大地测量学与导航

  • 复杂环境下低成本IMU对GNSS定位的质量控制方法

    赵庆志;王鹏程;高余婷;王亚龙;郭宏武;翟园;吴侃;周锋;

    针对GNSS定位精度易受外界不良环境影响的问题,提出一种利用低成本惯性测量单元(IMU)约束GNSS定位的质量控制方法:通过位置与多普勒速度的一致性检测对GNSS异常定位结果进行探测;利用惯性导航系统(INS)提供的推算结果对GNSS定位结果进行约束,重配对应历元的组合导航权重。改善GNSS定位和GNSS/INS组合导航结果的质量和可靠性。利用搭载了低成本IMU的组合导航设备采集了两组车载动态实验进行方法验证及分析。实验结果显示,该方法将城市环境下原本不足20%可用率的组合导航结果提高到99%以上;郊区开阔环境下改善率一般,但在观测环境较差的时段内其导航定位改善率最高可达19.31%。表明文章提出方法能够改善复杂环境下GNSS定位结果的质量,有效改变GNSS/INS组合导航结果的不可用性。

    2025年07期 v.50;No.325 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1006K]
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  • 多模多频RTK综合周跳探测方法

    俞艳波;卢进宏;何蓉;张龙;廖韩;

    为提升GNSS RTK定位的精度和可靠性,多模多频GNSS芯片或模组的应用越来越广泛,随着卫星频点的增多,尤其是BDS-3新频点的加入,为利用多频数据进行更有效的周跳探测提供了更好的支撑,但是纯粹只依赖多频数据来进行周跳探测显然不够,在复杂环境下,由于树荫、高楼的遮挡,普遍存在丢频点的现象,为了提升周跳探测的性能,为RTK后续进行更加可靠的浮点滤波和模糊度固定提供有力保障,利用多频数据形成多种电离层残差组合(GF)进行周跳探测,并在各个GF组合之间进行互检,以避免误探,同时利用历元间差分来进行综合周跳探测。实验表明,本文方法对复杂场景下数据进行周跳检测,能够显著提升RTK定位效果。

    2025年07期 v.50;No.325 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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  • 模糊度固定解的时间传递方法研究

    佘佳宁;吴坤;钦伟瑾;杨旭海;

    为了探究基于伪距/相位原始观测值信号偏差的多系统IPPP时间传递性能,利用德国地学中心的GBM的精密轨道和钟差及其OSB产品进行模糊度固定,全面分析评估了GBM OSB产品的质量及不同系统组合的IPPP时间传递性能。结果表明,GBM OSB产品可用率和稳定性均较好,GPS/GALILEO/BDS(G/E/C)系统中除E10、E19等卫星外,其余可用率均在99%以上,其宽巷、窄巷精度均分别优于0.1周和0.15周;模糊度固定后明显缩短了收敛时间,3种系统组合的平均模糊度固定率都在90%以上,不同系统组合的固定解PPP时间传递精度及稳定度均有提升,GC提升最为明显,在平滑时间达到122 880 s时,3条链路的IPPP稳定度分别改善36.2%、62.3%、18.9%,并且GC的稳定度要优于GE以及GPS。

    2025年07期 v.50;No.325 17-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K]
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  • 一种GNSS-InSAR融合的三维形变场计算方法

    马艳鸽;张盼盼;陈婧研;张朝阳;

    针对InSAR技术研究地表三维形变时监测信息不足的问题,以高精度GNSS观测值为先验信息,以InSAR的LOS向形变为观测信息,建立基于贝叶斯统计理论的函数模型。将抗差赫尔默特方差分量估计用到贝叶斯估计中,构建抗差自适应贝叶斯估计的GNSS-InSAR融合模型,合理调节GNSS先验信息与InSAR的LOS向观测信息的权比,同时抵抗LOS向形变值中可能存在的粗差影响。模拟数据和西安地区的实测数据表明,以高精度的GNSS观测值为约束,对InSAR数据中残留的系统误差进行修正,能够提升三维形变场的计算精度。通过引入抗差和赫尔默特模型可进一步提高三维形变场的解算精度,抗差自适应贝叶斯估计模型在E和N方向的精度均有提高,U方向提高最为明显。该方法能够调节InSAR数据与GNSS数据的融合权比和抵抗粗差影响,削弱InSAR数据的系统误差影响,提升三维形变场的计算精度,具有较好的应用价值。

    2025年07期 v.50;No.325 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K]
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摄影测量学与遥感

  • 基于几何复杂度编码的3D场景隐式重建方法

    贺超远;王庆栋;艾海滨;张力;

    针对当前三维场景隐式重建方法存在高频几何细节信息不敏感、编码存储占用高、非表面监督数据依赖程度高等问题,提出一种基于几何复杂度编码的3D场景隐式重建方法。该方法融合了Eikonal正则化约束和基于几何复杂度编码的策略,编码策略通过表面曲率以及查询点与编码点之间的距离权重,从而获取聚焦于几何复杂区域的编码信息,这使得网络能够更好地关注细节部分。结合Eikonal正则化约束,符号距离场的整体结构得到进一步优化,使得模型能够在保持全局一致性的同时,精确捕捉局部几何特征。该方法避免了复杂的非表面监督数据构建,实现局部几何细节特征保留的高精细三维场景重建,同时缓解编码存储占用随重建精细度增加问题。在Thingi32数据集和Stanford数据集上的实验结果显示,本文方法在多项关键指标上均优于现有经典方法,展示了本文方法在3D场景隐式重建方面的有效性。

    2025年07期 v.50;No.325 37-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K]
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  • 结合语义轮廓的建筑物模型自动重建方法

    梁庆坤;姚国标;朱丰琪;傅青青;陈燕;崔广刚;

    针对目前单体建筑物模型获取时所存在的提取缺失或错误提取等问题,构建了一种结合语义标签的单体建筑物模型重建方法:(1)通过引入高效多尺度注意力机制和超轻量动态上采样模块,增强了DeeplabV3+语义分割模型对目标边缘提取方面的精细度,从而获得准确的建筑物轮廓标签图;(2)将轮廓标签作为影像像素属性标准,结合密集预测转换器计算的深度信息得到含有语义属性的场景点云;(3)根据重建过程中所赋予的点云属性,分离出该场景下的单体建筑物模型。实验结果表明,改进后的DeeplabV3+模型的mPA、OA、mIoU分别达到了98.17%、98.21%、96.44%,显著优于其他对比网络;且借助语义标签所重建出的单体建筑物点云模型在完整度和相似度指标上均取得了较好的结果。

    2025年07期 v.50;No.325 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K]
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  • 无人机倾斜摄影测量的露天煤矿三维建模与试验

    杨尔忻;高文文;杨珍;张浩然;陈稳成;

    为解决无人机倾斜摄影测量技术在构建露天煤矿三维模型过程中,存在效率低下、模型效果差等问题,提出“基于前后方交替求解的多区块联合空三”空中三角测量以及“基于影像全局匀色的大规模三维瓦块无缝纹理生成”纹理映射方法,并在武威易阳煤炭矿区进行试验。结果表明:与传统方法相比,空中三角测量阶段,耗时缩短18.5%;建模阶段瓦片数量减少47.1%,建模时间缩短21.7%;三维模型效果及平面中误差0.054 m、高程中误差0.08 m均优于传统方法构建的模型。因此,本文提出的空中三角测量及纹理映射方法能够有效解决露天煤矿三维建模效率低及效果差等问题,可为煤炭矿区的规划、监测和管理提供更准确、可靠的基础数据支持。

    2025年07期 v.50;No.325 61-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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  • 基于改进YOLOv8模型的矿库智能识别

    黄继磊;姚淑雯;王家耀;白杨;

    针对现有的以YOLO系列深度学习目标提取模型为代表的遥感影像地物提取方法通常面临特征信息量偏少、小目标提取能力弱、提取精度偏低等问题,在YOLOv8基础模型之上,通过引入了MLCA和MSDA注意力机制以及改进YOLOv8模型框架,以增加特征提取信息量,丰富提取特征图;通过重参数化改进检测头,提升检测精度以满足快速精准识别矿库信息需求。以马鞍山市矿山尾矿库影像为基础构建的多源矿库目标检测数据集的训练与测试结果表明,矿库目标的mAP达到87.6%,预测铜陵地区矿山尾矿库总体精度达86.8%。改进模型大幅提升了矿库目标智能识别与提取的精度,为矿库的科学管理提供一种技术参考。

    2025年07期 v.50;No.325 70-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1661K]
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  • 一种监控视频与三维空间信息动态精准融合方法

    承达瑜;武择鹏;朱秀丽;侯东阳;

    针对当前三维场景下监控视频与空间信息融合动态性差、精度低的问题,基于直接线性变换与图像动态匹配原理,提出一种监控视频与三维空间信息动态融合的方法。通过设置预设帧构建监控视频初始图像与三维空间的映射关系,并依据视频图像平移、俯仰和缩放的值建立图像索引;在实时监控时,采用加速鲁棒特征算法进行图像匹配,获取控制点;针对监控图像变化时三维空间映射控制点个数不足的情况,提出了大、小尺度场景映射策略;采用直接线性变换算法,实现了三维空间信息与监控视频的动态融合。为了验证方法的正确性,以海康威视球形摄像机为采集设备,选取某高校平坦地面和坡地的区域进行实验验证与方法对比。结果表明,该方法在相机任意平移、俯仰和缩放的状态下能够实现动态精准的融合三维空间信息,误差在13个像素以内,满足实际应用场景。

    2025年07期 v.50;No.325 83-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
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  • 结合单目深度估计的多模态变电站设备分割

    陈赟;李端姣;张英;孙博洋;吴枫;金铭;

    针对当前利用倾斜影像数据进行变电站设备分割存在的分割精度低的问题,提出一种结合单目深度估计的多模态变电站设备三维语义分割方法:设计深度估计与语义分割共享网络(DSS-Net),得到输入RGB图像的深度及语义预测结果,结合位姿估计网络,将深度估计任务转化为相邻视角间的图像重建任务;基于获取的深度图,结合该图像的相机位姿,建立二维与三维间的信息关联;基于二维图像语义分割结果,构建2D-3D的语义传递,实现变电站设备的三维点云分割。实验结果表明:研究算法在未使用点云数据作为输入的情况下,仍取得了较高的三维点云分割精度,优于经典的点处理算法。在陂美变电站和明山变电站数据集上,OA和mIoU分别达到93.6%、75.6%和88.4%、70.3%,表现良好。对变电站设备智慧巡检等应用具有技术参考意义。

    2025年07期 v.50;No.325 95-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1758K]
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  • 基于E-PS-InSAR的高铁沿线沉降监测分析

    刘俊杰;龚循强;梁琦;李泽春;鲁铁定;

    针对E-PS-InSAR方法在高铁沿线缺少监测质量研究的现状,本文利用E-PS-InSAR方法,结合2018年至2020年Sentinel-1卫星的SLC数据在河南省开封市城乡高铁线路区域开展地面沉降监测研究,与PS-InSAR和SBAS-InSAR这两种经典方法进行对比分析,并通过实地测量结果进行精度评定。实验结果表明,使用E-PS-InSAR方法所得的测点数量是其他方法的两倍以上,且在建高铁区域表现更为明显。此外,使用E-PS-InSAR方法得到的高铁桥墩沉降趋势与实地测量最为接近。综合来看,E-PS-InSAR方法在高铁沿线监测中展现出良好效果,具有很强的实用价值。

    2025年07期 v.50;No.325 107-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2103K]
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  • 融合单轨道多波段InSAR重建矿区三维多量级形变

    张乐乐;李高峰;黄平平;谭维贤;曾琪明;逄腾飞;魏增明;

    针对传统InSAR多量级形变融合方法未能充分考虑多波段InSAR形变特征信息的问题,提出一种基于概率积分模型和非下采样轮廓波变换的单轨道多波段InSAR矿区三维异质形变融合方法。选取内蒙古自治区鄂尔多斯市某煤矿为研究区,利用单轨道InSAR和概率积分模型解算了该区域C波段Sentinel-1A与L波段ALOS-2卫星的矿区三维异质形变,并对三维异质形变进行融合。结果表明,垂直向、东西向和南北向融合结果的均方根误差分别小于0.13、0.06、0.05 m,满足矿区三维形变监测要求。通过主观评价、地面水准测量对比以及客观评价指标的综合分析,验证了该文提出的融合方法可有效重建矿区高分辨率、高精度和完整连续的三维多量级形变,为矿区形变监测提供了可靠的技术支撑。

    2025年07期 v.50;No.325 117-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K]
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  • InSAR多轨道拼接的形变监测优化方法

    于国栋;王春阳;徐鹏宇;冯江海;罗雪飞;李士坤;宗鑫;

    针对多轨道InSAR数据处理中观测视角差异大、条带拼接误差显著等问题,提出一种系统性解决方案以提升平坦区域形变监测精度。以水库库岸为研究对象,通过统一多轨道几何参数配置、规范时间基线阈值、加权平均对齐参考基准等标准化处理,构建包含重叠区约束拼接校正的优化方案。实验表明:修正后形变结果均值达0.2 mm,轨道间相关系数由0.61提升至0.82,监测到与区域灌溉活动空间分布一致的抬升形变趋势。该方法验证了源头控制系统性误差的有效性,可以为水利工程多源InSAR数据融合提供一种参考。

    2025年07期 v.50;No.325 129-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
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  • 一种基于RandLA-CDIA的LiDAR点云语义分割方法

    蔡训峰;徐卓揆;朱彬;孔德娣;陶宇;

    针对当前基于卷积神经网络的语义分割存在漏检、错检和效率低的问题,提出了一种联合RandLA-Net和CDIA的LiDAR点云语义分割网络RandLA-CDIA,使网络兼顾了RandLA-Net高精度和CDIA高效率的特点。先对CBAM进行改进命名为CDIA,考虑C、H、W不同维度之间的依赖关系,强化网络对局部信息的学习;设计多尺度跳跃连接解决U-Net单一尺度传递导致的感受野受限问题;在RandLA-Net的集合抽象模块中添加CDIA,捕捉上下文语义信息和跨维度的特征关系,丰富特征表达能力;利用多尺度跳跃连接替换解码器中的卷积块,结合RandLA-Net和CDIA构建RandLA-CDIA网络,并在Toronto-3D数据集上选取4块区域进行验证。结果表明,与RandLA-Net、RandLA-CBAM、RandLA-CBL在OA、mIoU、Kappa及F_1-Score 4个指标上均为最优,实现了不同地物分割,减少了漏检、错检现象,在语义分割任务中表现出了良好的性能,通过消融实验验证了该网络的稳定性。

    2025年07期 v.50;No.325 137-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1777K]
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  • 无监督学习下的点云去雨方法研究

    梁雨;黄鹤;闫鑫源;杨军星;

    针对恶劣天气(雨、雾、雪等)导致的点云噪声会直接影响自动驾驶的环境感知问题,该文提出一种基于无监督学习的激光雷达点云去雨方法。利用卷积长短记忆网络处理多帧连续点云,提取时间特征;再将数据输入到融入了通道自注意力机制的LiSnowNet模型中,强化雨噪声高频特征提取。通过在DENSE数据集上的实验验证,其准确率最高可达0.97%,精确率最高为0.95%,召回率最高为0.96%。通过实验结果表明:相较于现有主流去噪方法,该文所提的方法在精确率和召回率上有显著提升,既能有效去除雨噪声点,又能较好地保留环境特征。

    2025年07期 v.50;No.325 149-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K]
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  • MRSEI视角下仙桃市生态质量演变及驱动因素分析

    覃柳婷;武雪玲;

    随着城市化进程加速,开展生态质量评价研究,可揭示区域生态质量时空演变规律及驱动机制,为生态保护提供科学依据。本文引入空气质量指标,构建改进型遥感生态指数(MRSEI),分析仙桃市2013—2019年生态质量变化特征,并应用地理探测器探讨其驱动因素。研究发现:(1)MRSEI更适用于仙桃市生态质量评价;(2)仙桃市生态质量呈现显著下降(2013—2016),阶段性改善(2017),趋于稳定(2019)的演变特征;(3)2013—2019年,大部分地区生态质量良好,中心城区生态质量持续处于较差水平。(4)土地利用类型是影响仙桃市生态质量的关键因素。本研究构建的MRSEI能够实现区域生态质量的快速监测与动态评估,可为生态环境保护与可持续发展提供方法支撑。

    2025年07期 v.50;No.325 160-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2582K]
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  • 多对象特征融合的海南特色经济作物分类方法

    蒙方鑫;覃先林;黄水生;俞琳锋;胡心雨;蒋凤;

    针对槟榔、椰子和胡椒等海南特色经济作物结构复杂以及碎片化分布问题,利用随机森林算法,探究基于GF-2数据的特色经济作物精细分类框架。采用GF-2融合影像,通过影像分割、特征分析与筛选处理,分别采用随机森林、支持向量机和K最近邻算法,对多对象特征融合数据进行分类,并建立混淆矩阵对结果进行精度评价:(1)当分割尺度为138、形状为0.3、紧致度为0.5时,各分割对象间能够实现较高的区分度;(2)基于多对象特征融合后的随机森林分类结果,总体精度和Kappa系数分别可达84%和0.81;(3)随机森林相较于支持向量机和K最近邻算法,总体精度分别提高了8%和12%,Kappa系数分别提升了0.1和0.12。研究结果为海南地区特色经济作物遥感精细分类与槟榔黄化病研究提供了技术支持。

    2025年07期 v.50;No.325 171-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2736K]
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  • 一种双时相融合的遥感影像无控水深反演方法

    李智贤;冯义楷;董志鹏;刘焱雄;吴尚;

    针对单时相无控水深反演中云层覆盖和局部太阳耀斑等影像噪声导致的精度不高的问题,提出了一种基于遥感影像底质识别的双时相融合P-DLA无控水深反演方法,该方法以多光谱影像底质识别为基础,利用P-DLA模型反演各单时相初步水深信息,由DM-P-DLA双时相水深融合来提高反演结果的准确性。实验结果表明,该方法对甘泉岛和东岛的水深反演结果均方根误差分别为1.24 m和1.79 m,平均绝对误差分别为0.94 m和1.36 m,有效降低了单时相影像噪声对水深反演结果的影响,获得了良好的多光谱影像无控水深反演结果。

    2025年07期 v.50;No.325 184-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K]
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  • 复杂遥感场景下的土地利用分类与制图方法研究

    侯熠;许鑫;齐珂;王成博;乔红波;马新明;

    针对复杂遥感场景中地物细节复杂、类内差异显著、地物尺度变化大导致的土地利用分类困难及高分辨率制图尚不完备的问题,提出了一种集成SAU~2-Net模型的栅格化县域级土地利用空间分布制图方法。构建了一个涵盖不同分辨率、作物物候期、地理环境的土地利用分类数据集,设计了特征选择与对齐两层U型网络(SAU~2-Net)进行土地利用分类。利用U型结构能够有效提取多尺度特征,引入特征选择模块能够提取具有丰富空间细节的特征,从而提升小目标分割效果。结合特征对齐模块解决了上采样过程中的特征空间错位问题,进一步优化了分割边界的清晰度。实验表明,本文方法在自建数据集和公共集LoveDA上mIoU分别达到79.31%、52.86%,均优于其他方法。此外,利用该方法生成的9个县域土地利用分布图的整体精度达到93.37%,验证了模型的良好泛化能力。该研究为复杂遥感场景下的土地利用分类与制图提供了有效的解决方案。

    2025年07期 v.50;No.325 195-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
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地图学与地理信息

  • 多约束条件下图斑边界不一致检测及处理方法

    毛琦斐;殷勇;殷红梅;陈燕妮;

    针对传统的地类图斑边界不一致检测及处理方法难以兼顾拓扑正确性、语义一致性、面积平衡性等多重约束条件,处理效果不佳,且通常需要人工干预,耗时较长等问题,提出一种基于拓扑分解模型的边界不一致检测与处理方法:构建拓扑分解模型,将图斑面数据转化为拓扑多边形,并降维生成代理点;定义4种边界不一致模式,根据代理点与原始图斑拓扑关系以及拓扑多边形组成弧段的语义信息进行模式识别;顾及语义相似度和空间邻近度指标,提出兼并法和剖分法对边界不一致模式进行修正。采用贵州省某县地类图斑实际数据进行实验验证,结果表明本文方法具有较高的边界不一致检测准确度,处理效率高且满足地类图斑质检要求。

    2025年07期 v.50;No.325 208-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
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