和部分GEO情况下的定位性能。试验结果表明,顾及GEO轨道特性剔除部分GEO卫星并对随机模型进行改善,能够保证观测卫星数量,提升了模糊度固定率和动态相对定位精度。

基于多波束测深系统在海岛(礁)地形测量中的应用

孙栋, 丁仕军, 李晓红, 刘元, 刘海滨

2024, 0(11):  90-96.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1116

摘要 ( )   PDF (2142KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着海洋综合调查工作的不断深入,海岛(礁)作为海洋中的重要要素,其完整的水上水下地形数据是了解岛礁和规划岛礁的基础。本文首先通过多波束测深系统配合三维激光获取海岛礁水上水下一体化地形数据;然后结合山东省东部一座典型海岛进行试验,重点探讨基于多波束测深系统在岛礁地形数据获取中的应用;最后进行精度评定,并对数据成果进行展示。试验结果表明,利用高低潮差采用船载测量系统配合无人船测量系统,可以一次性获取完全覆盖岛礁水陆交界区域,数据完整且精度高。水上水下全覆盖数据成果能够真实地反映岛礁及周边范围的地形情况,为规划建设和生态监测提供数据支撑。

技术交流

基于陆探一号SAR卫星的地质灾害普查监测技术研究及应用

于忠海, 闫立波, 刘茜, 路广博, 刘睿

2024, 0(11):  97-101,176.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1117

摘要 ( )   PDF (2931KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为提升城市安全风险综合监测预警能力,进一步摸清城市安全风险的结构特点,济南市自2024年开始引入基于卫星的“天基”监测网络,将SAR卫星用于河堤、大坝、桥梁等重大基础设施、超高层建筑、矿山、地质灾害等的月度形变监测。本文利用LandSAR国产软件,基于陆地探测一号(LT-1)SAR数据对济南市南部地区2800 km²范围区域开展了地表形变研究。研究结果表明,LT-1可有效用于地质灾害形变普查监测,济南市地质灾害隐患集中分布的南部地区地表较为稳定、无重大形变变化;同时,还监测到部分露天矿区存在明显沉降,也可为矿区安全生产等监管提供监测依据。

基于SBAS-InSAR技术的金沙江流域典型滑坡时空演化特征分析

杨芳, 丁仁军, 李勇发

2024, 0(11):  102-107.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1118

摘要 ( )   PDF (2131KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

金沙江流域属于高山峡谷区,地质地貌复杂,峡谷众多、地势陡峭及大量的降雨导致滑坡灾害频发,对人类安全、生产和环境等方面造成了严重影响。然而,常规测量方法存在成本高、周期长、空间分辨率不足等缺陷,难以全面反映滑坡演化特征。因此,本文利用SBAS-InSAR技术结合升降轨Sentinel-1A数据获取金沙江流域阿海库区2019年1月—2020年12月的地表形变信息,并选取里故、白亚及罗子如3个典型滑坡进行时空演化特征分析。研究结果表明,SBAS-InSAR技术能有效识别出高山峡谷区典型滑坡。在监测期间,里故滑坡最大形变速率为-68 mm/a,累计形变量为-148 mm,整体从形变中心向西朝金沙江呈条状扩散。白亚滑坡最大形变速率为-40 mm/a,累计形变量为-77 mm。罗子如滑坡最大形变速率为-90 mm/a,累计形变量达-260 mm。

基于改进YOLOv7的无人机图像铁路接触网部件目标检测方法

宋宗莹, 王兴中, 曾杉, 张正军, 尹太军, 柳红利

2024, 0(11):  108-114.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1119

摘要 ( )   PDF (2863KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

接触网作为电气化铁路的重要设备,为列车提供能源并保证列车正常运行。若接触网系统部件出现损坏,会威胁列车运行安全,因此对接触网部件状态进行巡检至关重要。近年来,无人机在铁路接触网重要部件状态监控任务中得到了广泛的应用。但无人机拍摄的接触网图像背景复杂多变、部件目标尺度变化大、小目标较多等因素导致现有检测算法对接触网部件存在误检和漏检频繁的问题。为此,本文提出了一种基于改进YOLOv7的接触网部件目标检测方法。通过引入改进感受野模块,加强网络的特征提取能力,获得更具辨别力的目标特征表示;在相邻尺度特征图的融合过程中加入改进的坐标注意力机制,突出接触网部件目标特征并抑制冗余的背景信息;采用基于Wasserstein距离的边框损失函数对原始损失函数进行改进,有效提高检测精度。在铁路接触网部件数据集上的试验表明,改进YOLOv7算法能更准确地检测无人机拍摄图像中的各类接触网部件,平均精度达97.27%,相比改进前提高了3.83%。本文算法增强了无人机对接触网重要部件状态的高精度、快速检测能力,为更好地实现无人机智能化巡检提供了技术支撑。

基于颜色和影像指导的近岸海域三维点云分类和建模方法

余锐, 张卉冉, 廖剑波

2024, 0(11):  115-119.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1120

摘要 ( )   PDF (1829KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对从点云数据中进行近岸海域地物分类存在精度损失及在水面与滩涂划分界限模糊等问题,本文提出了一种基于颜色和影像指导的近岸海域三维点云分类和建模方法。该方法先以颜色分布直方图指导地物粗分类,然后采用SVM实现地物精分类,基于影像的二维分类结果指导三维点云数据分类,并在此基础上对海岛和滩涂等地物进行三维模型重建。试验结果表明,本文提出的分类和建模方法能够精确可靠地划分近岸海域地物,实现地物三维模型重建。

面向矿区地表全域沉降监测的多源数据融合方法及应用

杜玉柱, 梁涛

2024, 0(11):  120-125.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1121

摘要 ( )   PDF (2039KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着无人机、传感器和数据处理技术的发展,轻小型低成本无人机可搭载多种传感器获得种类多样的高精度观测数据。针对矿区开采沉陷的特点,本文设计了融合航空摄影与LiDAR的轻小型无人机矿区地面监测方案,对多期多源数据配准、沉降监测点选取和地表岩移观测线构建等关键技术进行了研究,提出了有效的解决方案,并按照研究成果开展了应用试验。结果表明,采用融合点云和影像的轻小型无人机测量可获取全范围的矿区地面沉陷模型,沉降模型精度优于0.25 m。

基于GNSS和InSAR技术的矿区建筑物形变监测

赵奇

2024, 0(11):  126-132,166.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1122

摘要 ( )   PDF (2387KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

矿区建筑物是煤矿生产的重要组成部分,一旦发生危险变形,会严重威胁到煤矿的正常生产,甚至造成安全事故。为了实现高精度的矿区建筑物形变监测,本文提出了融合GNSS和InSAR技术建筑物形变监测方法,以提高时序形变监测结果精度。以内蒙古锡林浩特市北郊矿区建筑物为例,采用30景Sentinel-1A卫星影像数据和35个站点GNSS数据,获取了地表时序形变。试验结果表明,GNSS-InSAR融合监测结果比InSAR监测结果精度高43.9%,能更好地为矿区建筑物形变监测与安全评估服务。结合降水量、温度数据分析表明,温度是矿区建筑形变的主要原因,周边采动对矿区建筑物的直接影响较小。此外,在监测周期内,矿区所有建筑物的各项变形阈值均小于允许变形值,未发生危险变形,可以继续安全运营。

面向深度学习密集匹配的无监督损失函数

刘潇, 官恺, 金飞, 芮杰, 王淑香, 林雨准, 程传祥

2024, 0(11):  133-139.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1123

摘要 ( )   PDF (1861KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着深度学习的发展,监督型密集匹配网络取得了瞩目的成就。然而,密集匹配的真实标签制作困难,获取成本高,基于无监督深度学习的密集匹配方法是未来趋势。目前,面向无监督密集匹配提出了众多损失函数,但各种组合损失复杂且存在效果不明的问题。为此,本文针对密集匹配无监督损失函数开展研究,分析各类损失的精度和匹配效果,并考证组合应用的有效性。结果表明,重构相似性约束是令无监督密集匹配网络匹配精度收敛的关键项,组合使用重构损失和左右一致损失有助于无纹理、弱纹理区域匹配,在此基础上加入相对平滑损失能更好适应阴暗环境。

室外弱纹理金属的稠密重建与测量

方丽, 李松霖

2024, 0(11):  140-146.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1124

摘要 ( )   PDF (2361KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对室外金属容器由于尺寸大、纹理弱、周围环境复杂而难以测量的问题,本文提出了一种基于多视图稠密重建的室外弱纹理金属的测量方法,通过获取弱纹理金属表面的三维表征,实现尺寸测量。首先,对传统的增量式运动恢复结构算法进行改进,提出新的赋权连接图、基于度数的初始匹配对选择方法和基于可见点分布的新视角选择方法,以提高稀疏重建的密度;然后,为解决金属弱纹理区域难以高质量重建的问题,提出基于稀疏先验的深度估计方法和基于多分辨率多窗口的深度估计框架。试验结果表明,本文方法可以解决室外弱纹理金属的测量问题,970 mm内的绝对误差为0.52 mm。

一种适用于大规模基准站网的北斗系统多路径误差建模方法

陈敬, 王贻朋, 麦建开, 李琪, 张永峰

2024, 0(11):  147-150.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1125

摘要 ( )   PDF (1393KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

多路径效应与测站观测环境相关,无法利用差分的方式消除或削弱,是影响GNSS数据处理精度、服务性能的重要因素。北斗系统设计由高-中-低轨多类卫星组成,为降低卫星轨道重复周期差异性的影响,基于空间域建模的多路径误差半天球格网点模型(MHGM)是一种较为有效的解决方案。由于MHGM方法存在待估参数较多、内存和CPU等计算资源占用量较大的问题,一般不适用于大规模测站的多路径误差建模。本文研究一种基于公共站点的分区建模方法,实现了大规模基准站网的多路径误差快速有效模型化,并利用广东省北斗地基增强系统221个基准站的观测数据验证了本文方法的有效性。测试结果表明,无须安装额外的硬件设备,即可将现有广东省北斗地基增强系统的服务性能提升11.2%。这对于提升北斗系统数据处理服务的精度和可靠性,具有一定的科学研究和工程应用价值。

多源点云融合技术在城市更新数据采集中的应用

牟翠伟, 王召泽

2024, 0(11):  151-155.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1126

摘要 ( )   PDF (1978KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

多源点云融合技术在城市更新数据采集中扮演着越来越重要的角色。该技术通过融合不同设备和传感器获取的点云数据,实现对城市地物的全面、精确感知。在城市更新过程中,采用多源点云数据融合技术,可以快速、高效地获取城市基础空间数据,为城市更新规划、设计和决策提供丰富的空间数据信息。本文通过对使用车载移动测量系统、摩托车载移动测量系统、无人机载移动测量系统和站式三维激光扫描仪等数据采集设备获取的点云数据进行融合处理和分析,快速获取了城市更新所需的各种基础空间数据,进而对该数据的平面坐标精度进行了深入的分析研究,从而推动了该技术在城市更新数据采集中的普及应用,为加快城市更新工作智能化、精细化发展提供了有益帮助。

基于开源信息和SDGSAT-1夜间灯光数据的广州市洪水灾害风险与城市韧性评价

刘金沧, 董静, 王欢欢, 吕明阳, 丁翼星

2024, 0(11):  156-161.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1127

摘要 ( )   PDF (1520KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

广州市是我国31座重点防洪城市之一,具有暴雨洪水多、过境洪水多、台风影响大等特点。开展洪水灾害风险和城市韧性评价研究,可为广州市建设韧性城市、完善城市现代化治理、实现可持续发展提供科学参考。本文使用开源的地理信息和统计数据,结合SDGSAT-1的夜间灯光数据,构建了18个洪水评价指标,利用层次分析法综合赋权,形成广州市洪水灾害风险评价模型。本文还细化了18个指标对广州市2013—2022年城市韧性进行评价。综合分析结果表明,广州市从化北部山区、从化-花都-白云流溪河附近,增城东江-增江附近,以及城区人口聚集区是相对高风险区域。另外,城市韧性显著提升,但是在调整人口结构和提高公共安全支出方面还有提升空间。

基于GIS的涉海数字化融合技术与应用——以“浙江省智控海洋”为例

朱骏侠, 茅克勤, 张灿

2024, 0(11):  162-166.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1128

摘要 ( )   PDF (1371KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

应用场景是数字化改革的主要载体,是实现数字赋能、制度重塑的支柱与纽带,在各县(市、区)应用场景试点工作的基础上,利用融合技术能够避免各级财政重复投入,减轻基层运维负担,进一步提升数字化改革成效。本文针对海洋空间资源监管、海洋生态预警评价、海洋灾害感知预防、海洋经济监测评估4类现有涉海业务系统及应用场景,分别从业务、技术、交互3个维度,研究了基于GIS的涉海数字化融合技术,实现了业务系统与应用场景的数据融合、技术融合及交互融合,并基于融合架构对浙江省智控海洋开展了多个应用的融合与测试。

测绘地理信息教学

测绘地理信息类专业产教融合实践教学研究

施贵刚, 郑润强, 疏臻

2024, 0(11):  167-171.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1129

摘要 ( )   PDF (1275KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在经济和产业结构快速发展的背景下,测绘地理信息专业对实践能力的要求显著提高。地方本科院校在实践教学中面临资源不足、校企合作不深入等问题,限制了学生的工程实践能力培养。为应对这些挑战,本文提出强化产教融合,优化教学资源,深化校企合作,提升竞赛激励,完善教学环节,创新教学方法,并建立以成果为导向的质量保障机制。通过产教融合的深入推进和数据驱动的评价体系,及时调整实践教学内容和方法,以提高实践教学质量和学生的综合素质。这些措施旨在培养符合现代产业需求的高素质应用型人才,提升地方本科院校的教育质量和市场竞争力。

测绘地理信息技术应用案例

基于改进级联式BP神经网络的巷道点云分类

丁鹏辉, 李志远, 刘艺, 王政辉

2024, 0(11):  172-176.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1130

摘要 ( )   PDF (1795KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

巷道点云数据的高效分类对于地下交通和矿山开采的安全监测与三维重建具有至关重要的意义,可以推动点云数据的充分挖掘与利用。本文针对现有巷道点云分类方法存在的噪声敏感、处理效率低、易出现过拟合等问题,提出了一种自适应调参的早停机制优化的级联式反向传播(CBP)神经网络分类方法。该方法首先通过Trimble RealWorks软件分离巷道与巷道地面点云;然后利用球形邻域空间和协方差矩阵特征值提取局部几何特征,构建特征向量;最后通过改进的CBP网络实现巷道内部照明设备、指示牌和多类管线的分级分类,提高了分类效率和精度。试验结果表明,改进后的级联式BP神经网络在巷道点云分类方面具有较高的准确性和可靠性,提高了数据处理的效率,为巷道维护、改造和安全管理提供了数据支撑。

基于无人机多光谱影像的农田土壤水分监测

赵贵平, 徐发俊

2024, 0(11):  177-182.  doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2024.1131

摘要 ( )   PDF (1953KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

利用无人机进行土壤水分监测具有低成本、便捷、快速和准确的特点,对于农田地区智能化管理具有重要的实践意义。本文选取良丰农场作为研究区域,在该区域利用无人机搭载多光谱相机进行土壤水分监测。通过灰色关联度筛选,选择土壤水分敏感的光谱数据,并与实测的土壤水分数据进行回归分析,构建了基于无人机多光谱遥感的土壤水分反演模型。通过对比NIR-RE-G模型和B-R-G-RE-NIR模型得出的结果,发现决定系数R²均大于0.77。B-R-G-RE-NIR模型在R²与RMSE的精度评估结果上较优于NIR-RE-G模型,因此两模型整体上反演结果均精度较高。故本文验证了NIR-RE-G模型和B-R-G-RE-NIR模型在该区域土壤水分监测中的有效性和可行性,这为快速监测大范围农田土壤水分提供了有效的方法和可靠的参考依据。