2017年 第42卷 第7期
2017, 42(7): 869-876.
doi: 10.13203/j.whugis20150164
摘要:
以Landsat 8为数据源，并结合地表发射率、大气透过率等参数遥感估算方法，提出了针对TIRS 10数据的单窗算法TIRS10_SC，并开展了研究区的地表温度反演3种单窗算法的对比研究。结果表明，TIRS10_SC算法紧密结合Landsat8 TIRS传感器的特性，通过遥感估算城区下垫面的地表发射率、大气透过率等特征，可以较为准确地估算出地表不同覆被类型的温度；裸土与水泥下垫面等相对均质的下垫面的温度反演效果稍好，TIRS10_SC算法和Q_SC算法其平均误差为0.60℃，JM_SC算法其平均误差为1.01℃；对于植被下垫面，TIRS10_SC算法和Q_SC算法其平均误差为1.48℃，JM_SC算法其平均误差为1.26℃，为了提升城区植被下垫面温度反演精度，应该进一步准确地量化其发射率特性。
以Landsat 8为数据源，并结合地表发射率、大气透过率等参数遥感估算方法，提出了针对TIRS 10数据的单窗算法TIRS10_SC，并开展了研究区的地表温度反演3种单窗算法的对比研究。结果表明，TIRS10_SC算法紧密结合Landsat8 TIRS传感器的特性，通过遥感估算城区下垫面的地表发射率、大气透过率等特征，可以较为准确地估算出地表不同覆被类型的温度；裸土与水泥下垫面等相对均质的下垫面的温度反演效果稍好，TIRS10_SC算法和Q_SC算法其平均误差为0.60℃，JM_SC算法其平均误差为1.01℃；对于植被下垫面，TIRS10_SC算法和Q_SC算法其平均误差为1.48℃，JM_SC算法其平均误差为1.26℃，为了提升城区植被下垫面温度反演精度，应该进一步准确地量化其发射率特性。
2017, 42(7): 877-883.
doi: 10.13203/j.whugis20150345
摘要:
根据基于区域增长的面向对象图像分割的本质特点，将统计学习理论与最小生成树算法相结合，提出了一种基于统计学习理论的最小生成树图像分割准则。将该图像分割准则应用于多种遥感影像数据进行分割实验，其结果表明基于统计学习理论的最小生成树图像分割准则能通过简便的参数设置，即可以较好地实现不同尺度目标的图像分割，同时又能对纹理区域进行有效分割，能获得良好的区域边界和较好的抗噪声性能，并在海岸带大比例尺无人机正射影像的图像分割实践中得到了较好验证。
根据基于区域增长的面向对象图像分割的本质特点，将统计学习理论与最小生成树算法相结合，提出了一种基于统计学习理论的最小生成树图像分割准则。将该图像分割准则应用于多种遥感影像数据进行分割实验，其结果表明基于统计学习理论的最小生成树图像分割准则能通过简便的参数设置，即可以较好地实现不同尺度目标的图像分割，同时又能对纹理区域进行有效分割，能获得良好的区域边界和较好的抗噪声性能，并在海岸带大比例尺无人机正射影像的图像分割实践中得到了较好验证。
2017, 42(7): 884-889.
doi: 10.13203/j.whugis20150099
摘要:
采用了基于模糊关系的图像空间共现核来进行高分辨率遥感影像的分类。首先分析了遥感影像的特点，指出其不存在绝对的参考帧。针对该特点，采用了具有较好方向不变性的描述子MROGH（multi-support region order-based gradient histogram）来进行遥感影像底层特征的描述；随后针对图像编码时的软编码情形采用了基于模糊关系的图像空间共现核来构建遥感影像的全局特征汇聚。在公用基准数据集上进行的遥感影像分类实验表明，采用本文方法得到的分类正确率显著优于传统的方式。此外，针对遥感影像分类时采用的不同分类框架进行了评估。
采用了基于模糊关系的图像空间共现核来进行高分辨率遥感影像的分类。首先分析了遥感影像的特点，指出其不存在绝对的参考帧。针对该特点，采用了具有较好方向不变性的描述子MROGH（multi-support region order-based gradient histogram）来进行遥感影像底层特征的描述；随后针对图像编码时的软编码情形采用了基于模糊关系的图像空间共现核来构建遥感影像的全局特征汇聚。在公用基准数据集上进行的遥感影像分类实验表明，采用本文方法得到的分类正确率显著优于传统的方式。此外，针对遥感影像分类时采用的不同分类框架进行了评估。
2017, 42(7): 890-896.
doi: 10.13203/j.whugis20150043
摘要:
常规高光谱影像逐像素分类往往没有考虑空间相关性，分类结果未体现地物的空间关联和分布特征。为了在分类中充分利用空间特征，利用聚类信息并结合隐马尔可夫随机场模型讨论了高光谱遥感影像光谱-空间分类方法。首先，在不同特征提取方法（最小噪声分离、独立成分分析和主成分分析）下，使用不同聚类方法（k-均值、迭代自组织分析算法和模糊c-均值算法）借助隐马尔可夫随机场获取优化的分割图；然后，采用4连通区域标记法对分割区域标记生成图像对象，并根据支持向量机的逐像素分类结果采用多数投票法对图像对象进行分类；最后，借助凹槽窗口邻域滤波技术改进分类结果，削弱“椒盐”现象。该方法综合了监督分类和非监督分类的优势，通过聚类引入地物空间相关性信息，通过隐马尔可夫随机场引入上下文特征，较好地弥补了单纯基于光谱信息分类的不足。
常规高光谱影像逐像素分类往往没有考虑空间相关性，分类结果未体现地物的空间关联和分布特征。为了在分类中充分利用空间特征，利用聚类信息并结合隐马尔可夫随机场模型讨论了高光谱遥感影像光谱-空间分类方法。首先，在不同特征提取方法（最小噪声分离、独立成分分析和主成分分析）下，使用不同聚类方法（k-均值、迭代自组织分析算法和模糊c-均值算法）借助隐马尔可夫随机场获取优化的分割图；然后，采用4连通区域标记法对分割区域标记生成图像对象，并根据支持向量机的逐像素分类结果采用多数投票法对图像对象进行分类；最后，借助凹槽窗口邻域滤波技术改进分类结果，削弱“椒盐”现象。该方法综合了监督分类和非监督分类的优势，通过聚类引入地物空间相关性信息，通过隐马尔可夫随机场引入上下文特征，较好地弥补了单纯基于光谱信息分类的不足。
2017, 42(7): 897-903.
doi: 10.13203/j.whugis20150103
摘要:
针对当前从激光雷达测量（light detection and ranging，LiDAR）点云中提取海岸线的二值图像化方法过于复杂，且无法评估提取岸线可靠性的现状，提出了一种改进方法。首先对LiDAR点云去噪，然后以平均大潮高潮面（mean high water springs，MHWS）高程为阈值，直接将LiDAR点云分割成水陆二值图像，通过水陆目标识别等图像处理过程，提取潮汐特征海岸线。实验表明，利用提出的二值图像化改进方法提取的海岸线可靠性高于当前已有方法的结果，且提取过程更简单，效率更高。
针对当前从激光雷达测量（light detection and ranging，LiDAR）点云中提取海岸线的二值图像化方法过于复杂，且无法评估提取岸线可靠性的现状，提出了一种改进方法。首先对LiDAR点云去噪，然后以平均大潮高潮面（mean high water springs，MHWS）高程为阈值，直接将LiDAR点云分割成水陆二值图像，通过水陆目标识别等图像处理过程，提取潮汐特征海岸线。实验表明，利用提出的二值图像化改进方法提取的海岸线可靠性高于当前已有方法的结果，且提取过程更简单，效率更高。
2017, 42(7): 904-910.
doi: 10.13203/j.whugis20150184
摘要:
基于风云-3B（FY-3B）卫星的微波成像仪（MWRI）数据对HUT模型（Helsinki university of technology snow emission model）进行验证，结果表明，无论是18.7 GHz还是36.5 GHz水平极化亮温，HUT模型模拟亮温都与MWRI亮温存在较大的偏差。因此，本文对消光系数进行了本地化改进，得到了改进的HUT模型（IMPHUT模型）。IMPHUT模型在18.7 GHz水平极化和36.5 GHz水平极化时的模拟亮温偏差分别为-0.91 K和-4.19 K，较原始的HUT模型模拟精度（偏差分别为14.03 K和-16.33 K）有很大提高。最后，利用遗传算法进行雪深反演，基于IMPHUT模型的雪深反演（偏差为-6.79 cm）优于HUT模型和Chang算法，反演与实测雪深具有较好的一致性。
基于风云-3B（FY-3B）卫星的微波成像仪（MWRI）数据对HUT模型（Helsinki university of technology snow emission model）进行验证，结果表明，无论是18.7 GHz还是36.5 GHz水平极化亮温，HUT模型模拟亮温都与MWRI亮温存在较大的偏差。因此，本文对消光系数进行了本地化改进，得到了改进的HUT模型（IMPHUT模型）。IMPHUT模型在18.7 GHz水平极化和36.5 GHz水平极化时的模拟亮温偏差分别为-0.91 K和-4.19 K，较原始的HUT模型模拟精度（偏差分别为14.03 K和-16.33 K）有很大提高。最后，利用遗传算法进行雪深反演，基于IMPHUT模型的雪深反演（偏差为-6.79 cm）优于HUT模型和Chang算法，反演与实测雪深具有较好的一致性。
2017, 42(7): 911-917.
doi: 10.13203/j.whugis20141007
摘要:
针对传统的热红外与可见光图像融合方法对比度低，容易出现边缘细节、目标等信息丢失或减弱的现象，提出一种顾及区域特征差异的热红外与可见光图像多尺度融合方法。首先采用自适应PCNN（脉冲耦合神经网络）模型和二维Renyi熵相结合的图像分割方法，分别对红外和可见光图像进行区域分割；然后利用非下采样Contourlet变换对原图像进行多尺度多方向分解，根据区域的特征差异设计不同的融合规则，融合热红外与可见光图像。实验结果表明，该方法不仅能有效地融合热红外图像的目标特征，还能更多地保留可见光图像丰富的背景信息，融合图像对比度高，在视觉效果和客观评价上优于传统融合方法。
针对传统的热红外与可见光图像融合方法对比度低，容易出现边缘细节、目标等信息丢失或减弱的现象，提出一种顾及区域特征差异的热红外与可见光图像多尺度融合方法。首先采用自适应PCNN（脉冲耦合神经网络）模型和二维Renyi熵相结合的图像分割方法，分别对红外和可见光图像进行区域分割；然后利用非下采样Contourlet变换对原图像进行多尺度多方向分解，根据区域的特征差异设计不同的融合规则，融合热红外与可见光图像。实验结果表明，该方法不仅能有效地融合热红外图像的目标特征，还能更多地保留可见光图像丰富的背景信息，融合图像对比度高，在视觉效果和客观评价上优于传统融合方法。
2017, 42(7): 918-923.
doi: 10.13203/j.whugis20150147
摘要:
嫦娥二号卫星搭载了一台两线阵CCD立体相机，以线阵推扫成像方式获取了覆盖全月球的7 m分辨率影像。与嫦娥一号影像相比，影像分辨率大大提高，月表地貌细节更加丰富，制作高分辨率月表DEM更加复杂而困难，现有的基于嫦娥影像制作方法难以满足应用需求。针对嫦娥二号影像特点，在基于RPC模型生成近似核线影像基础上，进行金字塔影像匹配，实现了原始影像的逐像素匹配；计算匹配点的月面坐标后，采用基于反距离插值方法生成月表三维地形；对于图像阴影等地形漏洞，采用基于径向基函数进行插值填补。试验结果表明，该方法生成的月表三维地形DEM数据，能准确真实地表达高分辨率的月表地形地貌细节，并较好地应用于嫦娥二号全月球三维地形DEM数据产品的生产任务中。
嫦娥二号卫星搭载了一台两线阵CCD立体相机，以线阵推扫成像方式获取了覆盖全月球的7 m分辨率影像。与嫦娥一号影像相比，影像分辨率大大提高，月表地貌细节更加丰富，制作高分辨率月表DEM更加复杂而困难，现有的基于嫦娥影像制作方法难以满足应用需求。针对嫦娥二号影像特点，在基于RPC模型生成近似核线影像基础上，进行金字塔影像匹配，实现了原始影像的逐像素匹配；计算匹配点的月面坐标后，采用基于反距离插值方法生成月表三维地形；对于图像阴影等地形漏洞，采用基于径向基函数进行插值填补。试验结果表明，该方法生成的月表三维地形DEM数据，能准确真实地表达高分辨率的月表地形地貌细节，并较好地应用于嫦娥二号全月球三维地形DEM数据产品的生产任务中。
2017, 42(7): 924-930.
doi: 10.13203/j.whugis20150069
摘要:
传统扫描统计方法在进行时空异常聚类模式挖掘时，受扫描窗口形状的限制，不能准确地获取聚类区域形状。提出一种改进的不规则形状时空异常聚类模式挖掘方法stAntScan。新方法基于26方位时空邻近单元格构建时空邻接矩阵，再对蚁群最优化扫描统计方法进行改进，使其能适应三维大数据量的时空区域扫描。模拟数据和真实微博签到数据的实验证明，stAntScan能有效地识别时空范围内的不规则形状异常聚类，并且准确性较经典的SaTScan方法高。
传统扫描统计方法在进行时空异常聚类模式挖掘时，受扫描窗口形状的限制，不能准确地获取聚类区域形状。提出一种改进的不规则形状时空异常聚类模式挖掘方法stAntScan。新方法基于26方位时空邻近单元格构建时空邻接矩阵，再对蚁群最优化扫描统计方法进行改进，使其能适应三维大数据量的时空区域扫描。模拟数据和真实微博签到数据的实验证明，stAntScan能有效地识别时空范围内的不规则形状异常聚类，并且准确性较经典的SaTScan方法高。
2017, 42(7): 931-936.
doi: 10.13203/j.whugis20150375
摘要:
针对海量LiDAR点云Delaunay三角网剖分的时间与空间性能的矛盾问题，提出了一种采用切块的流计算Delaunay构网算法。首先利用三角网墙（DeWall）从点云上切割特定大小与形状的独立数据块，避免分治算法的深度递归与内存溢出；然后运用分治算法对切块剖分，并给出了切块边界错误三角形删除算法；重复上述过程完成子网剖分，并依据非耦合区域分解模式合并为最终三角网。引入流计算的思想，以进一步提高算法的空间性能。分析与实验表明：该算法占用了较低内存，并取得了接近为O（nlg（δ））（δ为一个切块点数，且δ≤n）的时间复杂度。
针对海量LiDAR点云Delaunay三角网剖分的时间与空间性能的矛盾问题，提出了一种采用切块的流计算Delaunay构网算法。首先利用三角网墙（DeWall）从点云上切割特定大小与形状的独立数据块，避免分治算法的深度递归与内存溢出；然后运用分治算法对切块剖分，并给出了切块边界错误三角形删除算法；重复上述过程完成子网剖分，并依据非耦合区域分解模式合并为最终三角网。引入流计算的思想，以进一步提高算法的空间性能。分析与实验表明：该算法占用了较低内存，并取得了接近为O（nlg（δ））（δ为一个切块点数，且δ≤n）的时间复杂度。
2017, 42(7): 937-942.
doi: 10.13203/j.whugis20150209
摘要:
重点地区的TIN DEM数据具有重要的保护价值。根据数据的组织方式，结合密码学中的经典理论，提出一种基于置乱-代换机制的TIN DEM信息伪装方法。首先在频率域上利用Tent混沌映射生成的混沌序列对原始数据进行置乱；然后再利用中国剩余定理将置乱结果在空间域上进行数值代换处理，得到最终的伪装数据，并讨论了信息还原的方法；实验分析表明该方法的伪装效果良好，安全性能较高，能够满足TIN DEM数据的信息伪装要求，保障其安全存储和传输。
重点地区的TIN DEM数据具有重要的保护价值。根据数据的组织方式，结合密码学中的经典理论，提出一种基于置乱-代换机制的TIN DEM信息伪装方法。首先在频率域上利用Tent混沌映射生成的混沌序列对原始数据进行置乱；然后再利用中国剩余定理将置乱结果在空间域上进行数值代换处理，得到最终的伪装数据，并讨论了信息还原的方法；实验分析表明该方法的伪装效果良好，安全性能较高，能够满足TIN DEM数据的信息伪装要求，保障其安全存储和传输。
2017, 42(7): 943-949.
doi: 10.13203/j.whugis20150241
摘要:
在应急事件保障中，多源资源环境数据相对孤立、关联性差，难以实现统一检索。从业务应用实际问题出发，基于地球剖分网格思想，将多源资源环境数据纳入到统一的网格参考基础下，多部门多源资源环境数据以网格编码为基础实现在逻辑上的统一组织，从而形成统一关联查询能力。以形状特征点、线、面为区分对资源环境数据进行网格编码后，将其纳入到编码索引表中，通过相关编码计算方法实现了数据的统一检索。实验表明，上述方法实现了多源资源环境数据的统一检索，提升效率10倍左右。
在应急事件保障中，多源资源环境数据相对孤立、关联性差，难以实现统一检索。从业务应用实际问题出发，基于地球剖分网格思想，将多源资源环境数据纳入到统一的网格参考基础下，多部门多源资源环境数据以网格编码为基础实现在逻辑上的统一组织，从而形成统一关联查询能力。以形状特征点、线、面为区分对资源环境数据进行网格编码后，将其纳入到编码索引表中，通过相关编码计算方法实现了数据的统一检索。实验表明，上述方法实现了多源资源环境数据的统一检索，提升效率10倍左右。
2017, 42(7): 950-955.
doi: 10.13203/j.whugis20150151
摘要:
针对当前陆地边界争议区自动划界方法考虑因素不全的现状，提出了一种基于并行模拟退火算法的陆地划界线自动生成方法。首先根据地性线网络构造“点-点”邻接关系，并基于划界法理对其进行特殊处理。然后，设计模拟退火过程中划界线的编码方式、目标函数及初始划界线的生成。最后，结合不同退火方式的优点构建并行模拟退火算法对全局最优划界线进行快速充分搜索。实验结果表明，该方法不仅能够顾及划界双方约定的面积比例、实际地形及特殊区域的影响，而且可以满足相应划界方综合资源占有量最大化的利益诉求，有效维护该方的划界利益。
针对当前陆地边界争议区自动划界方法考虑因素不全的现状，提出了一种基于并行模拟退火算法的陆地划界线自动生成方法。首先根据地性线网络构造“点-点”邻接关系，并基于划界法理对其进行特殊处理。然后，设计模拟退火过程中划界线的编码方式、目标函数及初始划界线的生成。最后，结合不同退火方式的优点构建并行模拟退火算法对全局最优划界线进行快速充分搜索。实验结果表明，该方法不仅能够顾及划界双方约定的面积比例、实际地形及特殊区域的影响，而且可以满足相应划界方综合资源占有量最大化的利益诉求，有效维护该方的划界利益。
2017, 42(7): 956-962.
doi: 10.13203/j.whugis20140450
摘要:
为了解决包含不同实体数目的空间场景相似性度量问题，本文利用特征矩阵对空间场景进行描述，根据查询场景和数据库场景的特征矩阵生成场景关联图，利用关联图中的各种匹配圈获取空间场景集合，然后根据场景完整度和相似性度量模型计算场景集合中每个场景的匹配度，最后计算出最佳匹配场景，并对匹配结果进行分析评价。实验表明，该方法能够较好地度量不同实体数目的空间场景的相似性。
为了解决包含不同实体数目的空间场景相似性度量问题，本文利用特征矩阵对空间场景进行描述，根据查询场景和数据库场景的特征矩阵生成场景关联图，利用关联图中的各种匹配圈获取空间场景集合，然后根据场景完整度和相似性度量模型计算场景集合中每个场景的匹配度，最后计算出最佳匹配场景，并对匹配结果进行分析评价。实验表明，该方法能够较好地度量不同实体数目的空间场景的相似性。
2017, 42(7): 963-967.
doi: 10.13203/j.whugis20150674
摘要:
提出了一种基于上下文特征的形状匹配方法，并将其用于线状要素的Morphing变换。首先通过计算每个点的形状上下文，建立形状直方图，然后通过直方图匹配找到同名实体在大小比例尺下轮廓点的最佳匹配关系。根据点的匹配关系，得到对应线段。最后通过分段线性内插实现线状要素的连续尺度变换。实验结果表明，基于形状上下文的轮廓点集匹配方法不需要标志点或者关键点，适应性较强，可以有效地实现形状匹配，极大地提高Morphing变换的精度。
提出了一种基于上下文特征的形状匹配方法，并将其用于线状要素的Morphing变换。首先通过计算每个点的形状上下文，建立形状直方图，然后通过直方图匹配找到同名实体在大小比例尺下轮廓点的最佳匹配关系。根据点的匹配关系，得到对应线段。最后通过分段线性内插实现线状要素的连续尺度变换。实验结果表明，基于形状上下文的轮廓点集匹配方法不需要标志点或者关键点，适应性较强，可以有效地实现形状匹配，极大地提高Morphing变换的精度。
2017, 42(7): 968-974.
doi: 10.13203/j.whugis20140980
摘要:
针对空气质量指数（AQI）监测点分布稀疏，现有空间插值算法精度不高问题，提出了新的扩展场强模型与算法。扩展场强单参数模型引入参数c控制场强衰减程度，通过c与误差关系图并借助二分查找法计算最优c值。扩展场强双参数模型加入参数k调整场强影响范围，通过c、k与误差关系图并借助迭代双线性插值法求解最优c、k组合。以北京、天津、武汉、郑州四个城市2014-08~2015-04的50组AQI监测值为实验数据，采用交叉验证法并以RMSE、AME、PAEE为评价指标，实现了单参与双参模型及参数选取，然后与克里金法及类似的反距离加权法进行对比。实验证明，扩展场强模型能够得到针对稀疏AQI的更高插值精度，且双参数模型精度高于单参数模型。本文算法适用于采样点数目与位置均固定的稀疏数据插值，并可推广至其他类型与维度的空间数据。
针对空气质量指数（AQI）监测点分布稀疏，现有空间插值算法精度不高问题，提出了新的扩展场强模型与算法。扩展场强单参数模型引入参数c控制场强衰减程度，通过c与误差关系图并借助二分查找法计算最优c值。扩展场强双参数模型加入参数k调整场强影响范围，通过c、k与误差关系图并借助迭代双线性插值法求解最优c、k组合。以北京、天津、武汉、郑州四个城市2014-08~2015-04的50组AQI监测值为实验数据，采用交叉验证法并以RMSE、AME、PAEE为评价指标，实现了单参与双参模型及参数选取，然后与克里金法及类似的反距离加权法进行对比。实验证明，扩展场强模型能够得到针对稀疏AQI的更高插值精度，且双参数模型精度高于单参数模型。本文算法适用于采样点数目与位置均固定的稀疏数据插值，并可推广至其他类型与维度的空间数据。
2017, 42(7): 975-981.
doi: 10.13203/j.whugis20150058
摘要:
利用截止2014年底全国主要构造区跨断层流动形变资料，通过断层形变异常时空演变分析、特征强度指标计算，参考GPS速度场结果，寻找与2013~2014年青藏高原东缘芦山、岷县漳县、鲁甸、景谷Ms6.5~7.0级强震成组活跃可能有关的大区域构造活动变化背景及短期前兆异常。结果表明，2013~2014年强震成组活跃很可能与2010年以来青藏高原东缘构造活动整体性加速有关；位于测区内的芦山Ms7.0级和岷县漳县Ms6.6级地震，短期前兆异常显著；而位于测区外围的鲁甸Ms6.5级和景谷Ms6.6级地震，短期前兆异常相对偏弱。
利用截止2014年底全国主要构造区跨断层流动形变资料，通过断层形变异常时空演变分析、特征强度指标计算，参考GPS速度场结果，寻找与2013~2014年青藏高原东缘芦山、岷县漳县、鲁甸、景谷Ms6.5~7.0级强震成组活跃可能有关的大区域构造活动变化背景及短期前兆异常。结果表明，2013~2014年强震成组活跃很可能与2010年以来青藏高原东缘构造活动整体性加速有关；位于测区内的芦山Ms7.0级和岷县漳县Ms6.6级地震，短期前兆异常显著；而位于测区外围的鲁甸Ms6.5级和景谷Ms6.6级地震，短期前兆异常相对偏弱。
2017, 42(7): 982-988.
doi: 10.13203/j.whugis20140827
摘要:
针对北斗在轨卫星Rb原子钟2013年的实测数据，采用二次多项式拟合得到BDS卫星钟差模型，采用哈达玛总方差公式计算了北斗卫星钟的短期频率稳定度指标，进而分析了北斗在轨卫星钟特性指标的变化规律。通过实例计算，揭示了BDS不同在轨卫星钟的相位、频率、频漂及残差指标的变化规律；计算得出BDS卫星钟万秒频率稳定度维持在10-13量级左右，其中GEO卫星钟的稳定度相对较差，4号和8号卫星在运行期间出现跳变，跳变之后稳定性得到提高，其他在轨卫星钟稳定度变化趋势则相对平稳。
针对北斗在轨卫星Rb原子钟2013年的实测数据，采用二次多项式拟合得到BDS卫星钟差模型，采用哈达玛总方差公式计算了北斗卫星钟的短期频率稳定度指标，进而分析了北斗在轨卫星钟特性指标的变化规律。通过实例计算，揭示了BDS不同在轨卫星钟的相位、频率、频漂及残差指标的变化规律；计算得出BDS卫星钟万秒频率稳定度维持在10-13量级左右，其中GEO卫星钟的稳定度相对较差，4号和8号卫星在运行期间出现跳变，跳变之后稳定性得到提高，其他在轨卫星钟稳定度变化趋势则相对平稳。
2017, 42(7): 989-994, 1001.
doi: 10.13203/j.whugis20150017
摘要:
多系统组合有利于提高卫星导航定位的精度及可靠性，然而对于载波差分定位由于模糊度维数的陡增、观测噪声、大气残余误差等原因用传统的Lambda方法很难得到所有模糊度的固定解，采用部分模糊度方法固定最优的模糊度子集则相对容易。总结了现有的部分模糊度固定方法，分析了不同方法的特点，并用实测数据分析了BDS/GPS组合动态定位时部分模糊度固定的效果。实验结果表明，部分模糊度方法可以显著提高模糊度固定时的成功率及Ratio值，并且可以缩短RTK定位时的初始化时间，加快坐标的收敛速度，提高组合系统动态定位结果的精度。
多系统组合有利于提高卫星导航定位的精度及可靠性，然而对于载波差分定位由于模糊度维数的陡增、观测噪声、大气残余误差等原因用传统的Lambda方法很难得到所有模糊度的固定解，采用部分模糊度方法固定最优的模糊度子集则相对容易。总结了现有的部分模糊度固定方法，分析了不同方法的特点，并用实测数据分析了BDS/GPS组合动态定位时部分模糊度固定的效果。实验结果表明，部分模糊度方法可以显著提高模糊度固定时的成功率及Ratio值，并且可以缩短RTK定位时的初始化时间，加快坐标的收敛速度，提高组合系统动态定位结果的精度。
2017, 42(7): 995-1001.
doi: 10.13203/j.whugis20150089
摘要:
提出了一种基于指数平滑法的GPS卫星钟差预报方法。该方法可采用少量数据建模，且计算过程简单、方便，尤其是在缺少相关历史数据或数据变化趋势不明显、不稳定的情况下，用该方法仍可取得较好的效果。通过与GPS卫星钟差预报中常用的二次多项式模型和灰色预测模型的对比分析，结果表明：指数平滑法适用于GPS卫星钟差的中、短期预报，其预报精度可达ns级；在利用小数据量建模的情况下，其预报效果优于二次多项式模型，与灰色模型的预报效果基本相当；该方法还可用于GPS卫星钟差的长期预报，其预报精度可达μs级，与灰色预测模型的精度相当。
提出了一种基于指数平滑法的GPS卫星钟差预报方法。该方法可采用少量数据建模，且计算过程简单、方便，尤其是在缺少相关历史数据或数据变化趋势不明显、不稳定的情况下，用该方法仍可取得较好的效果。通过与GPS卫星钟差预报中常用的二次多项式模型和灰色预测模型的对比分析，结果表明：指数平滑法适用于GPS卫星钟差的中、短期预报，其预报精度可达ns级；在利用小数据量建模的情况下，其预报效果优于二次多项式模型，与灰色模型的预报效果基本相当；该方法还可用于GPS卫星钟差的长期预报，其预报精度可达μs级，与灰色预测模型的精度相当。
2017, 42(7): 1002-1007.
doi: 10.13203/j.whugis20150031
摘要:
研究了反演区域陆地水储量变化的点质量模型方法，采用Tikhonov正则化方法解决了反演过程中参数估计病态问题。利用GRACE（gravity recovery and climate experiment）时变重力场模型数据，用点质量模型方法反演了中国大陆及其周边地区陆地水储量变化，将点质量模型反演结果与球谐系数法反演结果、GLDAS（global land data assimilation）水文模型数据进行了验证分析，并选取了4个特征点计算了陆地水储量变化时间序列。实验结果表明，由于点质量模型方法将研究区域内不同网格质量变化对地球重力场的影响分离开来，所得区域陆地水储量变化局部信号更明显，并且点质量模型方法反演结果与GLDAS水文模型数据相关性更强。
研究了反演区域陆地水储量变化的点质量模型方法，采用Tikhonov正则化方法解决了反演过程中参数估计病态问题。利用GRACE（gravity recovery and climate experiment）时变重力场模型数据，用点质量模型方法反演了中国大陆及其周边地区陆地水储量变化，将点质量模型反演结果与球谐系数法反演结果、GLDAS（global land data assimilation）水文模型数据进行了验证分析，并选取了4个特征点计算了陆地水储量变化时间序列。实验结果表明，由于点质量模型方法将研究区域内不同网格质量变化对地球重力场的影响分离开来，所得区域陆地水储量变化局部信号更明显，并且点质量模型方法反演结果与GLDAS水文模型数据相关性更强。
2017, 42(7): 1008-1014.
doi: 10.13203/j.whugis20150201
摘要:
固体地球对地表质量负荷响应，一般采用格林函数或球谐函数方法来计算。两者在数学上是等价的，在实际计算中存在差异。应用地表流体质量负荷变化数据，定量分析了二者在计算地表位移时的精度。结果表明，同一负荷作用下对单点地表位移的计算，两者的精度在误差水平上是一致的，其计算效率也是一致的；但在计算全球1°规则网格站点时，球谐函数方法要比格林函数方法在计算效率上快近100倍。对地表流体质量变化而言，2°空间网格的分辨率一般可满足改正GPS位移数据的精度，且地表流体引起的站点垂直位移变化可解释超过50%的GPS观测方差。
固体地球对地表质量负荷响应，一般采用格林函数或球谐函数方法来计算。两者在数学上是等价的，在实际计算中存在差异。应用地表流体质量负荷变化数据，定量分析了二者在计算地表位移时的精度。结果表明，同一负荷作用下对单点地表位移的计算，两者的精度在误差水平上是一致的，其计算效率也是一致的；但在计算全球1°规则网格站点时，球谐函数方法要比格林函数方法在计算效率上快近100倍。对地表流体质量变化而言，2°空间网格的分辨率一般可满足改正GPS位移数据的精度，且地表流体引起的站点垂直位移变化可解释超过50%的GPS观测方差。
2017, 42(7): 1015-1020.
doi: 10.13203/j.whugis20150199
摘要:
GNSS（global navigation satellite systems）系统时使用原子钟作为时间基准，相比使用晶振的GNSS接收机，其稳定度高出几个量级。GNSS系统间钟差相比接收机钟差具有更高的稳定度，如果可以充分利用此先验信息将有助于优化多GNSS系统的定位结果。分析如何充分利用系统间钟差更稳定这一先验信息，并测试引入这一先验信息对多系统单点定位结果的影响，推导了基于两种不同钟差估计方法的定位解算模型，给出了最小二乘和扩展卡尔曼滤波两种参数估计算法。通过比较不同模型和估计算法在静态和动态定位的实验结果，最小二乘法无法利用系统间钟差更稳定的特点改善定位精度；静态实验结果表明，扩展卡尔曼滤波自身有一定的降噪效果，若引入系统间钟差更稳定的先验信息，将更有利于减小噪声；动态实验结果表明，引入系统间钟差更稳定的先验信息可减弱扩展卡尔曼滤波的发散现象。
GNSS（global navigation satellite systems）系统时使用原子钟作为时间基准，相比使用晶振的GNSS接收机，其稳定度高出几个量级。GNSS系统间钟差相比接收机钟差具有更高的稳定度，如果可以充分利用此先验信息将有助于优化多GNSS系统的定位结果。分析如何充分利用系统间钟差更稳定这一先验信息，并测试引入这一先验信息对多系统单点定位结果的影响，推导了基于两种不同钟差估计方法的定位解算模型，给出了最小二乘和扩展卡尔曼滤波两种参数估计算法。通过比较不同模型和估计算法在静态和动态定位的实验结果，最小二乘法无法利用系统间钟差更稳定的特点改善定位精度；静态实验结果表明，扩展卡尔曼滤波自身有一定的降噪效果，若引入系统间钟差更稳定的先验信息，将更有利于减小噪声；动态实验结果表明，引入系统间钟差更稳定的先验信息可减弱扩展卡尔曼滤波的发散现象。
2017, 42(7): 1021-1026.
doi: 10.13203/j.whugis20150079
摘要:
利用2003-1~2013-12的GRACE月重力场数据来计算新疆天山地区陆地水储量的变化，采用去相关滤波和300 km高斯滤波相结合的方法来滤除GRACE数据中的噪声，同时采用尺度因子的方法来减小GRACE后处理误差的影响，并利用Paulson模型结果来扣除由冰川均衡调整（GIA）对水储量反演结果的影响，把得到的最终结果与同期GLDAS、CPC水文模型进行了验证分析。结果表明，GRACE反演结果与两个水文模型的模拟结果变化趋势基本一致，在2003~2013年间，研究区域的水储量整体上呈现下降趋势，速率为-0.54±0.27 mm/a左右，但期间水储量变化波动较大，在2008年10月份左右，该区域水储量较同期呈现明显减小，这与该时段的干旱事件相一致。
利用2003-1~2013-12的GRACE月重力场数据来计算新疆天山地区陆地水储量的变化，采用去相关滤波和300 km高斯滤波相结合的方法来滤除GRACE数据中的噪声，同时采用尺度因子的方法来减小GRACE后处理误差的影响，并利用Paulson模型结果来扣除由冰川均衡调整（GIA）对水储量反演结果的影响，把得到的最终结果与同期GLDAS、CPC水文模型进行了验证分析。结果表明，GRACE反演结果与两个水文模型的模拟结果变化趋势基本一致，在2003~2013年间，研究区域的水储量整体上呈现下降趋势，速率为-0.54±0.27 mm/a左右，但期间水储量变化波动较大，在2008年10月份左右，该区域水储量较同期呈现明显减小，这与该时段的干旱事件相一致。
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