武汉大学学报 ( 信息科学版)

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2015年第40卷第7期

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创刊于1957年月刊

ISSN 1671-8860

CN 42-1676/TN

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陈军

实景三维中国建设的基本定位与技术路径

当前国家大力推动数字化发展，推进数字经济、数字社会、数字政府建设，驱动生产、生活和治理方式的全面深入变革，对基础测绘产品与服务提出了新的更高要求。针对这一重大需求，自然资源部提出实景三维中国建设，研制能客观真实地反映人类生产、生活和生态空间的实景三维信息产品，构建能与现实三维空间实时互联互通的数字三维空间，为数字中国提供新一代的三维时空信息框架，提供高质量时空信息产品与高水平时空信息服务。这既是今后一个时期国家和地方基础测绘的重大任务，也是一项涉及因素复杂、技术难度极大的科技工程。要切实做好这项重要工作，应深化科学认知，厘清技术逻辑，明确基本定位，做好顶层设计。分析了实景三维中国建设的发展背景，讨论了其基本定位和总体技术逻辑，提出了主要的技术实现路径。

龚健雅

面向多源数据地物提取的遥感知识感知与多尺度特征融合网络

遥感地物自动提取是遥感智能解译中的关键问题，对空间信息的理解和知识发现具有重要意义。近年来，使用全卷积神经网络（fully convolutional networks, FCN）从高分影像和三维激光雷达（light detection and ranging, LiDAR）数据中提取地物信息因取得了较好效果而受到广泛关注。现有FCN网络在地物提取精度和效率等方面仍存在不足，由此提出一种基于多源数据的遥感知识感知与多尺度特征融合网络（knowledge-aware and multi-scale feature fusion network, KMFNet）。在网络编码器端融入遥感知识感知模块（knowledge-aware module, KAM），高效挖掘多源遥感数据中的遥感知识信息；在网络编码器和解码器之间添加了串并联混合空洞卷积模块（series-parallel hybrid convolution module, SPHCM），提高网络对地物多尺度特征的学习能力；在解码器端使用了渐进式多层特征融合策略，细化最终的地物分类结果。基于公开的ISPRS语义分割标准数据集，在LuoJiaNET遥感智能解译开源深度学习框架上将KMFNet与当前主流方法进行了对比。实验结果表明，所提方法提取出的地物更为完整，细节更加精确。

王家耀

关于地理信息系统未来发展的思考

在Geographic Information System（GIS）近60年的发展演进中，理论和技术都取得了长足的进步；应用领域扩大到社会的方方面面，社会影响力越来越大；体系结构、开发模式和服务模式等都发生了深刻的变化。为了推动GISystem进一步向前发展，在综述GIS中之“S”的三种含义即System（系统）、Science（科学）和Service（服务）以及GIS近60年来取得的丰硕成果的基础上，重点就以下三个问题进行了讨论：（1）如何认识地理信息系统（GISystem）。首先解析地理信息系统的三个关键词（系统、信息、地理信息），据此论述了地理信息系统的内涵，分析了地理信息系统同地图、计算机地图制图、地图数据库的关系，认为地理信息系统源于又超越了地图、计算机地图制图和地图数据库，并认为地理信息系统具有装备的特性。（2）地理信息系统是怎样发展演进的。重点分析了由“地理信息系统”到“地理信息服务”的发展演进的社会需求背景、技术背景、学科背景，从应用领域、数据资源和功能的扩展及体系结构、开发模式和服务模式等方面，分析了地理信息系统发展演进的主要表现。（3）地理信息系统的未来发展将走向何方。首先，讨论了正确理解地理信息系统应用领域扩展的问题，认为应用领域的扩展不可能是“无边无际”的；地理信息系统的未来发展必须面向国家经济建设和国防建设急需；在分析比较现有三种GISystem服务模式的基础上，认为采用“网格集成”与“弹性云”的“混合式”技术体制是GISystem服务模式的最佳选择；提出了基于“网格集成”与“弹性云”的“混合式”的时空大数据平台技术实现必须解决的6个关键技术问题和“时空大数据平台”的应用模式。

刘经南

通导遥一体化深远海PNT基准及服务网络构想

从海底控制网设计、布设、测量、数据处理和海洋声速场构建几个方面介绍了海底控制网建设的现状。结合国家海洋战略需求和海洋大地测量技术发展，分析了现阶段海底控制网建设面临的问题：认为目前的海底网规模小，缺乏信息共享，功能单一；设计与布设原则未与控制网等级关联，多为定性描述，缺乏操作性；声速场精度和分辨率偏低；测量和数据处理仅考虑了海底控制点的定位问题，难以满足大区域、高精度海洋PNT（positioning, navigation, and timing）基准网建设需求。据此，利用海洋声道的远程通讯和测距定位能力，提出了建设联合北斗/GNSS（global navigation satellite system）定位和通信导航功能的通导遥一体化深远海PNT基准及服务网络的构想，针对该网络的功能和布放设计、高精度、高分辨率海洋声速场模型的构建、各类PNT基准点的测量和整体网平差处理、海底PNT基准点的自校准和自维护、覆盖水域的位置增强服务、目标和环境的遥测和感知服务等几个关键技术问题，提出了实施方法和设想，以期解决当前海洋控制网大区域建设面临的缺乏通讯、布网原则和测量方法不完善、功能单一等问题，为新一代高性能海洋大地测量及PNT导航定位服务网络的建设提供支撑。认为随着长距离布网优化设计、增强位置服务、精确授时和时间同步、远程通讯及网络功能的拓展和应用服务等难题的突破，所构想的网络体系必将引起海洋PNT建设的一次变革。

李德仁

新基建时代地球空间信息学的使命

2021-09-16，习近平总书记在致首届北斗规模应用国际峰会的贺信中指出，当前全球数字化发展日益加快，时空信息、定位导航服务成为重要的新型基础设施。随着新型基础设施建设（简称新基建）时代的到来，测绘人要认真领会习近平主席指示的内涵，想国家所想，急国家所急，全身心投入到“第二个一百年”和“新基建”的浪潮中。首先阐述了新基建的定义，并分析了新基建与传统基建的区别；然后重点论述了地球空间信息学（即大测绘）在新基建的3个体系（信息基础设施、融合基础设施以及创新基础设施）中的使命。笔者认为，我们已经从以绘制地形图为主的小测绘发展成当今以地球空间信息服务为主的智能化大测绘，必须抓住机遇，不失时机地拓展新基建时代地球空间信息学的新使命，为新基建提供完整性好、现实性强、精准度高的时空数据，实现数字产业化、产业数字化和智能化。

郭仁忠

ICT时代地图的科学概念及表达框架

地图学是一门在历史条件限定下不断成长的科学。相较于传统地图, 在新技术与新需求的双重驱动下, 信息时代地图的表达对象、表现形式、感知通道、用户角色等均发生了重大转变, 地图的科学概念及理论框架亟需进一步拓展, 以适应新时期地图学科的发展需求。首先, 分析了信息时代地图的泛化特征；然后, 讨论了新情势下地图的科学概念及其表示范围；最后, 基于表达对象、信息抽象、地图表达、地图结果, 构建了地图的表达框架。旨在适应地图学发展的时代潮流, 明确学科研究的外延边界及内涵表示, 为当前与未来的地图学发展提供相应支撑。

王家耀

地图科学技术：由数字化到智能化

首先论述了地图学家和地图制图工程师们是怎样通过数据、大数据、时空大数据来改变自己的思维方式和工作方式, 并由此推动地图科学进入以“数据密集型计算”为特征的“第四科学范式”新时代；接着, 通过国家基础测绘地图产品（4D）数字化转型成果的功能和作用及其特性（一览性、解析性、知识性、基础性、表示内容的广泛性、表示对象的外拓性和时序性等）分析、非国家基础测绘地图产品的多样化和个性化进展、地图集“设计→编绘→出版”一体化数字化转型及2021年出版的有代表性地图集的介绍和特色分析, 认为地图（集）“设计→编绘→出版”全过程数字化转型取得了标志性成果；第三, 以地图制图综合“百年国际难题”的智能化突破、地图（集）“设计→编绘→出版”全过程由数字化到智能化的优化升级的深化研究为例, 总结了人工智能时代地图制图综合研究四个演进过程、难点和关键技术的突破, 深入分析了地图（集）“设计→编绘→生产”全过程由数字化到智能化的研究现状和需要进一步研究的问题。

李清泉

从几何计算到特征提取的广义测量数据处理

当前，传感器技术、计算机技术和机器人技术迅猛发展，多传感器集成化、智能化趋势越来越明显。工程测量已向自动化、动态化、智能化方向发展，广泛用于大型桥梁、水利枢纽、高铁地铁、高速公路等工程的高精度测量，以及航天、航空、智能制造等领域的精密工业测量。应用领域的拓展也给测量任务提出了新的要求，测量数据处理不再局限于传统的纯几何参数估计，而是逐渐拓展到几何参数和特征信息兼具的广义测量数据处理。回顾了从经典测量数据处理到广义测量数据处理的发展过程，总结多类测量数据的处理分析逻辑，提出大数据时代下的测量数据处理面临的挑战。阐述了广义测量数据处理的基本思路和策略，并以典型案例来进行说明。

韩炳权

2022年泸定Mw6.6地震InSAR同震形变与滑动分布

2022年9月5日，青藏高原东缘的鲜水河断裂上发生了泸定Mw 6.6地震，该地震是鲜水河断裂上40年来发生的最大地震，研究该地震的运动学和同震破裂模式对理解青藏高原东缘构造形变机制和评估鲜水河断裂以及安宁河断裂的地震危险性具有重要意义。利用Sentinel-1和ALOS-2卫星雷达影像，采用合成孔径雷达干涉技术获取了泸定地震的同震形变场，进而基于弹性半空间的位错模型，确定了本次地震发震断层的几何参数和滑动分布。结果表明，泸定地震是一次典型的左旋走滑事件，发震断层西倾，倾角约为72° ，走向沿NNW-SSE方向，约为167° ；断层破裂主要集中在0~10 km深度，最大滑动发生在约5.8 km深度，约为2.23 m；同震释放的地震矩约为8.74×10¹⁸ N·m，相当于矩震级Mw6.59。通过对震后光学影像解译，发现此次地震诱发的滑坡多集中分布在发震断层西侧，该现象与余震主要集中在断层西侧的结果相一致，可认为是地震上盘效应的体现。

李为乐

泸定 Ms 6.8地震对海螺沟冰川的影响应急分析

2022-09-05四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震，震中距离海螺沟冰川约10 km，海螺沟冰川受此次地震影响如何，受到社会广泛关切。利用多时相Landsat 8和Sentinel-2光学卫星影像，基于归一化雪覆盖指数对海螺沟冰川面积进行监测，并利用Sentinel-1雷达卫星影像，基于像素偏移追踪技术对海螺沟地震前和震中位移进行监测。结果表明，2016―2022年海螺沟冰川8月份面积呈波动变化趋势，与日平均最高气温具有负相关性，冰川运动速度与地形坡度和日平均最高气温具有正相关性。泸定地震未造成海螺沟冰川运动速度大范围显著增大，但对冰瀑布前缘区域扰动明显。震后冰崩直接致灾可能性较小，但增加了泥石流致灾风险。