2021年 第46卷 第4期
2021, 46(4): 451-468.
doi: 10.13203/j.whugis20200666
摘要:
地物的光谱信息是遥感数据的重要特征，对遥感光谱信息的利用经历了从黑白全色影像到多光谱、高光谱再到时间序列的发展历程。近年来，随着卫星遥感技术的发展和历史数据的积累，大量的重复观测数据被获取。长时序的遥感数据包含光谱维、时间维和空间维4个维度的信息，这在一定程度上能够避免同谱异物、同物异谱的现象。目前还没有统一的概念对长时序遥感数据进行描述，在光谱概念的基础上，提出时谱的概念，详细论述了时谱的理论方法和关键技术，首次尝试对时谱的理论体系进行构建。首先回顾了传统的遥感时间序列变化检测方法，分析传统变化检测方法的优点与不足；然后对时谱的理论方法进行阐述，介绍时谱在数据组织与存储、数据重构、特征深度挖掘和数据源4个方面的关键技术；并介绍基于时谱信息的典型农作物分类和变化检测方法，以期能够为时谱变化检测相关研究提供参考；最后对时谱变化检测研究进行了展望。
地物的光谱信息是遥感数据的重要特征，对遥感光谱信息的利用经历了从黑白全色影像到多光谱、高光谱再到时间序列的发展历程。近年来，随着卫星遥感技术的发展和历史数据的积累，大量的重复观测数据被获取。长时序的遥感数据包含光谱维、时间维和空间维4个维度的信息，这在一定程度上能够避免同谱异物、同物异谱的现象。目前还没有统一的概念对长时序遥感数据进行描述，在光谱概念的基础上，提出时谱的概念，详细论述了时谱的理论方法和关键技术，首次尝试对时谱的理论体系进行构建。首先回顾了传统的遥感时间序列变化检测方法，分析传统变化检测方法的优点与不足；然后对时谱的理论方法进行阐述，介绍时谱在数据组织与存储、数据重构、特征深度挖掘和数据源4个方面的关键技术；并介绍基于时谱信息的典型农作物分类和变化检测方法，以期能够为时谱变化检测相关研究提供参考；最后对时谱变化检测研究进行了展望。
2021, 46(4): 469-478.
doi: 10.13203/j.whugis20200697
摘要:
作为全媒体理念下的新媒介，遥感影像在时间和空间上极大拓展延伸了人类的感知能力。在分析国内外遥感和新闻结合探索的基础上，提出了遥感新闻学这一交叉学科方向，阐述了遥感与新闻结合后，遥感新闻具有突破视觉时空限制与频谱限制、多尺度揭示规律和保证新闻客观性方面的优势。遥感新闻学的科学问题是研究遥感数据对新闻主题可实现、创建遥感新闻的叙事机制和镜头画面语言体系；遥感新闻学的技术问题是构建新闻任务驱动的遥感链式服务模式、保证遥感数据质量以及提升遥感新闻主题表现力等。结合新华社卫星新闻实验室在遥感新闻生产中的技术应用，发现了高效影像获取、便捷直观取证、时序影像提取、镜头语言创新是当下遥感新闻传播中的突出表现。
作为全媒体理念下的新媒介，遥感影像在时间和空间上极大拓展延伸了人类的感知能力。在分析国内外遥感和新闻结合探索的基础上，提出了遥感新闻学这一交叉学科方向，阐述了遥感与新闻结合后，遥感新闻具有突破视觉时空限制与频谱限制、多尺度揭示规律和保证新闻客观性方面的优势。遥感新闻学的科学问题是研究遥感数据对新闻主题可实现、创建遥感新闻的叙事机制和镜头画面语言体系；遥感新闻学的技术问题是构建新闻任务驱动的遥感链式服务模式、保证遥感数据质量以及提升遥感新闻主题表现力等。结合新华社卫星新闻实验室在遥感新闻生产中的技术应用，发现了高效影像获取、便捷直观取证、时序影像提取、镜头语言创新是当下遥感新闻传播中的突出表现。
2021, 46(4): 479-488.
doi: 10.13203/j.whugis20200439
摘要:
大气温度和湿度是描述大气动力和热力状态的重要参数。重点分析武汉地区由微波辐射计测量获得的温度和湿度廓线、大气边界层高度（atmospheric boundary layer height，ABLH）以及液态水路径（liquid water path，LWP）廓线的日变化及季节性变化。首先在有云和无云情况下，对RPG-HATPRO型微波辐射计和探空气球的探测结果进行比较。微波辐射计反演得到的温度、湿度在2 km以下相较于探空气球偏低，2 km以上则均表现为偏高；观测精度会因天气条件的不同而变化，使用微波辐射计产品时，应着重考虑云的影响。然后分析2011—2015年各气象要素的日变化和季节变化，实现武汉地区对流层大气的热力学表征。ABLH从上午8时开始增加，下午15时达到最高值，之后开始下降，在夜间整体保持稳定。LWP在夜间含量要高于白天，冬季高于夏季。结合高度信息，分析得出相对湿度（relative humidity，RH）在0~1 km随高度的增加而上升，随后下降。对武汉地区气象参数的日变化与季节性变化进行观测与分析，为气象探测、大气污染研究、空气质量监测、天气预报等提供了可靠信息。
大气温度和湿度是描述大气动力和热力状态的重要参数。重点分析武汉地区由微波辐射计测量获得的温度和湿度廓线、大气边界层高度（atmospheric boundary layer height，ABLH）以及液态水路径（liquid water path，LWP）廓线的日变化及季节性变化。首先在有云和无云情况下，对RPG-HATPRO型微波辐射计和探空气球的探测结果进行比较。微波辐射计反演得到的温度、湿度在2 km以下相较于探空气球偏低，2 km以上则均表现为偏高；观测精度会因天气条件的不同而变化，使用微波辐射计产品时，应着重考虑云的影响。然后分析2011—2015年各气象要素的日变化和季节变化，实现武汉地区对流层大气的热力学表征。ABLH从上午8时开始增加，下午15时达到最高值，之后开始下降，在夜间整体保持稳定。LWP在夜间含量要高于白天，冬季高于夏季。结合高度信息，分析得出相对湿度（relative humidity，RH）在0~1 km随高度的增加而上升，随后下降。对武汉地区气象参数的日变化与季节性变化进行观测与分析，为气象探测、大气污染研究、空气质量监测、天气预报等提供了可靠信息。
2021, 46(4): 489-496.
doi: 10.13203/j.whugis20190030
摘要:
针对城市建筑物层高变化检测难题，提出一种基于无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）影像密集匹配点云多层次分割的变化检测方法。首先，对多时相UAV影像匹配密集点云进行网格划分，并计算网格内部的归一化数字表面模型和差分数字表面模型两种几何形状特征以及归一化过绿指数和亮度两种光谱特征；然后，基于区域生长规则进行点云分割，并判断分割对象的变化/未变化/不确定状态，对不确定状态的分割对象，逐步严格生长准则实现多层次迭代分割，直至判断出所有点的变化状态（增高/降低/未变化）；最后，综合几何形状特征及光谱特征，识别变化对象中的三维建筑物目标以明确层高变化。采用两期武汉大学UAV影像密集点云进行实验验证，结果表明，所提检测方法的检测完整率、正确率及检测质量均达到90%以上。
针对城市建筑物层高变化检测难题，提出一种基于无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）影像密集匹配点云多层次分割的变化检测方法。首先，对多时相UAV影像匹配密集点云进行网格划分，并计算网格内部的归一化数字表面模型和差分数字表面模型两种几何形状特征以及归一化过绿指数和亮度两种光谱特征；然后，基于区域生长规则进行点云分割，并判断分割对象的变化/未变化/不确定状态，对不确定状态的分割对象，逐步严格生长准则实现多层次迭代分割，直至判断出所有点的变化状态（增高/降低/未变化）；最后，综合几何形状特征及光谱特征，识别变化对象中的三维建筑物目标以明确层高变化。采用两期武汉大学UAV影像密集点云进行实验验证，结果表明，所提检测方法的检测完整率、正确率及检测质量均达到90%以上。
2021, 46(4): 497-502.
doi: 10.13203/j.whugis20190198
摘要:
南极蕴含着无数科学之谜和资源信息，已成为科学研究的热点区域之一。许多国家和组织争相在南极建立科考站，由于缺乏统一的高程基准，一切与高程相关的信息都无法精确确定和统一。充分利用GNSS大地边值问题不受局部高程基准限制的特点，在概述GNSS/重力法的基本原理和方法基础上，利用收集的南极中山站GNSS/水准、重力等数据，基于EGM2008和EIGEN-6C4两种地球重力场模型分别计算了南极中山站高程基准相对于国家1985高程基准的垂直偏差。结果表明，南极中山站高程基准与全球高程基准的垂直偏差为-1.455 m，与国家1985高程基准的垂直偏差为-1.759 m，这将为南极测绘地理信息提供更为精确的全球尺度高程基准参考，对更加精确预测南极冰川消融对低海拔地区造成的影响具有重要价值。
南极蕴含着无数科学之谜和资源信息，已成为科学研究的热点区域之一。许多国家和组织争相在南极建立科考站，由于缺乏统一的高程基准，一切与高程相关的信息都无法精确确定和统一。充分利用GNSS大地边值问题不受局部高程基准限制的特点，在概述GNSS/重力法的基本原理和方法基础上，利用收集的南极中山站GNSS/水准、重力等数据，基于EGM2008和EIGEN-6C4两种地球重力场模型分别计算了南极中山站高程基准相对于国家1985高程基准的垂直偏差。结果表明，南极中山站高程基准与全球高程基准的垂直偏差为-1.455 m，与国家1985高程基准的垂直偏差为-1.759 m，这将为南极测绘地理信息提供更为精确的全球尺度高程基准参考，对更加精确预测南极冰川消融对低海拔地区造成的影响具有重要价值。
2021, 46(4): 503-509.
doi: 10.13203/j.whugis20190205
摘要:
近百年来，全球正经历着以变暖为显著特征的变化，海水增温膨胀、陆地冰川和极地冰盖融化等因素导致全球海平面持续上升。北极新奥尔松地区现保存有典型的极地原始生态系统，客观准确地分析该地区的海平面变化，可以更好地为该地区自然生态环境监测和保护以及气候变化研究等提供基础。联合利用卫星高度计、验潮站和全球卫星导航系统(global navigation satellite system，GNSS)观测资料分析新奥尔松地区的海平面变化的线性趋势和季节性规律，通过同时段资料(1993-2018年)的分析显示，该地区地壳呈上升趋势，上升速率为(8.09±0.19) mm/a；验潮站相对海平面呈下降趋势，下降速率为(-7.31±0.36) mm/a；利用地壳运动修正后的绝对海平面上升速率为(0.78±0.41) mm/a，低于全球同期水平，与卫星高度计观测的绝对海平面变化结果具有很好的一致性，二者相差(0.23±0.46) mm/a。在进行区域海平面变化分析时，可利用GNSS修正验潮站相对海平面获得该区域的绝对海平面变化。利用修正后的海平面资料分析结果显示，新奥尔松地区海平面变化具有明显的季节性规律，每年10月-11月为季节高海平面期，3月-4月为季节低海平面期。通过海表面温度与海平面的相关性分析认为，随着海表面温度变化，海平面也发生相应的变化。
近百年来，全球正经历着以变暖为显著特征的变化，海水增温膨胀、陆地冰川和极地冰盖融化等因素导致全球海平面持续上升。北极新奥尔松地区现保存有典型的极地原始生态系统，客观准确地分析该地区的海平面变化，可以更好地为该地区自然生态环境监测和保护以及气候变化研究等提供基础。联合利用卫星高度计、验潮站和全球卫星导航系统(global navigation satellite system，GNSS)观测资料分析新奥尔松地区的海平面变化的线性趋势和季节性规律，通过同时段资料(1993-2018年)的分析显示，该地区地壳呈上升趋势，上升速率为(8.09±0.19) mm/a；验潮站相对海平面呈下降趋势，下降速率为(-7.31±0.36) mm/a；利用地壳运动修正后的绝对海平面上升速率为(0.78±0.41) mm/a，低于全球同期水平，与卫星高度计观测的绝对海平面变化结果具有很好的一致性，二者相差(0.23±0.46) mm/a。在进行区域海平面变化分析时，可利用GNSS修正验潮站相对海平面获得该区域的绝对海平面变化。利用修正后的海平面资料分析结果显示，新奥尔松地区海平面变化具有明显的季节性规律，每年10月-11月为季节高海平面期，3月-4月为季节低海平面期。通过海表面温度与海平面的相关性分析认为，随着海表面温度变化，海平面也发生相应的变化。
2021, 46(4): 510-519.
doi: 10.13203/j.whugis20190321
摘要:
采用大地测量观测数据进行地震断层参数反演是大地测量反演的研究热点，也是研究地震发生机制的重点。针对目前在断层参数反演中所用粒子群算法反演精度较低的问题, 分析了地震断层参数反演的非线性特点和基本粒子群算法的特征。考虑到基本粒子群算法在处理高度非线性问题时易陷入局部最优解，且求解过程中局部最优解与全局最优解之间会相互影响，通过分段调整影响粒子速度的惯性因子和影响全局最优解与局部最优解的加速因子，得到了一种适用于地震断层参数反演的分段动态调整参数的粒子群算法，应用于模拟地震与拉奎拉真实地震的断层参数反演。模拟地震实验结果表明，所提算法具有稳定性，且求得的断层倾角、滑动角较多峰值粒子群算法更接近真值。在2009年拉奎拉地震实例中，所提算法求得的断层参数正演后所得形变量与地表观测值的均方根误差为5.2 mm，优于多峰值粒子群算法的6.7 mm。以上结果表明，所提算法获得的断层模型更符合真实的断裂条件，具有一定的实际应用价值。
采用大地测量观测数据进行地震断层参数反演是大地测量反演的研究热点，也是研究地震发生机制的重点。针对目前在断层参数反演中所用粒子群算法反演精度较低的问题, 分析了地震断层参数反演的非线性特点和基本粒子群算法的特征。考虑到基本粒子群算法在处理高度非线性问题时易陷入局部最优解，且求解过程中局部最优解与全局最优解之间会相互影响，通过分段调整影响粒子速度的惯性因子和影响全局最优解与局部最优解的加速因子，得到了一种适用于地震断层参数反演的分段动态调整参数的粒子群算法，应用于模拟地震与拉奎拉真实地震的断层参数反演。模拟地震实验结果表明，所提算法具有稳定性，且求得的断层倾角、滑动角较多峰值粒子群算法更接近真值。在2009年拉奎拉地震实例中，所提算法求得的断层参数正演后所得形变量与地表观测值的均方根误差为5.2 mm，优于多峰值粒子群算法的6.7 mm。以上结果表明，所提算法获得的断层模型更符合真实的断裂条件，具有一定的实际应用价值。
2021, 46(4): 520-529.
doi: 10.13203/j.whugis20190187
摘要:
中国的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system，BDS)是全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)中唯一全星座提供3频信号的卫星导航系统，其信号频率间共存在3种频间偏差(differential code bias，DCB)，分别是DCBC2I-C7I、DCBC2I-C6I、DCBC7I-C6I。理论上，这3种DCB之间存在代数和为零的关系。基于3种频间偏差闭合差约束，加入DCB观测方程，以北斗中轨道(medium earth orbit，MEO)和倾斜地球同步轨道(inclined geosynchronous satellite orbit，IGSO)卫星作为参考卫星，采用附加限制条件的间接平差方法同步估计BDS的3种DCB。选取2018年1月1日—30日多模GNSS实验(multi-GNSS experiment，MGEX)基准站的BDS 3频数据，分别采用附加闭合差约束估计和独立求解两种方法计算北斗二代卫星的3种频间偏差。以中国科学院(Chinese Academy of Sciences，CAS)和德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt，DLR)的DCB产品作为参考，分析了所提方法估计的DCB精度、稳定性及部分典型卫星的DCB时间序列，验证了所提方法对北斗3频DCB估计的适用性和科学性，并通过BDS单频标准单点定位(standard point positioning，SPP)实验验证了DCB对单点定位精度的影响效果。
中国的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system，BDS)是全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)中唯一全星座提供3频信号的卫星导航系统，其信号频率间共存在3种频间偏差(differential code bias，DCB)，分别是DCBC2I-C7I、DCBC2I-C6I、DCBC7I-C6I。理论上，这3种DCB之间存在代数和为零的关系。基于3种频间偏差闭合差约束，加入DCB观测方程，以北斗中轨道(medium earth orbit，MEO)和倾斜地球同步轨道(inclined geosynchronous satellite orbit，IGSO)卫星作为参考卫星，采用附加限制条件的间接平差方法同步估计BDS的3种DCB。选取2018年1月1日—30日多模GNSS实验(multi-GNSS experiment，MGEX)基准站的BDS 3频数据，分别采用附加闭合差约束估计和独立求解两种方法计算北斗二代卫星的3种频间偏差。以中国科学院(Chinese Academy of Sciences，CAS)和德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt，DLR)的DCB产品作为参考，分析了所提方法估计的DCB精度、稳定性及部分典型卫星的DCB时间序列，验证了所提方法对北斗3频DCB估计的适用性和科学性，并通过BDS单频标准单点定位(standard point positioning，SPP)实验验证了DCB对单点定位精度的影响效果。
2021, 46(4): 530-537.
doi: 10.13203/j.whugis20190207
摘要:
针对灾后快速应急响应体系中常规无线传感网节点间通信距离短及前后端远程通信过分依赖地面基站的问题，设计并实现了基于远程无线传输技术(long range wireless transmission technology，LoRa)与北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system，BDS)的应急环境监测系统。该系统将无人机作为应急设备的承载平台，通过中继节点将采集的环境参数传递给搭载北斗模块的网关节点。经由BDS，用户可使用手持应急终端实时获取并接收所采集的环境监测数据。测试结果表明，该系统在通信间距为8 km的条件下，实现了不同环境中数据的实时采集与可靠传输，城区测试环境下北斗短报文丢包率仅为7.450%，山区测试环境下为18.395%，因此在常规通信网络缺失或阻断条件下具有一定的应用价值。
针对灾后快速应急响应体系中常规无线传感网节点间通信距离短及前后端远程通信过分依赖地面基站的问题，设计并实现了基于远程无线传输技术(long range wireless transmission technology，LoRa)与北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system，BDS)的应急环境监测系统。该系统将无人机作为应急设备的承载平台，通过中继节点将采集的环境参数传递给搭载北斗模块的网关节点。经由BDS，用户可使用手持应急终端实时获取并接收所采集的环境监测数据。测试结果表明，该系统在通信间距为8 km的条件下，实现了不同环境中数据的实时采集与可靠传输，城区测试环境下北斗短报文丢包率仅为7.450%，山区测试环境下为18.395%，因此在常规通信网络缺失或阻断条件下具有一定的应用价值。
2021, 46(4): 538-545.
doi: 10.13203/j.whugis20190202
摘要:
为验证分析最新全球气压气温模型(GPT3模型)在中国区域的模型精度，以中国区域18个IGS站为例，分别利用全球大地测量观测系统(Global Geodetic Observing System, GGOS) Atmosphere机构提供的2015-2017年气象数据和国际卫星导航服务(International GNSS Service，IGS)数据中心提供的2015年对流层延迟数据对GPT3模型气象参数和天顶对流层延迟(zenith troposphere delay，ZTD)进行验证，并联合全球其他GNSS站点共同进行GPT3模型误差特性分析。结果表明，相比GPT和GPT2模型，GPT3模型的精度和稳定性明显提高; GPT3模型在取得与GPT2w模型相近精度的同时，稳定性有所提高。GPT3模型精度受纬度影响显著，气温和气压的精度和稳定性由赤道向两极地区逐渐降低，水汽压精度几乎不受纬度影响，稳定性在中纬度和部分低纬度区域比高纬度地区差。GPT3模型对气象参数估值的偏差在低海拔地区具有随机性，以气压偏差最为明显，随着海拔升高，气压和水汽压偏差逐渐稳定在±2 hPa内，气温偏差在±2 ℃内。
为验证分析最新全球气压气温模型(GPT3模型)在中国区域的模型精度，以中国区域18个IGS站为例，分别利用全球大地测量观测系统(Global Geodetic Observing System, GGOS) Atmosphere机构提供的2015-2017年气象数据和国际卫星导航服务(International GNSS Service，IGS)数据中心提供的2015年对流层延迟数据对GPT3模型气象参数和天顶对流层延迟(zenith troposphere delay，ZTD)进行验证，并联合全球其他GNSS站点共同进行GPT3模型误差特性分析。结果表明，相比GPT和GPT2模型，GPT3模型的精度和稳定性明显提高; GPT3模型在取得与GPT2w模型相近精度的同时，稳定性有所提高。GPT3模型精度受纬度影响显著，气温和气压的精度和稳定性由赤道向两极地区逐渐降低，水汽压精度几乎不受纬度影响，稳定性在中纬度和部分低纬度区域比高纬度地区差。GPT3模型对气象参数估值的偏差在低海拔地区具有随机性，以气压偏差最为明显，随着海拔升高，气压和水汽压偏差逐渐稳定在±2 hPa内，气温偏差在±2 ℃内。
2021, 46(4): 546-554.
doi: 10.13203/j.whugis20190209
摘要:
为了满足地下工程中精密坐标传递的需求，设计了一种高精度三维导线测量及数据处理方法。受三联脚架法的启发，提出了利用三联全站仪法构建精密三维导线的思路。利用U型卡扣将球棱镜靶座固联到全站仪提手上，标定出球棱镜中心与仪器中心的空间关系，据此改化观测值; 以仪器中心之间的连线构成三维导线，避免了人工测量仪器高和棱镜高带来的误差。设计了一种实用的铅垂线不平行性改正模型，利用Helmert方差分量估计合理确定了多类观测值的权，使三维导线平差过程更为严密。以某隧道工程测量为实例，利用三联全站仪法建立了由15条导线边构成的三维闭合导线。与传统三维导线平差结果相比，经铅垂线不平行性改正和方差分量估计后，单位权中误差明显减小，导线点坐标精度明显提高，精度优于±0.5 mm; 用数字工业摄影测量系统进行验证，点位外符合精度达± 0.32 mm。通过采取各项有效技术措施，所提方法经受了短边、大垂直角等严峻条件的考验，有推广应用价值。
为了满足地下工程中精密坐标传递的需求，设计了一种高精度三维导线测量及数据处理方法。受三联脚架法的启发，提出了利用三联全站仪法构建精密三维导线的思路。利用U型卡扣将球棱镜靶座固联到全站仪提手上，标定出球棱镜中心与仪器中心的空间关系，据此改化观测值; 以仪器中心之间的连线构成三维导线，避免了人工测量仪器高和棱镜高带来的误差。设计了一种实用的铅垂线不平行性改正模型，利用Helmert方差分量估计合理确定了多类观测值的权，使三维导线平差过程更为严密。以某隧道工程测量为实例，利用三联全站仪法建立了由15条导线边构成的三维闭合导线。与传统三维导线平差结果相比，经铅垂线不平行性改正和方差分量估计后，单位权中误差明显减小，导线点坐标精度明显提高，精度优于±0.5 mm; 用数字工业摄影测量系统进行验证，点位外符合精度达± 0.32 mm。通过采取各项有效技术措施，所提方法经受了短边、大垂直角等严峻条件的考验，有推广应用价值。
2021, 46(4): 555-560.
doi: 10.13203/j.whugis20190143
摘要:
新型粒子加速器对关键元件的准直测量精度要求越来越高，而现有测量仪器受自身技术发展的限制，难以在短时间内显著提高其单站测量精度，由此提出一种基于激光跟踪仪的三维测边网平差的预准直测量方法。通过布设多个测站，将定位点和测站点的坐标均作为未知参数进行平差解算，得到较高精度的定位点坐标。此外，通过比较分析不同测站数目下各定位点的解算精度，得到局部最优测站数。实验结果表明，三维测边网平差解算的定位点精度远高于同等观测条件下三维边角网平差解算的定位点精度。当采用22个测站时，各定位点的空间点位中误差的均值为8.9 μm。根据4个定位点均要获得10 μm以内的定位精度需求，综合考虑定位精度和工作效率两方面因素，判断布设12个测站能达到此要求。所提方法对实际工作中高精度的预准直测量和设备的安装定位具有一定的工程应用价值。
新型粒子加速器对关键元件的准直测量精度要求越来越高，而现有测量仪器受自身技术发展的限制，难以在短时间内显著提高其单站测量精度，由此提出一种基于激光跟踪仪的三维测边网平差的预准直测量方法。通过布设多个测站，将定位点和测站点的坐标均作为未知参数进行平差解算，得到较高精度的定位点坐标。此外，通过比较分析不同测站数目下各定位点的解算精度，得到局部最优测站数。实验结果表明，三维测边网平差解算的定位点精度远高于同等观测条件下三维边角网平差解算的定位点精度。当采用22个测站时，各定位点的空间点位中误差的均值为8.9 μm。根据4个定位点均要获得10 μm以内的定位精度需求，综合考虑定位精度和工作效率两方面因素，判断布设12个测站能达到此要求。所提方法对实际工作中高精度的预准直测量和设备的安装定位具有一定的工程应用价值。
2021, 46(4): 561-569.
doi: 10.13203/j.whugis20190150
摘要:
随着数字地图与地理信息服务的需求增长，快速高效的地图制图和地理信息更新技术需求迫切，协同制图是提高地图制图工作效率、快速更新地图和地理空间数据库的有效方法。针对基于空间数据库的地图编辑事务执行效率低、并发控制复杂、地图数据一致性维护困难的问题，提出一种利用地图文档模拟的地图编辑事务模型，它支持空间坐标、属性、几何、关系等定义，用地图文档状态变化描述地图编辑事务，利用地图文档备份数据和变化数据来存储组织地图编辑事务，为协同制图提供了一种高效事务处理手段。试验表明，该模型使地图编辑过程不受数据库管理系统（database management system，DBMS）执行效率的限制，且严格保持了地图编辑事务的原子性、一致性、隔离性、持久性（atomicity, consistency, isolation, durability，ACID）特性，很好地支持了“你见即我见”的协同制图用户视图同步显示，相比基于DBMS的地图数据库具备更高的执行效率和事务管理能力，可用于地理空间数据库和制图数据库快速更新。
随着数字地图与地理信息服务的需求增长，快速高效的地图制图和地理信息更新技术需求迫切，协同制图是提高地图制图工作效率、快速更新地图和地理空间数据库的有效方法。针对基于空间数据库的地图编辑事务执行效率低、并发控制复杂、地图数据一致性维护困难的问题，提出一种利用地图文档模拟的地图编辑事务模型，它支持空间坐标、属性、几何、关系等定义，用地图文档状态变化描述地图编辑事务，利用地图文档备份数据和变化数据来存储组织地图编辑事务，为协同制图提供了一种高效事务处理手段。试验表明，该模型使地图编辑过程不受数据库管理系统（database management system，DBMS）执行效率的限制，且严格保持了地图编辑事务的原子性、一致性、隔离性、持久性（atomicity, consistency, isolation, durability，ACID）特性，很好地支持了“你见即我见”的协同制图用户视图同步显示，相比基于DBMS的地图数据库具备更高的执行效率和事务管理能力，可用于地理空间数据库和制图数据库快速更新。
2021, 46(4): 570-577.
doi: 10.13203/j.whugis20190259
摘要:
针对当前中国“问题地图”审核依赖人工目视判别效率低下的问题，提出一种端到端的小样本场景下基于卷积神经网络的多尺度特征融合自适应“问题地图”检测方法。通过对数据集进行实时增强，克服了卷积神经网络需要大量训练样本的问题。通过融合多个不同尺度下的地图，实现了多尺度下的“问题地图”显著错误区域的智能检测。利用版图错误区域属性对区域建议网络进行优化，进一步提高检测的精度。并通过实验验证了所提方法的有效性。相较于现有的“问题地图”检测方法，所提方法的准确率提高8倍，为大规模“问题地图”检测提供了新方法。
针对当前中国“问题地图”审核依赖人工目视判别效率低下的问题，提出一种端到端的小样本场景下基于卷积神经网络的多尺度特征融合自适应“问题地图”检测方法。通过对数据集进行实时增强，克服了卷积神经网络需要大量训练样本的问题。通过融合多个不同尺度下的地图，实现了多尺度下的“问题地图”显著错误区域的智能检测。利用版图错误区域属性对区域建议网络进行优化，进一步提高检测的精度。并通过实验验证了所提方法的有效性。相较于现有的“问题地图”检测方法，所提方法的准确率提高8倍，为大规模“问题地图”检测提供了新方法。
2021, 46(4): 578-585.
doi: 10.13203/j.whugis20190203
摘要:
通过大学校园内通道及楼梯上的观测实验，获取行人群组运动的相关数据，基于Pathfinder软件构建群组疏散模型，研究在人员疏散过程中出现的瓶颈以及群组行为对疏散效率的影响。结果表明：瓶颈处密度与速度呈负相关；较大的群组比例和较强的群组凝聚力均会延长疏散时间，行人成群组运动也会增加疏散过程中的堵塞次数和拥堵持续时间，所以后期人员疏散研究中需要考虑群组行为对疏散结果的影响, 在没有其他行人需要帮助的情况下，鼓励行人尽量独自行走，减少对同伴的等待，同时在建筑物出口设计时需要注意群组对疏散效率的负面影响，提高设计规格。
通过大学校园内通道及楼梯上的观测实验，获取行人群组运动的相关数据，基于Pathfinder软件构建群组疏散模型，研究在人员疏散过程中出现的瓶颈以及群组行为对疏散效率的影响。结果表明：瓶颈处密度与速度呈负相关；较大的群组比例和较强的群组凝聚力均会延长疏散时间，行人成群组运动也会增加疏散过程中的堵塞次数和拥堵持续时间，所以后期人员疏散研究中需要考虑群组行为对疏散结果的影响, 在没有其他行人需要帮助的情况下，鼓励行人尽量独自行走，减少对同伴的等待，同时在建筑物出口设计时需要注意群组对疏散效率的负面影响，提高设计规格。
2021, 46(4): 586-594.
doi: 10.13203/j.whugis20190189
摘要:
生物危害应急响应是生物安全保障的重要组成部分，需要紧密围绕应急响应预案来组织实施。针对目前的应急响应预案知识组织研究尚不完善，现有的数据模型不能满足生物危害态势时空分析需要的问题，在ABC本体模型的基础上构建了生物危害应急响应地理本体模型（biohazard emergency response geo-ontology model，BEROM），并建立了用于应急决策推理的规则集。对北京市严重急性呼吸道综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）应急响应任务实例分析的结果表明，所提模型相较于传统方法能够更好地融合事件信息与预案知识，从而通过对模型的推理给出更有效的应急决策意见。应急响应预案智能构建的实现，为应急决策提供了一种新的知识模型，验证了模型的合理性和有效性。
生物危害应急响应是生物安全保障的重要组成部分，需要紧密围绕应急响应预案来组织实施。针对目前的应急响应预案知识组织研究尚不完善，现有的数据模型不能满足生物危害态势时空分析需要的问题，在ABC本体模型的基础上构建了生物危害应急响应地理本体模型（biohazard emergency response geo-ontology model，BEROM），并建立了用于应急决策推理的规则集。对北京市严重急性呼吸道综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）应急响应任务实例分析的结果表明，所提模型相较于传统方法能够更好地融合事件信息与预案知识，从而通过对模型的推理给出更有效的应急决策意见。应急响应预案智能构建的实现，为应急决策提供了一种新的知识模型，验证了模型的合理性和有效性。
2021, 46(4): 595-600.
doi: 10.13203/j.whugis20190281
摘要:
现有的视频浓缩方法无法有效表达视频对象在多相机地理场景中的全局运动情况。针对该问题，提出了顾及相机可观测域的地理场景多相机视频浓缩方法。首先基于视频空间化处理，进行地理场景中相机可观测域分析；其次通过多相机视频对象的数据组织，优选相机可观测组集合，获得虚拟视点；最终实现场景中多相机视频浓缩。实验结果表明，所提方法不仅能够表现视频对象在多个相机镜头中的全局运动情况，而且相比于虚拟场景中的单相机视频浓缩具有更高的时间压缩率。
现有的视频浓缩方法无法有效表达视频对象在多相机地理场景中的全局运动情况。针对该问题，提出了顾及相机可观测域的地理场景多相机视频浓缩方法。首先基于视频空间化处理，进行地理场景中相机可观测域分析；其次通过多相机视频对象的数据组织，优选相机可观测组集合，获得虚拟视点；最终实现场景中多相机视频浓缩。实验结果表明，所提方法不仅能够表现视频对象在多个相机镜头中的全局运动情况，而且相比于虚拟场景中的单相机视频浓缩具有更高的时间压缩率。
作者登录
审稿登录
编辑登录
读者登录
编委登录
主编登录
