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2021, 46(3): 309-317.
doi: 10.13203/j.whugis20190131
摘要:
为克服多时相遥感影像变化检测因成像季节、拍摄角度等因素产生的误差，针对影像变化通常少于未变化的情况，提出了一种利用旧时相矢量图与新时相影像进行变化检测的方法。利用旧时相带有类别信息的矢量约束，对新时相遥感影像进行细分割获得图斑，对图斑提取光谱、纹理等特征，通过主成分变换构建特征集，在类别的约束下，应用孤立森林计算图斑的变化指数，避免了传统变化指数计算方法因引入易受变化图斑干扰的值而产生的误差，同时，依据贝叶斯方法自动获取各地物类别的变化阈值，进而获得变化图斑。选取高分1号等数据分别进行两组实验，通过对比马氏距离与孤立森林方法，验证了采用矢量图与孤立森林方法进行变化检测的有效性，实验结果的正确率分别为0.923 5及0.931 8。
为克服多时相遥感影像变化检测因成像季节、拍摄角度等因素产生的误差，针对影像变化通常少于未变化的情况，提出了一种利用旧时相矢量图与新时相影像进行变化检测的方法。利用旧时相带有类别信息的矢量约束，对新时相遥感影像进行细分割获得图斑，对图斑提取光谱、纹理等特征，通过主成分变换构建特征集，在类别的约束下，应用孤立森林计算图斑的变化指数，避免了传统变化指数计算方法因引入易受变化图斑干扰的值而产生的误差，同时，依据贝叶斯方法自动获取各地物类别的变化阈值，进而获得变化图斑。选取高分1号等数据分别进行两组实验，通过对比马氏距离与孤立森林方法，验证了采用矢量图与孤立森林方法进行变化检测的有效性，实验结果的正确率分别为0.923 5及0.931 8。
2021, 46(3): 318-325.
doi: 10.13203/j.whugis20190032
摘要:
目前的阴影自动补偿方法仍然存在对比度提升的自适应能力不足等问题。Wallis滤波原理常用于影像色彩匀光，但应用于阴影补偿时会存在影像反差系数对对比度提升效果不理想的问题。首先，通过增加补偿强度系数及拉伸系数，设计了改进的Wallis阴影补偿模型；然后，获取阴影周边的非阴影区域信息作为补偿目标，利用阴影边界在局部范围内寻找同类特征点，自动解算该模型中的补偿系数值，再根据各个阴影区域自身的特点定制相应的补偿模型，对阴影区域内各像素亮度进行合理补偿，恢复被遮挡地物信息；最后，选取多幅具有云阴影及地物阴影的影像进行检测以及阴影补偿的实验，并与局部补偿方法进行对比。实验结果表明，该方法能够有效地补偿阴影，使其亮度和对比度共同提升到与非阴影区域相一致的水平，最佳还原被阴影遮挡的地物信息。
目前的阴影自动补偿方法仍然存在对比度提升的自适应能力不足等问题。Wallis滤波原理常用于影像色彩匀光，但应用于阴影补偿时会存在影像反差系数对对比度提升效果不理想的问题。首先，通过增加补偿强度系数及拉伸系数，设计了改进的Wallis阴影补偿模型；然后，获取阴影周边的非阴影区域信息作为补偿目标，利用阴影边界在局部范围内寻找同类特征点，自动解算该模型中的补偿系数值，再根据各个阴影区域自身的特点定制相应的补偿模型，对阴影区域内各像素亮度进行合理补偿，恢复被遮挡地物信息；最后，选取多幅具有云阴影及地物阴影的影像进行检测以及阴影补偿的实验，并与局部补偿方法进行对比。实验结果表明，该方法能够有效地补偿阴影，使其亮度和对比度共同提升到与非阴影区域相一致的水平，最佳还原被阴影遮挡的地物信息。
2021, 46(3): 326-334.
doi: 10.13203/j.whugis20190440
摘要:
为解决现有视频图像火焰检测方法精度低、速度慢的问题，提出了改进Yolo-v3的视频火焰实时检测算法。首先，在特征提取阶段，通过进一步融合多尺度特征提高网络对图像浅层信息的学习能力，以实现小火焰区域的精准识别；其次，在目标检测阶段，利用改进的K-means聚类算法优化多尺度先验框以适应火焰不同尺寸；最后，在改进Yolo-v3的视频火焰检测之后，利用火焰特有的闪烁特征对检测结果中的误检帧进行排除，进一步提高检测精度。从精度和速度两个方面对视频火焰进行检测，并与近年来先进的火焰检测算法对比，结果表明，该方法准确率均值可达到98.5%，误检率低至2.3%，平均检测速率为52帧/s，在精度和速度方面皆有更好的表现。
为解决现有视频图像火焰检测方法精度低、速度慢的问题，提出了改进Yolo-v3的视频火焰实时检测算法。首先，在特征提取阶段，通过进一步融合多尺度特征提高网络对图像浅层信息的学习能力，以实现小火焰区域的精准识别；其次，在目标检测阶段，利用改进的K-means聚类算法优化多尺度先验框以适应火焰不同尺寸；最后，在改进Yolo-v3的视频火焰检测之后，利用火焰特有的闪烁特征对检测结果中的误检帧进行排除，进一步提高检测精度。从精度和速度两个方面对视频火焰进行检测，并与近年来先进的火焰检测算法对比，结果表明，该方法准确率均值可达到98.5%，误检率低至2.3%，平均检测速率为52帧/s，在精度和速度方面皆有更好的表现。
2021, 46(3): 335-340.
doi: 10.13203/j.whugis20180500
摘要:
提出了一种基于卷积神经网络和小面元的人脸替换方法。首先，使用级联卷积神经网络确定人脸位置，并应用全卷积网络对人脸进行分割以确定替换区域；然后，应用回归森林的人脸关键点技术和Delaunay三角剖分建立人脸三角网，对人脸小面元进行替换；最后, 应用泊松融合消除拼接痕迹。定性和定量的试验结果表明，该方法是有效的，并且可较好地解决人脸姿态一致性限制和人脸遮挡的问题。
提出了一种基于卷积神经网络和小面元的人脸替换方法。首先，使用级联卷积神经网络确定人脸位置，并应用全卷积网络对人脸进行分割以确定替换区域；然后，应用回归森林的人脸关键点技术和Delaunay三角剖分建立人脸三角网，对人脸小面元进行替换；最后, 应用泊松融合消除拼接痕迹。定性和定量的试验结果表明，该方法是有效的，并且可较好地解决人脸姿态一致性限制和人脸遮挡的问题。
2021, 46(3): 341-347.
doi: 10.13203/j.whugis20190122
摘要:
矿山环境问题日益加剧，矿区生态环境监测与评价是矿区管理必不可少的内容。前人通过遥感生态指数（remote sensing ecology index, RSEI）对矿区生态环境进行评价得到了有效的结果，但计算遥感生态指数时没有考虑到在自然条件下生态环境的影响是区域性的，且矿区所处地理位置不同会对矿区及其周边的环境造成不同的效应。针对大面积地物类型复杂的研究区域，提出了基于遥感生态指数和移动窗口评价单元的改进生态指数——基于移动窗口的遥感生态指数（moving window-based remote sensing ecological index，MW-RSEI）。结果显示，研究区域MW-RSEI均值为0.522，绿度和湿度对环境起正效应，干度和热度起负效应，其中矿山地貌景观破坏区域生态环境等级差和等级较差的占整体矿山地貌景观破坏区域面积的85.40%。提出的MW-RSEI符合地理学第一定律，其结果与RSEI结果具有一致性，同时显示了更多的矿区周边生态环境的渐变信息，印证了生态环境中的耗散结构理论，可以为矿区生态环境监测与评价提供有效的依据。
矿山环境问题日益加剧，矿区生态环境监测与评价是矿区管理必不可少的内容。前人通过遥感生态指数（remote sensing ecology index, RSEI）对矿区生态环境进行评价得到了有效的结果，但计算遥感生态指数时没有考虑到在自然条件下生态环境的影响是区域性的，且矿区所处地理位置不同会对矿区及其周边的环境造成不同的效应。针对大面积地物类型复杂的研究区域，提出了基于遥感生态指数和移动窗口评价单元的改进生态指数——基于移动窗口的遥感生态指数（moving window-based remote sensing ecological index，MW-RSEI）。结果显示，研究区域MW-RSEI均值为0.522，绿度和湿度对环境起正效应，干度和热度起负效应，其中矿山地貌景观破坏区域生态环境等级差和等级较差的占整体矿山地貌景观破坏区域面积的85.40%。提出的MW-RSEI符合地理学第一定律，其结果与RSEI结果具有一致性，同时显示了更多的矿区周边生态环境的渐变信息，印证了生态环境中的耗散结构理论，可以为矿区生态环境监测与评价提供有效的依据。
2021, 46(3): 348-352.
doi: 10.13203/j.whugis20180487
摘要:
地面三维激光扫描是城市建筑立面数据采集的新方法，由于三维点云具有数据量大、无规则等特点，导致从点云中精确分割城市建筑物信息面临着严峻的挑战。在传统张量投票方法基础上，充分考虑各个尺度下点云立面特征判别的概率，提出了一种多尺度张量投票方法来实现平面分割，更加精确地实现了立面特征的识别。通过实例，将该方法同主成分分析和传统张量投票进行对比与分析，结果表明，多尺度张量投票方法在分割精度方面较优。
地面三维激光扫描是城市建筑立面数据采集的新方法，由于三维点云具有数据量大、无规则等特点，导致从点云中精确分割城市建筑物信息面临着严峻的挑战。在传统张量投票方法基础上，充分考虑各个尺度下点云立面特征判别的概率，提出了一种多尺度张量投票方法来实现平面分割，更加精确地实现了立面特征的识别。通过实例，将该方法同主成分分析和传统张量投票进行对比与分析，结果表明，多尺度张量投票方法在分割精度方面较优。
2021, 46(3): 353-359.
doi: 10.13203/j.whugis20190119
摘要:
近年来，架站式三维激光扫描技术广泛应用于盾构隧道收敛监测，但频繁换站降低了外业测量的效率。同时，在激光点云拟合计算收敛点坐标时，收敛点位置会随着隧道变形而变化，因而，点云曲线拟合难以确保得到不同时间、同断面、同收敛点坐标，影响了收敛值的精度。自主研发了一款经济适用且高效可靠的移动激光扫描监测系统，解决了架站式三维激光扫描监测效率低下的问题。针对收敛值计算方法存在的问题，详细讲解了基于隧道平铺图的收敛值计算方法，具体过程如下：首先，经过点云标准圆投影并展开，再经过图像栅格化、内插及增强处理得到隧道平铺图；其次，通过图像二值化、连通域分析、自动识别及人工纠正环缝，准确划分隧道每环点云；接下来，绘制每环管片接缝在平铺图的位置，求出每环收敛定点方位；最后，通过分管片拟合，计算收敛定点坐标并推出收敛值。计算实例表明，移动激光扫描收敛值重复结果差值均在1.5 mm以内，由此可知，提出的计算方法可用于单圆盾构隧道进行高效收敛监测，且精度可靠。
近年来，架站式三维激光扫描技术广泛应用于盾构隧道收敛监测，但频繁换站降低了外业测量的效率。同时，在激光点云拟合计算收敛点坐标时，收敛点位置会随着隧道变形而变化，因而，点云曲线拟合难以确保得到不同时间、同断面、同收敛点坐标，影响了收敛值的精度。自主研发了一款经济适用且高效可靠的移动激光扫描监测系统，解决了架站式三维激光扫描监测效率低下的问题。针对收敛值计算方法存在的问题，详细讲解了基于隧道平铺图的收敛值计算方法，具体过程如下：首先，经过点云标准圆投影并展开，再经过图像栅格化、内插及增强处理得到隧道平铺图；其次，通过图像二值化、连通域分析、自动识别及人工纠正环缝，准确划分隧道每环点云；接下来，绘制每环管片接缝在平铺图的位置，求出每环收敛定点方位；最后，通过分管片拟合，计算收敛定点坐标并推出收敛值。计算实例表明，移动激光扫描收敛值重复结果差值均在1.5 mm以内，由此可知，提出的计算方法可用于单圆盾构隧道进行高效收敛监测，且精度可靠。
2021, 46(3): 360-370.
doi: 10.13203/j.whugis20190132
摘要:
针对BDS-2与BDS-3卫星之间的差异性，为实现观测数据深度融合，对BDS-2/BDS-3联合定轨中系统偏差(inter-satellite bias, ISB)模型进行研究。首先，基于奇异值分解提取相邻历元观测信息以增加数据利用率，提高ISB解算精度与可靠性；其次，分析了BDS-2/BDS-3联合定轨中ISB特性，发现新信号与BDS-2之间存在明显与接收机相关偏差；随后，利用定轨法方程求解ISB与轨道相关性，结果显示，ISB对北斗轨道精度影响较GPS（global positioning system）显著；最后，通过对ISB时间序列建立短期预报模型，并将预报值作为约束条件引入超快速定轨中。实验结果表明，针对BDS-2/BDS-3超快速轨道，利用提出的ISB的估计与预报模型，可分别改善BDS-2与BDS-3轨道18 h重叠弧段精度（一维）-0.4~1.0 cm与0.8~4.1 cm。因此，所提出的改进的ISB处理模型对优化BDS-2/BDS-3联合定轨策略具有一定参考意义。
针对BDS-2与BDS-3卫星之间的差异性，为实现观测数据深度融合，对BDS-2/BDS-3联合定轨中系统偏差(inter-satellite bias, ISB)模型进行研究。首先，基于奇异值分解提取相邻历元观测信息以增加数据利用率，提高ISB解算精度与可靠性；其次，分析了BDS-2/BDS-3联合定轨中ISB特性，发现新信号与BDS-2之间存在明显与接收机相关偏差；随后，利用定轨法方程求解ISB与轨道相关性，结果显示，ISB对北斗轨道精度影响较GPS（global positioning system）显著；最后，通过对ISB时间序列建立短期预报模型，并将预报值作为约束条件引入超快速定轨中。实验结果表明，针对BDS-2/BDS-3超快速轨道，利用提出的ISB的估计与预报模型，可分别改善BDS-2与BDS-3轨道18 h重叠弧段精度（一维）-0.4~1.0 cm与0.8~4.1 cm。因此，所提出的改进的ISB处理模型对优化BDS-2/BDS-3联合定轨策略具有一定参考意义。
2021, 46(3): 371-380.
doi: 10.13203/j.whugis20190107
摘要:
为了有效地提取GNSS（global navigation satellite system）站坐标时间序列中的有用信息，提高坐标时间序列的建模精度，提出一种小波多尺度分解与奇异谱分析相结合的非线性运动建模方法，并利用全球11个测站20年（1999―2018年）的GPS（global positioning system）垂向坐标时间序列对所提方法进行了验证。首先，通过小波分解将坐标时间序列分解到不同尺度上; 然后，对分解后的各层高频部分和低频部分进行奇异谱分析; 最后，通过叠加合成得到原始坐标时间序列的拟合值，并对所提方法的拟合效果进行评估。结果表明，与单纯的奇异谱分析方法相比，所提方法能够更加准确地从含噪声的有限尺度时间序列中提取趋势和周期等有用信息，降低了部分周期项如季节周期项、月周期项被当作噪声剔除的概率，并且建模精度有26%的提高。
为了有效地提取GNSS（global navigation satellite system）站坐标时间序列中的有用信息，提高坐标时间序列的建模精度，提出一种小波多尺度分解与奇异谱分析相结合的非线性运动建模方法，并利用全球11个测站20年（1999―2018年）的GPS（global positioning system）垂向坐标时间序列对所提方法进行了验证。首先，通过小波分解将坐标时间序列分解到不同尺度上; 然后，对分解后的各层高频部分和低频部分进行奇异谱分析; 最后，通过叠加合成得到原始坐标时间序列的拟合值，并对所提方法的拟合效果进行评估。结果表明，与单纯的奇异谱分析方法相比，所提方法能够更加准确地从含噪声的有限尺度时间序列中提取趋势和周期等有用信息，降低了部分周期项如季节周期项、月周期项被当作噪声剔除的概率，并且建模精度有26%的提高。
2021, 46(3): 381-387.
doi: 10.13203/j.whugis20190093
摘要:
为研究重力垂线偏差对CHZ-Ⅱ重力仪稳定平台水平姿态精度的影响，建立了包含重力扰动的平台惯导系统的组合导航模型，通过能观性分析，给出了平台水平姿态角的极限精度，分析了出测前基点比对、测线作业、收测后基点比对3个阶段中垂线偏差对平台水平姿态精度的影响，并对是否进行垂线偏差补偿给出了指导性建议。出测前基点比对时，平台水平姿态角精度受当地垂线偏差和加速度计零偏水平分量的综合影响，要根据垂线偏差的方向决定是否进行垂线偏差补偿; 测量作业中和收测后基点比对时，平台水平姿态角精度只受平台所在地垂线偏差影响，补偿垂线偏差能够提高稳定平台的水平姿态精度。仿真结果与理论分析一致。
为研究重力垂线偏差对CHZ-Ⅱ重力仪稳定平台水平姿态精度的影响，建立了包含重力扰动的平台惯导系统的组合导航模型，通过能观性分析，给出了平台水平姿态角的极限精度，分析了出测前基点比对、测线作业、收测后基点比对3个阶段中垂线偏差对平台水平姿态精度的影响，并对是否进行垂线偏差补偿给出了指导性建议。出测前基点比对时，平台水平姿态角精度受当地垂线偏差和加速度计零偏水平分量的综合影响，要根据垂线偏差的方向决定是否进行垂线偏差补偿; 测量作业中和收测后基点比对时，平台水平姿态角精度只受平台所在地垂线偏差影响，补偿垂线偏差能够提高稳定平台的水平姿态精度。仿真结果与理论分析一致。
2021, 46(3): 388-394.
doi: 10.13203/j.whugis20190115
摘要:
测绘领域诸多实际应用中系数矩阵和观测向量具有结构特征，即系数矩阵和观测向量中包含固定量(甚至固定列) 和随机量，并且不同位置的随机量线性相关。针对这个问题，从变量误差(errors‐in‐variables，EIV)函数模型出发，首先，将系数矩阵和观测向量构成的增广矩阵表示为仿射函数形式，并采用变量投影法对函数模型进行重构；然后，利用拉格朗日法推导出了一种结构总体最小二乘(structured total least squares，STLS) 估计算法。算例分析结果表明，该算法与已有能够解决系数矩阵和观测向量存在结构特征的加权或结构总体最小二乘算法估计结果一致，说明了该算法的有效性，同时阐明了该算法与已有相关算法的关系。
测绘领域诸多实际应用中系数矩阵和观测向量具有结构特征，即系数矩阵和观测向量中包含固定量(甚至固定列) 和随机量，并且不同位置的随机量线性相关。针对这个问题，从变量误差(errors‐in‐variables，EIV)函数模型出发，首先，将系数矩阵和观测向量构成的增广矩阵表示为仿射函数形式，并采用变量投影法对函数模型进行重构；然后，利用拉格朗日法推导出了一种结构总体最小二乘(structured total least squares，STLS) 估计算法。算例分析结果表明，该算法与已有能够解决系数矩阵和观测向量存在结构特征的加权或结构总体最小二乘算法估计结果一致，说明了该算法的有效性，同时阐明了该算法与已有相关算法的关系。
2021, 46(3): 395-401.
doi: 10.13203/j.whugis20190271
摘要:
2013年中国发射了首颗进行全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）掩星观测的气象卫星风云3号C星（Fengyun-3C，FY-3C），且已发布自2014年6月以来的FY-3C掩星大气产品，但目前还未见将其应用于大气边界层的相关研究。首次尝试利用FY-3C折射率产品确定边界层高度并进一步进行空间分布分析。结果表明，在小波协方差变换法基础上, 进行尖锐度约束，能够确定FY-3C掩星低层大气折射率廓线中可能存在的突变，反演边界层高度。所得到的2015―2018年各年边界层高度全球分布在不同纬度及海洋和陆地上的差异基本体现了边界层与地表气候及地形的关系，但FY-3C折射率产品在低层大气的精度和垂直分辨率相对较低。因此，反演成功率总体上较低，反演结果对边界层高度空间分布细节特征的呈现仍有待提升。
2013年中国发射了首颗进行全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）掩星观测的气象卫星风云3号C星（Fengyun-3C，FY-3C），且已发布自2014年6月以来的FY-3C掩星大气产品，但目前还未见将其应用于大气边界层的相关研究。首次尝试利用FY-3C折射率产品确定边界层高度并进一步进行空间分布分析。结果表明，在小波协方差变换法基础上, 进行尖锐度约束，能够确定FY-3C掩星低层大气折射率廓线中可能存在的突变，反演边界层高度。所得到的2015―2018年各年边界层高度全球分布在不同纬度及海洋和陆地上的差异基本体现了边界层与地表气候及地形的关系，但FY-3C折射率产品在低层大气的精度和垂直分辨率相对较低。因此，反演成功率总体上较低，反演结果对边界层高度空间分布细节特征的呈现仍有待提升。
2021, 46(3): 402-409.
doi: 10.13203/j.whugis20200489
摘要:
农村居民点空间优化重构是推进乡村振兴的重要内容之一。以中国湖北省鄂州市为研究区，从人的生存生活需求出发，构建宜居性评价指标体系，评估鄂州市宜居性高低；通过网络分析法构建城乡人口流动网络，发现乡村人口流动规律。在此基础上，综合宜居性和人口流动强度的组合特征进行农村居民点空间重构。结果表明：(1)鄂州市整体宜居性较高，其中，生存保障功能差距较小，而生活服务功能和生活提升功能差距较大；(2)人口按照主城区、所属镇、附近优势城镇的优先顺序流动；城镇辐射范围有限，现有的点轴结构不能起到以点带面的作用，亟需发展中心村、一般村、基层村形成完整的乡村结构，带动全域发展；(3)基于乡村宜居性和人口流动强度将居民点划分为搬迁撤并类、城郊融合类和集聚提升类(中心村、一般村和基层村)。该研究可重塑乡村发展核心，完善乡村结构，促进资源优化配置，为人口快速流动区乡村聚落重构提供决策依据。
农村居民点空间优化重构是推进乡村振兴的重要内容之一。以中国湖北省鄂州市为研究区，从人的生存生活需求出发，构建宜居性评价指标体系，评估鄂州市宜居性高低；通过网络分析法构建城乡人口流动网络，发现乡村人口流动规律。在此基础上，综合宜居性和人口流动强度的组合特征进行农村居民点空间重构。结果表明：(1)鄂州市整体宜居性较高，其中，生存保障功能差距较小，而生活服务功能和生活提升功能差距较大；(2)人口按照主城区、所属镇、附近优势城镇的优先顺序流动；城镇辐射范围有限，现有的点轴结构不能起到以点带面的作用，亟需发展中心村、一般村、基层村形成完整的乡村结构，带动全域发展；(3)基于乡村宜居性和人口流动强度将居民点划分为搬迁撤并类、城郊融合类和集聚提升类(中心村、一般村和基层村)。该研究可重塑乡村发展核心，完善乡村结构，促进资源优化配置，为人口快速流动区乡村聚落重构提供决策依据。
2021, 46(3): 410-416.
doi: 10.13203/j.whugis20190273
摘要:
界址点与界址线的提取在土地确权工作中是一项非常重要的工作。传统的界址点与界址线提取方法需要经过人工判断，根据判断后的结果将界址点与界址线相对应的属性信息手动输入到属性表中。而过多的人工干预使工作效率降低，同时也容易引发各类错误。针对上述问题提出了一种界址点与界址线提取的优化算法。该算法的思路为：(1)利用ArcGIS中的建模工具建立一套针对全部宗地的数据预处理模型，通过该模型生成相应的界址点与界址线的模板文件；(2)利用地理空间数据抽象库(geospatial data abstraction library，GDAL)读取宗地与模板文件的若干属性字段信息；(3)生成并自动读取宗地界址点与界址线文件。实验结果表明，该方法能够有效避免人工干预，提高了界址点与界址线的提取效率。在实际生产尤其是在大批量界址点和界址线的提取工作中，该方法具有相当的优势，为中国同类土地监测与管理工作提供了原创性技术支持。
界址点与界址线的提取在土地确权工作中是一项非常重要的工作。传统的界址点与界址线提取方法需要经过人工判断，根据判断后的结果将界址点与界址线相对应的属性信息手动输入到属性表中。而过多的人工干预使工作效率降低，同时也容易引发各类错误。针对上述问题提出了一种界址点与界址线提取的优化算法。该算法的思路为：(1)利用ArcGIS中的建模工具建立一套针对全部宗地的数据预处理模型，通过该模型生成相应的界址点与界址线的模板文件；(2)利用地理空间数据抽象库(geospatial data abstraction library，GDAL)读取宗地与模板文件的若干属性字段信息；(3)生成并自动读取宗地界址点与界址线文件。实验结果表明，该方法能够有效避免人工干预，提高了界址点与界址线的提取效率。在实际生产尤其是在大批量界址点和界址线的提取工作中，该方法具有相当的优势，为中国同类土地监测与管理工作提供了原创性技术支持。
2021, 46(3): 417-426.
doi: 10.13203/j.whugis20190106
摘要:
城市斑块层面扩张程度异质性深切影响着城市物理形态演变。研究城市扩张程度的影响因素及其机制，有助于深化理解城市扩张过程，管控城市空间扩张，促进城市紧凑发展。以中国湖北省武汉市为例，采用邻近度扩张指数度量城市扩张程度，并分析了城市扩张程度的空间特征，采用相关性分析探讨城市扩张程度与速度之间的联系，构建空间回归模型探究自然、社会经济、交通、规划等因素对城市扩张程度的影响。研究发现：(1)城市扩张程度存在空间差异，由主城区向外逐渐增大；(2)城市扩张程度存在正向空间相关性；(3)城市扩张程度与扩张速度之间呈强正相关关系；(4)交通区位、规划控制、到城市中心的距离是城市扩张程度的主要影响因素，且影响程度依次降低。城市扩张程度的影响因素分析结果可为城市空间管控提供科学依据。
城市斑块层面扩张程度异质性深切影响着城市物理形态演变。研究城市扩张程度的影响因素及其机制，有助于深化理解城市扩张过程，管控城市空间扩张，促进城市紧凑发展。以中国湖北省武汉市为例，采用邻近度扩张指数度量城市扩张程度，并分析了城市扩张程度的空间特征，采用相关性分析探讨城市扩张程度与速度之间的联系，构建空间回归模型探究自然、社会经济、交通、规划等因素对城市扩张程度的影响。研究发现：(1)城市扩张程度存在空间差异，由主城区向外逐渐增大；(2)城市扩张程度存在正向空间相关性；(3)城市扩张程度与扩张速度之间呈强正相关关系；(4)交通区位、规划控制、到城市中心的距离是城市扩张程度的主要影响因素，且影响程度依次降低。城市扩张程度的影响因素分析结果可为城市空间管控提供科学依据。
2021, 46(3): 427-433.
doi: 10.13203/j.whugis20200002
摘要:
网络空间信息可视化对揭示网络空域规律、促进网络空间认知具有重要意义。将网络空间节点与拓扑关系直接可视化的视图中存在大量的点重合和线交叉，目前已有的网络节点布局算法、集束边技术、骨干网提取和网络路由拓扑多尺度表达等方法能够优化视图效果，但在网络的微观结构上，对保持网络空间点群要素的特征信息关注不够。通过分析并量化网络空间点群要素的各类特征信息，提出了一种基于层次聚类的要素聚合方法和一种基于节点重要性度量的要素选取方法，以自动综合的方式对网络空间点群要素进行综合。实验结果表明，该方法能够保持网络空间点群要素的空间特征，为定量表达网络空间特征、加速生成视觉效果良好的网络空间地图提供基础数据综合方法。
网络空间信息可视化对揭示网络空域规律、促进网络空间认知具有重要意义。将网络空间节点与拓扑关系直接可视化的视图中存在大量的点重合和线交叉，目前已有的网络节点布局算法、集束边技术、骨干网提取和网络路由拓扑多尺度表达等方法能够优化视图效果，但在网络的微观结构上，对保持网络空间点群要素的特征信息关注不够。通过分析并量化网络空间点群要素的各类特征信息，提出了一种基于层次聚类的要素聚合方法和一种基于节点重要性度量的要素选取方法，以自动综合的方式对网络空间点群要素进行综合。实验结果表明，该方法能够保持网络空间点群要素的空间特征，为定量表达网络空间特征、加速生成视觉效果良好的网络空间地图提供基础数据综合方法。
2021, 46(3): 434-441.
doi: 10.13203/j.whugis20190055
摘要:
针对不同姿态下的三维等距部分模型与完整模型对应关系计算问题，提出了一种结合局部函数映射和局部流形谐波(localized manifold harmonics，LMH)算子计算三维模型特征描述符并构建模型间对应关系的新方法。首先，通过改进的Laplace算子的谱分解构造局部基产生LMH算子，并计算模型的特征描述符；其次，通过局部函数映射理论构建部分模型与完整模型间的初始对应关系；然后，交替迭代计算部分模型与完整模型间的稠密对应关系；最后，利用贪心算法优化对应关系直至收敛。实验结果表明，以局部流形谐波产生的新算子与局部函数映射方法计算得到的稀疏对应关系为基础，能构建更为准确的稠密对应关系，并在一定程度上减少等距误差。和已有算法相比，采用LMH算子构建的特征描述符比由Laplace-Beltrami算子构建的特征描述符更能体现出部分模型的本征属性，计算出的对应关系也更加准确。
针对不同姿态下的三维等距部分模型与完整模型对应关系计算问题，提出了一种结合局部函数映射和局部流形谐波(localized manifold harmonics，LMH)算子计算三维模型特征描述符并构建模型间对应关系的新方法。首先，通过改进的Laplace算子的谱分解构造局部基产生LMH算子，并计算模型的特征描述符；其次，通过局部函数映射理论构建部分模型与完整模型间的初始对应关系；然后，交替迭代计算部分模型与完整模型间的稠密对应关系；最后，利用贪心算法优化对应关系直至收敛。实验结果表明，以局部流形谐波产生的新算子与局部函数映射方法计算得到的稀疏对应关系为基础，能构建更为准确的稠密对应关系，并在一定程度上减少等距误差。和已有算法相比，采用LMH算子构建的特征描述符比由Laplace-Beltrami算子构建的特征描述符更能体现出部分模型的本征属性，计算出的对应关系也更加准确。
2021, 46(3): 442-450.
doi: 10.13203/j.whugis20190136
摘要:
针对一般滑坡敏感性评价方法不能有效筛选滑坡条件因子的问题，以中国新疆维吾尔自治区新源县为研究区，基于15个滑坡敏感性条件因子，利用多元自适应回归样条法构建了滑坡敏感性指数预测模型，并自动筛选出研究区滑坡敏感性条件因子，在此基础上，实现了新源滑坡敏感性制图。此外，使用逻辑回归方法与多元自适应回归样条法进行精度对比分析。结果显示，采用多元自适应回归样条法构建的滑坡敏感性模型精度优于逻辑回归，其成功率曲线的精度为0.945 4，预测率曲线的精度为0.923 8。同时，模型还筛选出新源县滑坡重要影响条件因子(高程、坡度、降雨量、距断层距离、归一化差分植被指数、平面曲率、岩组)。研究表明，利用多元自适应回归样条构建的新源县滑坡敏感性模型是滑坡预测的有效方法，可为防灾减灾提供决策支持。
针对一般滑坡敏感性评价方法不能有效筛选滑坡条件因子的问题，以中国新疆维吾尔自治区新源县为研究区，基于15个滑坡敏感性条件因子，利用多元自适应回归样条法构建了滑坡敏感性指数预测模型，并自动筛选出研究区滑坡敏感性条件因子，在此基础上，实现了新源滑坡敏感性制图。此外，使用逻辑回归方法与多元自适应回归样条法进行精度对比分析。结果显示，采用多元自适应回归样条法构建的滑坡敏感性模型精度优于逻辑回归，其成功率曲线的精度为0.945 4，预测率曲线的精度为0.923 8。同时，模型还筛选出新源县滑坡重要影响条件因子(高程、坡度、降雨量、距断层距离、归一化差分植被指数、平面曲率、岩组)。研究表明，利用多元自适应回归样条构建的新源县滑坡敏感性模型是滑坡预测的有效方法，可为防灾减灾提供决策支持。
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doi: 10.13203/j.whugis20200221
摘要:
信息通信技术（information and communications technology，ICT）等技术的发展使现代地图面临着机遇和挑战，地图趋向数字虚拟空间方向发展，地图学的研究方法、主题与传统大相径庭，地图虚拟空间的理论还有很大的发展空间，同时互联网技术（internet technology，IT）领域的学科跨界迫使地图逐渐发展成为互联网产品的附属物，内忧外患的双重夹击使得地图学亟待完善和更新理论。“师夷长技以制夷”，地图学发展的难题促使学者向其他领域进行探索，“数字+文化”的发展将游戏推向高新技术的前列。游戏通常具有明显的地理意义，游戏地图则是现代ICT技术和地图的合体。以游戏地图的结构为研究对象，以游戏地图的维度、交互性、叙事探索性和文化传播性来探究虚拟空间的特点、本质及对现实物理世界的启示，发掘其对地图理论的扩展，从而完善ICT时代地图学的知识和理论，促进地图学的发展。
信息通信技术（information and communications technology，ICT）等技术的发展使现代地图面临着机遇和挑战，地图趋向数字虚拟空间方向发展，地图学的研究方法、主题与传统大相径庭，地图虚拟空间的理论还有很大的发展空间，同时互联网技术（internet technology，IT）领域的学科跨界迫使地图逐渐发展成为互联网产品的附属物，内忧外患的双重夹击使得地图学亟待完善和更新理论。“师夷长技以制夷”，地图学发展的难题促使学者向其他领域进行探索，“数字+文化”的发展将游戏推向高新技术的前列。游戏通常具有明显的地理意义，游戏地图则是现代ICT技术和地图的合体。以游戏地图的结构为研究对象，以游戏地图的维度、交互性、叙事探索性和文化传播性来探究虚拟空间的特点、本质及对现实物理世界的启示，发掘其对地图理论的扩展，从而完善ICT时代地图学的知识和理论，促进地图学的发展。
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doi: 10.13203/j.whugis20200172
摘要(83)
摘要:
针对多种分布形式混合的观测数据，建立了 P 范分布混合模型，考虑到模型中混合数属于不完全数 据，引入 EM 算法，对该混合模型的参数进行估计，详细推导 P范混合模型参数估计的迭代公式，并给出了相应的迭代步骤。最后采用混合高斯分布数据、拉普拉斯分布与高斯分布混合数据以及实测 GPS 观测值残差数据，验证了本文公式的正确性和适应性。算例结果表明，相比于单一概率分布，P范混合模型能够准确反映数据分布的实际情况，同时利用 EM 算法估计的模型参数具有较高的精度。
针对多种分布形式混合的观测数据，建立了 P 范分布混合模型，考虑到模型中混合数属于不完全数 据，引入 EM 算法，对该混合模型的参数进行估计，详细推导 P范混合模型参数估计的迭代公式，并给出了相应的迭代步骤。最后采用混合高斯分布数据、拉普拉斯分布与高斯分布混合数据以及实测 GPS 观测值残差数据，验证了本文公式的正确性和适应性。算例结果表明，相比于单一概率分布，P范混合模型能够准确反映数据分布的实际情况，同时利用 EM 算法估计的模型参数具有较高的精度。
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doi: 10.13203/j.whugis20200098
摘要:
无人机作为一种新兴的低空遥感平台，具有多种类型的平台和载荷。尽管南极的自然条件严酷，无人机的应用范围仍涵盖了南极基础和应用科学的诸多领域。本文首先论述了南极的环境条件对操作无人机的特殊影响，包括气象、电磁场、光照等因素。继而对目前无人机在南极考察与科学应用中的研究现状做了系统的检索，在收集到的104篇全部相关资料中，梳理了发表时间、主流的期刊、研究区、国家与研究机构等内容，并分7个主要应用领域综述了代表性文献，具体包括：航空、大气、海冰与冰山、冰川、地貌与地磁、生态-植被、生态-动物。本文还全面回顾了我国南极科学考察中的无人机发展历程和重点成果，最后总结出目前南极无人机应用领域研究的不足之处，并阐明了未来发展趋势和建议。
无人机作为一种新兴的低空遥感平台，具有多种类型的平台和载荷。尽管南极的自然条件严酷，无人机的应用范围仍涵盖了南极基础和应用科学的诸多领域。本文首先论述了南极的环境条件对操作无人机的特殊影响，包括气象、电磁场、光照等因素。继而对目前无人机在南极考察与科学应用中的研究现状做了系统的检索，在收集到的104篇全部相关资料中，梳理了发表时间、主流的期刊、研究区、国家与研究机构等内容，并分7个主要应用领域综述了代表性文献，具体包括：航空、大气、海冰与冰山、冰川、地貌与地磁、生态-植被、生态-动物。本文还全面回顾了我国南极科学考察中的无人机发展历程和重点成果，最后总结出目前南极无人机应用领域研究的不足之处，并阐明了未来发展趋势和建议。
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创刊于1957年 月刊
ISSN 1671-8860
CN 42-1676/TN
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