2019年 第44卷 第4期
2019, 44(4): 475-481.
doi: 10.13203/j.whugis20170132
摘要:
多模全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）精密单点定位（precise point positioning，PPP）存在系统间偏差（inter-system bias，ISB），构建了顾及系统间偏差的多模GNSS融合PPP算法，对多星座实验（the multi-GNSS experiment，MGEX）监测网中的7个测站观测数据进行静态解算，获得Galileo、GLONASS、北斗与全球定位系统之间的ISB值。分析结果表明，四系统PPP融合定位在水平分量和高程分量的精度分别为8.9 mm、5.3 mm和10.9 mm，体现出较高的融合定位精度。不同系统ISB值在单天内的稳定性较好，均优于0.12 ns。从多天ISB序列看，ISB存在不规律跳变，变化幅度可达近20 ns。不同类型接收机ISB存在一定差异，同一类型接收机结果相近。综合来看，Galileo ISB值最稳定且结果最优，北斗与GLONASS结果相当。
多模全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）精密单点定位（precise point positioning，PPP）存在系统间偏差（inter-system bias，ISB），构建了顾及系统间偏差的多模GNSS融合PPP算法，对多星座实验（the multi-GNSS experiment，MGEX）监测网中的7个测站观测数据进行静态解算，获得Galileo、GLONASS、北斗与全球定位系统之间的ISB值。分析结果表明，四系统PPP融合定位在水平分量和高程分量的精度分别为8.9 mm、5.3 mm和10.9 mm，体现出较高的融合定位精度。不同系统ISB值在单天内的稳定性较好，均优于0.12 ns。从多天ISB序列看，ISB存在不规律跳变，变化幅度可达近20 ns。不同类型接收机ISB存在一定差异，同一类型接收机结果相近。综合来看，Galileo ISB值最稳定且结果最优，北斗与GLONASS结果相当。
2019, 44(4): 482-488.
doi: 10.13203/j.whugis20170160
摘要:
设计静态测量实验和升降台实验对GT-2A航空重力仪的零漂率、分辨力和尺度因子进行分析。利用GT-2A定点静态连续观测数据、相对重力仪同步观测数据和固体潮模型计算的重力固体潮数据，计算了GT-2A的零漂率。固体潮改正之前和之后的计算结果表明，采用GT-2A连续静态观测数据计算的零漂率差值最大可达7.4 μGal/h；采用施测前后校准测量数据计算零漂率引入的代表误差最大为13.7 μGal/h。以上结果表明固体潮对零漂率的确定具有较大影响。测试GT-2A观测重力固体潮的能力，通过频域分析发现幅值超过30 μGal的分潮波会对GT-2A测量结果的幅-频特征产生影响，认为GT-2A的分辨力约为30 μGal。升降台实验中利用GT-2A测定重力垂直梯度，与相对重力仪测得的重力垂直梯度比较，计算出GT-2A实验量程内观测数据的尺度因子为-0.003 4 ±0.011 6。
设计静态测量实验和升降台实验对GT-2A航空重力仪的零漂率、分辨力和尺度因子进行分析。利用GT-2A定点静态连续观测数据、相对重力仪同步观测数据和固体潮模型计算的重力固体潮数据，计算了GT-2A的零漂率。固体潮改正之前和之后的计算结果表明，采用GT-2A连续静态观测数据计算的零漂率差值最大可达7.4 μGal/h；采用施测前后校准测量数据计算零漂率引入的代表误差最大为13.7 μGal/h。以上结果表明固体潮对零漂率的确定具有较大影响。测试GT-2A观测重力固体潮的能力，通过频域分析发现幅值超过30 μGal的分潮波会对GT-2A测量结果的幅-频特征产生影响，认为GT-2A的分辨力约为30 μGal。升降台实验中利用GT-2A测定重力垂直梯度，与相对重力仪测得的重力垂直梯度比较，计算出GT-2A实验量程内观测数据的尺度因子为-0.003 4 ±0.011 6。
2019, 44(4): 489-494.
doi: 10.13203/j.whugis20170157
摘要:
单频全球定位系统模糊度在航解算过程中存在法方程病态的问题，利用历元间坐标差信息可以在一定程度上削弱法方程的病态性，提高模糊度浮点解的精度和模糊度收敛速度。为进一步提高历元间坐标差法固定模糊度的效率，提出了一种改进的历元间坐标差方法，该方法对历元间坐标差虚拟观测误差方程进行了重构，并给出了新的虚拟观测值方差阵。实验结果表明，新方法较之以往的历元间坐标差方法具有更优的稳定性和效率。
单频全球定位系统模糊度在航解算过程中存在法方程病态的问题，利用历元间坐标差信息可以在一定程度上削弱法方程的病态性，提高模糊度浮点解的精度和模糊度收敛速度。为进一步提高历元间坐标差法固定模糊度的效率，提出了一种改进的历元间坐标差方法，该方法对历元间坐标差虚拟观测误差方程进行了重构，并给出了新的虚拟观测值方差阵。实验结果表明，新方法较之以往的历元间坐标差方法具有更优的稳定性和效率。
2019, 44(4): 495-500, 592.
doi: 10.13203/j.whugis20170119
摘要:
在传统多系统非差非组合精密单点定位（precise point positioning，PPP）模型中，电离层延迟会吸收部分接收机码硬件延迟，其估计值可能为负数。提出了一种估计接收机差分码偏差（differential code bias，DCB）参数的GPS（Global Positioning System）/BDS（BeiDou Navigation Satellite System）非组合PPP模型，将每个系统第1个频率上的接收机码硬件延迟约束为零，对接收机DCB进行参数估计，达到了分离电离层延迟和接收机码硬件延迟的目的，降低了接收机钟差和电离层延迟的相关程度。利用4个多星座实验（multi-GNSS experiment，MGEX）跟踪站的GPS/BDS数据进行了静态和动态PPP试验，结果表明，与不估计DCB参数的PPP模型相比，采用估计DCB参数PPP模型后，静态模式下定位精度和收敛速度平均提高了29.3%和29.8%，动态模式下定位精度和收敛速度平均提高了15.7%和21.6%。
在传统多系统非差非组合精密单点定位（precise point positioning，PPP）模型中，电离层延迟会吸收部分接收机码硬件延迟，其估计值可能为负数。提出了一种估计接收机差分码偏差（differential code bias，DCB）参数的GPS（Global Positioning System）/BDS（BeiDou Navigation Satellite System）非组合PPP模型，将每个系统第1个频率上的接收机码硬件延迟约束为零，对接收机DCB进行参数估计，达到了分离电离层延迟和接收机码硬件延迟的目的，降低了接收机钟差和电离层延迟的相关程度。利用4个多星座实验（multi-GNSS experiment，MGEX）跟踪站的GPS/BDS数据进行了静态和动态PPP试验，结果表明，与不估计DCB参数的PPP模型相比，采用估计DCB参数PPP模型后，静态模式下定位精度和收敛速度平均提高了29.3%和29.8%，动态模式下定位精度和收敛速度平均提高了15.7%和21.6%。
2019, 44(4): 501-509.
doi: 10.13203/j.whugis20160503
摘要:
相对于传统的重力测量手段，重力梯度测量能够以更高的灵敏度和分辨能力反映出地下密度异常体的结构特征。由于拉格朗日经验参数在实测数据反演中存在不确定性，对预条件共轭梯度反演算法加以改进，利用L曲线的拐点值代替原反演算法中的拉格朗日经验参数作为正则化参数；为改善反演中存在的病态性问题并减弱核函数的快速衰减，将地下模型改进为不等间隔模型；为改善反演中解的非唯一性，利用重力梯度的5个独立分量进行联合反演；通过对澳大利亚Kauring试验场航空重力梯度张量进行联合反演，得到该地区异常体的三维密度分布，将重力梯度联合反演结果与之前的重力反演结果对比分析，发现在中心异常体附近沿线还分布着多个异常块体。结果表明，改进后的算法能够有效地利用实测重力梯度数据反演出密度异常体的分布信息。
相对于传统的重力测量手段，重力梯度测量能够以更高的灵敏度和分辨能力反映出地下密度异常体的结构特征。由于拉格朗日经验参数在实测数据反演中存在不确定性，对预条件共轭梯度反演算法加以改进，利用L曲线的拐点值代替原反演算法中的拉格朗日经验参数作为正则化参数；为改善反演中存在的病态性问题并减弱核函数的快速衰减，将地下模型改进为不等间隔模型；为改善反演中解的非唯一性，利用重力梯度的5个独立分量进行联合反演；通过对澳大利亚Kauring试验场航空重力梯度张量进行联合反演，得到该地区异常体的三维密度分布，将重力梯度联合反演结果与之前的重力反演结果对比分析，发现在中心异常体附近沿线还分布着多个异常块体。结果表明，改进后的算法能够有效地利用实测重力梯度数据反演出密度异常体的分布信息。
2019, 44(4): 510-517.
doi: 10.13203/j.whugis20170211
摘要:
考虑到中国有望开展自主水星探测任务，研制了国内首套具有自主知识产权的水星探测器精密定轨及动力学参数解算软件系统MERGREAS（Mercury Gravity Recovery and Analysis Software/System）。从星历预报、仿真观测量、精密定轨等3个方面与GEODYN-Ⅱ软件进行详细的对比分析，两者一天内的探测器星历预报位置差异在10-7~10-8 m的量级，速度差异在10-9~10-12 m/s的量级；仿真双程测距差异接近10-4 m的量级，双程测速差异为4×10-6 m/s左右；仿真定轨差异则为X方向0.2 m，Y方向0.7 m，Z方向0.5 m，表明MERGREAS各项精度与GEODYN-Ⅱ基本达到一致。模拟同波束数据进行水星探测器和着陆器定位解算，轨道器位置误差为1 m左右，着陆器位置误差为0.88 m；考虑水星重力场和自转模型误差的影响之后，解算的轨道器位置误差为13.6 m，着陆器位置误差为250.3 m。该软件可以为中国未来水星探测任务中的轨道跟踪数据处理提供参考，具有一定的应用价值。
考虑到中国有望开展自主水星探测任务，研制了国内首套具有自主知识产权的水星探测器精密定轨及动力学参数解算软件系统MERGREAS（Mercury Gravity Recovery and Analysis Software/System）。从星历预报、仿真观测量、精密定轨等3个方面与GEODYN-Ⅱ软件进行详细的对比分析，两者一天内的探测器星历预报位置差异在10-7~10-8 m的量级，速度差异在10-9~10-12 m/s的量级；仿真双程测距差异接近10-4 m的量级，双程测速差异为4×10-6 m/s左右；仿真定轨差异则为X方向0.2 m，Y方向0.7 m，Z方向0.5 m，表明MERGREAS各项精度与GEODYN-Ⅱ基本达到一致。模拟同波束数据进行水星探测器和着陆器定位解算，轨道器位置误差为1 m左右，着陆器位置误差为0.88 m；考虑水星重力场和自转模型误差的影响之后，解算的轨道器位置误差为13.6 m，着陆器位置误差为250.3 m。该软件可以为中国未来水星探测任务中的轨道跟踪数据处理提供参考，具有一定的应用价值。
2019, 44(4): 518-524.
doi: 10.13203/j.whugis20160336
摘要:
针对多波束单ping水深数据多呈现较为复杂的曲线形式的现象，提出了基于逆传播（back propagation，BP）神经网络的多波束测深数据粗差剔除方法，即依据BP神经网络具有从输入到输出的映射功能，构建适应多波束单ping水深数据复杂曲线的训练学习算法进行曲线拟合。考虑地形之间的延续性进行相邻ping水深数据间的相关性分析，纵向检查定位并剔除粗差。通过实测多波束测深数据验证该方法的有效性，并与不确定性与测深学联合估值滤波以及交互式滤波方法进行比对分析，结果表明该方法可以有效剔除多波束测深数据中的粗差。
针对多波束单ping水深数据多呈现较为复杂的曲线形式的现象，提出了基于逆传播（back propagation，BP）神经网络的多波束测深数据粗差剔除方法，即依据BP神经网络具有从输入到输出的映射功能，构建适应多波束单ping水深数据复杂曲线的训练学习算法进行曲线拟合。考虑地形之间的延续性进行相邻ping水深数据间的相关性分析，纵向检查定位并剔除粗差。通过实测多波束测深数据验证该方法的有效性，并与不确定性与测深学联合估值滤波以及交互式滤波方法进行比对分析，结果表明该方法可以有效剔除多波束测深数据中的粗差。
2019, 44(4): 525-531, 600.
doi: 10.13203/j.whugis20170112
摘要:
为了解决在多波束测深中声速剖面代表性误差会造成平坦海底地形凹凸变形的问题，提出了一种基于海底观测值的声速剖面反演与海底地形改正技术。该技术利用波束入射角以及单程回波时间信息，建立波束位移与误差声剖的函数关系，采用间接平差与LM（Levenberg-Marquardt）法反演得到与实际声速剖面相近的改正声速剖面，从而达到校正海底畸变地形的目的。海上实验数据验证表明：与含有误差的海上声剖值相比，反演改正后的声剖值更接近海上实际声剖值；水深改正的相对标准差降低50%以上，有效地削弱了畸变海底地形的影响。
为了解决在多波束测深中声速剖面代表性误差会造成平坦海底地形凹凸变形的问题，提出了一种基于海底观测值的声速剖面反演与海底地形改正技术。该技术利用波束入射角以及单程回波时间信息，建立波束位移与误差声剖的函数关系，采用间接平差与LM（Levenberg-Marquardt）法反演得到与实际声速剖面相近的改正声速剖面，从而达到校正海底畸变地形的目的。海上实验数据验证表明：与含有误差的海上声剖值相比，反演改正后的声剖值更接近海上实际声剖值；水深改正的相对标准差降低50%以上，有效地削弱了畸变海底地形的影响。
2019, 44(4): 532-538.
doi: 10.13203/j.whugis20170131
摘要:
针对目前浅地层剖面数据处理中层位人工拾取法存在的低效和受人为因素影响显著等问题以及半自动拾取法人工参与频繁的现状，提出了一种利用灰度突变和层位方向约束的浅地层层位自动拾取方法。首先，根据回波序列对浅地层层位的峰谷响应，给出了基于灰度突变的层位预拾取方法；其次，基于连续原则，提出了层位追踪和滤波方法，实现了离散层位点连续化和异常点剔除；然后，顾及同层位ping序列相关性及层位方向，提出了基于方向约束的层位生长法，实现了间断层位连接；最后，在此基础上给出层位拾取流程，并借助实验进行了验证。
针对目前浅地层剖面数据处理中层位人工拾取法存在的低效和受人为因素影响显著等问题以及半自动拾取法人工参与频繁的现状，提出了一种利用灰度突变和层位方向约束的浅地层层位自动拾取方法。首先，根据回波序列对浅地层层位的峰谷响应，给出了基于灰度突变的层位预拾取方法；其次，基于连续原则，提出了层位追踪和滤波方法，实现了离散层位点连续化和异常点剔除；然后，顾及同层位ping序列相关性及层位方向，提出了基于方向约束的层位生长法，实现了间断层位连接；最后，在此基础上给出层位拾取流程，并借助实验进行了验证。
2019, 44(4): 539-545.
doi: 10.13203/j.whugis20170128
摘要:
多波束水体影像在水下目标探测和识别方面具有较高的应用价值，但受波束旁瓣效应、第三方声呐干扰及复杂的海洋环境噪声等影响，水柱影像中噪声严重，给图像质量和水下目标探测及识别带来较大困难。在分析噪声来源及成因的基础上，根据其空间分布特点，提出了基于强度分布规律的异常"弧圈"检测与消除方法和基于图像交集和差集运算的背景噪声削弱方法，实现了水体影像中噪声的综合抑制，保留目标的同时改善了水体影像的质量。
多波束水体影像在水下目标探测和识别方面具有较高的应用价值，但受波束旁瓣效应、第三方声呐干扰及复杂的海洋环境噪声等影响，水柱影像中噪声严重，给图像质量和水下目标探测及识别带来较大困难。在分析噪声来源及成因的基础上，根据其空间分布特点，提出了基于强度分布规律的异常"弧圈"检测与消除方法和基于图像交集和差集运算的背景噪声削弱方法，实现了水体影像中噪声的综合抑制，保留目标的同时改善了水体影像的质量。
2019, 44(4): 546-554.
doi: 10.13203/j.whugis20170168
摘要:
图像质量评价是遥感图像融合必不可少的环节，对融合图像的客观评价具有较好的研究价值，好的客观评价指标应尽量与主观评价一致。针对全色图像和多光谱图像的融合质量评价，在考虑人类视觉系统的多通道分解和对比度敏感特性的基础上，首先修改颜色失真和结构相似度来分别评价光谱信息和空间信息，然后综合两者作为融合图像的整体评价。以SPOT5图像和高分二号卫星图像为原始数据，对7种融合图像的质量进行了评价。实验表明，对于高分辨率的遥感图像，这种引入了人类视觉特征的融合评价方法与主观评价有很好的一致性。
图像质量评价是遥感图像融合必不可少的环节，对融合图像的客观评价具有较好的研究价值，好的客观评价指标应尽量与主观评价一致。针对全色图像和多光谱图像的融合质量评价，在考虑人类视觉系统的多通道分解和对比度敏感特性的基础上，首先修改颜色失真和结构相似度来分别评价光谱信息和空间信息，然后综合两者作为融合图像的整体评价。以SPOT5图像和高分二号卫星图像为原始数据，对7种融合图像的质量进行了评价。实验表明，对于高分辨率的遥感图像，这种引入了人类视觉特征的融合评价方法与主观评价有很好的一致性。
2019, 44(4): 555-562.
doi: 10.13203/j.whugis20160546
摘要:
中低分辨率遥感影像中广泛存在的混合像元极大地限制了变化检测结果的精度。基于混合像元分解技术，能够深入到像元内部，比较不同端元的组成分差异影像，然后获取亚像元级别的变化信息。如何从差异影像中确定合适的变化阈值，从而准确地判断变化是否发生，是一个难点问题。在高斯模型分布假设的情况下，采用最大期望法（expectation maximization，EM）自动提取最佳阈值，完成自适应的变化检测过程。选择了两种典型的阈值选择方法与该方法进行比较，结果证明基于EM的自适应变化检测方法可以更准确地提取变化信息，具有较好的稳健性。
中低分辨率遥感影像中广泛存在的混合像元极大地限制了变化检测结果的精度。基于混合像元分解技术，能够深入到像元内部，比较不同端元的组成分差异影像，然后获取亚像元级别的变化信息。如何从差异影像中确定合适的变化阈值，从而准确地判断变化是否发生，是一个难点问题。在高斯模型分布假设的情况下，采用最大期望法（expectation maximization，EM）自动提取最佳阈值，完成自适应的变化检测过程。选择了两种典型的阈值选择方法与该方法进行比较，结果证明基于EM的自适应变化检测方法可以更准确地提取变化信息，具有较好的稳健性。
2019, 44(4): 563-569.
doi: 10.13203/j.whugis20170175
摘要:
提出一种基于二值化赋范梯度特征和卷积神经网络的航空影像绝缘子自动定位方法。首先利用二值化赋范梯度分类器提取绝缘子候选窗口，而后利用卷积神经网络算法进行精细识别，获得包含绝缘子目标的窗口集，最后对高重叠度窗口集进行加权迭代合并得到最终绝缘子定位结果。采用广东电网大型无人机实际线路巡检获取的可见光影像对自动定位算法进行验证，实验结果表明，在复杂背景下绝缘子整体回调率为90.5%，定位精度为92%，证明该方法能够对复杂背景下可见光影像中的绝缘子进行有效识别定位，且算法通用性较强，可适应不同背景的可见光影像。
提出一种基于二值化赋范梯度特征和卷积神经网络的航空影像绝缘子自动定位方法。首先利用二值化赋范梯度分类器提取绝缘子候选窗口，而后利用卷积神经网络算法进行精细识别，获得包含绝缘子目标的窗口集，最后对高重叠度窗口集进行加权迭代合并得到最终绝缘子定位结果。采用广东电网大型无人机实际线路巡检获取的可见光影像对自动定位算法进行验证，实验结果表明，在复杂背景下绝缘子整体回调率为90.5%，定位精度为92%，证明该方法能够对复杂背景下可见光影像中的绝缘子进行有效识别定位，且算法通用性较强，可适应不同背景的可见光影像。
2019, 44(4): 570-577.
doi: 10.13203/j.whugis20170126
摘要:
全面评价数字高程模型（digital elevation model，DEM）升尺度转换方法的精度，有助于合理选择DEM升尺度转换方法，掌握DEM尺度转换规律及构建新的DEM升尺度转换模型。然而目前关于DEM精度评价的研究成果还难以达到实际应用的要求，从全新的视角寻找客观、高效的DEM升尺度转换结果的精度评价方法仍有待研究。基于地球表面接收太阳辐射的分布特性，提出基于能量因子的DEM精度评价方法，应用于不同DEM升尺度转换方法的精度评价中。基于现有的精度评定与质量评价方法，构建定性与定量分析相结合的综合评价方法，以验证基于能量因子的精度评价方法的合理性和有效性。实验结果表明，基于能量因子的精度评价方法原理简单、操作方便，能够反映升尺度转换后DEM地形空间遮蔽关系的变化情况。该方法为DEM升尺度转换结果的精度评价提供了新的思路和方向，对DEM在定量遥感建模与山区地表生态参量反演等方面的应用具有一定的借鉴意义。
全面评价数字高程模型（digital elevation model，DEM）升尺度转换方法的精度，有助于合理选择DEM升尺度转换方法，掌握DEM尺度转换规律及构建新的DEM升尺度转换模型。然而目前关于DEM精度评价的研究成果还难以达到实际应用的要求，从全新的视角寻找客观、高效的DEM升尺度转换结果的精度评价方法仍有待研究。基于地球表面接收太阳辐射的分布特性，提出基于能量因子的DEM精度评价方法，应用于不同DEM升尺度转换方法的精度评价中。基于现有的精度评定与质量评价方法，构建定性与定量分析相结合的综合评价方法，以验证基于能量因子的精度评价方法的合理性和有效性。实验结果表明，基于能量因子的精度评价方法原理简单、操作方便，能够反映升尺度转换后DEM地形空间遮蔽关系的变化情况。该方法为DEM升尺度转换结果的精度评价提供了新的思路和方向，对DEM在定量遥感建模与山区地表生态参量反演等方面的应用具有一定的借鉴意义。
2019, 44(4): 578-585.
doi: 10.13203/j.whugis20170129
摘要:
高分辨率光学遥感影像中靠岸集装箱船受到岸边建筑、阴影和背景环境的干扰严重，且其船身模式与相邻陆地上集装箱非常相似，较难实现自动化检测。针对这一难题，提出了一种利用超像素级上下文特征进行靠岸集装箱船检测的方法。首先，对图像进行过分割生成超像素，在超像素区域提取颜色、纹理特征并级联邻域超像素特征形成超像素级上下文特征；然后，将目标超像素作为正样本，并自适应地选择较难区分的背景超像素作为负样本来训练分类器，实现对目标、背景超像素的分类；最后，利用全连接条件随机场对分类结果优化，实现对靠岸集装箱船的检测。实验结果表明，该方法能够较为可靠地检测靠岸集装箱船，具有一定的应用前景。
高分辨率光学遥感影像中靠岸集装箱船受到岸边建筑、阴影和背景环境的干扰严重，且其船身模式与相邻陆地上集装箱非常相似，较难实现自动化检测。针对这一难题，提出了一种利用超像素级上下文特征进行靠岸集装箱船检测的方法。首先，对图像进行过分割生成超像素，在超像素区域提取颜色、纹理特征并级联邻域超像素特征形成超像素级上下文特征；然后，将目标超像素作为正样本，并自适应地选择较难区分的背景超像素作为负样本来训练分类器，实现对目标、背景超像素的分类；最后，利用全连接条件随机场对分类结果优化，实现对靠岸集装箱船的检测。实验结果表明，该方法能够较为可靠地检测靠岸集装箱船，具有一定的应用前景。
2019, 44(4): 586-592.
doi: 10.13203/j.whugis20170125
摘要:
提出一种利用铅垂线轨迹法及高程结构信息约束的星载激光测高仪光斑内定位方法。在星载激光测高仪辅助立体摄影测量体制下，以激光回波中包含的高精度高程结构信息作为约束条件，在足印光斑内，配合立体图像匹配生成的数字高程模型，选取定位候选点，并通过铅垂线轨迹法优化定位候选点高程值，消除立体图像定位误差引起的高程误差，获取符合高程结构约束的一系列位置的三维坐标。试验结果表明，该方法能够实现大光斑星载激光测高仪足印内的定位，高程定位精度为0.16 m，平面定位精度与立体图像一致。
提出一种利用铅垂线轨迹法及高程结构信息约束的星载激光测高仪光斑内定位方法。在星载激光测高仪辅助立体摄影测量体制下，以激光回波中包含的高精度高程结构信息作为约束条件，在足印光斑内，配合立体图像匹配生成的数字高程模型，选取定位候选点，并通过铅垂线轨迹法优化定位候选点高程值，消除立体图像定位误差引起的高程误差，获取符合高程结构约束的一系列位置的三维坐标。试验结果表明，该方法能够实现大光斑星载激光测高仪足印内的定位，高程定位精度为0.16 m，平面定位精度与立体图像一致。
2019, 44(4): 593-600.
doi: 10.13203/j.whugis20170145
摘要:
面向月表大区域成像任务需求，提出了拼接成像侧摆角优化方法。针对区域覆盖率计算，提出了基于矢量多边形逻辑运算的成像覆盖率快速计算方法，可在保证计算精度的同时降低计算复杂度；构建拼接成像任务侧摆角优化模型，采用基于sigmoid函数的自适应遗传算法求解；并采用两组仿真数据验证了该优化算法的可行性。
面向月表大区域成像任务需求，提出了拼接成像侧摆角优化方法。针对区域覆盖率计算，提出了基于矢量多边形逻辑运算的成像覆盖率快速计算方法，可在保证计算精度的同时降低计算复杂度；构建拼接成像任务侧摆角优化模型，采用基于sigmoid函数的自适应遗传算法求解；并采用两组仿真数据验证了该优化算法的可行性。
2019, 44(4): 601-607.
doi: 10.13203/j.whugis20170167
摘要:
复图像配准是干涉合成孔径声纳（interferometric synthetic aperture sonar，InSAS）信号处理中非常关键的环节，配准质量的好坏直接影响到后续的干涉图生成和数字高程重建。从InSAS成像的几何关系出发，推导出偏移量和斜距的有理函数关系，进而提出了基于有理函数曲面拟合的InSAS复图像配准方法。与传统的多项式曲面拟合方法相比，该方法具有拟合精度高、计算量小的优点。以均方根误差、相关系数、残余点数目和计算时间作为评价标准，利用仿真数据和真实湖试数据验证了该方法的有效性。
复图像配准是干涉合成孔径声纳（interferometric synthetic aperture sonar，InSAS）信号处理中非常关键的环节，配准质量的好坏直接影响到后续的干涉图生成和数字高程重建。从InSAS成像的几何关系出发，推导出偏移量和斜距的有理函数关系，进而提出了基于有理函数曲面拟合的InSAS复图像配准方法。与传统的多项式曲面拟合方法相比，该方法具有拟合精度高、计算量小的优点。以均方根误差、相关系数、残余点数目和计算时间作为评价标准，利用仿真数据和真实湖试数据验证了该方法的有效性。
2019, 44(4): 608-616.
doi: 10.13203/j.whugis20160186
摘要:
三维多视角立体视觉算法（patch-based multi-view stereo，PMVS）以其良好的三维重建效果广泛应用于数字城市等领域，但用于大规模计算时算法的执行效率低下。针对此，提出了一种细粒度并行优化方法，从任务划分和负载均衡、主系统存储和GPU存储、通信开销等3方面加以优化；同时，设计了基于面片的PMVS算法特征提取的GPU和多线程并行改造方法，实现了CPUs_GPUs多粒度协同并行。实验结果表明，基于CPU多线程策略能实现4倍加速比，基于统一计算设备架构（compute unified device architecture，CUDA）并行策略能实现最高34倍加速比，而提出的策略在CUDA并行策略的基础上实现了30%的性能提升，可以用于其他领域大数据处理中快速调度计算资源。
三维多视角立体视觉算法（patch-based multi-view stereo，PMVS）以其良好的三维重建效果广泛应用于数字城市等领域，但用于大规模计算时算法的执行效率低下。针对此，提出了一种细粒度并行优化方法，从任务划分和负载均衡、主系统存储和GPU存储、通信开销等3方面加以优化；同时，设计了基于面片的PMVS算法特征提取的GPU和多线程并行改造方法，实现了CPUs_GPUs多粒度协同并行。实验结果表明，基于CPU多线程策略能实现4倍加速比，基于统一计算设备架构（compute unified device architecture，CUDA）并行策略能实现最高34倍加速比，而提出的策略在CUDA并行策略的基础上实现了30%的性能提升，可以用于其他领域大数据处理中快速调度计算资源。
2019, 44(4): 617-624.
doi: 10.13203/j.whugis20170183
摘要:
为构建和表达顾及外拓扑的产权体，以现有楼层平面图为基础，采用"推拉"二维图形的方式生成产权体三维模型，并使用3-组合图表达产权体的内拓扑与外拓扑，提出基于带权关联图与关联矩阵的"推拉"间隔传递方法，基于老新间隔对照关系的组合图飞镖生成方法以及组合图β关系的添加算法。通过"推拉"平面图的方式可以生成产权体三维模型；3-组合图可以表达产权体的内拓扑和外拓扑，并能提高构体效率。
为构建和表达顾及外拓扑的产权体，以现有楼层平面图为基础，采用"推拉"二维图形的方式生成产权体三维模型，并使用3-组合图表达产权体的内拓扑与外拓扑，提出基于带权关联图与关联矩阵的"推拉"间隔传递方法，基于老新间隔对照关系的组合图飞镖生成方法以及组合图β关系的添加算法。通过"推拉"平面图的方式可以生成产权体三维模型；3-组合图可以表达产权体的内拓扑和外拓扑，并能提高构体效率。
2019, 44(4): 625-632.
doi: 10.13203/j.whugis20170153
摘要:
形状轮廓对于事物的认知十分重要，是决定事物类别的关键属性，对于借助虚拟地图表达非空间数据的隐喻地图，其轮廓具有可操作优势，可用以增强其地图相似度，促进其与真实地图间联系的建立。但目前隐喻地图研究多侧重地图制作生成技术，较少关注地图认知设计，对制图过程掌控性差，导致地图轮廓形态随机性较强。以Gosper地图为基础进行改造设计，依据真实地图轮廓设计隐喻地图轮廓：基于转角函数法构建目标函数，衡量隐喻地图轮廓与目标轮廓的相似性，通过目标函数对地图轮廓进行筛选，并利用优化算法控制筛选流程，获得满足需求的地图轮廓。使用真实数据进行试验，结果表明，该方法可以获取与目标轮廓近似的地图轮廓，并能基于此轮廓框架开展地图设计表达工作。
形状轮廓对于事物的认知十分重要，是决定事物类别的关键属性，对于借助虚拟地图表达非空间数据的隐喻地图，其轮廓具有可操作优势，可用以增强其地图相似度，促进其与真实地图间联系的建立。但目前隐喻地图研究多侧重地图制作生成技术，较少关注地图认知设计，对制图过程掌控性差，导致地图轮廓形态随机性较强。以Gosper地图为基础进行改造设计，依据真实地图轮廓设计隐喻地图轮廓：基于转角函数法构建目标函数，衡量隐喻地图轮廓与目标轮廓的相似性，通过目标函数对地图轮廓进行筛选，并利用优化算法控制筛选流程，获得满足需求的地图轮廓。使用真实数据进行试验，结果表明，该方法可以获取与目标轮廓近似的地图轮廓，并能基于此轮廓框架开展地图设计表达工作。
作者登录
审稿登录
编辑登录
读者登录
编委登录
主编登录
