2019年 第44卷 第5期
2019, 44(5): 633-639.
doi: 10.13203/j.whugis20190026
摘要:
位置推荐是地理社交网络的重要应用，针对城市范围内多用户集体社交活动的规划需求，在顾及道路通达性和时间成本的情况下进行位置推荐算法的研究。针对城市路网结构特征和导航路线规划特点，在地图应用程序接口的支持下，利用各用户间导航路线上的特定点自动识别、构建区域实现位置推荐，平衡多个用户到推荐地点的可到达性和时间成本。实验结果验证了所提方法的有效性，在地理社交网络上可以为城市多用户的集体活动提供有效的位置推荐方案。
位置推荐是地理社交网络的重要应用，针对城市范围内多用户集体社交活动的规划需求，在顾及道路通达性和时间成本的情况下进行位置推荐算法的研究。针对城市路网结构特征和导航路线规划特点，在地图应用程序接口的支持下，利用各用户间导航路线上的特定点自动识别、构建区域实现位置推荐，平衡多个用户到推荐地点的可到达性和时间成本。实验结果验证了所提方法的有效性，在地理社交网络上可以为城市多用户的集体活动提供有效的位置推荐方案。
2019, 44(5): 640-647.
doi: 10.13203/j.whugis20170196
摘要:
针对港珠澳大桥沉管隧道特殊的测量环境和超高的贯通精度要求，对其施工平面控制问题进行了研究。依据测量误差分配理论，研究了长距离沉管隧道贯通误差的合理分配方案；采用贯通误差严密估算方法，分析了沉管隧道内外控制网横向贯通误差影响规律。提出了一种适宜沉管隧道结构的双线形联合锁网布测方法，通过陆地上1：1模拟试验和工程实际应用验证了双线形联合锁网的精度和可靠性。与全导线网相比，其平面控制精度提高15%~30%，平均多余观测分量提高约4%，能够满足外海超长沉管隧道的贯通精度要求，有效保障了工程的精准贯通。
针对港珠澳大桥沉管隧道特殊的测量环境和超高的贯通精度要求，对其施工平面控制问题进行了研究。依据测量误差分配理论，研究了长距离沉管隧道贯通误差的合理分配方案；采用贯通误差严密估算方法，分析了沉管隧道内外控制网横向贯通误差影响规律。提出了一种适宜沉管隧道结构的双线形联合锁网布测方法，通过陆地上1：1模拟试验和工程实际应用验证了双线形联合锁网的精度和可靠性。与全导线网相比，其平面控制精度提高15%~30%，平均多余观测分量提高约4%，能够满足外海超长沉管隧道的贯通精度要求，有效保障了工程的精准贯通。
2019, 44(5): 648-654.
doi: 10.13203/j.whugis20170322
摘要:
在启发式分割算法的基础上，引入z检验和标准正态均一性检验（standard normal homogeneity test，SNHT），提出了一种新的阶跃探测法，并将其应用于20个陆态网（Crustal Movement Observation Network ofChina，CMONOC）和10个国际全球卫星导航系统服务（International Global Navigation Satellite System Ser-vice，IGS）参考站近5 a的坐标时间序列。结果显示，对于IGS站东（east，E）、北（north，N）、垂直（up，U）3个方向分量已知阶跃的平均准确探测率分别为68.5%、71.3%、64.8%，且利用阶跃点前后25 d初始拟合残差的平均值之差得到修复后的坐标时间序列保持了良好的连续性。基于剔除粗差后的坐标时间序列，利用坐标时间序列分析软件（coordinate time series analysis software，CATS）估计出的速度显示：对于由已知阶跃与改进算法探测出的阶跃历元的组合方式，所有测站E、N、U方向的估计速度与CMONOC官网发布的速度的平均偏差分别为2.86 mm/a、1.14 mm/a、2.31 mm/a，明显小于由已知阶跃和肉眼判断明显阶跃历元的组合方式获得的平均速度偏差。上述结果表明，改进的启发式分割算法可应用于坐标时间序列的阶跃探测。
在启发式分割算法的基础上，引入z检验和标准正态均一性检验（standard normal homogeneity test，SNHT），提出了一种新的阶跃探测法，并将其应用于20个陆态网（Crustal Movement Observation Network ofChina，CMONOC）和10个国际全球卫星导航系统服务（International Global Navigation Satellite System Ser-vice，IGS）参考站近5 a的坐标时间序列。结果显示，对于IGS站东（east，E）、北（north，N）、垂直（up，U）3个方向分量已知阶跃的平均准确探测率分别为68.5%、71.3%、64.8%，且利用阶跃点前后25 d初始拟合残差的平均值之差得到修复后的坐标时间序列保持了良好的连续性。基于剔除粗差后的坐标时间序列，利用坐标时间序列分析软件（coordinate time series analysis software，CATS）估计出的速度显示：对于由已知阶跃与改进算法探测出的阶跃历元的组合方式，所有测站E、N、U方向的估计速度与CMONOC官网发布的速度的平均偏差分别为2.86 mm/a、1.14 mm/a、2.31 mm/a，明显小于由已知阶跃和肉眼判断明显阶跃历元的组合方式获得的平均速度偏差。上述结果表明，改进的启发式分割算法可应用于坐标时间序列的阶跃探测。
2019, 44(5): 655-660.
doi: 10.13203/j.whugis20170348
摘要:
对于全球卫星导航系统单频用户而言，广播电离层模型是改正电离层误差的主要方法之一。对NTCM-BC模型、MNTCM-BC模型、NTCM-Klobuchar模型和传统Klobuchar模型的性能进行了对比分析。结果表明，在一个太阳活动周期内，NTCM-BC和MNTCM-BC模型计算的垂直总电子含量精度相当，且精度最高，NTCM-Klobuchar模型次之，Klobuchar模型最低。在低纬度测站，NTCM系列模型较Klobuchar模型最高能减少20 TECU左右的误差。与Klobuchar模型相比，采用NTCM-BC和MNTCM-BC模型进行伪距单点定位，高程精度提高约38%，特别是太阳活动高峰期间，低纬度测站最高能提高3 m左右。
对于全球卫星导航系统单频用户而言，广播电离层模型是改正电离层误差的主要方法之一。对NTCM-BC模型、MNTCM-BC模型、NTCM-Klobuchar模型和传统Klobuchar模型的性能进行了对比分析。结果表明，在一个太阳活动周期内，NTCM-BC和MNTCM-BC模型计算的垂直总电子含量精度相当，且精度最高，NTCM-Klobuchar模型次之，Klobuchar模型最低。在低纬度测站，NTCM系列模型较Klobuchar模型最高能减少20 TECU左右的误差。与Klobuchar模型相比，采用NTCM-BC和MNTCM-BC模型进行伪距单点定位，高程精度提高约38%，特别是太阳活动高峰期间，低纬度测站最高能提高3 m左右。
2019, 44(5): 661-667.
doi: 10.13203/j.whugis20180201
摘要:
飞机运动加速度的测量精度是制约航空重力测量技术发展的主要障碍之一。相较于传统动态差分GPS（differential GPS，DGPS）技术，所提方法采用单站测量模式，无需布设地面基准站。首先通过相位历元间差分解得高精度历元间位移序列，然后结合泰勒一阶中心差分获得载体加速度，重点分析了卫星轨道和卫星钟差对加速度估计的影响，结果表明，不同卫星轨道产品对加速度估计影响较小，而卫星钟差采样率对加速度估计的影响很大。结合中国陕西省境内的GT-2A航空重力测量系统飞行实测数据，利用单站法解算的加速度联合重力和姿态数据解算重力扰动结果与DGPS解算的重力扰动符合较好，当滤波长度为100 s时，两者互差优于1.0 mGal。重力扰动交叉点不符值网平差后，均方根（root mean square，RMS）为1.13 mGal。与地面重力实测值比较的结果表明，所提方法与DGPS方法在精度上基本一致，说明单站法标量航空重力测量是可行的。
飞机运动加速度的测量精度是制约航空重力测量技术发展的主要障碍之一。相较于传统动态差分GPS（differential GPS，DGPS）技术，所提方法采用单站测量模式，无需布设地面基准站。首先通过相位历元间差分解得高精度历元间位移序列，然后结合泰勒一阶中心差分获得载体加速度，重点分析了卫星轨道和卫星钟差对加速度估计的影响，结果表明，不同卫星轨道产品对加速度估计影响较小，而卫星钟差采样率对加速度估计的影响很大。结合中国陕西省境内的GT-2A航空重力测量系统飞行实测数据，利用单站法解算的加速度联合重力和姿态数据解算重力扰动结果与DGPS解算的重力扰动符合较好，当滤波长度为100 s时，两者互差优于1.0 mGal。重力扰动交叉点不符值网平差后，均方根（root mean square，RMS）为1.13 mGal。与地面重力实测值比较的结果表明，所提方法与DGPS方法在精度上基本一致，说明单站法标量航空重力测量是可行的。
2019, 44(5): 668-674.
doi: 10.13203/j.whugis20170050
摘要:
针对星载接收平台提出了一种利用全球导航卫星系统反射信号（Global Navigation Satellite Systemreflectometry，GNSS-R）进行海冰边界探测的方法。该方法利用导航卫星信号经海冰和海水表面散射后反射信号时延相关功率映射（delay map，DM）的差异，结合镜面反射点位置来探测海冰边界。利用自适应阈值调整算法处理TDS-1卫星数据，获取有效的DM数据，进而得到DM衍生量随镜面反射点位置的变化趋势，并设置DM衍生量的阈值来识别海冰。与全球海冰分布图对比发现，DM衍生量阈值对应的镜面反射点位置与海冰分布图的海冰边界位置基本吻合，证明了DM的有效区时延距离、相关功率的峰值和归一化标准差均可用于海冰边界探测，星载GNSS-R技术在海冰边界探测领域具有较大潜力。
针对星载接收平台提出了一种利用全球导航卫星系统反射信号（Global Navigation Satellite Systemreflectometry，GNSS-R）进行海冰边界探测的方法。该方法利用导航卫星信号经海冰和海水表面散射后反射信号时延相关功率映射（delay map，DM）的差异，结合镜面反射点位置来探测海冰边界。利用自适应阈值调整算法处理TDS-1卫星数据，获取有效的DM数据，进而得到DM衍生量随镜面反射点位置的变化趋势，并设置DM衍生量的阈值来识别海冰。与全球海冰分布图对比发现，DM衍生量阈值对应的镜面反射点位置与海冰分布图的海冰边界位置基本吻合，证明了DM的有效区时延距离、相关功率的峰值和归一化标准差均可用于海冰边界探测，星载GNSS-R技术在海冰边界探测领域具有较大潜力。
2019, 44(5): 675-681, 689.
doi: 10.13203/j.whugis20170302
摘要:
针对目前实施时差法水位改正时使用的潮时差未考虑时变现象的影响以及利用潮时差确定水位观测时段选择混乱等问题，提出利用逐时滑动时段确定潮时差以进行水位改正的方法，分析了潮时差时变现象的原因及潮时差逐时滑动时段与逐日独立时段确定结果的差异，推导了时差法水位改正的误差公式。以某海域验潮站为例，进行了水位改正的数据实验，比较了逐时滑动时段与逐日独立时段确定的潮时差的水位改正效果。实验结果表明，利用逐时滑动确定的潮时差进行水位改正，在理论与精度方面均对目前使用的时差法有所完善与提高，尤其在潮差差异较大的海域，改进效果更加显著。
针对目前实施时差法水位改正时使用的潮时差未考虑时变现象的影响以及利用潮时差确定水位观测时段选择混乱等问题，提出利用逐时滑动时段确定潮时差以进行水位改正的方法，分析了潮时差时变现象的原因及潮时差逐时滑动时段与逐日独立时段确定结果的差异，推导了时差法水位改正的误差公式。以某海域验潮站为例，进行了水位改正的数据实验，比较了逐时滑动时段与逐日独立时段确定的潮时差的水位改正效果。实验结果表明，利用逐时滑动确定的潮时差进行水位改正，在理论与精度方面均对目前使用的时差法有所完善与提高，尤其在潮差差异较大的海域，改进效果更加显著。
2019, 44(5): 682-689.
doi: 10.13203/j.whugis20170330
摘要:
莫霍面是地壳与上地幔的分界面，莫霍面的研究有助于认识地球深部构造及演化。在以往的研究中，由于重力反演方法、使用资料不同，中国东海海域莫霍面深度反演结果有较大不确定性。通过收集中国东海海域高精度地形和自由空气重力异常数据，计算了布格重力异常并分析了其构造特征。提取了中国福建省大田至中国台湾省花莲剖面和中国东海陆架盆地至菲律宾海盆剖面的重力异常数据，采用人机交互正演、反演拟合技术得到了这两条剖面的地壳密度与莫霍面深度。通过向上延拓的方法提取了莫霍面所引起的重力异常，在两条剖面反演结果和地震探测结果的约束下进行Parker-Oldenburg界面反演，得到了该地区的莫霍面深度。反演结果显示，中国东海海域莫霍面深度的变化范围为-34.4~-8.8 km，其结构呈两凹两凸的特征。
莫霍面是地壳与上地幔的分界面，莫霍面的研究有助于认识地球深部构造及演化。在以往的研究中，由于重力反演方法、使用资料不同，中国东海海域莫霍面深度反演结果有较大不确定性。通过收集中国东海海域高精度地形和自由空气重力异常数据，计算了布格重力异常并分析了其构造特征。提取了中国福建省大田至中国台湾省花莲剖面和中国东海陆架盆地至菲律宾海盆剖面的重力异常数据，采用人机交互正演、反演拟合技术得到了这两条剖面的地壳密度与莫霍面深度。通过向上延拓的方法提取了莫霍面所引起的重力异常，在两条剖面反演结果和地震探测结果的约束下进行Parker-Oldenburg界面反演，得到了该地区的莫霍面深度。反演结果显示，中国东海海域莫霍面深度的变化范围为-34.4~-8.8 km，其结构呈两凹两凸的特征。
2019, 44(5): 690-698.
doi: 10.13203/j.whugis20170091
摘要:
格洛纳斯（Global Navigation Satellite System，GLONASS）采用了频分多址技术，接收机在接收不同卫星信号时会产生频间偏差，阻碍了GLONASS长基线模糊度固定，限制了其定位定轨的精度。提出了一种新的GLONASS模糊度固定方法。该方法基于全球电离层格网产品，根据频间偏差率的变化范围，采用搜索的方法和线性模型去除相位频间偏差对宽窄巷模糊度的影响，实现了GLONASS无电离层组合模糊度固定。利用平均基线长度为763 km的全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）服务站实验网数据对该方法进行分析，结果表明：连续30 d内，模糊度固定成功率最高为95.4%，最低为88.8%，平均为93.45%；模糊度固定后，北（north，N）、东（east，E）、高（up，U）各分量重复性和均方根误差（root mean square er-ror，RMSE）值均得到不同程度的改善，E分量重复性和RMSE值分别改善了20%和14%，改善效果最为明显。
格洛纳斯（Global Navigation Satellite System，GLONASS）采用了频分多址技术，接收机在接收不同卫星信号时会产生频间偏差，阻碍了GLONASS长基线模糊度固定，限制了其定位定轨的精度。提出了一种新的GLONASS模糊度固定方法。该方法基于全球电离层格网产品，根据频间偏差率的变化范围，采用搜索的方法和线性模型去除相位频间偏差对宽窄巷模糊度的影响，实现了GLONASS无电离层组合模糊度固定。利用平均基线长度为763 km的全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）服务站实验网数据对该方法进行分析，结果表明：连续30 d内，模糊度固定成功率最高为95.4%，最低为88.8%，平均为93.45%；模糊度固定后，北（north，N）、东（east，E）、高（up，U）各分量重复性和均方根误差（root mean square er-ror，RMSE）值均得到不同程度的改善，E分量重复性和RMSE值分别改善了20%和14%，改善效果最为明显。
2019, 44(5): 699-705.
doi: 10.13203/j.whugis20170235
摘要:
针对时间差分载波相位/捷联惯导紧组合系统在非高斯噪声环境工作时，采用高斯混合滤波遇到的混合模型参数估计问题，提出了一种变分贝叶斯学习优化的高斯混合自适应滤波算法。该算法借鉴变分学习理论，准确高效地实现了高斯混合模型参数的自适应估计，进一步精化了滤波算法中的随机模型，能够显著提高估计精度，降低计算负担，改善滤波性能。实验结果表明，相比传统滤波算法，该算法的估计精度得到了进一步改善，运算耗时仅与拓展卡尔曼滤波相当。
针对时间差分载波相位/捷联惯导紧组合系统在非高斯噪声环境工作时，采用高斯混合滤波遇到的混合模型参数估计问题，提出了一种变分贝叶斯学习优化的高斯混合自适应滤波算法。该算法借鉴变分学习理论，准确高效地实现了高斯混合模型参数的自适应估计，进一步精化了滤波算法中的随机模型，能够显著提高估计精度，降低计算负担，改善滤波性能。实验结果表明，相比传统滤波算法，该算法的估计精度得到了进一步改善，运算耗时仅与拓展卡尔曼滤波相当。
2019, 44(5): 706-713.
doi: 10.13203/j.whugis20170186
摘要:
为了研究中国红河断裂带近年的活动特性，利用块体模型对红河断裂带周围块体内1999-2014年的GPS水平速度场进行建模，反演得到块体的刚体旋转、内部应变率以及断层的滑动速率与三维闭锁程度。结果表明，考虑内部应变的块体模型可以显著提升速度场的拟合效果，反演得到的红河断裂带滑动速率与二维速度剖面的结果吻合较好。红河断裂带的闭锁程度大致呈现中段闭锁较强、南段与北段闭锁较弱的对称分布，南段、中段与北段在地表以下15 km深度范围内的断层闭锁程度分别约为0.34~0.52、0.67~0.75、0.26~0.53，右旋滑动亏损速率分别为1.7、3.0、1.4 mm/a。利用最小二乘配置方法计算了研究区域的应变场分布，发现红河断裂带从南至北由压缩转换为拉张，中段处于压缩与拉张的交界带，剪应变率低于南北两段，这可能是由于中段闭锁较强、断层错动量较小造成的。
为了研究中国红河断裂带近年的活动特性，利用块体模型对红河断裂带周围块体内1999-2014年的GPS水平速度场进行建模，反演得到块体的刚体旋转、内部应变率以及断层的滑动速率与三维闭锁程度。结果表明，考虑内部应变的块体模型可以显著提升速度场的拟合效果，反演得到的红河断裂带滑动速率与二维速度剖面的结果吻合较好。红河断裂带的闭锁程度大致呈现中段闭锁较强、南段与北段闭锁较弱的对称分布，南段、中段与北段在地表以下15 km深度范围内的断层闭锁程度分别约为0.34~0.52、0.67~0.75、0.26~0.53，右旋滑动亏损速率分别为1.7、3.0、1.4 mm/a。利用最小二乘配置方法计算了研究区域的应变场分布，发现红河断裂带从南至北由压缩转换为拉张，中段处于压缩与拉张的交界带，剪应变率低于南北两段，这可能是由于中段闭锁较强、断层错动量较小造成的。
2019, 44(5): 714-722, 730.
doi: 10.13203/j.whugis20170161
摘要:
磁梯度张量系统测量精度受到单磁传感器系统误差与传感器阵列间非对准误差的严重影响。为了获得精确的张量测量输出，建立了单磁传感器零漂、标度因子与非正交角等系统误差和多传感器轴系间非对准误差的集成数学模型，提出了基于十字磁梯度张量系统最小二乘非线性集成校正方法。相比两步标量校正，利用建立的集成数学模型能够一次性估计出十字形张量系统的48个误差参数，以"人造"平台输出为参考实现低成本矢量校正，极大提高了校正效率和参数估计准确率。仿真和实测表明，张量系统误差参数仿真估计准确率高于99.75%，实验校正后总场输出均方根误差（root mean square error，RMSE）小于2 nT，张量分量RMSE小于50 nT/m，参数估计具有较高的鲁棒性。
磁梯度张量系统测量精度受到单磁传感器系统误差与传感器阵列间非对准误差的严重影响。为了获得精确的张量测量输出，建立了单磁传感器零漂、标度因子与非正交角等系统误差和多传感器轴系间非对准误差的集成数学模型，提出了基于十字磁梯度张量系统最小二乘非线性集成校正方法。相比两步标量校正，利用建立的集成数学模型能够一次性估计出十字形张量系统的48个误差参数，以"人造"平台输出为参考实现低成本矢量校正，极大提高了校正效率和参数估计准确率。仿真和实测表明，张量系统误差参数仿真估计准确率高于99.75%，实验校正后总场输出均方根误差（root mean square error，RMSE）小于2 nT，张量分量RMSE小于50 nT/m，参数估计具有较高的鲁棒性。
2019, 44(5): 723-730.
doi: 10.13203/j.whugis20170077
摘要:
用于变形监测任务的激光雷达扫描仪需要采用运动控制器来变换探头位置以发射/接收光束，通常运动控制器由步进电机与同步带构成。提出了一种基于外方位元素标定的同步带类运动控制器误差模型建立方法，具体步骤为：①恢复运动轴上不同位置处已知控制点坐标与像平面坐标之间的单应关系，得到摄影机的内、外方位元素；②对不同位置处外方位元素中的平移向量进行线性运算后，求解相应的位置关系；③将输入脉冲数对应的距离作为真值，与所求位置关系作差得到多组误差数据，利用拟合对误差建立多项式模型。实验结果表明，利用该方法检测误差所需设备少且操作简单，所建误差模型精度达到亚毫米级，并能有效地对位置控制予以补偿；同步带类运动控制器的主要误差来源于同步带，以其作为基础的相关测绘仪器可分部件进行验校，以节省使用成本。
用于变形监测任务的激光雷达扫描仪需要采用运动控制器来变换探头位置以发射/接收光束，通常运动控制器由步进电机与同步带构成。提出了一种基于外方位元素标定的同步带类运动控制器误差模型建立方法，具体步骤为：①恢复运动轴上不同位置处已知控制点坐标与像平面坐标之间的单应关系，得到摄影机的内、外方位元素；②对不同位置处外方位元素中的平移向量进行线性运算后，求解相应的位置关系；③将输入脉冲数对应的距离作为真值，与所求位置关系作差得到多组误差数据，利用拟合对误差建立多项式模型。实验结果表明，利用该方法检测误差所需设备少且操作简单，所建误差模型精度达到亚毫米级，并能有效地对位置控制予以补偿；同步带类运动控制器的主要误差来源于同步带，以其作为基础的相关测绘仪器可分部件进行验校，以节省使用成本。
2019, 44(5): 731-736, 764.
doi: 10.13203/j.whugis20180320
摘要:
以激光点云数据和倾斜多视影像为研究对象，提出了一种结合机载点云、地面点云及倾斜多视纹理的融合多源特征的建筑物三维模型重建方法。该方法结合点云面元以及影像边界特征，利用倾斜影像的线特征对顶面及立面模型进行边界规则约束，实现了面元自动拓扑重建；通过交互编辑完成不同复杂程度的建筑模型重建，并对模型进行纹理映射。实验结果表明，该方法能够有效提升城市建筑物三维模型重建的效率和边界精度，为利用多源数据的空地联合建筑物三维精细重建提供了一套切实可行的解决方案。
以激光点云数据和倾斜多视影像为研究对象，提出了一种结合机载点云、地面点云及倾斜多视纹理的融合多源特征的建筑物三维模型重建方法。该方法结合点云面元以及影像边界特征，利用倾斜影像的线特征对顶面及立面模型进行边界规则约束，实现了面元自动拓扑重建；通过交互编辑完成不同复杂程度的建筑模型重建，并对模型进行纹理映射。实验结果表明，该方法能够有效提升城市建筑物三维模型重建的效率和边界精度，为利用多源数据的空地联合建筑物三维精细重建提供了一套切实可行的解决方案。
2019, 44(5): 737-744.
doi: 10.13203/j.whugis20170174
摘要:
高光谱影像波段众多且相关性强，导致分类存在信息冗余且计算量较大。提出了可分离非负矩阵分解方法来选取高光谱影像的代表性波段子集，在保证分类精度的同时降低计算量。该方法假设高光谱影像的波段集合具有可分离特性，改进传统非负矩阵分解模型，将波段选择转换为可分离非负矩阵分解问题，采用迭代投影方法来依次选取能够非负线性表达其他波段的代表性波段。在此基础上，利用两个公开高光谱数据集对比几种主流方法，采用定量评价和分类精度指标来综合评价所提的波段选择方法的效果。实验结果表明，可分离非负矩阵分解方法的分类精度高于其他几种方法，而且计算效率排名第2，能够选取合适的波段子集以满足高光谱遥感的应用需求。
高光谱影像波段众多且相关性强，导致分类存在信息冗余且计算量较大。提出了可分离非负矩阵分解方法来选取高光谱影像的代表性波段子集，在保证分类精度的同时降低计算量。该方法假设高光谱影像的波段集合具有可分离特性，改进传统非负矩阵分解模型，将波段选择转换为可分离非负矩阵分解问题，采用迭代投影方法来依次选取能够非负线性表达其他波段的代表性波段。在此基础上，利用两个公开高光谱数据集对比几种主流方法，采用定量评价和分类精度指标来综合评价所提的波段选择方法的效果。实验结果表明，可分离非负矩阵分解方法的分类精度高于其他几种方法，而且计算效率排名第2，能够选取合适的波段子集以满足高光谱遥感的应用需求。
2019, 44(5): 745-750.
doi: 10.13203/j.whugis20170098
摘要:
Sentinel-1卫星步进扫描模式干涉处理方位向配准精度要求达到0.001个像素，通常在精密轨道条件下采用几何配准联合增强谱分集完成影像的配准。但Sentinel-1卫星精密轨道发布较晚，而实时轨道精度较低，几何配准后易导致增强谱分集相位缠绕。为了进一步修正实时轨道条件下的几何配准结果，满足卫星干涉实时处理的需要，选取以点目标为中心的窗口进行相关配准，并对多组Burst配准结果进行拼接处理，以提高相关配准算法的可靠性和精度，确保配准精度满足增强谱分集的要求。
Sentinel-1卫星步进扫描模式干涉处理方位向配准精度要求达到0.001个像素，通常在精密轨道条件下采用几何配准联合增强谱分集完成影像的配准。但Sentinel-1卫星精密轨道发布较晚，而实时轨道精度较低，几何配准后易导致增强谱分集相位缠绕。为了进一步修正实时轨道条件下的几何配准结果，满足卫星干涉实时处理的需要，选取以点目标为中心的窗口进行相关配准，并对多组Burst配准结果进行拼接处理，以提高相关配准算法的可靠性和精度，确保配准精度满足增强谱分集的要求。
2019, 44(5): 751-757.
doi: 10.13203/j.whugis20170133
摘要:
针对遥感反演土壤湿度空间相关的误差协方差难以估计的问题，提出了一种遥感反演数据误差空间协方差估算方法——3类数据集成分析误差协方差（triple collocation covariance，TC_Cov），将土壤湿度场的每个单元（像元）看作一个空间随机变量，用两个随机变量表示的土壤湿度值的时间序列作为样本进行空间协方差估计，由任何两个随机变量的协方差形成多个随机变量（随机场）的协方差矩阵。利用先进散射计（ad-vanced scatterometer，ASCAT）和热带降雨测量卫星（tropical rainfall measuring mission，TRMM）的遥感土壤湿度数据以及ERA-Interim土壤湿度再分析数据作为TC_Cov方法的输入数据，分别估算了ERA-Interim、AS-CAT和TRMM在澳大利亚Murrumbidgee流域的土壤湿度误差协方差矩阵，验证了估算方法的合理性和可行性。
针对遥感反演土壤湿度空间相关的误差协方差难以估计的问题，提出了一种遥感反演数据误差空间协方差估算方法——3类数据集成分析误差协方差（triple collocation covariance，TC_Cov），将土壤湿度场的每个单元（像元）看作一个空间随机变量，用两个随机变量表示的土壤湿度值的时间序列作为样本进行空间协方差估计，由任何两个随机变量的协方差形成多个随机变量（随机场）的协方差矩阵。利用先进散射计（ad-vanced scatterometer，ASCAT）和热带降雨测量卫星（tropical rainfall measuring mission，TRMM）的遥感土壤湿度数据以及ERA-Interim土壤湿度再分析数据作为TC_Cov方法的输入数据，分别估算了ERA-Interim、AS-CAT和TRMM在澳大利亚Murrumbidgee流域的土壤湿度误差协方差矩阵，验证了估算方法的合理性和可行性。
2019, 44(5): 758-764.
doi: 10.13203/j.whugis20170046
摘要:
针对传统基于遥感影像的地表覆盖分类方法普遍存在的生产周期长、成本高、自动化程度低等问题，提出了一种完全利用兴趣点（point of interest，POI）数据进行地表覆盖自动化分类的方法。首先应用潜在狄利克雷分布主题计算模型，从POI数据的文本信息中挖掘出与地表覆盖类型相关的主题类型和分布概率；然后基于POI文本的主题分布，运用支持向量机分类算法构建地表覆盖分类模型；最后以遥感影像地表覆盖分类结果为依据，采用随机抽样的方式对所提方法进行验证。结果表明，该方法能够较好地区分人造地表和非人造地表，且整体分类精度超过80%，可作为传统遥感影像分类的辅助手段，满足地表覆盖快速分类的制图需求。
针对传统基于遥感影像的地表覆盖分类方法普遍存在的生产周期长、成本高、自动化程度低等问题，提出了一种完全利用兴趣点（point of interest，POI）数据进行地表覆盖自动化分类的方法。首先应用潜在狄利克雷分布主题计算模型，从POI数据的文本信息中挖掘出与地表覆盖类型相关的主题类型和分布概率；然后基于POI文本的主题分布，运用支持向量机分类算法构建地表覆盖分类模型；最后以遥感影像地表覆盖分类结果为依据，采用随机抽样的方式对所提方法进行验证。结果表明，该方法能够较好地区分人造地表和非人造地表，且整体分类精度超过80%，可作为传统遥感影像分类的辅助手段，满足地表覆盖快速分类的制图需求。
2019, 44(5): 765-770.
doi: 10.13203/j.whugis20170238
摘要:
预测疑犯的社会活动行踪，对案件嫌疑人的排查以及犯罪行为的主动预防具有重大意义。当前研究主要依据疑犯的历史系列作案位置预测其住址或未来犯罪位置，缺少对其复杂社会活动位置的转移过程进行建模，也没有考虑位置数据稀疏性对预测性能产生的影响。为此，提出了融合时空语义的位置时空预测（spa-tio-temporal semantics location prediction，SSLP）模型。首先，利用疑犯在不同语义时段和语义位置上的分布邻近性提取目标疑犯的相似疑犯群体；其次，结合该群体的轨迹数据和位置语义信息，基于核密度平滑方法估算出涉及未记录位置的转移频次及其时态访问概率；最后，采用贝叶斯模型实现疑犯个体的时空预测。实验结果表明，基于W市2013年1月至6月间158名疑犯的17 539个位置记录数据，SSLP模型在top-k距离偏离度和top-k精确率上优于其他流行方法40%~50%，对疑犯位置数据稀疏性具有优异的适应能力。
预测疑犯的社会活动行踪，对案件嫌疑人的排查以及犯罪行为的主动预防具有重大意义。当前研究主要依据疑犯的历史系列作案位置预测其住址或未来犯罪位置，缺少对其复杂社会活动位置的转移过程进行建模，也没有考虑位置数据稀疏性对预测性能产生的影响。为此，提出了融合时空语义的位置时空预测（spa-tio-temporal semantics location prediction，SSLP）模型。首先，利用疑犯在不同语义时段和语义位置上的分布邻近性提取目标疑犯的相似疑犯群体；其次，结合该群体的轨迹数据和位置语义信息，基于核密度平滑方法估算出涉及未记录位置的转移频次及其时态访问概率；最后，采用贝叶斯模型实现疑犯个体的时空预测。实验结果表明，基于W市2013年1月至6月间158名疑犯的17 539个位置记录数据，SSLP模型在top-k距离偏离度和top-k精确率上优于其他流行方法40%~50%，对疑犯位置数据稀疏性具有优异的适应能力。
2019, 44(5): 771-777.
doi: 10.13203/j.whugis20150334
摘要:
道路网的鲁棒性分析有助于预防或者降低恐怖袭击、自然灾害以及交通拥堵造成的损失。从开放街道地图上获得世界范围内的50个城市道路网，沿用复杂网络鲁棒性分析方法，运用连续删除模型和级联模型对以道路链相交关系表示的城市道路网进行了鲁棒性分析，同时对路网的鲁棒性与其拓扑模式间的关系进行了探讨。研究发现，对于路网的鲁棒性，运用连续删除模型和级联模型所得到的鲁棒性结果存在差异。其中，连续删除模型的道路网鲁棒性普遍较差；而级联模型的鲁棒性，不同路网之间的差别较大；对于同一模型下的度策略和介数策略，介数策略的破坏性大于度策略。对于路网鲁棒性与其拓扑模式的关系，在连续删除模型下，路网鲁棒性与度相关性呈现显著正相关，无标度与非无标度的路网鲁棒性有差异；在级联模型下，路网鲁棒性与度相关性不相关，无标度与非无标度的路网鲁棒性差异不显著。
道路网的鲁棒性分析有助于预防或者降低恐怖袭击、自然灾害以及交通拥堵造成的损失。从开放街道地图上获得世界范围内的50个城市道路网，沿用复杂网络鲁棒性分析方法，运用连续删除模型和级联模型对以道路链相交关系表示的城市道路网进行了鲁棒性分析，同时对路网的鲁棒性与其拓扑模式间的关系进行了探讨。研究发现，对于路网的鲁棒性，运用连续删除模型和级联模型所得到的鲁棒性结果存在差异。其中，连续删除模型的道路网鲁棒性普遍较差；而级联模型的鲁棒性，不同路网之间的差别较大；对于同一模型下的度策略和介数策略，介数策略的破坏性大于度策略。对于路网鲁棒性与其拓扑模式的关系，在连续删除模型下，路网鲁棒性与度相关性呈现显著正相关，无标度与非无标度的路网鲁棒性有差异；在级联模型下，路网鲁棒性与度相关性不相关，无标度与非无标度的路网鲁棒性差异不显著。
2019, 44(5): 778-783.
doi: 10.13203/j.whugis20170223
摘要:
等深线化简是海图综合的重要研究内容。针对现有化简方法存在的化简弯曲识别不准确、化简不彻底等问题，提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线化简算法。首先，对等深线构建约束Delaunay三角网，实现了等深线弯曲结构的二叉树表达；其次，基于约束Delaunay三角网结构，改善了等深线上需要化简弯曲的识别方法；最后，设计了多种化简手段，建立了新的等深线化简模型，实现了对等深线形状的彻底化简。实验结果表明，化简结果能够满足航行安全要求，等深线的主要弯曲特征得到了有效保持和清晰表达，化简精度符合制图要求，且能够有效避免自交。
等深线化简是海图综合的重要研究内容。针对现有化简方法存在的化简弯曲识别不准确、化简不彻底等问题，提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线化简算法。首先，对等深线构建约束Delaunay三角网，实现了等深线弯曲结构的二叉树表达；其次，基于约束Delaunay三角网结构，改善了等深线上需要化简弯曲的识别方法；最后，设计了多种化简手段，建立了新的等深线化简模型，实现了对等深线形状的彻底化简。实验结果表明，化简结果能够满足航行安全要求，等深线的主要弯曲特征得到了有效保持和清晰表达，化简精度符合制图要求，且能够有效避免自交。
2019, 44(5): 784-790.
doi: 10.13203/j.whugis20170218
摘要:
滑坡变形的产生是坡体自身地质条件和外部诱发条件共同作用的结果，滑坡变形定量预测是滑坡监测预警的关键。传统的基于滑坡累计位移-时间曲线分析滑坡变形的方法，忽略了滑坡变形演化的影响因素，难以对滑坡变形进行准确预测。三峡库区滑坡研究多集中在滑坡时空分布特征和滑坡整体稳定性分析方面，亟需开展单体滑坡综合变形分析。以三峡库区白水河滑坡为例，基于滑坡宏观变形和位移监测数据，利用重标方差（rescaled variance statistic，V/S）分析法对滑坡整体和局部变形趋势进行分析，进而构建考虑库水位波动和降雨滞后性影响因素的可有效利用长期依赖信息的长短记忆（long short-term memory，LSTM）神经网络模型，定量预测滑坡位移。研究结果表明，滑坡体属牵引式滑坡，北东部稳定性较差，西部和后缘相对稳定，预测值的均方根误差为8.95 mm，证明该模型是一种高性能的滑坡变形分析方法。
滑坡变形的产生是坡体自身地质条件和外部诱发条件共同作用的结果，滑坡变形定量预测是滑坡监测预警的关键。传统的基于滑坡累计位移-时间曲线分析滑坡变形的方法，忽略了滑坡变形演化的影响因素，难以对滑坡变形进行准确预测。三峡库区滑坡研究多集中在滑坡时空分布特征和滑坡整体稳定性分析方面，亟需开展单体滑坡综合变形分析。以三峡库区白水河滑坡为例，基于滑坡宏观变形和位移监测数据，利用重标方差（rescaled variance statistic，V/S）分析法对滑坡整体和局部变形趋势进行分析，进而构建考虑库水位波动和降雨滞后性影响因素的可有效利用长期依赖信息的长短记忆（long short-term memory，LSTM）神经网络模型，定量预测滑坡位移。研究结果表明，滑坡体属牵引式滑坡，北东部稳定性较差，西部和后缘相对稳定，预测值的均方根误差为8.95 mm，证明该模型是一种高性能的滑坡变形分析方法。
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