2018年 第43卷 第1期
2018, 43(1): 1-9.
doi: 10.13203/j.whugis20170356
摘要:
地理国情普查和监测是国情研究的重要组成部分，包括自然地理国情、人文地理国情、经济地理国情的普查和监测等内容。总结中国第一次中国地理国情普查和重点专题国情监测的成果，提出了地理国情普查和监测新需求，并重点探讨了地理国情的内容创新、技术创新和成果表达创新。建议在国情内容中增加地面沉降和形变、地表透水性、人文和社会经济信息；在技术创新方面，提出自然地理国情监测要充分利用基础测绘成果，通过行业共享和转换获得人文地理和社会经济地理国情，通过众源数据验证各类地理国情的现势性，基于对地观测传感网开展地理国情更新。在地理国情的成果表达方面，提出地理国情的分类需要上升到本体、矢量和栅格数据模型可用于一体化表达国情数据、地理国情普查的统计成果和监测模型要面向用户需求发布通用指数。对地理国情的服务提出展望。
地理国情普查和监测是国情研究的重要组成部分，包括自然地理国情、人文地理国情、经济地理国情的普查和监测等内容。总结中国第一次中国地理国情普查和重点专题国情监测的成果，提出了地理国情普查和监测新需求，并重点探讨了地理国情的内容创新、技术创新和成果表达创新。建议在国情内容中增加地面沉降和形变、地表透水性、人文和社会经济信息；在技术创新方面，提出自然地理国情监测要充分利用基础测绘成果，通过行业共享和转换获得人文地理和社会经济地理国情，通过众源数据验证各类地理国情的现势性，基于对地观测传感网开展地理国情更新。在地理国情的成果表达方面，提出地理国情的分类需要上升到本体、矢量和栅格数据模型可用于一体化表达国情数据、地理国情普查的统计成果和监测模型要面向用户需求发布通用指数。对地理国情的服务提出展望。
2018, 43(1): 10-16.
doi: 10.13203/j.whugis20150378
摘要:
提出了一种顾及信誉度的众源时空数据模型。在分析众源时空数据中地理要素、目标状态、对象版本、贡献者、信誉度、改变现实空间实体或信息空间对象状态的事件等要素间的相互作用机理的基础上，采用面向对象方法设计了一种顾及信誉度的众源时空数据组织方法，用UML对其进行描述，分析了与信誉度相关操作及其联动关系，得出了8条联动规则。开发了顾及信誉度的众源时空数据管理原型系统，验证了所提模型的有效性。
提出了一种顾及信誉度的众源时空数据模型。在分析众源时空数据中地理要素、目标状态、对象版本、贡献者、信誉度、改变现实空间实体或信息空间对象状态的事件等要素间的相互作用机理的基础上，采用面向对象方法设计了一种顾及信誉度的众源时空数据组织方法，用UML对其进行描述，分析了与信誉度相关操作及其联动关系，得出了8条联动规则。开发了顾及信誉度的众源时空数据管理原型系统，验证了所提模型的有效性。
2018, 43(1): 17-23.
doi: 10.13203/j.whugis20150538
摘要:
中文地名识别是命名实体识别的重要研究课题之一，也是提高地理信息系统应用水平的关键。传统的地名识别主要基于词性或地名要素特征，特征类型有限。提出了一种基于复合特征的中文地名识别方法，挖掘中文地名在自然语言中的特点，设计了类型、路径、距离和数量四种句法特征，基于地名要素特征、词性特征、句法特征三种复合特征利用条件随机场模型实现了中文地名的训练和识别。通过实验对比复合特征在中文地名识别方法的效果，结果表明复合特征能够有效提高中文地名识别的准确率和召回率，尤其是对于复杂地名的识别，具有良好的效果。
中文地名识别是命名实体识别的重要研究课题之一，也是提高地理信息系统应用水平的关键。传统的地名识别主要基于词性或地名要素特征，特征类型有限。提出了一种基于复合特征的中文地名识别方法，挖掘中文地名在自然语言中的特点，设计了类型、路径、距离和数量四种句法特征，基于地名要素特征、词性特征、句法特征三种复合特征利用条件随机场模型实现了中文地名的训练和识别。通过实验对比复合特征在中文地名识别方法的效果，结果表明复合特征能够有效提高中文地名识别的准确率和召回率，尤其是对于复杂地名的识别，具有良好的效果。
2018, 43(1): 24-30.
doi: 10.13203/j.whugis20160021
摘要:
空间推理是地球空间信息、人工智能、自然语言处理等相关领域的热点研究内容。主方向关系的表达与推理是空间推理的重要组成部分。针对空间方向关系矩阵对凹边形对象方向关系表达、推理的不足，研究依据目标对象与凹边形地标方向关系表达的不确定性，提出了凹边形地标参照的外部性主方向关系与内部性主方向关系推理方法。利用凹边形三等分仿射变换矩阵、自适应分割算法实现凹边形地标外部性、内部性参照对象表达；基于向量三角形法则与方向关系谓词，以方向关系的逻辑和、逻辑差合成代数运算推理2个地标、1个地标参照下目标对象与参照对象之间的主方向关系。通过实验与算例验证，证明凹边形地标参照下目标对象与参照对象的主方向关系推理可行性。
空间推理是地球空间信息、人工智能、自然语言处理等相关领域的热点研究内容。主方向关系的表达与推理是空间推理的重要组成部分。针对空间方向关系矩阵对凹边形对象方向关系表达、推理的不足，研究依据目标对象与凹边形地标方向关系表达的不确定性，提出了凹边形地标参照的外部性主方向关系与内部性主方向关系推理方法。利用凹边形三等分仿射变换矩阵、自适应分割算法实现凹边形地标外部性、内部性参照对象表达；基于向量三角形法则与方向关系谓词，以方向关系的逻辑和、逻辑差合成代数运算推理2个地标、1个地标参照下目标对象与参照对象之间的主方向关系。通过实验与算例验证，证明凹边形地标参照下目标对象与参照对象的主方向关系推理可行性。
2018, 43(1): 31-36.
doi: 10.13203/j.whugis20150468
摘要:
针对遥感影像面向对象分析技术存在的“分类过程中专家分析不同带来的分类结果不一致”问题，提出地理本体驱动的“地理实体描述-模型构建-影像对象分类”解译框架。首先，利用地理本体建立影像对象客观特征与地理专家知识的联系，实现对地理实体的描述与表达；其次，利用知识工程方法以及计算机可操作的形式化本体语言构建影像对象特征、分类器的本体模型，形成语义网络模型；最后，联合语义网络模型与专家规则实现影像对象的语义分类。地表覆盖分类实验结果表明，该方法不仅能够得到反映真实地理对象的遥感影像分类结果，而且能够掌握地理实体的语义信息，实现地表覆盖分类知识的共享与语义网络模型的复用，为遥感影像面向对象分析提供了一种全局性的解译分析框架及其方法。
针对遥感影像面向对象分析技术存在的“分类过程中专家分析不同带来的分类结果不一致”问题，提出地理本体驱动的“地理实体描述-模型构建-影像对象分类”解译框架。首先，利用地理本体建立影像对象客观特征与地理专家知识的联系，实现对地理实体的描述与表达；其次，利用知识工程方法以及计算机可操作的形式化本体语言构建影像对象特征、分类器的本体模型，形成语义网络模型；最后，联合语义网络模型与专家规则实现影像对象的语义分类。地表覆盖分类实验结果表明，该方法不仅能够得到反映真实地理对象的遥感影像分类结果，而且能够掌握地理实体的语义信息，实现地表覆盖分类知识的共享与语义网络模型的复用，为遥感影像面向对象分析提供了一种全局性的解译分析框架及其方法。
2018, 43(1): 37-45.
doi: 10.13203/j.whugis20150458
摘要:
从冗余数据中选择一个或者多个最为显著的立体像对，在最少“伪信息”的影响下，获取最佳影像匹配效果，降低其它质量较差影像的负面平均效应，是提高多视影像匹配性能的关键。基于准确匹配的特征点，通过匹配测度的鲁棒性分析，提出一种多视影像的匹配质量分析方法；在此基础上，提出了一种基于特征点引导的多视影像择优匹配方法及基本思想、计算基础和择优匹配步骤。利用ADS40多度重叠影像数据进行了择优匹配实验。结果表明，该方法能够有效选取匹配质量较优的影像，获取更加准确的多视匹配结果，在一定程度上，比传统的多视匹配方法更加有效。
从冗余数据中选择一个或者多个最为显著的立体像对，在最少“伪信息”的影响下，获取最佳影像匹配效果，降低其它质量较差影像的负面平均效应，是提高多视影像匹配性能的关键。基于准确匹配的特征点，通过匹配测度的鲁棒性分析，提出一种多视影像的匹配质量分析方法；在此基础上，提出了一种基于特征点引导的多视影像择优匹配方法及基本思想、计算基础和择优匹配步骤。利用ADS40多度重叠影像数据进行了择优匹配实验。结果表明，该方法能够有效选取匹配质量较优的影像，获取更加准确的多视匹配结果，在一定程度上，比传统的多视匹配方法更加有效。
2018, 43(1): 46-52.
doi: 10.13203/j.whugis20150342
摘要:
提出了一种基于特征的错误式学习分类器半自动迭代训练方法，该分类器能够自动识别多角度低空影像上的人行横道线，在人行横道线管控与数据库建立、道路网提取上有较好的应用。介绍了基于错误式学习的分类器训练思路与方法，并提出了将同一地区不同角度低空影像的识别结果进行合并，从而尽可能全面的检测出被城区高楼以及车辆遮挡的人行横道线的思路。通过对比实验该方法的鲁棒性，并在其基础上随机选取多组数据进行系列实验，证实了基于错误式学习的分类器比传统方式训练的分类器有更好的综合性能，能够在不降低识别耗时的前提下产生高准确率、低漏检率和低误识别率的识别结果。
提出了一种基于特征的错误式学习分类器半自动迭代训练方法，该分类器能够自动识别多角度低空影像上的人行横道线，在人行横道线管控与数据库建立、道路网提取上有较好的应用。介绍了基于错误式学习的分类器训练思路与方法，并提出了将同一地区不同角度低空影像的识别结果进行合并，从而尽可能全面的检测出被城区高楼以及车辆遮挡的人行横道线的思路。通过对比实验该方法的鲁棒性，并在其基础上随机选取多组数据进行系列实验，证实了基于错误式学习的分类器比传统方式训练的分类器有更好的综合性能，能够在不降低识别耗时的前提下产生高准确率、低漏检率和低误识别率的识别结果。
2018, 43(1): 53-59.
doi: 10.13203/j.whugis20150510
摘要:
对于遥感载荷技术指标差异、观测角度、时相、地形起伏等内外部因素造成的几何畸变，采用全局配准方法制约着影像配准和变化检测精度的提高。提出一种基于加速抗差特征（speed up robust feature，SURF）算法的全局匹配和像元局部配准模型相结合的弹性配准方法，以不同时相遥感影像的差值特征影像各像元正态分布密度函数构建像元局部参数解算权重，缓减不同时相影像中辐射亮度差异较大的像元对局部配准模型参数解算的影响，采用城市典型区域遥感影像进行实验，结果表明该方法影像配准精度（包括地形起伏区域）优于1个像元，弹性配准算法的适用性和运算速度有一定的提高。
对于遥感载荷技术指标差异、观测角度、时相、地形起伏等内外部因素造成的几何畸变，采用全局配准方法制约着影像配准和变化检测精度的提高。提出一种基于加速抗差特征（speed up robust feature，SURF）算法的全局匹配和像元局部配准模型相结合的弹性配准方法，以不同时相遥感影像的差值特征影像各像元正态分布密度函数构建像元局部参数解算权重，缓减不同时相影像中辐射亮度差异较大的像元对局部配准模型参数解算的影响，采用城市典型区域遥感影像进行实验，结果表明该方法影像配准精度（包括地形起伏区域）优于1个像元，弹性配准算法的适用性和运算速度有一定的提高。
2018, 43(1): 67-73.
doi: 10.13203/j.whugis20150498
摘要:
高分辨率遥感图像内容复杂，细节信息丰富，传统的浅层特征在描述这类图像上存在一定难度，容易导致检索中存在较大的语义鸿沟。本文将大规模数据集ImageNet上预训练的4种不同卷积神经网络用于遥感图像检索，首先分别提取4种网络中不同层次的输出值作为高层特征，再对高层特征进行高斯归一化，然后采用欧氏距离作为相似性度量进行检索。在UC-Merced和WHU-RS数据集上的一系列实验结果表明，4种卷积神经网络的高层特征中，以CNN-M特征的检索性能最好；与视觉词袋和全局形态纹理描述子这两种浅层特征相比，高层特征的检索平均准确率提高了15.7%~25.6%，平均归一化修改检索等级减少了17%~22.1%。因此将ImageNet上预训练的卷积神经网络用于遥感图像检索是一种有效的方法。
高分辨率遥感图像内容复杂，细节信息丰富，传统的浅层特征在描述这类图像上存在一定难度，容易导致检索中存在较大的语义鸿沟。本文将大规模数据集ImageNet上预训练的4种不同卷积神经网络用于遥感图像检索，首先分别提取4种网络中不同层次的输出值作为高层特征，再对高层特征进行高斯归一化，然后采用欧氏距离作为相似性度量进行检索。在UC-Merced和WHU-RS数据集上的一系列实验结果表明，4种卷积神经网络的高层特征中，以CNN-M特征的检索性能最好；与视觉词袋和全局形态纹理描述子这两种浅层特征相比，高层特征的检索平均准确率提高了15.7%~25.6%，平均归一化修改检索等级减少了17%~22.1%。因此将ImageNet上预训练的卷积神经网络用于遥感图像检索是一种有效的方法。
2018, 43(1): 74-80.
doi: 10.13203/j.whugis20150324
摘要:
为了充分利用不同极化特征信息，并将其有效地结合，提出一种结合粒度计算的全极化合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）影像分类方法。在不同极化目标分解特征组合的基础上引入影像纹理信息，利用光滑支持向量机（smooth support vector machine，SSVM）对不同特征组合进行类别划分获得粗粒度空间，采用商空间对粗粒度进行合并；根据全极化SAR影像分布特性，以相干矩阵作为新的特征矢量，利用Wishart测度代替传统欧氏距离对差异粒度进行推理，通过合并推理结果与合成论域，获得精细分类结果。采用L波段San Francisco地区和荷兰Flevoland地区的全极化SAR影像进行分类试验，结果表明：利用SSVM算法对全极化SAR影像进行粗粒度划分，并采用Wishart距离对差异粒度推理综合，总体分类效果优于结合纹理信息的Cloude及Yamaguchi4分类结果，且优于基于线性特征融合进行监督分类方法。
为了充分利用不同极化特征信息，并将其有效地结合，提出一种结合粒度计算的全极化合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）影像分类方法。在不同极化目标分解特征组合的基础上引入影像纹理信息，利用光滑支持向量机（smooth support vector machine，SSVM）对不同特征组合进行类别划分获得粗粒度空间，采用商空间对粗粒度进行合并；根据全极化SAR影像分布特性，以相干矩阵作为新的特征矢量，利用Wishart测度代替传统欧氏距离对差异粒度进行推理，通过合并推理结果与合成论域，获得精细分类结果。采用L波段San Francisco地区和荷兰Flevoland地区的全极化SAR影像进行分类试验，结果表明：利用SSVM算法对全极化SAR影像进行粗粒度划分，并采用Wishart距离对差异粒度推理综合，总体分类效果优于结合纹理信息的Cloude及Yamaguchi4分类结果，且优于基于线性特征融合进行监督分类方法。
2018, 43(1): 81-86, 100.
doi: 10.13203/j.whugis20150725
摘要:
针对机载激光雷达波形数据分解易受噪声影响，高斯组分个数及叠加波初始参数估计不精确等问题，提出了一种横向高斯波形分解方法。该方法首先对波形进行滤波平滑处理，剔除背景噪声后，将检测到的波峰划分为不同的类型，分别估计其初始参数；然后横向逐步迭代分解估计初始高斯分量，在去除无效的初始高斯分量后，利用列文伯格-马夸尔特（Levenberg-Marquardt）算法进一步优化参数；最后解算得到分解点云。实验结果表明，该方法能有效地检测各种类型的回波信号，对叠加波形具有良好的适应性，并能在一定程度上保护弱波。相比系统点云，本文方法解算的点云在数量和细节上更具有优势，反映了更加丰富的地物垂直结构信息以及在森林参数获取方面的应用潜力。
针对机载激光雷达波形数据分解易受噪声影响，高斯组分个数及叠加波初始参数估计不精确等问题，提出了一种横向高斯波形分解方法。该方法首先对波形进行滤波平滑处理，剔除背景噪声后，将检测到的波峰划分为不同的类型，分别估计其初始参数；然后横向逐步迭代分解估计初始高斯分量，在去除无效的初始高斯分量后，利用列文伯格-马夸尔特（Levenberg-Marquardt）算法进一步优化参数；最后解算得到分解点云。实验结果表明，该方法能有效地检测各种类型的回波信号，对叠加波形具有良好的适应性，并能在一定程度上保护弱波。相比系统点云，本文方法解算的点云在数量和细节上更具有优势，反映了更加丰富的地物垂直结构信息以及在森林参数获取方面的应用潜力。
2018, 43(1): 87-93.
doi: 10.13203/j.whugis20160216
摘要:
基于中国蒙、陕、晋、三省区的神东矿区2000-2015年成像光谱仪数据，双抛物线型归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）和地表辐射温度（land surface temperature，Ts）（记为NDVI-Ts）特征空间的温度植被干旱指数法计量地表土壤湿度，采用梯度结构相似度法定量分析研究区土壤湿度的时空分布特征。结果表明：神东矿区土壤湿度变化具有明显时空分布异质性，空间上，矿区土壤湿度表现出从西北部向东南部逐渐增加的规律，干旱区域由2000年的96.03%下降到2015年的59.59%；矿区60.05%的区域的土壤湿度发生了突变，其中49.87%区域地表植被覆盖得到明显改善，土壤湿度得到明显提高；35.18%的区域的土壤湿度发生了变化，其中28.13%区域地表植被覆盖有所改善，土壤湿度有所增加；仅有4.77%的区域的土壤湿度没有发生改变。进一步分析表明，地表土壤湿度的时空分布特征受区域地貌类型和下垫面覆盖影响较大。
基于中国蒙、陕、晋、三省区的神东矿区2000-2015年成像光谱仪数据，双抛物线型归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）和地表辐射温度（land surface temperature，Ts）（记为NDVI-Ts）特征空间的温度植被干旱指数法计量地表土壤湿度，采用梯度结构相似度法定量分析研究区土壤湿度的时空分布特征。结果表明：神东矿区土壤湿度变化具有明显时空分布异质性，空间上，矿区土壤湿度表现出从西北部向东南部逐渐增加的规律，干旱区域由2000年的96.03%下降到2015年的59.59%；矿区60.05%的区域的土壤湿度发生了突变，其中49.87%区域地表植被覆盖得到明显改善，土壤湿度得到明显提高；35.18%的区域的土壤湿度发生了变化，其中28.13%区域地表植被覆盖有所改善，土壤湿度有所增加；仅有4.77%的区域的土壤湿度没有发生改变。进一步分析表明，地表土壤湿度的时空分布特征受区域地貌类型和下垫面覆盖影响较大。
2018, 43(1): 94-100.
doi: 10.13203/j.whugis20160183
摘要:
基于小波协方差变换法，由折射指数廓线确定大气边界层顶高度，利用2007至2012年气候星座观测系统（Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate，COSMIC）掩星折射指数廓线分析全球大气边界层顶参数随地理位置、季节和日变化的特征，结果表明全球大气边界层顶结构受热力因素和大气动力因素的影响，具有明显随经纬度变化的特征。在大气动力因素主要影响下，30°S~30°N范围内陆域比海域的季节变化幅度更强。对全球大气边界层顶高度月均值和去季节性变化距平值的分析表明2008年和2011年大气边界层顶高度出现季节性异常。大气边界层顶气压与高度在全球呈负相关，而温度与高度在南北纬40°~90°呈正相关，30°S~30°N呈负相关。2012年全球大气边界层顶高度日变化幅度均值为0.37 km，同纬度海洋与陆地区域年平均边界层顶高度的日变化有一定相关性。
基于小波协方差变换法，由折射指数廓线确定大气边界层顶高度，利用2007至2012年气候星座观测系统（Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate，COSMIC）掩星折射指数廓线分析全球大气边界层顶参数随地理位置、季节和日变化的特征，结果表明全球大气边界层顶结构受热力因素和大气动力因素的影响，具有明显随经纬度变化的特征。在大气动力因素主要影响下，30°S~30°N范围内陆域比海域的季节变化幅度更强。对全球大气边界层顶高度月均值和去季节性变化距平值的分析表明2008年和2011年大气边界层顶高度出现季节性异常。大气边界层顶气压与高度在全球呈负相关，而温度与高度在南北纬40°~90°呈正相关，30°S~30°N呈负相关。2012年全球大气边界层顶高度日变化幅度均值为0.37 km，同纬度海洋与陆地区域年平均边界层顶高度的日变化有一定相关性。
2018, 43(1): 101-106.
doi: 10.13203/j.whugis20150286
摘要:
在无GPS信号的受限环境中，基于序列立体影像的运动平台视觉定位精度较高，能够改正航迹推算方法的误差累积，但在纹理贫乏或光照不足的环境下容易定位失败。为提高受限环境下运动平台定位的精度与稳健性，提出一种基于联邦滤波的立体相机、惯性测量单元（inertial measurement unit，IMU）及里程计组合导航方法。该方法在联邦滤波中利用IMU分别同里程计与立体相机构成子滤波器，有效避免立体视觉定位失效而导致的系统定位失败，提高了定位稳健性。地下巷道实验结果证明，所提方法能有效提高运动平台导航定位的精度，并且在立体视觉定位失效的情况下仍能实现连续定位。
在无GPS信号的受限环境中，基于序列立体影像的运动平台视觉定位精度较高，能够改正航迹推算方法的误差累积，但在纹理贫乏或光照不足的环境下容易定位失败。为提高受限环境下运动平台定位的精度与稳健性，提出一种基于联邦滤波的立体相机、惯性测量单元（inertial measurement unit，IMU）及里程计组合导航方法。该方法在联邦滤波中利用IMU分别同里程计与立体相机构成子滤波器，有效避免立体视觉定位失效而导致的系统定位失败，提高了定位稳健性。地下巷道实验结果证明，所提方法能有效提高运动平台导航定位的精度，并且在立体视觉定位失效的情况下仍能实现连续定位。
2018, 43(1): 107-111.
doi: 10.13203/j.whugis20150456
摘要:
对基于历元间差分相位和非差伪距观测值的混合差分卫星钟差估计方法进行了改进，实现了多模全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）卫星钟差联合快速估计。选择了全球分布的50个跟踪站进行实验，对卫星钟差精度进行了分析和精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）验证。结果表明：多模卫星钟差与武汉大学提供的最终精密卫星钟差互差优于0.2 ns，精密单点定位结果与武汉大学发布的最终精密卫星轨道和钟差产品的定位精度相当。
对基于历元间差分相位和非差伪距观测值的混合差分卫星钟差估计方法进行了改进，实现了多模全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）卫星钟差联合快速估计。选择了全球分布的50个跟踪站进行实验，对卫星钟差精度进行了分析和精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）验证。结果表明：多模卫星钟差与武汉大学提供的最终精密卫星钟差互差优于0.2 ns，精密单点定位结果与武汉大学发布的最终精密卫星轨道和钟差产品的定位精度相当。
2018, 43(1): 112-119.
doi: 10.13203/j.whugis20150519
摘要:
重力向上延拓在外部重力场逼近和航空重力测量数据质量评估中具有重要应用。本文深入分析研究了6种向上延拓计算模型的技术特点和适用条件，提出了应用超高阶位模型加地形改正、点质量方法结合移去-恢复技术实现“先向下后向上延拓”计算的实施策略，探讨了计算过程特别是前端向下延拓过程的稳定性问题。通过实际数值计算，定量评估了地形质量对不同高度向上延拓结果的影响，对比分析了不同向上延拓模型顾及地形效应的实际效果，同时对向上延拓模型计算精度进行了估计。在地形变化比较激烈的山区，地形质量对向上延拓结果的影响最大可达几十个mGal（10-5m·s-2），当计算高度为10 km时，该项影响超过3 mGal；向上延拓计算模型误差（不含数据误差影响）一般不超过1 mGal；基于超高阶位模型和地形改正信息实施向下延拓过渡的布阿桑（Poisson）积分向上延拓模型，具有计算过程简便、计算结果稳定可靠等优点。
重力向上延拓在外部重力场逼近和航空重力测量数据质量评估中具有重要应用。本文深入分析研究了6种向上延拓计算模型的技术特点和适用条件，提出了应用超高阶位模型加地形改正、点质量方法结合移去-恢复技术实现“先向下后向上延拓”计算的实施策略，探讨了计算过程特别是前端向下延拓过程的稳定性问题。通过实际数值计算，定量评估了地形质量对不同高度向上延拓结果的影响，对比分析了不同向上延拓模型顾及地形效应的实际效果，同时对向上延拓模型计算精度进行了估计。在地形变化比较激烈的山区，地形质量对向上延拓结果的影响最大可达几十个mGal（10-5m·s-2），当计算高度为10 km时，该项影响超过3 mGal；向上延拓计算模型误差（不含数据误差影响）一般不超过1 mGal；基于超高阶位模型和地形改正信息实施向下延拓过渡的布阿桑（Poisson）积分向上延拓模型，具有计算过程简便、计算结果稳定可靠等优点。
2018, 43(1): 120-126.
doi: 10.13203/j.whugis20130536
摘要:
工业测量领域经常需要多台甚至多种仪器联合测量，各种测量仪器的观测数据类型和精度不同，其关键技术是采用合理的平差模型实现多种仪器的空间定位和定向。采用附有约束条件的参数平差方法构建了空间联合精密控制网（unified spatial metrology network，USMN）平差模型，对激光跟踪仪、全站仪、经纬仪等测量系统进行了联合平差解算，针对不同类型测量数据建立合理的定权模型，保证了在多余观测量不大的情况下整网平差的精度，采用角度后方交会和坐标系转换模型解决了无互瞄和基准尺观测值的控制网概算和平差，克服了USMN平差模型的缺点。最后利用编写的USMN平差程序对实际测量数据进行解算，验证了平差模型的可行性并分析了点位误差。
工业测量领域经常需要多台甚至多种仪器联合测量，各种测量仪器的观测数据类型和精度不同，其关键技术是采用合理的平差模型实现多种仪器的空间定位和定向。采用附有约束条件的参数平差方法构建了空间联合精密控制网（unified spatial metrology network，USMN）平差模型，对激光跟踪仪、全站仪、经纬仪等测量系统进行了联合平差解算，针对不同类型测量数据建立合理的定权模型，保证了在多余观测量不大的情况下整网平差的精度，采用角度后方交会和坐标系转换模型解决了无互瞄和基准尺观测值的控制网概算和平差，克服了USMN平差模型的缺点。最后利用编写的USMN平差程序对实际测量数据进行解算，验证了平差模型的可行性并分析了点位误差。
2018, 43(1): 127-132.
doi: 10.13203/j.whugis20150333
摘要:
根据总体最小二乘准则，可以将附有不等式约束的变量误差（errors-in-variables，EIV）模型转化为标准最优化问题，并运用有效集法、序列二次规划法等优化方法求解。已有算法在涉及计算目标函数的Hesse矩阵（二阶导数）时，存在计算量较大的缺陷。针对上述问题，利用基于拟牛顿法修正Hesse矩阵的序列二次规划算法解算附有不等式约束加权总体最小二乘问题，新算法减小了计算量，可以提高收敛速度。通过实例，证明了该算法具有很好的适用性和计算效率。
根据总体最小二乘准则，可以将附有不等式约束的变量误差（errors-in-variables，EIV）模型转化为标准最优化问题，并运用有效集法、序列二次规划法等优化方法求解。已有算法在涉及计算目标函数的Hesse矩阵（二阶导数）时，存在计算量较大的缺陷。针对上述问题，利用基于拟牛顿法修正Hesse矩阵的序列二次规划算法解算附有不等式约束加权总体最小二乘问题，新算法减小了计算量，可以提高收敛速度。通过实例，证明了该算法具有很好的适用性和计算效率。
2018, 43(1): 133-137, 166.
doi: 10.13203/j.whugis20150162
摘要:
介绍了嫦娥三号月基光学望远镜的工作原理、涉及的坐标系统及其转换关系, 研究探测数据的几何定位方法, 并通过算例分析几何定位精度。研究结果显示, 通过几何定位能够得到误差小于0.2°的天体天文坐标, 解算精度优于月基光学望远镜的指向精度。
介绍了嫦娥三号月基光学望远镜的工作原理、涉及的坐标系统及其转换关系, 研究探测数据的几何定位方法, 并通过算例分析几何定位精度。研究结果显示, 通过几何定位能够得到误差小于0.2°的天体天文坐标, 解算精度优于月基光学望远镜的指向精度。
2018, 43(1): 138-139.
doi: 10.13203/j.whugis20150757
摘要:
将道路网络空间视为嵌在2D空间中的独立子空间，利用形态单一的线性单元剖分图结构的边，实现网络空间的栅格化；提取网格模式的典型特征，包括几何和拓扑特征，以栅格单元邻域为目标计算特征值，构建特征向量描述栅格单元，实现对象空间到特征空间的映射，构建空间向量场；基于支持向量机（support vector machine，SVM）实现网格模式分类；结合格式塔原则完善实验结果。将此方法应用于深圳市路网数据，实验结果表明能有效地识别网格模式。
将道路网络空间视为嵌在2D空间中的独立子空间，利用形态单一的线性单元剖分图结构的边，实现网络空间的栅格化；提取网格模式的典型特征，包括几何和拓扑特征，以栅格单元邻域为目标计算特征值，构建特征向量描述栅格单元，实现对象空间到特征空间的映射，构建空间向量场；基于支持向量机（support vector machine，SVM）实现网格模式分类；结合格式塔原则完善实验结果。将此方法应用于深圳市路网数据，实验结果表明能有效地识别网格模式。
2018, 43(1): 145-146.
doi: 10.13203/j.whugis20150381
摘要:
栅格地图中的注记包含了丰富的地理位置信息，传统的栅格地图注记识别方法在识别过程中将注记和其对应的地理要素相分离，因此难以处理倾斜注记和弯曲注记。以连通域单元为基本处理对象，提出了一种基于几何特征的彩色栅格地图注记识别方法。首先利用连通域单元的方向、尺寸、密度、邻域四个特征提取注记像素集合，然后通过地理要素中心线对非水平注记进行方向确定，最后对注记进行聚类和重新排列，完成注记识别。通过对GoogleMap（谷歌地图）瓦片中的注记进行提取和识别实验，证明了该方法的合理性和有效性。
栅格地图中的注记包含了丰富的地理位置信息，传统的栅格地图注记识别方法在识别过程中将注记和其对应的地理要素相分离，因此难以处理倾斜注记和弯曲注记。以连通域单元为基本处理对象，提出了一种基于几何特征的彩色栅格地图注记识别方法。首先利用连通域单元的方向、尺寸、密度、邻域四个特征提取注记像素集合，然后通过地理要素中心线对非水平注记进行方向确定，最后对注记进行聚类和重新排列，完成注记识别。通过对GoogleMap（谷歌地图）瓦片中的注记进行提取和识别实验，证明了该方法的合理性和有效性。
2018, 43(1): 152-158.
doi: 10.13203/j.whugis20150783
摘要:
大比例尺地图中双线道路的识别与提取是路网综合的重要组成部分。针对双线道路识别问题，根据双线道路的结构特点，结合国内外研究提出了一种可用于提取双线道路的距离度量方法——正对投影距离。首先通过缓冲区分析构建可能构成双线道路的候选线对集，然后利用正对投影距离构造约束参数从线对候选集中精确识别出双线道路线对。通过与其他距离度量方法的对比试验，表明正对投影距离能较准确表达双线道路线对的空间邻近性，可以准确识别出双线道路，符合人类空间认知特点。
大比例尺地图中双线道路的识别与提取是路网综合的重要组成部分。针对双线道路识别问题，根据双线道路的结构特点，结合国内外研究提出了一种可用于提取双线道路的距离度量方法——正对投影距离。首先通过缓冲区分析构建可能构成双线道路的候选线对集，然后利用正对投影距离构造约束参数从线对候选集中精确识别出双线道路线对。通过与其他距离度量方法的对比试验，表明正对投影距离能较准确表达双线道路线对的空间邻近性，可以准确识别出双线道路，符合人类空间认知特点。
2018, 43(1): 159-166.
doi: 10.13203/j.whugis20150403
摘要:
建筑群空间分布结构对于制图综合和多尺度表达等具有重要意义。结合国内外对该问题的研究，从结构模式识别的角度提出了基于图匹配算法的建筑群典型字母型分布模式的识别方法。首先统计和提取感兴趣的字母型分布模式，选定基元，选取合理的属性信息参数和结构信息参数，利用属性关系图形式语言描述模式，构建模板库。然后对建筑群抽象和降维，将其转化为基于属性关系图表达的场模型。最后通过Ullman图匹配算法求解非精确子图同构问题，从而识别建筑群中的典型字母型分布模式子集。实验表明该方法能够有效识别典型字母型建筑群分布，并为地图综合提供了新思路。
建筑群空间分布结构对于制图综合和多尺度表达等具有重要意义。结合国内外对该问题的研究，从结构模式识别的角度提出了基于图匹配算法的建筑群典型字母型分布模式的识别方法。首先统计和提取感兴趣的字母型分布模式，选定基元，选取合理的属性信息参数和结构信息参数，利用属性关系图形式语言描述模式，构建模板库。然后对建筑群抽象和降维，将其转化为基于属性关系图表达的场模型。最后通过Ullman图匹配算法求解非精确子图同构问题，从而识别建筑群中的典型字母型分布模式子集。实验表明该方法能够有效识别典型字母型建筑群分布，并为地图综合提供了新思路。
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