2017年 第42卷 第2期
2017, 42(2): 143-149.
doi: 10.13203/j.whugis20160526
摘要:
21世纪以来，高分辨率对地观测卫星快速发展，对地观测系统由最初的单星模式发展为现在的轻小型卫星组建星座，实现了全天时、全天候、全方位的对地精细化观测。未来将对地观测卫星星座与通信卫星、导航卫星和飞机等空间节点通过动态组网，建立天基空间信息网络，以实现智能化空天信息的实时服务。为了进一步增强系统的智能化水平，提高系统感知、认知能力和应急响应能力，本文提出未来空间信息网络环境下对地观测脑（earth observation brain，EOB）的概念，对地观测脑是基于事件感知的智能化对地观测系统。详细介绍了对地观测脑的概念模型及需要解决的关键技术，举例说明了对地观测脑初级阶段的感知、认知过程。将来对地观测脑可以回答何时（when）、何地（where）、何目标（what object）发生了何种变化（what change），并在规定的时间（right time）和地点（right place）把这些正确的信息（right information）推送给需要的人（right people）的手机或其他智能终端，全球用户可实时获得所需的任何数据、信息和知识。
21世纪以来，高分辨率对地观测卫星快速发展，对地观测系统由最初的单星模式发展为现在的轻小型卫星组建星座，实现了全天时、全天候、全方位的对地精细化观测。未来将对地观测卫星星座与通信卫星、导航卫星和飞机等空间节点通过动态组网，建立天基空间信息网络，以实现智能化空天信息的实时服务。为了进一步增强系统的智能化水平，提高系统感知、认知能力和应急响应能力，本文提出未来空间信息网络环境下对地观测脑（earth observation brain，EOB）的概念，对地观测脑是基于事件感知的智能化对地观测系统。详细介绍了对地观测脑的概念模型及需要解决的关键技术，举例说明了对地观测脑初级阶段的感知、认知过程。将来对地观测脑可以回答何时（when）、何地（where）、何目标（what object）发生了何种变化（what change），并在规定的时间（right time）和地点（right place）把这些正确的信息（right information）推送给需要的人（right people）的手机或其他智能终端，全球用户可实时获得所需的任何数据、信息和知识。
2017, 42(2): 150-156.
doi: 10.13203/j.whugis20141009
摘要:
在互联网迅速发展的现代化信息社会，大量地理信息都以非结构化的文本形式存在，而地名识别是挖掘这些地理信息的重要基础。目前已有的地名识别方法主要是从自然语言处理的角度来实现，并没有充分考虑到地名的构成和使用习惯等特征，造成识别率偏低或过拟合等问题。本文引入语言学相关知识，分析中文地名用字特征，在传统的地名专名+通名的结构上，更细致地划分地名的词素类型，总结归纳各词素类型的特征，将这些特征融入条件随机场的方法中，使地名识别问题转化为序列标注问题。并根据中文地名的特征，制定形式化规则，设计基于字的标注规范。在此基础上，设计中文地名特征模板，通过条件随机场模型训练和预测，识别自然语言文本中的中文地名。采用170万字的人民日报标注语料进行实验验证，结果表明本文方法对中文地名识别的召回率、准确率和F值分别达到92.69%、96.73%和94.67%，优于已有研究成果，能为地理信息科学领域的研究和应用提供更有效的地名服务。
在互联网迅速发展的现代化信息社会，大量地理信息都以非结构化的文本形式存在，而地名识别是挖掘这些地理信息的重要基础。目前已有的地名识别方法主要是从自然语言处理的角度来实现，并没有充分考虑到地名的构成和使用习惯等特征，造成识别率偏低或过拟合等问题。本文引入语言学相关知识，分析中文地名用字特征，在传统的地名专名+通名的结构上，更细致地划分地名的词素类型，总结归纳各词素类型的特征，将这些特征融入条件随机场的方法中，使地名识别问题转化为序列标注问题。并根据中文地名的特征，制定形式化规则，设计基于字的标注规范。在此基础上，设计中文地名特征模板，通过条件随机场模型训练和预测，识别自然语言文本中的中文地名。采用170万字的人民日报标注语料进行实验验证，结果表明本文方法对中文地名识别的召回率、准确率和F值分别达到92.69%、96.73%和94.67%，优于已有研究成果，能为地理信息科学领域的研究和应用提供更有效的地名服务。
2017, 42(2): 157-162.
doi: 10.13203/j.whugis20141013
摘要:
在机载合成孔径雷达干涉测量（synthetic aperture radar interferometry，InSAR）中，为了获取高精度的数字高程模型（digital elevation model，DEM），研究了机载InSAR视向量正交分解法及三维重建数学模型，分析了中国的机载CASMSAR（synthetic aperture radar system of Chinese Academy of Surveying and Mapping）干涉系统误差来源及观测参数，建立了机载InSAR区域网平差模型。利用国产机载CASMSAR系统获取的X波段干涉数据进行试验，利用高精度的控制点数据进行平差解算，结果表明本文方法能够消除干涉模型间平面和高程差异，DEM成果满足1：1万山地测图精度要求，验证了该模型的正确性和有效性。
在机载合成孔径雷达干涉测量（synthetic aperture radar interferometry，InSAR）中，为了获取高精度的数字高程模型（digital elevation model，DEM），研究了机载InSAR视向量正交分解法及三维重建数学模型，分析了中国的机载CASMSAR（synthetic aperture radar system of Chinese Academy of Surveying and Mapping）干涉系统误差来源及观测参数，建立了机载InSAR区域网平差模型。利用国产机载CASMSAR系统获取的X波段干涉数据进行试验，利用高精度的控制点数据进行平差解算，结果表明本文方法能够消除干涉模型间平面和高程差异，DEM成果满足1：1万山地测图精度要求，验证了该模型的正确性和有效性。
2017, 42(2): 163-169.
doi: 10.13203/j.whugis20140774
摘要:
基于关系型数据库的空间数据存储与处理是地理信息系统（geographic information system，GIS）领域的主流模式，但伴随着物联网、移动互联网、云计算及空间数据采集技术的发展，空间数据已从海量特征转变为大数据特征，对空间数据的存储和管理在数据量和处理模式上提出了新的挑战。首先分析了基于传统的集中式存储与管理模式在处理和应用大数据方面的局限性，包括存储对象的适应性、存储能力的可扩展性及高并发处理能力要求；然后在分析当前几大主流NoSQL数据库特点的基础上，指出了空间大数据基于NoSQL数据库的单一存储模式在数据操作方式、查询方式和数据高效管理方面存在的局限性；最后结合GIS领域空间大数据存储对数据库存储能力的可扩展性及数据处理和访问的高并发要求，提出基于内存数据库和NoSQL数据库的空间大数据分布式存储与综合处理策略，并开发了原型系统对提出的存储策略进行可行性和有效性进行了验证。
基于关系型数据库的空间数据存储与处理是地理信息系统（geographic information system，GIS）领域的主流模式，但伴随着物联网、移动互联网、云计算及空间数据采集技术的发展，空间数据已从海量特征转变为大数据特征，对空间数据的存储和管理在数据量和处理模式上提出了新的挑战。首先分析了基于传统的集中式存储与管理模式在处理和应用大数据方面的局限性，包括存储对象的适应性、存储能力的可扩展性及高并发处理能力要求；然后在分析当前几大主流NoSQL数据库特点的基础上，指出了空间大数据基于NoSQL数据库的单一存储模式在数据操作方式、查询方式和数据高效管理方面存在的局限性；最后结合GIS领域空间大数据存储对数据库存储能力的可扩展性及数据处理和访问的高并发要求，提出基于内存数据库和NoSQL数据库的空间大数据分布式存储与综合处理策略，并开发了原型系统对提出的存储策略进行可行性和有效性进行了验证。
2017, 42(2): 170-177.
doi: 10.13203/j.whugis20150430
摘要:
城市道路网的持续稳定性监测不仅可以避免重大事故带来的人身财产损失，也有利于经济社会的可持续发展。针对道路网长距离、大跨度的实时监测需求，将永久散射体雷达干涉测量（persistent scatterer synthetic aperture radar interferometry，PSInSAR）技术引入城市道路网的形变监测和预警，处理了上海26景时间序列TerraSAR-X卫星数据，对道路网的沉降进行时空分析。空间上，首先阐述道路网整体的沉降格局，然后探讨局部路段的沉降细节及其驱动力；时间上，分析温度变化对路面沉降时间序列变化的影响，并对实验结果进行精度验证。结果表明，上海道路网沉降主要分布在浦东区，与路网密度相关，新区城市化发展建设已成为道路网主要的沉降原因；沥青路面的沉降时间序列与温度变化存在时间相关性，沉降结果与水准数据基本一致。
城市道路网的持续稳定性监测不仅可以避免重大事故带来的人身财产损失，也有利于经济社会的可持续发展。针对道路网长距离、大跨度的实时监测需求，将永久散射体雷达干涉测量（persistent scatterer synthetic aperture radar interferometry，PSInSAR）技术引入城市道路网的形变监测和预警，处理了上海26景时间序列TerraSAR-X卫星数据，对道路网的沉降进行时空分析。空间上，首先阐述道路网整体的沉降格局，然后探讨局部路段的沉降细节及其驱动力；时间上，分析温度变化对路面沉降时间序列变化的影响，并对实验结果进行精度验证。结果表明，上海道路网沉降主要分布在浦东区，与路网密度相关，新区城市化发展建设已成为道路网主要的沉降原因；沥青路面的沉降时间序列与温度变化存在时间相关性，沉降结果与水准数据基本一致。
2017, 42(2): 178-184,192.
doi: 10.13203/j.whugis20150022
摘要:
光学传感器在夜晚和云雨天气难以成像，合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）虽然能够全天时、全天候工作，但其成像难以理解，对此提出利用SAR影像翻译为光学影像的新思路来弥补二者的缺陷。给出了遥感影像翻译定义，提出一套包含图像理解、目标转换等环节的影像翻译技术流程。通过支持向量机分类、种子填充和基于样本的纹理合成算法等手段实现SAR影像典型目标向光学影像的转换与表达。最后，利用该方法实现了ENVISAT-ASAR转换为Landsat TM，ALOS PALSAR转换为GeoEye的两类影像翻译，并利用SAR影像翻译结果修补光学影像空缺。影像翻译和补缺实验证明了SAR影像翻译为光学影像的可行性和有效性。
光学传感器在夜晚和云雨天气难以成像，合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）虽然能够全天时、全天候工作，但其成像难以理解，对此提出利用SAR影像翻译为光学影像的新思路来弥补二者的缺陷。给出了遥感影像翻译定义，提出一套包含图像理解、目标转换等环节的影像翻译技术流程。通过支持向量机分类、种子填充和基于样本的纹理合成算法等手段实现SAR影像典型目标向光学影像的转换与表达。最后，利用该方法实现了ENVISAT-ASAR转换为Landsat TM，ALOS PALSAR转换为GeoEye的两类影像翻译，并利用SAR影像翻译结果修补光学影像空缺。影像翻译和补缺实验证明了SAR影像翻译为光学影像的可行性和有效性。
2017, 42(2): 185-192.
doi: 10.13203/j.whugis20140669
摘要:
泥炭沼泽是重要的湿地类型之一，对全球变化和生态平衡具有重要意义。本研究在野外实地调查和对比不同地物类型在不同极化方式下雷达影像后向散射系数差异的基础上，以ENVISAT ASAR、Landsat TM与数字高程模型（digital elevation model，DEM）数据为基本信息源，利用面向对象与决策树分类相结合的遥感影像分类方法，实现对小兴安岭西部泥炭沼泽典型分布区不同泥炭沼泽类型的空间分布信息提取，总体分类精度93.54%，Kappa系数0.92。结果表明，该方法在泥炭沼泽信息提取方面具有较大的应用潜力，相对于先前的研究，在分类精度上有一定的提高。
泥炭沼泽是重要的湿地类型之一，对全球变化和生态平衡具有重要意义。本研究在野外实地调查和对比不同地物类型在不同极化方式下雷达影像后向散射系数差异的基础上，以ENVISAT ASAR、Landsat TM与数字高程模型（digital elevation model，DEM）数据为基本信息源，利用面向对象与决策树分类相结合的遥感影像分类方法，实现对小兴安岭西部泥炭沼泽典型分布区不同泥炭沼泽类型的空间分布信息提取，总体分类精度93.54%，Kappa系数0.92。结果表明，该方法在泥炭沼泽信息提取方面具有较大的应用潜力，相对于先前的研究，在分类精度上有一定的提高。
2017, 42(2): 193-197.
doi: 10.13203/j.whugis20140688
摘要:
超光谱图像在常规的二维图像中加入了光谱维度，具有更大的信息量的同时也带来了较大的光谱冗余性，这给图像压缩带来了新的挑战。提出了一种基于张量分解的超光谱图像降秩与压缩方法，将超光谱图像视为三阶张量数据表示，并使用张量分解技术将原始观测张量分解为核张量与多个投影矩阵的乘积形式。这样，超光谱图像被压缩为了低秩张量，它可以通过张量反投影进行图像重构。实验证明张量分解技术能够将超光谱图像压缩到很低的比率，同时保持较低的重构相对误差。
超光谱图像在常规的二维图像中加入了光谱维度，具有更大的信息量的同时也带来了较大的光谱冗余性，这给图像压缩带来了新的挑战。提出了一种基于张量分解的超光谱图像降秩与压缩方法，将超光谱图像视为三阶张量数据表示，并使用张量分解技术将原始观测张量分解为核张量与多个投影矩阵的乘积形式。这样，超光谱图像被压缩为了低秩张量，它可以通过张量反投影进行图像重构。实验证明张量分解技术能够将超光谱图像压缩到很低的比率，同时保持较低的重构相对误差。
2017, 42(2): 198-201.
doi: 10.13203/j.whugis20150443
摘要:
提出了基于支持向量机（support vector machine，SVM）的高光谱遥感图像亚像元定位方法。全变分（total variation，TV）模型是经典的保边缘平滑滤波器，本文将其引入作为预处理，来提高混合像元分解及亚像元定位的精度；本文方法在训练和检验样本的构建过程中，依据空间相关性理论，同时考虑了中心像元及其邻近像元丰度值对亚像元类别归属的影响；在监督分类训练和检验过程中，通过剔除纯净像元来缩减样本数量，在保证算法准确性的同时提高了效率。对真实高光谱遥感数据进行了实验，主观评价和定量分析验证了本文方法的有效性。
提出了基于支持向量机（support vector machine，SVM）的高光谱遥感图像亚像元定位方法。全变分（total variation，TV）模型是经典的保边缘平滑滤波器，本文将其引入作为预处理，来提高混合像元分解及亚像元定位的精度；本文方法在训练和检验样本的构建过程中，依据空间相关性理论，同时考虑了中心像元及其邻近像元丰度值对亚像元类别归属的影响；在监督分类训练和检验过程中，通过剔除纯净像元来缩减样本数量，在保证算法准确性的同时提高了效率。对真实高光谱遥感数据进行了实验，主观评价和定量分析验证了本文方法的有效性。
2017, 42(2): 202-207.
doi: 10.13203/j.whugis20140772
摘要:
云污染直接决定了卫星数据用于反演的可行性，云检测是温室气体反演流程中的必要环节，阈值的选取决定了在O2-A波段利用阈值法对卫星数据进行云检测的效果，如何获取最优阈值成为关键，目前的阈值选取大多数是经验法，缺乏系统考虑。提出了一种半经验阈值选取方法，根据晴空涵盖率和误判率构建优选函数，通过求取优选函数的极值实现了最优阈值的选取。利用GOSAT卫星数据进行算法验证的结果显示，相比于传统的经验统计法，该方法所选取的阈值应用于O2-A波段云检测时，云判定的准确率提高近10%。
云污染直接决定了卫星数据用于反演的可行性，云检测是温室气体反演流程中的必要环节，阈值的选取决定了在O2-A波段利用阈值法对卫星数据进行云检测的效果，如何获取最优阈值成为关键，目前的阈值选取大多数是经验法，缺乏系统考虑。提出了一种半经验阈值选取方法，根据晴空涵盖率和误判率构建优选函数，通过求取优选函数的极值实现了最优阈值的选取。利用GOSAT卫星数据进行算法验证的结果显示，相比于传统的经验统计法，该方法所选取的阈值应用于O2-A波段云检测时，云判定的准确率提高近10%。
2017, 42(2): 208-215.
doi: 10.13203/j.whugis20140719
摘要:
为了解决传统溢油元胞自动机（cellular automata，CA）模型难以获得的模型参数问题，引入逻辑回归方法到溢油CA模型中，并构建基于逻辑回归的溢油CA模型。该模型仅需要设置起始影像和影响因子（包括海风、洋流、距离、温度与盐度）等，便可以获取模型参数并模拟出溢油扩散范围的动态变化过程。将模型应用到深海溢油实验中以验证本模型在海上溢油模拟情况，结果表明模拟结果的总精度为96.6%，Kappa系数达0.899，能够准确地模拟出溢油扩散范围。通过参数敏感性分析可发现，温度与盐度因子对模型的影响最弱，其次是距离因子。对溢油扩散影响最为显著的是海风和洋流因子。若忽略海风与洋流的影响，模拟结果与观测结果将产生较大的偏差，并无法呈现出溢油扩散中的漂移等特征。
为了解决传统溢油元胞自动机（cellular automata，CA）模型难以获得的模型参数问题，引入逻辑回归方法到溢油CA模型中，并构建基于逻辑回归的溢油CA模型。该模型仅需要设置起始影像和影响因子（包括海风、洋流、距离、温度与盐度）等，便可以获取模型参数并模拟出溢油扩散范围的动态变化过程。将模型应用到深海溢油实验中以验证本模型在海上溢油模拟情况，结果表明模拟结果的总精度为96.6%，Kappa系数达0.899，能够准确地模拟出溢油扩散范围。通过参数敏感性分析可发现，温度与盐度因子对模型的影响最弱，其次是距离因子。对溢油扩散影响最为显著的是海风和洋流因子。若忽略海风与洋流的影响，模拟结果与观测结果将产生较大的偏差，并无法呈现出溢油扩散中的漂移等特征。
2017, 42(2): 216-222.
doi: 10.13203/j.whugis20150042
摘要:
针对土地利用/覆盖（land-use and land-cover，LULC）方式是否影响城市空气污染空间分异特征形成的问题，利用遥感技术和景观生态学方法分别获取长株潭城市群核心城区LULC及其景观格局，绘制空气污染物浓度与气象影响因子空间分异图，引入地理探测器定量分析土地因子在融合气象要素前后对NO2、PM10、O3、PM2.5浓度空间分布差异的贡献强度。结果表明，建设用地面积比例越高，林地越低，NO2、PM2.5浓度越高，O3越低。非建设用地区域，污染物浓度随着土地景观格局破碎度、多样性指数值增大而升高，建设用地区域反之。LULC和土地景观格局的复合因子贡献力（P0.03~0.28）高于两者任意单独因子贡献力（P：0.01~0.11），融合气象要素后，LULC对空气污染物空间分异特征形成的因子贡献力（P：0.18~0.53）显著增强。
针对土地利用/覆盖（land-use and land-cover，LULC）方式是否影响城市空气污染空间分异特征形成的问题，利用遥感技术和景观生态学方法分别获取长株潭城市群核心城区LULC及其景观格局，绘制空气污染物浓度与气象影响因子空间分异图，引入地理探测器定量分析土地因子在融合气象要素前后对NO2、PM10、O3、PM2.5浓度空间分布差异的贡献强度。结果表明，建设用地面积比例越高，林地越低，NO2、PM2.5浓度越高，O3越低。非建设用地区域，污染物浓度随着土地景观格局破碎度、多样性指数值增大而升高，建设用地区域反之。LULC和土地景观格局的复合因子贡献力（P0.03~0.28）高于两者任意单独因子贡献力（P：0.01~0.11），融合气象要素后，LULC对空气污染物空间分异特征形成的因子贡献力（P：0.18~0.53）显著增强。
2017, 42(2): 223-228.
doi: 10.13203/j.whugis20150502
摘要:
通过分离目标反射率、入射角及距离三个因素，利用Weierstrass定理，将激光强度表示成三个因素多项式函数的乘积形式，提出一种新的地面三维激光扫描（terrestrial laser scanning，TLS）激光强度改正模型。利用不同反射率的漫反射目标，设计入射角与距离实验，确定各个多项式的次数及系数，求取改正后激光强度值。实验结果表明，与现有改正模型进行比较，本文模型能精确地对激光强度值进行改正，并可以推广到自然目标强度数据的改正。
通过分离目标反射率、入射角及距离三个因素，利用Weierstrass定理，将激光强度表示成三个因素多项式函数的乘积形式，提出一种新的地面三维激光扫描（terrestrial laser scanning，TLS）激光强度改正模型。利用不同反射率的漫反射目标，设计入射角与距离实验，确定各个多项式的次数及系数，求取改正后激光强度值。实验结果表明，与现有改正模型进行比较，本文模型能精确地对激光强度值进行改正，并可以推广到自然目标强度数据的改正。
2017, 42(2): 229-235.
doi: 10.13203/j.whugis20140391
摘要:
随着电子战、信息战在现代军事领域的地位日趋重要，基于外辐射源的定位跟踪方法成为现代雷达领域的研究热点。针对通过单站接收多外辐射源信号获取角度（direction of arrival，DOA）和时差（time difference of arrival，TDOA）信息对运动目标跟踪的问题，首先推导角度和时差的伪线性观测方程，在通过最小二乘（least squares，LS）算法获取初值的条件下，利用传统的卡尔曼滤波算法实现目标的跟踪，该方法称为伪线性卡尔曼滤波（pseudo-liner Kalman filter，PKF）算法。进一步分析观测方程，提出了利用迭代的IPKF（iterative PKF）目标跟踪算法，并推导其克拉美罗下界（Cramer-Rao lower bound，CRLB）。仿真实验分析说明，该IPKF算法的跟踪精度、收敛速度和稳定性均优于传统的扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）算法，且迭代次数越多，性能越好，观测误差越小，跟踪误差越接近CRLB。
随着电子战、信息战在现代军事领域的地位日趋重要，基于外辐射源的定位跟踪方法成为现代雷达领域的研究热点。针对通过单站接收多外辐射源信号获取角度（direction of arrival，DOA）和时差（time difference of arrival，TDOA）信息对运动目标跟踪的问题，首先推导角度和时差的伪线性观测方程，在通过最小二乘（least squares，LS）算法获取初值的条件下，利用传统的卡尔曼滤波算法实现目标的跟踪，该方法称为伪线性卡尔曼滤波（pseudo-liner Kalman filter，PKF）算法。进一步分析观测方程，提出了利用迭代的IPKF（iterative PKF）目标跟踪算法，并推导其克拉美罗下界（Cramer-Rao lower bound，CRLB）。仿真实验分析说明，该IPKF算法的跟踪精度、收敛速度和稳定性均优于传统的扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）算法，且迭代次数越多，性能越好，观测误差越小，跟踪误差越接近CRLB。
2017, 42(2): 236-242.
doi: 10.13203/j.whugis20150460
摘要:
针对当前海图制图综合中航标手工选取作业效率低、选取结果受限于作业人员业务水平和工作态度等不足，提出了一种基于空间影响域覆盖最大的航标自动选取方法。通过定义空间影响域，创建空间影响域模型，加权评估航标地理位置重要性，设计空间影响域覆盖最大的分轮次自动选取策略，实现了航标的自动选取。实验结果表明：本文方法实现了航标的自动选取且结果符合《中国航海图编绘规范》要求，能避免手工选取可能存在的明显失误和不同作业人员可能导致的结果不一致性，作业效率明显高于当前普遍使用的手工选取方法。
针对当前海图制图综合中航标手工选取作业效率低、选取结果受限于作业人员业务水平和工作态度等不足，提出了一种基于空间影响域覆盖最大的航标自动选取方法。通过定义空间影响域，创建空间影响域模型，加权评估航标地理位置重要性，设计空间影响域覆盖最大的分轮次自动选取策略，实现了航标的自动选取。实验结果表明：本文方法实现了航标的自动选取且结果符合《中国航海图编绘规范》要求，能避免手工选取可能存在的明显失误和不同作业人员可能导致的结果不一致性，作业效率明显高于当前普遍使用的手工选取方法。
2017, 42(2): 243-249.
doi: 10.13203/j.whugis20140994
摘要:
普通数码相机固定在高精度旋转平台上可集成为旋转全景相机，水平旋转多位置拍摄，可获取全景影像。给出了旋转全景相机的成像几何关系模型，实现了旋转全景相机的标定，利用稀疏分布的少量控制点（最少3个），即可解算出平台旋转中心坐标与起始方位角，及每张像片的外方位元素，再利用多站旋转拍摄的影像进行前方交会就可获得物方点坐标。实验结果表明，本文提出的方法在实际摄影测量中可少受视野和控制点数量的限制，通过较少的控制点即可解算出物方点坐标，且测量精度较好。该方法是在困难场景进行近景摄影测量的一种新的有效手段。
普通数码相机固定在高精度旋转平台上可集成为旋转全景相机，水平旋转多位置拍摄，可获取全景影像。给出了旋转全景相机的成像几何关系模型，实现了旋转全景相机的标定，利用稀疏分布的少量控制点（最少3个），即可解算出平台旋转中心坐标与起始方位角，及每张像片的外方位元素，再利用多站旋转拍摄的影像进行前方交会就可获得物方点坐标。实验结果表明，本文提出的方法在实际摄影测量中可少受视野和控制点数量的限制，通过较少的控制点即可解算出物方点坐标，且测量精度较好。该方法是在困难场景进行近景摄影测量的一种新的有效手段。
2017, 42(2): 250-256.
doi: 10.13203/j.whugis20140959
摘要:
针对车载移动测量系统数据采集特点，构建车载激光点云扫描线索引，提出了一种基于扫描线索引的道路路面与路边点云稳健分类法。首先通过分析扫描线上不同地物剖面的空间分布特征，进行剖面激光点生长聚类，形成完整的地物剖面目标点集；然后根据点集的几何特征因子判断点集类型；最后利用相邻多条扫描线上路边点分布规律进行去噪。对车载移动测量系统获取的两份点云数据进行实验，路面与路边提取的平均完整率分别为94.4%、86%，平均准确率分别为98.9%、99.1%。实验分析表明，该方法能有效减少粗糙路面点的错误分类，适应不同的道路路边条件，降低独立地物对路边提取的干扰。
针对车载移动测量系统数据采集特点，构建车载激光点云扫描线索引，提出了一种基于扫描线索引的道路路面与路边点云稳健分类法。首先通过分析扫描线上不同地物剖面的空间分布特征，进行剖面激光点生长聚类，形成完整的地物剖面目标点集；然后根据点集的几何特征因子判断点集类型；最后利用相邻多条扫描线上路边点分布规律进行去噪。对车载移动测量系统获取的两份点云数据进行实验，路面与路边提取的平均完整率分别为94.4%、86%，平均准确率分别为98.9%、99.1%。实验分析表明，该方法能有效减少粗糙路面点的错误分类，适应不同的道路路边条件，降低独立地物对路边提取的干扰。
2017, 42(2): 257-262.
doi: 10.13203/j.whugis20140723
摘要:
分析了天测与测地甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry，VLBI）观测频率设置的必要性，重点分析了Ka波段观测的利弊。相比于X波段，Ka波段观测的优点包括河外源更致密、核移效应更小，更有利于提高射电天球参考架的实现精度以及与天体物理学全球天体测量干涉仪（global astrometric interferometer for astrophysics，Gaia）计划准惯性光学参考架的连接精度。在深空探测方面的优点表现为遥测数据率高，VLBI跟踪测量精度高，更有利于减小大气电离层和太阳等离子体对测量时延的不利影响。缺点包括河外源相对较弱，天线反射面精度和指向精度要求较高，大气吸收和辐射效应的影响更大等，但是这些因素所造成的系统灵敏度的降低有望通过高数据率采样而得到补偿。结合我国VLBI技术现状提出了发展建议。
分析了天测与测地甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry，VLBI）观测频率设置的必要性，重点分析了Ka波段观测的利弊。相比于X波段，Ka波段观测的优点包括河外源更致密、核移效应更小，更有利于提高射电天球参考架的实现精度以及与天体物理学全球天体测量干涉仪（global astrometric interferometer for astrophysics，Gaia）计划准惯性光学参考架的连接精度。在深空探测方面的优点表现为遥测数据率高，VLBI跟踪测量精度高，更有利于减小大气电离层和太阳等离子体对测量时延的不利影响。缺点包括河外源相对较弱，天线反射面精度和指向精度要求较高，大气吸收和辐射效应的影响更大等，但是这些因素所造成的系统灵敏度的降低有望通过高数据率采样而得到补偿。结合我国VLBI技术现状提出了发展建议。
2017, 42(2): 263-269.
doi: 10.13203/j.whugis20141006
摘要:
为分析北斗卫星观测值随机特性，估计了地球静止轨道、倾斜地球同步卫星轨道、中地球轨道卫星载波相位观测值的方差分量。发现不同接收机和不同类型卫星观测值方差分量的大小和时变特性具有明显差异。为构建更切实际的方差结构随机模型，提出利用迭代最小二乘和最小范数二次无偏估计相结合的方法，实时估计不同类型北斗卫星观测值方差分量。为评估实时估计随机模型的性能，对243 m、645 m、10 137 m三条不同长度基线进行精密相对定位测试，结果表明：实时估计随机模型能有效改善北斗卫星精密单历元动态相对定位性能，尤其当站间距离较长时改善更显著。10 137m基线测试结果表明，1h数据单历元解在北、东、高方向，平均定位精度分别提高了41.3%、54.5%、51.6%，稳定性分别提高了38.4%、17.7%、39.7%。
为分析北斗卫星观测值随机特性，估计了地球静止轨道、倾斜地球同步卫星轨道、中地球轨道卫星载波相位观测值的方差分量。发现不同接收机和不同类型卫星观测值方差分量的大小和时变特性具有明显差异。为构建更切实际的方差结构随机模型，提出利用迭代最小二乘和最小范数二次无偏估计相结合的方法，实时估计不同类型北斗卫星观测值方差分量。为评估实时估计随机模型的性能，对243 m、645 m、10 137 m三条不同长度基线进行精密相对定位测试，结果表明：实时估计随机模型能有效改善北斗卫星精密单历元动态相对定位性能，尤其当站间距离较长时改善更显著。10 137m基线测试结果表明，1h数据单历元解在北、东、高方向，平均定位精度分别提高了41.3%、54.5%、51.6%，稳定性分别提高了38.4%、17.7%、39.7%。
2017, 42(2): 270-276.
doi: 10.13203/j.whugis20150028
摘要:
利用船载全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）方式探测海洋水汽含量，可丰富海洋水汽观测量和观测密度。利用印度洋航次试验实测数据，基于精密单点定位技术对海洋上空可降水份探测的精度问题进行了研究，主要分析了GNSS高程与可降水份之间存在的耦合关系，标定了动态GNSS的高程精度，分析了不同算法对可降水份估值的影响。结果显示：①固定解与浮点解、多系统与单系统对可降水份估算的影响不大，而不同软件、不同卫星星历和钟差产品对可降水份估算的影响较大，量级为2~4 mm；②高程与可降水份之间存在耦合关系，经初步估算，高程的均方根误差每增加24mm，则可降水份估值的均方根误差相应增加约1mm；③惯性测量单元垂荡值与精密单点定位高程结果之间的相关系数高达99%，二者的互差优于30mm，满足动态GNSS海洋水汽估计对高程精度的要求。
利用船载全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）方式探测海洋水汽含量，可丰富海洋水汽观测量和观测密度。利用印度洋航次试验实测数据，基于精密单点定位技术对海洋上空可降水份探测的精度问题进行了研究，主要分析了GNSS高程与可降水份之间存在的耦合关系，标定了动态GNSS的高程精度，分析了不同算法对可降水份估值的影响。结果显示：①固定解与浮点解、多系统与单系统对可降水份估算的影响不大，而不同软件、不同卫星星历和钟差产品对可降水份估算的影响较大，量级为2~4 mm；②高程与可降水份之间存在耦合关系，经初步估算，高程的均方根误差每增加24mm，则可降水份估值的均方根误差相应增加约1mm；③惯性测量单元垂荡值与精密单点定位高程结果之间的相关系数高达99%，二者的互差优于30mm，满足动态GNSS海洋水汽估计对高程精度的要求。
2017, 42(2): 277-284.
doi: 10.13203/j.whugis20150344
摘要:
星载原子钟作为导航卫星上维持时间尺度的关键载荷，其性能会对用户进行导航、定位与授时的精度带来影响。介绍了原子钟评估常用的三个指标（频率准确度、飘移率和稳定度）的定义及计算方法，利用事后卫星精密钟差数据，开展了全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）星载原子钟性能评估，分析了GNSS星载原子钟特性。结果表明，GPS（global position system）BLOCKIIF星载铷钟与Galileo星载氢钟综合性能最优；北斗系统中地球轨道卫星与倾斜同步轨道卫星星载原子钟天稳定度达到2~4×10-14量级，与BLOCK IIR卫星精度相当；频率准确度达到1~4×10-11量级；频率漂移率达到10-14量级。
星载原子钟作为导航卫星上维持时间尺度的关键载荷，其性能会对用户进行导航、定位与授时的精度带来影响。介绍了原子钟评估常用的三个指标（频率准确度、飘移率和稳定度）的定义及计算方法，利用事后卫星精密钟差数据，开展了全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）星载原子钟性能评估，分析了GNSS星载原子钟特性。结果表明，GPS（global position system）BLOCKIIF星载铷钟与Galileo星载氢钟综合性能最优；北斗系统中地球轨道卫星与倾斜同步轨道卫星星载原子钟天稳定度达到2~4×10-14量级，与BLOCK IIR卫星精度相当；频率准确度达到1~4×10-11量级；频率漂移率达到10-14量级。
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