2021年 第46卷 第2期
2021, 46(2): 143-149, 202.
doi: 10.13203/j.whugis20200191
摘要:
在传染病疫情早期，对出现疫情的地区进行及时管控、防止疫情跨区域传播，对于减少感染量、减轻疫区应对和救治压力、保障疫情期间社会经济平稳具有重要意义。防止疫情跨区域传播的前提是掌握现有病例在区域中的当前空间分布和预期空间分布。目前常用的人群流动数据仅能提供人群的长期驻留地点，而不能提供短期驻留地或者乘坐的交通工具信息，其对流动人群实际带来的疫情传播风险分布表征有一定的局限性。因此，有必要引入电子地图路径规划、列车班次数据等详尽的互联网交通数据，将人群的实际路径纳入对区域疫情分布的考量中。基于人群流动和交通信息，提出了使用时序分析和路径推断的区域疫情风险扩散分析和交通管制支持框架，以期提高应对传染病疫情的区域空间治理能力。在历史人群流动与现有病例分布的基础上，引入公路、铁路路径参数来推断流动人群对途经地区疫情的影响，以疫情初期的病例分布、人群流动和交通情况为例，对该方法进行了分析验证。结果表明，引入路径途经点参数能够明显提高利用人群流动数据拟合疫情空间分布的准确性。
在传染病疫情早期，对出现疫情的地区进行及时管控、防止疫情跨区域传播，对于减少感染量、减轻疫区应对和救治压力、保障疫情期间社会经济平稳具有重要意义。防止疫情跨区域传播的前提是掌握现有病例在区域中的当前空间分布和预期空间分布。目前常用的人群流动数据仅能提供人群的长期驻留地点，而不能提供短期驻留地或者乘坐的交通工具信息，其对流动人群实际带来的疫情传播风险分布表征有一定的局限性。因此，有必要引入电子地图路径规划、列车班次数据等详尽的互联网交通数据，将人群的实际路径纳入对区域疫情分布的考量中。基于人群流动和交通信息，提出了使用时序分析和路径推断的区域疫情风险扩散分析和交通管制支持框架，以期提高应对传染病疫情的区域空间治理能力。在历史人群流动与现有病例分布的基础上，引入公路、铁路路径参数来推断流动人群对途经地区疫情的影响，以疫情初期的病例分布、人群流动和交通情况为例，对该方法进行了分析验证。结果表明，引入路径途经点参数能够明显提高利用人群流动数据拟合疫情空间分布的准确性。
2021, 46(2): 150-158.
doi: 10.13203/j.whugis20200560
摘要:
2020年初暴发的新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）疫情给全球人民生命安全和经济发展带来了严重影响。位置服务以庞大的地理空间信息数据库为依托，能向服务对象提供与地理信息相关的便捷、实时、精准的综合性服务，可很好地运用于紧急救灾、大流量人员追踪、复杂环境下的现场人员管控等事件中。事实证明，位置服务的优势特性在2020年春中国COVID-19疫情防控中起到了非常重要的作用。从北斗车联网平台、基于泛在定位的基础服务、时空大数据分析与疫情防控、智能导航机器人参与抗疫等多个方面阐述了中国COVID-19疫情下的位置服务应用。通过对这些应用及技术手段的分析总结，深化位置服务技术的内涵，可以为今后重大公共卫生事件的应急处置提供解决方案。
2020年初暴发的新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）疫情给全球人民生命安全和经济发展带来了严重影响。位置服务以庞大的地理空间信息数据库为依托，能向服务对象提供与地理信息相关的便捷、实时、精准的综合性服务，可很好地运用于紧急救灾、大流量人员追踪、复杂环境下的现场人员管控等事件中。事实证明，位置服务的优势特性在2020年春中国COVID-19疫情防控中起到了非常重要的作用。从北斗车联网平台、基于泛在定位的基础服务、时空大数据分析与疫情防控、智能导航机器人参与抗疫等多个方面阐述了中国COVID-19疫情下的位置服务应用。通过对这些应用及技术手段的分析总结，深化位置服务技术的内涵，可以为今后重大公共卫生事件的应急处置提供解决方案。
2021, 46(2): 159-166, 220.
doi: 10.13203/j.whugis20200408
摘要:
新型冠状病毒肺炎疫情引起了人们对国家公共卫生事件应对能力的广泛关注。基于波及效应梯度场提出了生产诱发梯度，进一步完善了经济空间场理论，并将其与探索性空间数据分析（exploratory spatial data analysis，ESDA）相结合，对医药制造业波及效应及空间布局进行了研究，制定了有效的公共卫生事件应急策略。经济空间场理论分析结果揭示了产业经济空间中医药制造业与各产业部门之间的波及效应，并由此得到了医药密切相关产业。同时，经济空间场理论与ESDA方法的结合能在区分中国大陆各省空间聚集类型的基础上，评估各省公共卫生事件的应对能力，从而为各省提出相应的应急策略和医药制造业发展建议。该方法综合考虑了产业波及效应和产业空间布局现状，不仅能够促进各省医药制造业的健康合理发展，也有助于增强各省突发公共卫生事件的应对能力。
新型冠状病毒肺炎疫情引起了人们对国家公共卫生事件应对能力的广泛关注。基于波及效应梯度场提出了生产诱发梯度，进一步完善了经济空间场理论，并将其与探索性空间数据分析（exploratory spatial data analysis，ESDA）相结合，对医药制造业波及效应及空间布局进行了研究，制定了有效的公共卫生事件应急策略。经济空间场理论分析结果揭示了产业经济空间中医药制造业与各产业部门之间的波及效应，并由此得到了医药密切相关产业。同时，经济空间场理论与ESDA方法的结合能在区分中国大陆各省空间聚集类型的基础上，评估各省公共卫生事件的应对能力，从而为各省提出相应的应急策略和医药制造业发展建议。该方法综合考虑了产业波及效应和产业空间布局现状，不仅能够促进各省医药制造业的健康合理发展，也有助于增强各省突发公共卫生事件的应对能力。
2021, 46(2): 167-176.
doi: 10.13203/j.whugis20200343
摘要:
随着新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）疫情在全世界的暴发，与疫情相关的研究不断增加，但目前的研究更多关注的是预测分析方面，与疫情防控措施有关的研究基本停留在统计学层面，且模型参数缺乏时空演变描述。为此，引入离散格网的粒度和边界虚实线分别描述物理隔离措施的松紧程度及相邻空间的联通性和隔离性，以病床收治能力与格网之间的空间自相关性为基础设计了离散格网下的医疗收治模型，进而利用LSEIR (logistic-susceptible-exposed-infected-removed)传染病模型构建了离散格网下的物理隔离与医疗收治人为防控措施模型，该模型为分析和评估物理隔离与医疗收治人为防控措施对疫情传播和防控的影响提供了一种有效的方法。分别以美国、德国、西班牙和英国的疫情初期数据模拟了中国武汉市COVID-19疫情的原始传播态势，通过对武汉地区疫情数据的实验分析可以得到，物理隔离措施对降低感染人群峰值、提前峰值拐点以及缩短疫情的持续时间有非常明显的作用；医疗收治措施在疫情初期可有效降低感染人群峰值，而对峰值拐点的提前和疫情持续时间的缩短没有较大影响；该模型能够从定量和定性两个角度实现物理隔离和医疗收治措施对疫情影响的量化分析与评估，具有较高的合理性和正确性。
随着新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）疫情在全世界的暴发，与疫情相关的研究不断增加，但目前的研究更多关注的是预测分析方面，与疫情防控措施有关的研究基本停留在统计学层面，且模型参数缺乏时空演变描述。为此，引入离散格网的粒度和边界虚实线分别描述物理隔离措施的松紧程度及相邻空间的联通性和隔离性，以病床收治能力与格网之间的空间自相关性为基础设计了离散格网下的医疗收治模型，进而利用LSEIR (logistic-susceptible-exposed-infected-removed)传染病模型构建了离散格网下的物理隔离与医疗收治人为防控措施模型，该模型为分析和评估物理隔离与医疗收治人为防控措施对疫情传播和防控的影响提供了一种有效的方法。分别以美国、德国、西班牙和英国的疫情初期数据模拟了中国武汉市COVID-19疫情的原始传播态势，通过对武汉地区疫情数据的实验分析可以得到，物理隔离措施对降低感染人群峰值、提前峰值拐点以及缩短疫情的持续时间有非常明显的作用；医疗收治措施在疫情初期可有效降低感染人群峰值，而对峰值拐点的提前和疫情持续时间的缩短没有较大影响；该模型能够从定量和定性两个角度实现物理隔离和医疗收治措施对疫情影响的量化分析与评估，具有较高的合理性和正确性。
2021, 46(2): 177-183.
doi: 10.13203/j.whugis20200290
摘要:
针对当前新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）病例个体时空轨迹描述文本高度非结构化的特点，提出了一种基于自然语言处理(natural language processing, NLP)辅助的交互式轨迹提取方法，用于提高轨迹提取的效率和质量。设计了交互式轨迹提取和质量评估流程，研究并实现了地址分割与组合算法、轨迹质量评估算法等关键技术。以黑龙江本土COVID-19聚集病例为例，通过轨迹提取效率和质量对比实验，验证了该方法的有效性和实用性。实验结果表明，与无NLP辅助的提取方法相比，该方法的轨迹提取效率得到了显著提升；同时，依据轨迹定量可信度评价结果，人机交互式的提取方法还可有效解决算法轨迹自动提取中存在的轨迹点遗漏、位置错误等问题。
针对当前新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）病例个体时空轨迹描述文本高度非结构化的特点，提出了一种基于自然语言处理(natural language processing, NLP)辅助的交互式轨迹提取方法，用于提高轨迹提取的效率和质量。设计了交互式轨迹提取和质量评估流程，研究并实现了地址分割与组合算法、轨迹质量评估算法等关键技术。以黑龙江本土COVID-19聚集病例为例，通过轨迹提取效率和质量对比实验，验证了该方法的有效性和实用性。实验结果表明，与无NLP辅助的提取方法相比，该方法的轨迹提取效率得到了显著提升；同时，依据轨迹定量可信度评价结果，人机交互式的提取方法还可有效解决算法轨迹自动提取中存在的轨迹点遗漏、位置错误等问题。
2021, 46(2): 184-192.
doi: 10.13203/j.whugis20200531
摘要:
ICEsat-2/ATLAS是目前高程精度最高的星载激光数据，其数据覆盖全球，能够作为生产高精度全球地面参考高程的基础数据。基于ICESat-2/ATLAS全球激光数据产品ATL08，获取了全球ICESat-2陆地高程点，研究了基于参考高程数据和属性参数提取全球高程控制点的方法，并利用高精度参考高程数据验证了其精度。利用山东试验场和河南试验场30 cm高程精度的机载激光数据对所获取的激光点进行了验证，得到的均方根误差分别为1.11 m、1.39 m；经过参考DEM（digital elevation model)和属性参数限制筛选后的高程控制点的均方根误差分别为0.69 m、0.57 m，数据保留率分别为61.38%、60.00%，证明了该提取方法能够在保证数据保留率的同时有效提高高程精度。所提出的方法能够自动提取点位密度大、精度高的全球高程控制点数据，为国产高分辨率卫星进行无地面或少地面控制点的立体测绘和产品质量检验提供数据支持。
ICEsat-2/ATLAS是目前高程精度最高的星载激光数据，其数据覆盖全球，能够作为生产高精度全球地面参考高程的基础数据。基于ICESat-2/ATLAS全球激光数据产品ATL08，获取了全球ICESat-2陆地高程点，研究了基于参考高程数据和属性参数提取全球高程控制点的方法，并利用高精度参考高程数据验证了其精度。利用山东试验场和河南试验场30 cm高程精度的机载激光数据对所获取的激光点进行了验证，得到的均方根误差分别为1.11 m、1.39 m；经过参考DEM（digital elevation model)和属性参数限制筛选后的高程控制点的均方根误差分别为0.69 m、0.57 m，数据保留率分别为61.38%、60.00%，证明了该提取方法能够在保证数据保留率的同时有效提高高程精度。所提出的方法能够自动提取点位密度大、精度高的全球高程控制点数据，为国产高分辨率卫星进行无地面或少地面控制点的立体测绘和产品质量检验提供数据支持。
2021, 46(2): 193-202.
doi: 10.13203/j.whugis20200620
摘要:
三维重建可用于数字高程模型制作、机器人导航、增强现实和自动驾驶等。视差图是三维重建中一种重要的表达方式，而立体密集匹配是使用最广泛的获取视差图的技术。近年来，随着硬件、数据集、算法的发展，基于深度学习的立体匹配方法受到了广泛关注并取得了巨大成功。然而，这些方法通常在近景立体像对中进行测试，很少被用于遥感影像中。回顾了双目立体匹配的深度学习方法，选出了代表性的5种经典深度学习模型——GC-Net(geometry and context network)模型、PSM-Net（pyramid stereo matching network）模型、GWC-Net（group-wise correlation stereo network）模型、GA-Net（guided aggregation network）模型、HSM-Net（hierarchical deep stereo matching network）模型，将其应用于一套开源街景数据集（KITTI2015）和两套航空遥感影像数据集（München、WHU）；分析了各种网络的实现方法，探讨了深度学习在遥感影像立体匹配中的性能，并与传统方法进行了对比。
三维重建可用于数字高程模型制作、机器人导航、增强现实和自动驾驶等。视差图是三维重建中一种重要的表达方式，而立体密集匹配是使用最广泛的获取视差图的技术。近年来，随着硬件、数据集、算法的发展，基于深度学习的立体匹配方法受到了广泛关注并取得了巨大成功。然而，这些方法通常在近景立体像对中进行测试，很少被用于遥感影像中。回顾了双目立体匹配的深度学习方法，选出了代表性的5种经典深度学习模型——GC-Net(geometry and context network)模型、PSM-Net（pyramid stereo matching network）模型、GWC-Net（group-wise correlation stereo network）模型、GA-Net（guided aggregation network）模型、HSM-Net（hierarchical deep stereo matching network）模型，将其应用于一套开源街景数据集（KITTI2015）和两套航空遥感影像数据集（München、WHU）；分析了各种网络的实现方法，探讨了深度学习在遥感影像立体匹配中的性能，并与传统方法进行了对比。
2021, 46(2): 203-220.
doi: 10.13203/j.whugis20190275
摘要:
三维树木几何模型是数字城市与数字林业工程的重要组成部分。针对点云树木建模, 深入分析了基于广义(泛在)激光雷达点云的树木模型重建方法, 提出了聚类思想建模、图论方法建模、先验假设建模、拉普拉斯算子建模与轻量化表达建模5类建模体系, 归纳总结了不同建模体系在树冠枝干的细节表达、建模算法性能、树木模型的多层次细节表达、建模体系综合评价方法等方面存在的共性问题, 针对模型信息表达完整性、模型多层次细节重建、融合广义(泛在)点云的树木建模与模型、算法的综合评价研究4个方面给出一些可能的解决方案, 并提出三维激光树木几何重建潜在的建模方向。
三维树木几何模型是数字城市与数字林业工程的重要组成部分。针对点云树木建模, 深入分析了基于广义(泛在)激光雷达点云的树木模型重建方法, 提出了聚类思想建模、图论方法建模、先验假设建模、拉普拉斯算子建模与轻量化表达建模5类建模体系, 归纳总结了不同建模体系在树冠枝干的细节表达、建模算法性能、树木模型的多层次细节表达、建模体系综合评价方法等方面存在的共性问题, 针对模型信息表达完整性、模型多层次细节重建、融合广义(泛在)点云的树木建模与模型、算法的综合评价研究4个方面给出一些可能的解决方案, 并提出三维激光树木几何重建潜在的建模方向。
2021, 46(2): 221-229.
doi: 10.13203/j.whugis20190223
摘要:
现有的室内三维模型重建中, 通常将墙等承担空间分隔作用的室内导航元素看作一个整体, 通过对墙的提取来实现房间子空间的分割。然而, 一面墙的两个墙面形态上的差异会造成室内三维重建过程中房间细节的损失, 并且引起门窗提取的困难。针对这一现象, 提出了一种细化空间分隔的思想, 通过将一面墙细化为两个墙面, 利用区域生长算法获取墙面角点, 从而获得室内的精细化表达; 同时利用对应墙面上对应区域的点云密度比对方法, 规避门窗提取中遮挡墙面的障碍物对提取结果的影响。结果表明, 该方法可以对室内门窗进行有效地提取, 从而为导航网络的生成提供了重要依据。
现有的室内三维模型重建中, 通常将墙等承担空间分隔作用的室内导航元素看作一个整体, 通过对墙的提取来实现房间子空间的分割。然而, 一面墙的两个墙面形态上的差异会造成室内三维重建过程中房间细节的损失, 并且引起门窗提取的困难。针对这一现象, 提出了一种细化空间分隔的思想, 通过将一面墙细化为两个墙面, 利用区域生长算法获取墙面角点, 从而获得室内的精细化表达; 同时利用对应墙面上对应区域的点云密度比对方法, 规避门窗提取中遮挡墙面的障碍物对提取结果的影响。结果表明, 该方法可以对室内门窗进行有效地提取, 从而为导航网络的生成提供了重要依据。
2021, 46(2): 230-237.
doi: 10.13203/j.whugis20180277
摘要:
青藏高原是中国湿地分布较为集中的地区之一, 也是全球变化的敏感区。了解青藏高原湿地分布与变化对湿地保护和全球变化研究具有重要意义。基于Landsat 8 OLI (operation land imager)数据, 使用面向对象分类方法和人工解译相结合的方式得到2016年青藏高原湿地分布数据, 结合2008年湿地分类数据以及高程、流域界线等辅助数据, 分析了青藏高原的湿地分布现状和2008—2016年的湿地变化情况。结果表明:①2016年青藏高原研究区湿地总面积为115 584 km2。其中, 湖泊湿地面积为48 737 km2, 沼泽湿地面积为34 698 km2, 河流湿地面积为15 927 km2, 洪泛湿地面积为15 035 km2, 人工湿地面积为1 188 km2。②2008—2016年, 青藏高原湿地总面积增加3 867 km2, 主要表现为湖泊、河流和洪泛湿地的增加, 但同时沼泽湿地减少5 799 km2。③青藏高原的湿地分布与变化表现出显著的区域差异性。自然湿地的分布及面积变化集中在4~5 km高程范围内, 而人工湿地的变化则集中在2~4 km高程范围内; 湖泊和洪泛湿地的增加集中在内流区, 河流的增加及沼泽的减少集中在外流区。④青藏高原的气温和降水均呈上升趋势, 与湿地总体变化呈正相关; 各流域冰川面积的变化与湿地变化也具有相关性; 人为因素对青藏高原的湿地变化以消极作用为主。该研究为青藏高原环境变化研究与湿地保护提供了有益支持。
青藏高原是中国湿地分布较为集中的地区之一, 也是全球变化的敏感区。了解青藏高原湿地分布与变化对湿地保护和全球变化研究具有重要意义。基于Landsat 8 OLI (operation land imager)数据, 使用面向对象分类方法和人工解译相结合的方式得到2016年青藏高原湿地分布数据, 结合2008年湿地分类数据以及高程、流域界线等辅助数据, 分析了青藏高原的湿地分布现状和2008—2016年的湿地变化情况。结果表明:①2016年青藏高原研究区湿地总面积为115 584 km2。其中, 湖泊湿地面积为48 737 km2, 沼泽湿地面积为34 698 km2, 河流湿地面积为15 927 km2, 洪泛湿地面积为15 035 km2, 人工湿地面积为1 188 km2。②2008—2016年, 青藏高原湿地总面积增加3 867 km2, 主要表现为湖泊、河流和洪泛湿地的增加, 但同时沼泽湿地减少5 799 km2。③青藏高原的湿地分布与变化表现出显著的区域差异性。自然湿地的分布及面积变化集中在4~5 km高程范围内, 而人工湿地的变化则集中在2~4 km高程范围内; 湖泊和洪泛湿地的增加集中在内流区, 河流的增加及沼泽的减少集中在外流区。④青藏高原的气温和降水均呈上升趋势, 与湿地总体变化呈正相关; 各流域冰川面积的变化与湿地变化也具有相关性; 人为因素对青藏高原的湿地变化以消极作用为主。该研究为青藏高原环境变化研究与湿地保护提供了有益支持。
2021, 46(2): 238-243.
doi: 10.13203/j.whugis20190124
摘要:
针对月核大小及密度估计问题, 利用高分辨率重力场模型GL1500E的二阶位系数和LLR(lunar laser ranging)天平动参数, 考虑月核分层为外核和内核的情况, 结合非线性粒子群优化算法, 对月核大小和组成进行了估计。大批量的统计结果表明, 大概率分布的外核半径rc1约为469 km, 内核半径rc2约为303 km, 外核密度ρc1约为4 613 kg/m3, 内核密度ρc2约为7 004 kg/m3, 月幔密度ρm约为3 340 kg/m3。月幔密度非常接近地质研究结果3 360 kg/m3, 内外核半径与近期其他研究结果相近, 估算的月核大小与密度组成具有一定的参考价值。若月核由纯铁和硫化亚铁组成, 则研究表明, 内核大部分由纯铁组成, 外核大部分由硫化亚铁组成。
针对月核大小及密度估计问题, 利用高分辨率重力场模型GL1500E的二阶位系数和LLR(lunar laser ranging)天平动参数, 考虑月核分层为外核和内核的情况, 结合非线性粒子群优化算法, 对月核大小和组成进行了估计。大批量的统计结果表明, 大概率分布的外核半径rc1约为469 km, 内核半径rc2约为303 km, 外核密度ρc1约为4 613 kg/m3, 内核密度ρc2约为7 004 kg/m3, 月幔密度ρm约为3 340 kg/m3。月幔密度非常接近地质研究结果3 360 kg/m3, 内外核半径与近期其他研究结果相近, 估算的月核大小与密度组成具有一定的参考价值。若月核由纯铁和硫化亚铁组成, 则研究表明, 内核大部分由纯铁组成, 外核大部分由硫化亚铁组成。
2021, 46(2): 244-251.
doi: 10.13203/j.whugis20190232
摘要:
星载原子钟在运行过程中会受到恶劣空间环境与设备老化等因素的影响, 使得卫星钟差数据中经常存在异常值, 其中AO(additive outlier)类异常值是钟差序列中常见的一类异常值。结合最大期望算法与自回归滑动平均(autoregressive moving average, ARMA)模型, 提出一种AO类异常值探测算法。该算法可以准确探测孤立AO类异常值与成片AO类异常值, 有效克服了其他算法经常出现的淹没与掩盖现象。在成功探测钟差序列AO类异常值的同时, 该算法可以估计得到精确的ARMA模型, 进而能准确地进行卫星钟差预报。利用仿真数据与北斗卫星钟差实测数据进行计算分析, 结果表明, 所提算法可以精确探测出钟差序列AO类异常值, 并且具有很好的卫星钟差预报效果。
星载原子钟在运行过程中会受到恶劣空间环境与设备老化等因素的影响, 使得卫星钟差数据中经常存在异常值, 其中AO(additive outlier)类异常值是钟差序列中常见的一类异常值。结合最大期望算法与自回归滑动平均(autoregressive moving average, ARMA)模型, 提出一种AO类异常值探测算法。该算法可以准确探测孤立AO类异常值与成片AO类异常值, 有效克服了其他算法经常出现的淹没与掩盖现象。在成功探测钟差序列AO类异常值的同时, 该算法可以估计得到精确的ARMA模型, 进而能准确地进行卫星钟差预报。利用仿真数据与北斗卫星钟差实测数据进行计算分析, 结果表明, 所提算法可以精确探测出钟差序列AO类异常值, 并且具有很好的卫星钟差预报效果。
2021, 46(2): 252-261.
doi: 10.13203/j.whugis20190352
摘要:
基于区域参考站网的网络实时动态定位(real-time kinematic，RTK)方法是实现全球定位系统（global positioning system，GPS）、北斗卫星导航系统（BeiDou satellite navigation system，BDS）高精度定位的主要手段。研究了一种长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法，首先采用长距离参考站网GPS/BDS多频观测数据确定宽巷整周模糊度，利用引入大气误差参数的参数估计模型解算GPS/BDS双差载波相位整周模糊度；然后按照长距离参考站网观测误差特性的不同，分类处理参考站观测误差，利用误差内插法计算流动站观测误差，以改正流动站GPS/BDS双系统载波相位观测值的观测误差；最后使用流动站多频载波相位整周模糊度解算方法确定GPS/BDS载波相位整周模糊度并解算位置参数。使用长距离连续运行参考站(continuously operating reference stations，CORS)网的实测数据进行实验，结果表明，该方法能够利用长距离GPS/BDS参考站网实现流动站的厘米级定位。
基于区域参考站网的网络实时动态定位(real-time kinematic，RTK)方法是实现全球定位系统（global positioning system，GPS）、北斗卫星导航系统（BeiDou satellite navigation system，BDS）高精度定位的主要手段。研究了一种长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法，首先采用长距离参考站网GPS/BDS多频观测数据确定宽巷整周模糊度，利用引入大气误差参数的参数估计模型解算GPS/BDS双差载波相位整周模糊度；然后按照长距离参考站网观测误差特性的不同，分类处理参考站观测误差，利用误差内插法计算流动站观测误差，以改正流动站GPS/BDS双系统载波相位观测值的观测误差；最后使用流动站多频载波相位整周模糊度解算方法确定GPS/BDS载波相位整周模糊度并解算位置参数。使用长距离连续运行参考站(continuously operating reference stations，CORS)网的实测数据进行实验，结果表明，该方法能够利用长距离GPS/BDS参考站网实现流动站的厘米级定位。
2021, 46(2): 262-269,295.
doi: 10.13203/j.whugis20190252
摘要:
高精度的电离层模型对于提高导航卫星系统的定位精度具有重要意义。低轨卫星的快速发展为建立高精度的电离层模型提供了新的契机。基于仿真数据模拟获得2017年1月1日—30日LEO（low earth orbit）和GNSS（global navigation satellite system）卫星观测数据，星座类型包括60、96、192和288颗卫星，以非洲区域为例，利用该数据研究GNSS和LEO卫星穿刺点的覆盖情况和联合建模精度。结果表明：加入LEO卫星后，穿刺点分布改善明显，能够大幅度提高穿刺点密度；单颗低轨卫星穿刺点的范围比GNSS卫星大，LEO卫星的高度角和方位角变化明显；随着低轨卫星数量的增加，融合建模的精度也随之提高；在12:00时东经30°不同纬度范围内，单GNSS建模和GNSS+288 LEO建模差值最大为-1.6 TECU（total electron content unit）；随着建模时长的增加，融合建模结果和单GNSS结果差值逐渐变小。
高精度的电离层模型对于提高导航卫星系统的定位精度具有重要意义。低轨卫星的快速发展为建立高精度的电离层模型提供了新的契机。基于仿真数据模拟获得2017年1月1日—30日LEO（low earth orbit）和GNSS（global navigation satellite system）卫星观测数据，星座类型包括60、96、192和288颗卫星，以非洲区域为例，利用该数据研究GNSS和LEO卫星穿刺点的覆盖情况和联合建模精度。结果表明：加入LEO卫星后，穿刺点分布改善明显，能够大幅度提高穿刺点密度；单颗低轨卫星穿刺点的范围比GNSS卫星大，LEO卫星的高度角和方位角变化明显；随着低轨卫星数量的增加，融合建模的精度也随之提高；在12:00时东经30°不同纬度范围内，单GNSS建模和GNSS+288 LEO建模差值最大为-1.6 TECU（total electron content unit）；随着建模时长的增加，融合建模结果和单GNSS结果差值逐渐变小。
2021, 46(2): 270-279,288.
doi: 10.13203/j.whugis20190211
摘要:
中纬度夏季夜间异常（midlatitude summer nighttime anomaly, MSNA）区域内的总电子含量（total electron content, TEC）的日变特性存在季节性差异，能否有效描述MSNA的特征是检验电离层TEC经验模型精度的关键指标之一。针对MSNA现象，提出了一种适合MSNA区域的单站电离层TEC经验模型，命名为SSM-T2（single station model type2）模型；以位于MSNA区域内的南极半岛上的奥伊金斯站(ohi3)为例，验证了该模型的有效性。SSM-T2模型由3部分组成，分别是TEC日变化分量、季节变化分量和随太阳活动分量，模型中的系数由非线性最小二乘拟合得到。在南极半岛的ohi3站上，模型拟合测试结果表明，SSM-T2-ohi3模型与建模数据GPS-TEC拟合得很好，较好地描述了MSNA现象。通过模型对比分析发现，在外推时间点上，SSM-T2-ohi3与CODE GIMs、SSM-month模型符合得很好，能有效描述MSNA的特征，具有较好的预测能力，且总体上优于IRI2016模型。
中纬度夏季夜间异常（midlatitude summer nighttime anomaly, MSNA）区域内的总电子含量（total electron content, TEC）的日变特性存在季节性差异，能否有效描述MSNA的特征是检验电离层TEC经验模型精度的关键指标之一。针对MSNA现象，提出了一种适合MSNA区域的单站电离层TEC经验模型，命名为SSM-T2（single station model type2）模型；以位于MSNA区域内的南极半岛上的奥伊金斯站(ohi3)为例，验证了该模型的有效性。SSM-T2模型由3部分组成，分别是TEC日变化分量、季节变化分量和随太阳活动分量，模型中的系数由非线性最小二乘拟合得到。在南极半岛的ohi3站上，模型拟合测试结果表明，SSM-T2-ohi3模型与建模数据GPS-TEC拟合得很好，较好地描述了MSNA现象。通过模型对比分析发现，在外推时间点上，SSM-T2-ohi3与CODE GIMs、SSM-month模型符合得很好，能有效描述MSNA的特征，具有较好的预测能力，且总体上优于IRI2016模型。
2021, 46(2): 280-288.
doi: 10.13203/j.whugis20180450
摘要:
回归预测模型是对传统回归模型的进一步扩展，不仅涉及回归模型的固定参数估计，而且将模型预测纳入平差的部分内容，更加符合实际解算需求。针对在回归模型预测中经常出现待预测非公共点（自变量）含有观测误差和随机模型不准确的问题，基于EIV（errors-in-variables）模型提出了一种同时顾及所有变量观测误差的整体解法。同时，将方差-协方差分量估计方法引入回归预测模型解算中，以修正随机模型与待预测非公共点的先验协因数阵，并推导了相关计算公式和迭代算法。算例试验表明，该方法能够有效估计各类观测数据的方差分量，为获取更合理的参数估计与更高的模型预测精度提供了可行手段。另外，通过设计多种对比方案可知，该方法的预测效果较好，尤其是针对观测数据与系数矩阵中随机元素之间存在一定相关性的情况。
回归预测模型是对传统回归模型的进一步扩展，不仅涉及回归模型的固定参数估计，而且将模型预测纳入平差的部分内容，更加符合实际解算需求。针对在回归模型预测中经常出现待预测非公共点（自变量）含有观测误差和随机模型不准确的问题，基于EIV（errors-in-variables）模型提出了一种同时顾及所有变量观测误差的整体解法。同时，将方差-协方差分量估计方法引入回归预测模型解算中，以修正随机模型与待预测非公共点的先验协因数阵，并推导了相关计算公式和迭代算法。算例试验表明，该方法能够有效估计各类观测数据的方差分量，为获取更合理的参数估计与更高的模型预测精度提供了可行手段。另外，通过设计多种对比方案可知，该方法的预测效果较好，尤其是针对观测数据与系数矩阵中随机元素之间存在一定相关性的情况。
2021, 46(2): 289-295.
doi: 10.13203/j.whugis20190071
摘要:
大地震的地表破裂及形变特征对研究地震成因机制、断层运动及大陆变形具有重要意义。随着卫星技术的日益成熟，自1992年美国加州Landers地震以来，光学和雷达影像被广泛应用于同震破裂、震后形变等定量研究。然而，由于缺乏更早之前的影像资料，90年代以前的历史地震研究无法深入。美国锁眼卫星KH-9影像的公开解决了震前卫星影像匮乏的问题，为研究70~90年代历史地震提供了可行的条件。首先借助伊朗Tabas-e-Golshan地震和Khuli-Boniabad地震的研究实例，概述了KH-9卫星影像测量历史同震位移的方法与进展；然后利用1976年（震前）和1980年（震后）的KH-9影像对1976年土耳其Chaldiran地震的同震位移进行了计算，测得该地震东西向同震位移量为（3.1±0.7）m，与实地测量的地表位移相符，表明该走滑地震没有明显的浅部滑动亏损现象；最后对KH-9卫星影像定量研究历史地震的未来应用和限制进行了讨论与总结。
大地震的地表破裂及形变特征对研究地震成因机制、断层运动及大陆变形具有重要意义。随着卫星技术的日益成熟，自1992年美国加州Landers地震以来，光学和雷达影像被广泛应用于同震破裂、震后形变等定量研究。然而，由于缺乏更早之前的影像资料，90年代以前的历史地震研究无法深入。美国锁眼卫星KH-9影像的公开解决了震前卫星影像匮乏的问题，为研究70~90年代历史地震提供了可行的条件。首先借助伊朗Tabas-e-Golshan地震和Khuli-Boniabad地震的研究实例，概述了KH-9卫星影像测量历史同震位移的方法与进展；然后利用1976年（震前）和1980年（震后）的KH-9影像对1976年土耳其Chaldiran地震的同震位移进行了计算，测得该地震东西向同震位移量为（3.1±0.7）m，与实地测量的地表位移相符，表明该走滑地震没有明显的浅部滑动亏损现象；最后对KH-9卫星影像定量研究历史地震的未来应用和限制进行了讨论与总结。
2021, 46(2): 296-302.
doi: 10.13203/j.whugis20190177
摘要:
对话系统已经成为人工智能时代重要的人机交互接口。聊天机器人技术在对话系统技术发展中扮演着至关重要的角色，代表了对话系统技术的前沿发展。从聊天机器人技术的兴起入手，深入分析聊天机器人技术的发展趋势，介绍国内外学术界和产业界的聊天机器人技术研究进展，重点介绍聊天机器人的3项关键技术，即基于检索的多轮对话技术、基于生成的对话技术和基于检索与生成深度融合的对话技术。通过分析聊天机器人技术中存在的问题，展望未来的发展方向。
对话系统已经成为人工智能时代重要的人机交互接口。聊天机器人技术在对话系统技术发展中扮演着至关重要的角色，代表了对话系统技术的前沿发展。从聊天机器人技术的兴起入手，深入分析聊天机器人技术的发展趋势，介绍国内外学术界和产业界的聊天机器人技术研究进展，重点介绍聊天机器人的3项关键技术，即基于检索的多轮对话技术、基于生成的对话技术和基于检索与生成深度融合的对话技术。通过分析聊天机器人技术中存在的问题，展望未来的发展方向。
2021, 46(2): 303-308.
doi: 10.13203/j.whugis20190052
摘要:
水印为数字音频的版权保护提供了一种技术手段。然而，随着录用设备的普及，翻录攻击成为一种去除水印信息的有效方法。为了提高水印算法的安全性，提出了一种鲁棒的抗翻录攻击的数字语音水印算法。定义了离散余弦系数对数均值（discrete cosine transform coefficients logarithm mean，DCT-CLM）的特征，分析了该特征对翻录攻击的鲁棒性，并给出了基于该特征的水印嵌入方法。帧号和水印一起作为嵌入在各语音帧的信息，通过量化DCT-CLM方法将帧号和水印一起嵌入在各语音帧中。帧号用来同步各语音帧的内容，从同步的含水印语音帧中提取水印信息，从而进行溯源追踪。和常见的语音水印算法相比，该算法除了对去同步攻击的鲁棒性之外，还能够抵抗对敏感语音内容的翻录攻击。
水印为数字音频的版权保护提供了一种技术手段。然而，随着录用设备的普及，翻录攻击成为一种去除水印信息的有效方法。为了提高水印算法的安全性，提出了一种鲁棒的抗翻录攻击的数字语音水印算法。定义了离散余弦系数对数均值（discrete cosine transform coefficients logarithm mean，DCT-CLM）的特征，分析了该特征对翻录攻击的鲁棒性，并给出了基于该特征的水印嵌入方法。帧号和水印一起作为嵌入在各语音帧的信息，通过量化DCT-CLM方法将帧号和水印一起嵌入在各语音帧中。帧号用来同步各语音帧的内容，从同步的含水印语音帧中提取水印信息，从而进行溯源追踪。和常见的语音水印算法相比，该算法除了对去同步攻击的鲁棒性之外，还能够抵抗对敏感语音内容的翻录攻击。
作者登录
审稿登录
编辑登录
读者登录
编委登录
主编登录
