基础研究

  • 三维Delaunay三角剖分快速点定位算法

    陈明晶;方源敏;孔璧;

    针对影响三维Delaunay三角剖分整体效率的关键因素之一——点定位的速度,该文通过对三维Delaunay三角剖分中的四面体定位算法进行研究,将四面体体积坐标、重心和线段与面的关系三者之间相互结合,并建立合理的数据结构,提出了一种新的点定位算法,该算法定位路径唯一,具有较高的效率,能快速准确地定位到目标四面体,有效减少了点定位的时间,从而提高了三维Delaunay三角剖分的整体效率。实验证明了该算法的正确性和高效性。

    2018年06期 v.43;No.240 1-6+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
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  • GPS单日解序列解算策略性能分析

    舒颖;贺小星;花向红;龚国栋;马梦然;

    针对如何获得准确、可靠的GPS单日解序列并提高GPS数据处理效率的问题,该文探讨了不同解算策略对单日解序列的影响,提出了GPS单日解批处理策略,并开发了相应的辅助工具,提高了GPS数据处理的效率且有效降低了人为误差的干扰。对所选择的165个IGS站实测数据的GAMIT解、GIPSY解与联合解进行比较分析,结果表明:联合解能有效抑制、减弱单一模型及策略解算中引入的随机误差,提高了GPS单日解坐标序列的精度,验证了GAMIT与GIPSY加权联合解的最优经验权值为1∶2.4的可靠性。

    2018年06期 v.43;No.240 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • 不同系统的电离层完备性监测研究

    赵传华;韩芳;潘山;张洪英;

    针对电离层延迟在卫星导航定位过程中造成的影响及其本身的复杂性,同时考虑到完备性监测的重要性,该文利用河北省CORS网的实测数据进行电离层完备性监测。通过计算双差电离层延迟、电离层残差完备性监测(IRIM)指标、电离层残差内插不确定性(IRIU)指标来探讨GPS/BDS组合系统和单系统下电离层完备性监测的情况。结果表明,IRIM、IRIU值均在cm级精度,精度较高,说明测区上空的电离层情况稳定。而且GPS/BDS组合系统的监测效果要好于GPS、BDS单系统的监测效果,说明BDS的加入提高了电离层完备性的监测性能。

    2018年06期 v.43;No.240 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 不同函数模型的精密单点定位性能分析

    陈泉余;隋立芬;曹利红;田源;黄名华;

    针对精密单点定位常用的无电离层组合模型、非组合模型和Uofc函数模型的静态和仿动态精密单点定位定位性能问题,该文利用2015年10月27日MGEX 94个跟踪站点的静态观测数据,分别从观测残差、收敛时间和定位精度3个方面对其进行了对比分析。实验结果表明:(1)非组合的观测残差最小,内符合精度最高,收敛时间最长;(2)无电离层组合观测残差最大,内符合精度最差,收敛时间最短。3种函数模型无论是静态还是仿动态精密单点定位,都具有相当的定位精度,静态精密单点定位在水平方向的定位精度优于1cm,高程方向的偏差优于3cm;仿动态精密单点定位在水平方向的定位精度优于1.5cm,高程方向优于4cm。

    2018年06期 v.43;No.240 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 980K]
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  • 一种基于PSO-BP神经网络的建筑物沉降预测模型

    邓传军;欧阳斌;陈艳红;

    为更好地预测建筑物沉降,该文使用粒子群优化(PSO)算法BP神经网络进行建筑物沉降预测。利用PSO算法修正BP神经网络的初始权重和阀值,优化BP神经网络机构及算法全局收敛性,建立基于PSO-BP预测模型。将所建立的预测模型应用于实际案例,通过已有的监测数据,分别进行传统BP神经网络预测和PSO-BP神经网络预测,对预测的结果进行对比,结果表明,基于PSO-BP神经网络的建筑物沉降预测结果明显优于传统BP神经网络预测模型。

    2018年06期 v.43;No.240 27-31+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K]
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  • 拉普拉斯特征映射的时空数据划分方法

    夏慧琼;林丽群;

    针对传统的时空数据划分方法造成地理对象时空关系的割裂、时空信息维护困难等问题,该文提出一种基于拉普拉斯特征映射(LE)的时空划分方法。选取空间位置、时间、属性及空间拓扑关系邻近性等主要时空描述信息作为表达时空关系邻近性的因素,分析各因素对时空查询的影响程度,采用多因素结合方法构建无向邻域图并建立Laplacian矩阵,通过对矩阵特征分解将时空信息映射至二维谱空间,并在此基础上进行时空数据的划分。实验结果表明,该方法能够较好地保持地理对象时空关系的完整性,能够获取数据在低维流形空间中的结构特征,使得时空信息的组织和管理变得更加容易。

    2018年06期 v.43;No.240 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 山东地区GPS测量中的海潮负荷影响

    徐鹏飞;曲国庆;苏晓庆;

    针对影响山东地区GPS测量精度的重要因素之一——海潮负荷,不同海潮模型在山东沿海地区差异较大的问题,该文以山东CORS数据为例,基于FES2004、NAO99b、CSR4.0、GOT00.2 4种全球海潮模型,使用GAMIT软件,分析了海潮负荷对山东地区GPS定位及基线解算的影响。通过对比分析,海潮负荷对山东地区GPS定位的影响主要体现在U方向上,振幅达到厘米级;海潮负荷对山东沿海定位的影响大于山东内陆,U方向达到了2cm,为内陆地区2倍以上;海潮负荷对基线解算的影响与基线方位和基线两端测站负荷差异有关,其中差异较大的基线U方向的影响接近8mm;除GOT00.2海潮模型以外,不同模型对山东地区较长观测时段的GPS数据解算结果的影响并无太大差异,但对于短时观测或实时的GPS高精度定位,半日分潮迟角的精度还有待提高,因此有必要精细化山东区域海潮模型。

    2018年06期 v.43;No.240 39-44+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K]
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地理国情

  • 2004—2015年祁连山脉东部冷龙岭冰川遥感监测

    李振林;秦翔;王晶;刘宇硕;景红霞;

    针对祁连山脉东部冷龙岭地区的冰川变化情况,该文利用SPOT4、WorldView-1/2、ADS80、SPOT6等高分辨率遥感数据,分析了冷龙岭(甘肃境内)在2004、2011和2015年的冰川分布和变化规律。结果表明:(1)冷龙岭共有冰川31条,以山谷冰川和悬冰川为主;(2)在2004-2011年间,研究区域的冰川退缩速率为3.11(%·a-1);2011-2015年,退缩速率减缓为0.72(%·a-1);(3)研究区域冰川最高和最低海拔的高差由2004年的451.6m减小为2015年的331.2m,其中35°坡以上冰川面积减少最快,0~67.5°朝向的冰川面积减少最多。

    2018年06期 v.43;No.240 45-51+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 874K]
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  • 哈尔滨市城乡结合部土地利用时空变化

    李苗;臧淑英;万鲁河;那晓东;张冬有;田旸;

    针对当前遥感分类方法容易混淆地物的问题,该文提出了一种改进的决策树分类方法。对1984、1993、2002、2010年哈尔滨市城乡结合部土地利用信息进行提取,分析了该区域的土地利用时空变化特征。研究结果表明,哈尔滨市城乡结合部建设用地所占的比重一直增加,土地利用程度不断提高,南部和东南部的土地利用程度高于北部和西部。随着与城市核心区距离的增加,表现为城市用地减少、农业用地逐渐增多。从空间上分析,受城市规划政策、城市发展模式及城市对外交通导向等多方面的影响,城乡结合部呈放射性向外发展。

    2018年06期 v.43;No.240 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 945K]
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  • 近20年苏州土地利用动态变化时空特征分析

    李一琼;白俊武;

    针对快速发展的城镇化地区土地利用矛盾突出的问题,该文以苏州市为例,对其近20年来的土地利用状况进行分析。以遥感影像为基础数据,采用了土地利用转移矩阵、标准差椭圆、点密度分析和热点分析等多个方法,讨论苏州市20年来土地利用数量结构的变化,并挖掘其在空间分布上的特征。结果表明:1995—2015年间苏州土地利用发生了剧烈变化,城镇建设用地快速扩张、大量农田急剧消减;扩张的城建用地在空间上具有明显的连片分布趋势;并且土地利用变化位置在空间上具有明显的方向性和集中性特征。

    2018年06期 v.43;No.240 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K]
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研究进展

  • TLS技术在环境地质灾害监测中的应用进展

    杜超;赵进;任宪友;张亮;庄艳华;

    针对地面三维激光扫描技术在环境地质灾害监测中的应用问题,该文在系统介绍此技术关键指标和数据处理的基础上,从滑坡监测、土壤侵蚀监测、敏感地貌微变形监测和水灾害边界追踪4个方面,详细介绍了该技术在环境地质灾害监测领域的应用历史和现状,其研究热点包括该技术在应用中的适宜性评价、监测精度评价、滤波算法的开发及灾害发生趋势预判等方面。另外,应用中高植被覆盖度和降雨天气的干扰问题可通过继续优化软硬件并加强与其他技术联合应用予以弥补。

    2018年06期 v.43;No.240 65-71+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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技术创新

  • 基于变交摄影的隧道3D重建方法

    王资健;马宏飞;熊一丹;杨楸鹏;郑佳艳;

    针对传统的正直摄影整体精度低和交向摄影效率差的缺点,该文提出了一种新的摄影方式——变交摄影。采用变交摄影方式对隧道表面信息进行图像采集,利用三维场景结构恢复(SFM)技术理论进行隧道的3D重建。结果表明变交摄影具有高效率、高精度的优点。将变交摄影3D重建结果与Leica激光扫描仪测量结果进行了对比分析,数据表明变交摄影三维重建模型具有较高精度。

    2018年06期 v.43;No.240 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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  • 深圳市连续运行参考站稳定性分析

    武曙光;聂桂根;邱蕾;汪善华;

    针对深圳市连续运行参考站的稳定性分析相对较少的现状,基于深圳市2015年CORS数据,该文利用GAMIT软件计算并分析了参考站间基线以及与IGS站间基线的稳定性。结果表明,除因南山站点位异常引起了部分基线出现偏差外,大部分基线表现稳定且水平方向稳定性高于垂直方向。该文通过基线的稳定性分析方法,能够较为直观地检查出点位出现异常的参考站,这对于CORS站服务性能评估具有一定的参考意义。利用GLOBK软件平差得出了参考站坐标时间序列,并与PANDA的精密单点定位结果进行了对比分析;使用了SPSS软件的相关性分析法计算IGS站与参考站坐标变化的相关系数,得出SZCORS各参考站向东南方向偏移的趋势与板块漂移具有明显的相关关系这一结论。

    2018年06期 v.43;No.240 78-82+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K]
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  • 激光扫描点云数据的圆柱拟合方法

    严宇;王解先;

    针对激光扫描仪点云数据存在较多粗差点导致拟合圆柱不够精确的问题,该文在比较圆柱拟合方法不同特点的基础上,改善了初值任意选取的圆柱拟合方法和基于坐标转换的圆柱拟合方法,对相同的激光扫描仪点云数据进行圆柱拟合,设置相同的收敛条件,每次迭代收敛后,剔除大于3倍中误差的粗差点重新求解,直至没有较大粗差点,最终得到的圆柱参数基本一致。实验表明,改善后的初值任意选取的圆柱拟合方法和基于坐标转换的圆柱拟合方法能够有效剔除激光扫描仪点云数据中的粗差点,且能够满足一般工程的精度要求。

    2018年06期 v.43;No.240 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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  • 同震地表位移的单站时间基线模型解算

    李艳辉;周乐韬;冯威;黄丁发;

    针对强震时GPS双差相对定位精度受参考站位移的影响,而精密单点定位数据处理过程又相对复杂等问题,该文采用单站时间基线模型解算实时同震地表位移。依据短时间内对流层延迟等误差强相关和模糊度固定不变的特性,利用消电离层星间单差观测值,并对卫星钟差进行改正,建立时间基线差分解算模型。实验结果表明,本文方法所得测站位移结果与SOPAC解的互差的均方根误差在N、E、U这3个方向上分别为5.4、4.1和12.2mm,基于单站的处理方法,该文所得结果比SOPAC解更准确地反映地震期间地表运动。

    2018年06期 v.43;No.240 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 583K]
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  • 近景图像序列线特征约束的建筑物立面重建

    梁艳;盛业华;谢荣;

    针对单纯利用近景图像序列点特征进行建筑物立面重建存在的问题,该文提出一种线特征约束下建筑物建模方法。首先利用运动恢复结构技术恢复相机参数和空间点云数据,并在此基础上利用多视图立体方法生成三维稠密点云;然后对图像序列进行基于梯度方向的边缘检测及顾及方向和长度的直线特征拟合;再利用多约束条件实现直线特征匹配及提取;最后基于三维点、线特征实现建筑物立面的三维重建。实验结果表明,该方法能有效利用近景图像序列点、线特征的优势互补重建建筑物的几何立面,更好地恢复建筑物立面的轮廓信息。

    2018年06期 v.43;No.240 93-98+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K]
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  • 单应性矩阵的无人机遥感影像拼接方法

    范军;左小清;李泽;布金伟;凌涛;

    针对无人机遥感影像拼接速度较慢的问题,该文利用无人机定位定向系统可获取高精度坐标位置和姿态参数特有的优势,提出一种计算单应性矩阵的无人机遥感影像拼接方法。无人机定位定向系统核心技术通过机载差分全球定位系统和惯性测量单元获得每一张影像对应的坐标和姿态角,根据每张影像的坐标和姿态角计算影像之间的单应性矩阵,完成拼接影像之间的快速配准,按照同样的方法,推导出多张影像之间的单应性矩阵,最后实现多张遥感影像连续拼接成一张全景影像图。通过两组拼接方法对8张无人机遥感影像拼接进行比较,实验结果证明,该方法是快速有效的。

    2018年06期 v.43;No.240 99-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K]
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  • 大范围复杂三维场景并行绘制实时帧同步技术

    李朝奎;胡焜豪;邢建华;肖克炎;方军;

    针对复杂三维模型在实时绘制过程中的帧同步策略,该文提出改进。基于Windows集群开发了一种sort-first数据分布式体系结构的并行图形绘制系统;基于缓存交换技术提出一种多路并行的帧同步算法来提高集群的通信效率。在Windows集群系统上进行了验证实验,结果表明:(1)该算法较大程度地提高了集群的帧同步性能并缩短了同步重建时间;(2)集群并行系统有效地完成了大范围复杂三维GIS场景的流畅绘制显示。

    2018年06期 v.43;No.240 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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  • 分形理论和LiDAR数据的滑坡识别

    赖自力;陈建平;向杰;徐彬;

    针对传统山区滑坡地质灾害人工调查工作难度大而光学遥感难以实现植被覆盖区滑坡调查的问题,该文提出了一种基于高分辨率数字地形模型和分形理论的滑坡识别算法。采用LiDAR技术构建意大利多洛米蒂山的高分辨率数字地形模型,运用数字地形分析和C-A分形提取研究区异常地形特征,并与四分位距法进行对比,解决了山区地表滑坡快速提取与识别的问题。实验表明,研究区内滑坡具有统计上的分形特征,基于分形理论和LiDAR数据确定的滑坡地形异常比四分位距法选取阈值更为客观准确,其识别的滑坡区域与实际滑坡位置一致,弥补了可见光遥感技术在植被覆盖区的不足,降低了传统野外实地调查的工作量和作业成本。

    2018年06期 v.43;No.240 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K]
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  • 稳态环境下WiFi指纹点的最佳空间分辨率确定

    张伟;花向红;邱卫宁;薛卫星;

    针对WiFi指纹室内定位技术中存在的指纹点空间分辨率的任意选取问题,该文提出了稳态环境下确定WiFi指纹定位的最佳空间分辨率的方法。指纹点空间分辨率的提高,会引起指纹点的数量的迅速增加,导致WiFi定位算法的内存和计算量的消耗。为了尽量减少WiFi室内定位技术的内存、计算量开销,在给定精度要求下,需要依据可靠度设计对应的指纹点空间分辨率。实验结果表明,对于2.0m的精度和90%的可靠性要求可采用3.0m空间分辨率;对于1.5m的精度和90%的可靠性要求可采用2.5m空间分辨率;对于1.0m精度需求的位置估计,建议采用1.5m空间分辨率的指纹点。

    2018年06期 v.43;No.240 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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应用研究

  • 机载激光点云数据中分裂导线自动提取和重建

    周汝琴;翟瑞聪;江万寿;徐博;黄伟;

    针对电力线精细重建问题,该文从分裂导线的空间分布特点出发,提出一种从机载激光点云数据中自动提取并精细重建分裂导线的方法,即在提取单根导线或地线点云的基础上,对分裂导线点云基于二分法提取每根分裂子导线点云,并采用随机抽样一致性算法对电力线分别在XOY平面进行二维直线拟合、在某垂直平面进行悬链线拟合。实验数据表明,该方法具有鲁棒性好、拟合精度高等特点,能精细地重建出每根分裂子导线。

    2018年06期 v.43;No.240 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K]
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  • GPS扼流圈天线相位中心修正效果的实验分析

    赵立军;李文一;韩勇;苏国营;史永明;

    针对高精度GPS测量中天线相位中心的修正效果问题,该文对GPS扼流圈天线相位中心修正在不同长度基线解算中的影响进行了实验分析。根据不同类型天线间的高程测量受相位中心修正影响较为显著的实验结果,提出利用超短基线水准比对法对相位中心改正模型的修正效果进行评价,开展了相关理论分析,并利用该方法对两种相位中心改正模型的修正效果进行了实验研究。实验结果表明,超短基线水准比对法可以作为天线相位中心校准工作中检验校准结果的新手段。

    2018年06期 v.43;No.240 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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  • 多回波激光雷达点云冗余数据辨识及消除

    王丽英;夏玉红;宣野;王晓;姜子昂;郑鑫鑫;

    针对多回波激光雷达航带重叠区域的冗余项,该文提出了一种基于邻近点的消冗方法,该方法定义并找到"邻近点"——不同航带扫描的点间距小于某一阈值的两点,随即删除精度较低的激光点以剔除冗余点;针对多回波激光雷达的多次回波间的冗余项,提出一种基于同名点的消冗方法,该方法比较单束激光脉冲中各次回波间的距离,距离等于0则判定存在冗余,随即删除后一次回波对应的数据以剔除冗余点。基于安阳检校场数据、ISPRS测试数据的实验结果表明:该方法可有效消除多回波激光雷达点云中的冗余数据。

    2018年06期 v.43;No.240 137-141+155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1107K]
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  • 一种空间结构信息的SAR影像直线匹配方法

    余美;邓喀中;杨化超;秦长彪;

    针对SAR影像受相干斑噪声影响严重,难以直接利用灰度信息对特征直线进行匹配的问题,该文提出了一种基于空间结构信息的特征直线匹配方法。该方法首先根据影像间粗投影变换模型所提供的几何约束,将直线映射至同一坐标系下;然后基于直线双重距离进行匹配。为提高正确率,提出了旋转角一致性检核算法剔除误匹配。最后根据直线的空间特性对匹配直线对进行优化,获得"一对一"的匹配。对多组真实SAR影像进行实验,实验结果表明:该文提出的算法匹配直线对数量多,正确率高,稳定性好,优于L-P算法。

    2018年06期 v.43;No.240 142-146+172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
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  • 单机倾斜摄影方式的无人机航线设计

    魏铼;胡卓玮;陈天博;胡顺强;陈诚;赵文吉;

    针对传统的无人机航线设计大都只考虑垂直摄影的情形,没有考虑倾斜摄影的问题,该文结合滑坡地区的具体地形,对倾斜摄影的倾角以及主光轴方位角等相关参数进行了讨论与设定,并对倾斜摄影方式下的图像重叠率进行分析与对比,从而在确定重叠率后对无人机航线设计规划进行了研究,最终通过对比同一摄区垂直摄影与倾斜摄影的拍摄结果并分析。实验结果表明,对于单位摄区面积内,垂直摄影的密度为237.15张/km2,倾斜摄影的密度为206.69张/km2,同时可以明显发现单相机倾斜摄影的方式更有利于滑坡监测。

    2018年06期 v.43;No.240 147-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 676K]
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  • GPS RTK在异形建筑物放样中的应用

    边延凯;高伟;段茜茜;张治刚;

    针对异形建筑物传统施工放样过程操作复杂、效率低下的问题,该文提出了采用GPS RTK进行异性建筑物施工中的放样工作。以天津市文化中心商业项目为例,利用GPS RTK技术分别对建筑物的主轴线和异形次轴线进行了放样工作,并与全站仪在放样过程和数据精度两个方面进行了对比分析,实现了异型建筑物快速、高效的施工放样。实验结果表明,GPS RTK技术不仅在放样过程中操作简单,节约资金,而且放样精度满足工程要求,相对全站仪来说具有很大优势,有助于提高复杂异形建筑物的施工放样效率。

    2018年06期 v.43;No.240 156-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]
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  • 基础地理信息库的小尺度城市地标提取

    熊沁;翁敏;孟社宁;

    针对城市地标特征难以量化,且缺乏基于基础地理信息库的地标层快速提取方法的问题,该文从空间知识表达和公众空间认知规律的角度,对多尺度城市地标做出了明确定义;并提出了基于基础地理信息数据库的小尺度城市地标自动提取模式。通过计算签到次数和局部可达性两个指标的加权显著度,辅以热点分析来进行筛选,按照所需提取数量设置阈值,从POI中提取地标要素集合。实验结果与人工提取地标层对比证明,地标自动提取结果能较好地反映实际情况。

    2018年06期 v.43;No.240 161-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 537K]
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  • 一种改进扩展卡尔曼滤波算法的GPS多径抑制应用

    李基武;符强;孙希延;黄仁义;刘迎;

    在用EKF算法消除微弱GPS卫星信号中的噪声,并估计出多径幅度与码相位时延的码跟踪环中,由于各种误差的存在,从而降低了环路的跟踪性能。针对这一问题,该文在EKF算法的基础上提出了一种LSEKF算法,该LSEKF算法用最小二乘估计的原理对EKF算法所用的采样观测点进行修正,构造出一组无偏、均方误差和最小与空间分布确定的新型采样观测点,用来进行后续的滤波估计。仿真结果表明,相比EKF算法,LSEKF算法拥有更高的伪码跟踪精度,而且收敛速度更快,跟踪门限也更低。

    2018年06期 v.43;No.240 167-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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