2019年 第44卷 第10期
2019, 44(10): 1423-1429.
doi: 10.13203/j.whugis20180046
摘要:
归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）作为重要的植被生长状况植被指数，对其进行有效实时监测具有重要科学意义。选择4个大陆板块边界观测网（plate boundary observatory，PBO）观测站的GPS信噪比观测值，提取反射信号信噪比并计算归一化振幅，通过与MODIS（moderate resolution imaging spectroradiometer）NDVI产品时序频谱特征的相关性分析，建立GPS反射信号植被指数线性反演模型和BP神经网络反演模型。分析发现：GPS反射信号信噪比归一化振幅与NDVI指数存在显著年周期性和季候特性，NDVI线性反演模型相关系数均约为0.7，均方根误差处于0.05~0.09之间，BP神经网络反演模型相关系数提高了约5%。利用GPS反射信号反演NDVI变化趋势具有可行性，为获取高时间分辨率、低成本的NDVI指数提供了一种新思路。
归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）作为重要的植被生长状况植被指数，对其进行有效实时监测具有重要科学意义。选择4个大陆板块边界观测网（plate boundary observatory，PBO）观测站的GPS信噪比观测值，提取反射信号信噪比并计算归一化振幅，通过与MODIS（moderate resolution imaging spectroradiometer）NDVI产品时序频谱特征的相关性分析，建立GPS反射信号植被指数线性反演模型和BP神经网络反演模型。分析发现：GPS反射信号信噪比归一化振幅与NDVI指数存在显著年周期性和季候特性，NDVI线性反演模型相关系数均约为0.7，均方根误差处于0.05~0.09之间，BP神经网络反演模型相关系数提高了约5%。利用GPS反射信号反演NDVI变化趋势具有可行性，为获取高时间分辨率、低成本的NDVI指数提供了一种新思路。
2019, 44(10): 1430-1435.
doi: 10.13203/j.whugis20180075
摘要:
对流层顶与加权平均温度和可降水量（precipitable water vapor，PWV）之间存在很强的相关性，然而目前几乎没有学者讨论它对加权平均温度和PWV的影响。针对对流层顶对GNSS（global navigation satellite system）气象模型影响研究所存在的空白，基于已有学者提出的联系对流层顶和加权平均温度的公式，首次讨论中国区域对流层顶变化对加权平均温度的影响。在不损失公式精度的前提下，将该公式整理后得到对流层顶与加权平均温度的二次函数关系，分析了中国不同纬度区域的对流层顶对加权平均温度的影响，利用探空站观测数据得到了影响分布图。该图可以预测对流层顶对加权平均温度和PWV的影响。
对流层顶与加权平均温度和可降水量（precipitable water vapor，PWV）之间存在很强的相关性，然而目前几乎没有学者讨论它对加权平均温度和PWV的影响。针对对流层顶对GNSS（global navigation satellite system）气象模型影响研究所存在的空白，基于已有学者提出的联系对流层顶和加权平均温度的公式，首次讨论中国区域对流层顶变化对加权平均温度的影响。在不损失公式精度的前提下，将该公式整理后得到对流层顶与加权平均温度的二次函数关系，分析了中国不同纬度区域的对流层顶对加权平均温度的影响，利用探空站观测数据得到了影响分布图。该图可以预测对流层顶对加权平均温度和PWV的影响。
2019, 44(10): 1436-1441.
doi: 10.13203/j.whugis20190105
摘要:
激光雷达是一种监测大气颗粒物分布和传输的有效遥感手段，能够克服常规地面监测站零星分布、无法实现区域覆盖监测的问题。通过布设一台垂直探测激光雷达和一台水平扫描激光雷达，实现大气颗粒物的垂直结构探测以及半径6 km内水平分布情况监测，并结合斜率法和Fernald算法实现更加精确的水平方向消光系数反演，进而实现以三维数据分析颗粒物的传输、分布和浓度变化情况；并利用地面国控站点数据同水平消光系数进行相关性对比。结果表明，利用三维大气探测激光雷达能够有效地揭示城市地区较大区域内的颗粒物分布和传输情况，具有覆盖范围大、探测效率高的优点。
激光雷达是一种监测大气颗粒物分布和传输的有效遥感手段，能够克服常规地面监测站零星分布、无法实现区域覆盖监测的问题。通过布设一台垂直探测激光雷达和一台水平扫描激光雷达，实现大气颗粒物的垂直结构探测以及半径6 km内水平分布情况监测，并结合斜率法和Fernald算法实现更加精确的水平方向消光系数反演，进而实现以三维数据分析颗粒物的传输、分布和浓度变化情况；并利用地面国控站点数据同水平消光系数进行相关性对比。结果表明，利用三维大气探测激光雷达能够有效地揭示城市地区较大区域内的颗粒物分布和传输情况，具有覆盖范围大、探测效率高的优点。
2019, 44(10): 1442-1448.
doi: 10.13203/j.whugis20180020
摘要:
干涉测量技术对于直接获取月球和深空探测器空间方位，开展科学研究具有非常重要的意义。提出了一种利用高品质因数天线获取的探测器高动态飞行段估计信息，对远距离异地较低接收品质因数天线接收的弱信号进行补偿，进而实现弱信号窄带跟踪的方法。利用嫦娥三号动力落月段中欧联合干涉测量获取的原始数据进行了验证，结果表明，基于该方法补偿后的弱信号只需采用噪声带宽5 Hz的数字锁相环即可实现精确相位跟踪，对新诺舍站DOR（differential one-way ranging）音信号的相位估计标准差低至3.4°。该方法可应用于中国未来月球和深空探测，以及机构间干涉测量交互支持。
干涉测量技术对于直接获取月球和深空探测器空间方位，开展科学研究具有非常重要的意义。提出了一种利用高品质因数天线获取的探测器高动态飞行段估计信息，对远距离异地较低接收品质因数天线接收的弱信号进行补偿，进而实现弱信号窄带跟踪的方法。利用嫦娥三号动力落月段中欧联合干涉测量获取的原始数据进行了验证，结果表明，基于该方法补偿后的弱信号只需采用噪声带宽5 Hz的数字锁相环即可实现精确相位跟踪，对新诺舍站DOR（differential one-way ranging）音信号的相位估计标准差低至3.4°。该方法可应用于中国未来月球和深空探测，以及机构间干涉测量交互支持。
2019, 44(10): 1449-1456.
doi: 10.13203/j.whugis20180064
摘要:
针对传统天线旋转中心测量时，俯仰轴生成方式不严密对其精度和可靠性产生不利影响的问题，提出了俯仰轴相交和球拟合两种新的旋转中心测量方法。对不同方位下标志点绕俯仰轴的运动轨迹进行圆拟合，得到含有方位信息的俯仰轴，多条俯仰轴求交点作为旋转中心，称之为俯仰轴相交法，较传统方法可靠性更高。对标志点的运动轨迹进行球拟合，取所有球心的均值作为旋转中心，称之为球拟合法，避免了圆拟合及求交点的过程，方法更为严密。以3台φ3 m上行阵天线为实验对象，应用全站仪和工业摄影测量技术获取标志点在规划姿态下的坐标，采用两种新方法处理观测数据，均得到了内符合精度达亚毫米级的旋转中心。
针对传统天线旋转中心测量时，俯仰轴生成方式不严密对其精度和可靠性产生不利影响的问题，提出了俯仰轴相交和球拟合两种新的旋转中心测量方法。对不同方位下标志点绕俯仰轴的运动轨迹进行圆拟合，得到含有方位信息的俯仰轴，多条俯仰轴求交点作为旋转中心，称之为俯仰轴相交法，较传统方法可靠性更高。对标志点的运动轨迹进行球拟合，取所有球心的均值作为旋转中心，称之为球拟合法，避免了圆拟合及求交点的过程，方法更为严密。以3台φ3 m上行阵天线为实验对象，应用全站仪和工业摄影测量技术获取标志点在规划姿态下的坐标，采用两种新方法处理观测数据，均得到了内符合精度达亚毫米级的旋转中心。
2019, 44(10): 1457-1464.
doi: 10.13203/j.whugis20170428
摘要:
北斗三号系统于2017年正式启动建设，将采用新的北斗全球电离层延迟修正模型（BeiDou global ionospheric delay correction model，BDGIM）。使用高精度格网电离层数据和双频实测电离层延迟数据作为参考，对北斗试验卫星系统播发的BDGIM模型精度进行了相应分析和评估，并与北斗Klobuchar和GPS Klobuchar模型精度进行了比较。研究结果表明，在中国区域，BDGIM模型和北斗Klobuchar模型精度相当，优于GPS Klobuchar模型；在全球范围内，BDGIM模型精度优于北斗Klobuchar和GPS Klobuchar模型。采用不同电离层模型进行伪距单频单点定位，并对定位结果进行对比分析，结果显示，使用BDGIM模型比北斗Klobuchar模型的定位精度有13%的提高，比GPS Klobuchar模型有7%~10%的提高。
北斗三号系统于2017年正式启动建设，将采用新的北斗全球电离层延迟修正模型（BeiDou global ionospheric delay correction model，BDGIM）。使用高精度格网电离层数据和双频实测电离层延迟数据作为参考，对北斗试验卫星系统播发的BDGIM模型精度进行了相应分析和评估，并与北斗Klobuchar和GPS Klobuchar模型精度进行了比较。研究结果表明，在中国区域，BDGIM模型和北斗Klobuchar模型精度相当，优于GPS Klobuchar模型；在全球范围内，BDGIM模型精度优于北斗Klobuchar和GPS Klobuchar模型。采用不同电离层模型进行伪距单频单点定位，并对定位结果进行对比分析，结果显示，使用BDGIM模型比北斗Klobuchar模型的定位精度有13%的提高，比GPS Klobuchar模型有7%~10%的提高。
2019, 44(10): 1465-1471.
doi: 10.13203/j.whugis20170294
摘要:
北斗卫星的姿态控制分为动态偏置、零偏置和连续动偏3种，不同类型卫星、不同姿态控制模式、不同时段下定轨精度不一致，影响了北斗系统的连续性。详细研究了北斗不同类型卫星在不同姿态控制模式下的最优定轨策略，并基于实测数据进行试验，结果表明，BeiDou-2 IGSO（inclined geosynchronous orbit）/MEO（medium earth orbit）卫星采用基于星地钟差约束下多星定轨方法和ECOM（extended CODE model）5参数模型相结合的方法定轨精度最优，零偏期间，用户等效距离误差值为2.08 m，全球激光评估轨道视向精度约为1 m；BeiDou-3 IGSO/MEO卫星采用常规多星定轨和ECOM 5参数模型相结合的方法定轨精度最优；连续动偏期间，用户等效距离误差值为1.22 m，全球激光评估轨道视向精度为0.23 m，与动偏期间精度一致；GEO（geostationary earth orbit）卫星在春秋分附近时段采用基于星地钟差约束下多星定轨方法和ECOM 9参数模型相结合的方法定轨精度最优，用户等效距离误差值为0.72 m。
北斗卫星的姿态控制分为动态偏置、零偏置和连续动偏3种，不同类型卫星、不同姿态控制模式、不同时段下定轨精度不一致，影响了北斗系统的连续性。详细研究了北斗不同类型卫星在不同姿态控制模式下的最优定轨策略，并基于实测数据进行试验，结果表明，BeiDou-2 IGSO（inclined geosynchronous orbit）/MEO（medium earth orbit）卫星采用基于星地钟差约束下多星定轨方法和ECOM（extended CODE model）5参数模型相结合的方法定轨精度最优，零偏期间，用户等效距离误差值为2.08 m，全球激光评估轨道视向精度约为1 m；BeiDou-3 IGSO/MEO卫星采用常规多星定轨和ECOM 5参数模型相结合的方法定轨精度最优；连续动偏期间，用户等效距离误差值为1.22 m，全球激光评估轨道视向精度为0.23 m，与动偏期间精度一致；GEO（geostationary earth orbit）卫星在春秋分附近时段采用基于星地钟差约束下多星定轨方法和ECOM 9参数模型相结合的方法定轨精度最优，用户等效距离误差值为0.72 m。
2019, 44(10): 1472-1477.
doi: 10.13203/j.whugis20180085
摘要:
目前，普通智能终端的平面定位精度在5 m左右。2016年，Google公司推出Android系统7.0版本，开始支持输出GNSS（global navigation satellite system）原始观测值。通过改正和计算，可以获得Android智能终端的伪码和载波相位观测值，从而实现较高精度的GNSS定位。研究采用华为P9手机进行，在观测条件良好的情况下，采集静态的GNSS原始观测数据，并采用多种方式分别进行定位解算，并分析其定位精度。同时，在相邻观测点放置NovAtel DL-V3-L1型接收机进行对比。实验表明通过静态下精密单点定位或者载波相位差分定位的方式，可以显著提升智能终端的定位精度，达到分米级水平。
目前，普通智能终端的平面定位精度在5 m左右。2016年，Google公司推出Android系统7.0版本，开始支持输出GNSS（global navigation satellite system）原始观测值。通过改正和计算，可以获得Android智能终端的伪码和载波相位观测值，从而实现较高精度的GNSS定位。研究采用华为P9手机进行，在观测条件良好的情况下，采集静态的GNSS原始观测数据，并采用多种方式分别进行定位解算，并分析其定位精度。同时，在相邻观测点放置NovAtel DL-V3-L1型接收机进行对比。实验表明通过静态下精密单点定位或者载波相位差分定位的方式，可以显著提升智能终端的定位精度，达到分米级水平。
2019, 44(10): 1478-1483.
doi: 10.13203/j.whugis20170420
摘要:
过去由于无法获得大地高数据，传统的第三大地边值问题采用重力异常作为边值条件。GNSS技术的发展为第二边值问题的研究带来了契机。研究比较成熟的第三边值理论无疑为第二边值问题提供了很好的参考和借鉴，对此开展将第三边值问题中计算似大地水准面的Molodensky理论方法应用于第二边值问题的研究。首先推导了Hotine算子与梯度算子的关系，然后给出了基于Molodensky理论求解第二边值问题的算法。实验结果表明，该算法与传统第三边值问题中Molodensky理论的边值解精度相当，说明基于Molodensky理论求解第二大地边值问题是完全可行的。
过去由于无法获得大地高数据，传统的第三大地边值问题采用重力异常作为边值条件。GNSS技术的发展为第二边值问题的研究带来了契机。研究比较成熟的第三边值理论无疑为第二边值问题提供了很好的参考和借鉴，对此开展将第三边值问题中计算似大地水准面的Molodensky理论方法应用于第二边值问题的研究。首先推导了Hotine算子与梯度算子的关系，然后给出了基于Molodensky理论求解第二边值问题的算法。实验结果表明，该算法与传统第三边值问题中Molodensky理论的边值解精度相当，说明基于Molodensky理论求解第二大地边值问题是完全可行的。
2019, 44(10): 1484-1490, 1497.
doi: 10.13203/j.whugis20180060
摘要:
提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线自动合并方法。首先提出一种避免进行地形特征分析的待合并等深线探测方法，用于自动探测待合并的等深线；其次，通过三角形筛选构建桥接区域，并对桥接区域进行扩展、填"孔"操作；接着，利用Delaunay三角网在曲线弯曲识别方面的优势，提取待综合的弯曲区域；然后，合并待综合弯曲区域和桥接区域得到待综合部分，利用图形对称差分运算得到合并结果；最后对合并结果进行光滑处理。实验表明，该方法能够自动正确地对待合并等深线进行探测，合并结果不仅能够满足航行安全，而且图形形态清晰、光滑。
提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线自动合并方法。首先提出一种避免进行地形特征分析的待合并等深线探测方法，用于自动探测待合并的等深线；其次，通过三角形筛选构建桥接区域，并对桥接区域进行扩展、填"孔"操作；接着，利用Delaunay三角网在曲线弯曲识别方面的优势，提取待综合的弯曲区域；然后，合并待综合弯曲区域和桥接区域得到待综合部分，利用图形对称差分运算得到合并结果；最后对合并结果进行光滑处理。实验表明，该方法能够自动正确地对待合并等深线进行探测，合并结果不仅能够满足航行安全，而且图形形态清晰、光滑。
2019, 44(10): 1491-1497.
doi: 10.13203/j.whugis20170425
摘要:
非线性方程参数估计存在的弊端在于非线性观测方程存在不适定问题时，以线性化平差估计和高斯牛顿为代表的经典数值算法会产生较强的不稳定特征。因此，针对传统非线性最小二乘求解不稳定且可靠性低的特点，基于稳定泛函极小准则最优化思想，提出了一种自适应松弛正则化数值算法。该算法采用正则化参数几何递增计算方法和残差最小步长准则，实现了正则参数和迭代步长计算的完全自适应，提高了非线性迭代收敛效率。以病态仿真数据和水下实测数据为例，验证了该方法的数值收敛解优于线性平差估计解，收敛效率优于迭代Tikhonov正则化方法。
非线性方程参数估计存在的弊端在于非线性观测方程存在不适定问题时，以线性化平差估计和高斯牛顿为代表的经典数值算法会产生较强的不稳定特征。因此，针对传统非线性最小二乘求解不稳定且可靠性低的特点，基于稳定泛函极小准则最优化思想，提出了一种自适应松弛正则化数值算法。该算法采用正则化参数几何递增计算方法和残差最小步长准则，实现了正则参数和迭代步长计算的完全自适应，提高了非线性迭代收敛效率。以病态仿真数据和水下实测数据为例，验证了该方法的数值收敛解优于线性平差估计解，收敛效率优于迭代Tikhonov正则化方法。
2019, 44(10): 1498-1504.
doi: 10.13203/j.whugis20180050
摘要:
为在本地测量中更精确地测定VLBI（very long baseline interferometry）天线参考点（reference point，RP）点位，分析了水平钢轨残余形变对四轮座架式天线的影响，首次提出并推导了用以改正归心解算靶标点（target point，TP）坐标的水平钢轨残余形变模型，结合实测靶标坐标与钢轨水准数据，解释了TP坐标残差中的系统性效应，精化了TP理论坐标，显著提高了参考点测定精度。结果表明，采用水平钢轨残余形变改正模型与估算模型可分别使靶标坐标归心拟后残差中误差提高50%和65%，归心精度均可提高约30%。此外，本钢轨残余形变估算模型还可有效用于该类天线钢轨形变的监测。
为在本地测量中更精确地测定VLBI（very long baseline interferometry）天线参考点（reference point，RP）点位，分析了水平钢轨残余形变对四轮座架式天线的影响，首次提出并推导了用以改正归心解算靶标点（target point，TP）坐标的水平钢轨残余形变模型，结合实测靶标坐标与钢轨水准数据，解释了TP坐标残差中的系统性效应，精化了TP理论坐标，显著提高了参考点测定精度。结果表明，采用水平钢轨残余形变改正模型与估算模型可分别使靶标坐标归心拟后残差中误差提高50%和65%，归心精度均可提高约30%。此外，本钢轨残余形变估算模型还可有效用于该类天线钢轨形变的监测。
2019, 44(10): 1505-1510.
doi: 10.13203/j.whugis20180074
摘要:
GNSS/水准联测点的合理选择对GNSS高程拟合至关重要，剔除法是一种较好的优化选点方法，传统的剔除法是以高程异常拟合误差最小为目标函数进行优化选点，可能会出现选点不均匀情况。鉴于此，提出根据GNSS/水准点生成的泰森多边形面积大小进行优化选点，并在此基础上对传统优化选点的方法进行改进，即同时考虑高程异常拟合误差大小及由泰森法生成的多边形面积大小进行优化选点（称为综合法）。以1~3次多项式拟合模型为研究对象，实验结果表明，GNSS/水准点优化选择的综合法可在改善点分布的同时获得稳定性好、精度较高的高程异常拟合结果。
GNSS/水准联测点的合理选择对GNSS高程拟合至关重要，剔除法是一种较好的优化选点方法，传统的剔除法是以高程异常拟合误差最小为目标函数进行优化选点，可能会出现选点不均匀情况。鉴于此，提出根据GNSS/水准点生成的泰森多边形面积大小进行优化选点，并在此基础上对传统优化选点的方法进行改进，即同时考虑高程异常拟合误差大小及由泰森法生成的多边形面积大小进行优化选点（称为综合法）。以1~3次多项式拟合模型为研究对象，实验结果表明，GNSS/水准点优化选择的综合法可在改善点分布的同时获得稳定性好、精度较高的高程异常拟合结果。
2019, 44(10): 1511-1517.
doi: 10.13203/j.whugis20180033
摘要:
采用重磁位场的泊松公式法推导了海底管道磁异常的理论计算模型，以两段已知的输气管道为研究对象进行了正演模拟计算和海上实测验证。正演结果表明，在距海底管道约8.0 m的观测平面上能产生跨度约20.0 m、辐值分别高达329.8 nT和362.4 nT的正磁异常。实测的海底管道磁异常分布跨度与正演的结果基本一致，但其分布的细节特征存在不同，既存在正异常，也存在负异常。通过分析磁异常极值点的分布特征推测可能是管道连接处的热剩磁导致了实测磁异常的细节特征。
采用重磁位场的泊松公式法推导了海底管道磁异常的理论计算模型，以两段已知的输气管道为研究对象进行了正演模拟计算和海上实测验证。正演结果表明，在距海底管道约8.0 m的观测平面上能产生跨度约20.0 m、辐值分别高达329.8 nT和362.4 nT的正磁异常。实测的海底管道磁异常分布跨度与正演的结果基本一致，但其分布的细节特征存在不同，既存在正异常，也存在负异常。通过分析磁异常极值点的分布特征推测可能是管道连接处的热剩磁导致了实测磁异常的细节特征。
2019, 44(10): 1518-1523.
doi: 10.13203/j.whugis20170263
摘要:
初始接缝线网络是影像镶嵌中的重要一环，特别是在遥感影像处理中，它的生成质量对后续接缝线的优化具有重要影响。设计了一种新颖的初始接缝网络线生成方法，它将影像有效区域的重叠拓扑以比特数组的形式进行了封装，并分别赋给了点、线、面这些平面几何要素。一方面，这有助于挖掘影像重叠区之间的空间联系，便于计算接缝线连接的优先关系，使得接缝线的生成不再受制于重叠区域的具体形状，而仅考虑影像的重叠程度，从而大大提高了接缝生成的鲁棒性。另一方面，基于比特运算的高效性也使该方法在接缝线生产效率上体现出优势。与顾及重叠的面Voronoi图的方法进行了对比，该方法在接缝线生成的鲁棒性和效率上都具有一定优势。
初始接缝线网络是影像镶嵌中的重要一环，特别是在遥感影像处理中，它的生成质量对后续接缝线的优化具有重要影响。设计了一种新颖的初始接缝网络线生成方法，它将影像有效区域的重叠拓扑以比特数组的形式进行了封装，并分别赋给了点、线、面这些平面几何要素。一方面，这有助于挖掘影像重叠区之间的空间联系，便于计算接缝线连接的优先关系，使得接缝线的生成不再受制于重叠区域的具体形状，而仅考虑影像的重叠程度，从而大大提高了接缝生成的鲁棒性。另一方面，基于比特运算的高效性也使该方法在接缝线生产效率上体现出优势。与顾及重叠的面Voronoi图的方法进行了对比，该方法在接缝线生成的鲁棒性和效率上都具有一定优势。
2019, 44(10): 1524-1529, 1537.
doi: 10.13203/j.whugis20180022
摘要:
面阵相机和线激光扫描仪的组合在移动测量、自动驾驶、机器人等领域中得到了广泛应用。影像纹理和激光深度数据融合的首要问题是两种传感器的外参标定。对此，提出了一种融合多种约束条件的相机和线激光外参标定算法。该算法建立激光扫描线与V型棋盘平面间的点-面、线-面、点-线等多种约束求解和优化激光与相机间的外参，减少了激光点和像点噪声对结果的影响。实验结果表明，该算法相较于之前的算法有更高的精度和鲁棒性。并通过计算激光交点到V型棋盘面交线的距离，提出了定量评价激光与相机外参精度的标准。
面阵相机和线激光扫描仪的组合在移动测量、自动驾驶、机器人等领域中得到了广泛应用。影像纹理和激光深度数据融合的首要问题是两种传感器的外参标定。对此，提出了一种融合多种约束条件的相机和线激光外参标定算法。该算法建立激光扫描线与V型棋盘平面间的点-面、线-面、点-线等多种约束求解和优化激光与相机间的外参，减少了激光点和像点噪声对结果的影响。实验结果表明，该算法相较于之前的算法有更高的精度和鲁棒性。并通过计算激光交点到V型棋盘面交线的距离，提出了定量评价激光与相机外参精度的标准。
2019, 44(10): 1530-1537.
doi: 10.13203/j.whugis20170424
摘要:
针对视频监控系统中人群异常行为检测准确率低的问题，提出了一种基于时空立方体的人群异常行为检测与定位方法。首先利用光流法计算等间距采样的特征点光流场，然后根据光流场计算特征点的运动速度、方向和方向熵3个特征量，并分别将其统计直方图投影到对应的三维立体空间中，构建描述人群行为的时空立方体特征。同时，将图像分成多个子区域，并计算各子区域的时空立方体特征；设计基于最近邻分类和支持向量机的级联分类器，完成人群异常行为的检测与定位。结果表明，该方法比现有方法能更准确地检测视频中的异常人群。
针对视频监控系统中人群异常行为检测准确率低的问题，提出了一种基于时空立方体的人群异常行为检测与定位方法。首先利用光流法计算等间距采样的特征点光流场，然后根据光流场计算特征点的运动速度、方向和方向熵3个特征量，并分别将其统计直方图投影到对应的三维立体空间中，构建描述人群行为的时空立方体特征。同时，将图像分成多个子区域，并计算各子区域的时空立方体特征；设计基于最近邻分类和支持向量机的级联分类器，完成人群异常行为的检测与定位。结果表明，该方法比现有方法能更准确地检测视频中的异常人群。
2019, 44(10): 1538-1544.
doi: 10.13203/j.whugis20170304
摘要:
针对轮廓线拼接法在复杂矿体建模时无法处理多域邻接特征的问题，应用Delaunay细分方法实现了一种适用于多域复杂矿体的网络剖分方法，不仅可以生成多域表面模型，还可以同时对不同域的矿体进行网格剖分，便于后期进行多域复杂矿体的有限元模拟。该方法通过约束Delaunay三角剖分来近似域和曲面，以及在Delaunay细分中确保对域的近似精度和对单元的网格质量。在约束Delaunay三角剖分的基础上，通过多标签算法对子域进行封装，并对中间域进行分离或通过距离场对中间域进行拟合，修改多域多面体的预测构造方法，实现了对多域多面体的自适应网格剖分方法。对河北省北洺河铁矿复杂矿体建模的试验结果表明，该方法除了可以生成无缝、连续的多域模型之外，通过网格优化还可以生成高质量的四面体和三角网格，避免轮廓线拼接法大量退化和奇异三角形的存在。同时该方法在逆向工程、有限元分析、科学计算可视化等领域中也都具有重要的应用价值。
针对轮廓线拼接法在复杂矿体建模时无法处理多域邻接特征的问题，应用Delaunay细分方法实现了一种适用于多域复杂矿体的网络剖分方法，不仅可以生成多域表面模型，还可以同时对不同域的矿体进行网格剖分，便于后期进行多域复杂矿体的有限元模拟。该方法通过约束Delaunay三角剖分来近似域和曲面，以及在Delaunay细分中确保对域的近似精度和对单元的网格质量。在约束Delaunay三角剖分的基础上，通过多标签算法对子域进行封装，并对中间域进行分离或通过距离场对中间域进行拟合，修改多域多面体的预测构造方法，实现了对多域多面体的自适应网格剖分方法。对河北省北洺河铁矿复杂矿体建模的试验结果表明，该方法除了可以生成无缝、连续的多域模型之外，通过网格优化还可以生成高质量的四面体和三角网格，避免轮廓线拼接法大量退化和奇异三角形的存在。同时该方法在逆向工程、有限元分析、科学计算可视化等领域中也都具有重要的应用价值。
2019, 44(10): 1545-1552.
doi: 10.13203/j.whugis20180025
摘要:
提出一种基于地理加权中心节点距离的网络社区发现算法（geographical weighted central node distance based Louvain method，GND-Louvain）。该算法扩展了传统复杂网络领域的经典社区发现方法Louvain，利用地理加权中心节点来度量社区发现过程中的空间距离关系，并将此距离衰减效应加入到距离模块度模型中，以此来计算和评估空间网络社区划分结果的质量，并探究了空间社区发现结果不稳定的原因。通过定义节点计算顺序，保证了社区发现结果的质量和稳定性。利用中国铁路网线路数据，设计了5种不同空间约束的空间社区发现对比性实验。结果证明，GND-Louvain算法的准确性最高，并且算法结果最稳定。
提出一种基于地理加权中心节点距离的网络社区发现算法（geographical weighted central node distance based Louvain method，GND-Louvain）。该算法扩展了传统复杂网络领域的经典社区发现方法Louvain，利用地理加权中心节点来度量社区发现过程中的空间距离关系，并将此距离衰减效应加入到距离模块度模型中，以此来计算和评估空间网络社区划分结果的质量，并探究了空间社区发现结果不稳定的原因。通过定义节点计算顺序，保证了社区发现结果的质量和稳定性。利用中国铁路网线路数据，设计了5种不同空间约束的空间社区发现对比性实验。结果证明，GND-Louvain算法的准确性最高，并且算法结果最稳定。
2019, 44(10): 1553-1559.
doi: 10.13203/j.whugis20170419
摘要:
为满足海量地铁隧道点云的高效处理需求，提出了一种R树与格网结合的海量地铁隧道点云管理方法。针对隧道点云的空间分布特点，在全局将大范围点云划分到格网中，并使用R树管理非空网格；在局部使用八叉树与四叉树混合的索引方法管理单个网格内的点云。为了提高点云的渲染效果，提出了基于网格面积的多细节层次结构（levels of detail，LOD）回溯构建方法，并采用高效的单文件存储方式存储点云。实验结果证明了所提出的方法在海量隧道点云的管理和可视化方面优于传统方法。
为满足海量地铁隧道点云的高效处理需求，提出了一种R树与格网结合的海量地铁隧道点云管理方法。针对隧道点云的空间分布特点，在全局将大范围点云划分到格网中，并使用R树管理非空网格；在局部使用八叉树与四叉树混合的索引方法管理单个网格内的点云。为了提高点云的渲染效果，提出了基于网格面积的多细节层次结构（levels of detail，LOD）回溯构建方法，并采用高效的单文件存储方式存储点云。实验结果证明了所提出的方法在海量隧道点云的管理和可视化方面优于传统方法。
2019, 44(10): 1560-1566.
doi: 10.13203/j.whugis20180067
摘要:
针对灾后水中悬浮物质增多和高含水量农作物导致常规水体信息提取方法精度较低的问题，提出了一种基于缨帽变换的农田洪水淹没范围遥感信息提取方法。首先，对灾前、灾后遥感图像进行辐射定标和大气校正。其次，通过缨帽变换获取绿度分量和湿度分量；然后，利用最大类间方差法对湿度分量进行分割，结合绿度分量提取水体信息；最后，叠加农田矢量数据，确定农田洪水淹没范围。以湖南省岳阳市及其附近区域为研究区，从定性和定量两个方面对方法进行精度评价。结果表明，该方法所得结果边界清晰，范围准确，生产者精度和用户精度分别为0.97和0.90。该研究能够为农田灾损评估、洪涝灾害动态监测提供参考。
针对灾后水中悬浮物质增多和高含水量农作物导致常规水体信息提取方法精度较低的问题，提出了一种基于缨帽变换的农田洪水淹没范围遥感信息提取方法。首先，对灾前、灾后遥感图像进行辐射定标和大气校正。其次，通过缨帽变换获取绿度分量和湿度分量；然后，利用最大类间方差法对湿度分量进行分割，结合绿度分量提取水体信息；最后，叠加农田矢量数据，确定农田洪水淹没范围。以湖南省岳阳市及其附近区域为研究区，从定性和定量两个方面对方法进行精度评价。结果表明，该方法所得结果边界清晰，范围准确，生产者精度和用户精度分别为0.97和0.90。该研究能够为农田灾损评估、洪涝灾害动态监测提供参考。
2019, 44(10): 1567-1574.
doi: 10.13203/j.whugis20170316
摘要:
当前湖泊选取方法多采用整体选取的形式，且难以兼顾湖泊的属性特征、分布特征和拓扑特征。通过分析和模仿制图专家人工选取湖泊的认知行为和过程，提出一种顾及分布特征和拓扑特征保持的基于动态多尺度聚类的湖泊选取方法。首先设置面积阈值以选取大面积湖泊，然后通过缓冲区选取"孤立"湖泊，接下来对湖泊群进行动态多尺度聚类来划分出湖泊分布密度不同的区域，对不同区域按开方根规律确定选取数量指标并采用不同选取策略，其中对包含湖泊数量较多的区域依据由主成分分析法定量计算出的重要性综合评价进行迭代选取，直至达到选取数量指标。实验对比表明，该方法在综合考虑重要性的前提下，有效地保持了选取前后湖泊群的形态结构和密度对比。
当前湖泊选取方法多采用整体选取的形式，且难以兼顾湖泊的属性特征、分布特征和拓扑特征。通过分析和模仿制图专家人工选取湖泊的认知行为和过程，提出一种顾及分布特征和拓扑特征保持的基于动态多尺度聚类的湖泊选取方法。首先设置面积阈值以选取大面积湖泊，然后通过缓冲区选取"孤立"湖泊，接下来对湖泊群进行动态多尺度聚类来划分出湖泊分布密度不同的区域，对不同区域按开方根规律确定选取数量指标并采用不同选取策略，其中对包含湖泊数量较多的区域依据由主成分分析法定量计算出的重要性综合评价进行迭代选取，直至达到选取数量指标。实验对比表明，该方法在综合考虑重要性的前提下，有效地保持了选取前后湖泊群的形态结构和密度对比。
2019, 44(10): 1575-1580.
doi: 10.13203/j.whugis20170426
摘要:
提出了一种基于居民出行活动特征的个体经济水平推断方法。从出行轨迹的移动性指标、基于居住地的出行特征和出行活动链模式3个方面提取13维出行活动特征，以广州市居民出行日志调查数据为训练和测试数据，利用随机森林方法进行个体经济收入水平的推断与检验。结果表明，该方法能够获得最高80%的个体收入水平推断精度。基于家的出行特征（如工作时间（9：00-18：00）离家距离众数等、出行链模式）以及与出行范围有关的移动性指标（如最大距离、回旋半径）在推断个体经济水平上的重要性较高，而衡量出行地点空间异质性的指标（如空间多样性等）重要性相对较低。
提出了一种基于居民出行活动特征的个体经济水平推断方法。从出行轨迹的移动性指标、基于居住地的出行特征和出行活动链模式3个方面提取13维出行活动特征，以广州市居民出行日志调查数据为训练和测试数据，利用随机森林方法进行个体经济收入水平的推断与检验。结果表明，该方法能够获得最高80%的个体收入水平推断精度。基于家的出行特征（如工作时间（9：00-18：00）离家距离众数等、出行链模式）以及与出行范围有关的移动性指标（如最大距离、回旋半径）在推断个体经济水平上的重要性较高，而衡量出行地点空间异质性的指标（如空间多样性等）重要性相对较低。
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