测绘工程

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张鑫磊1, 2, 徐青2, 邢帅2, 张国平2, 李鹏程2, 高铭2

测绘工程. 2023, 32(3): 1.

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ICESatGLAS激光测高数据已成为全球高程控制的重要数据源之一。ICESat-2所搭载的激光器先进地形激光高度计系统ATLAS采用光子计数体制,具有极高的灵敏性,能够进一步提高立体测绘的应用能力。由于激光高度计的模式不同,GLAS控制点筛选方法不能直接应用于ICESat-2数据。针对ATLAS数据特点,文中提出一种基于评价标签的ATLAS控制点筛选方法。该方法首先关联ATL03、ATL08内部参数,然后利用ATL03评价标签进行粗筛选,最后利用ATL08评价标签进行精细筛选。选取河南郑州地区12对第五版ATL03、ATL08数据对所提算法进行精度验证,经筛选后控制点的RMSE可提升54.46%。

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双基线TanDEM-XInSAR数据的森林高度反演

欧蔓, 朱建军, 张涛, 胡华参

测绘工程. 2023, 32(3): 8.

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森林高度是进行森林资源管理的重要基础数据,通常使用RVoG模型并结合PolInSAR技术获取,然而目前的PolInSAR数据均通过重轨飞行方式采集,不利于大范围、高精度森林高度测绘。TanDEM-X数据无时间去相干与大气干扰,为森林高度测绘提供了合适的数据来源。但TanDEM-XInSAR数据主要为单极化模式,由于观测信息不足,不满足RVoG模型的解算要求。因此,文中利用双基线TanDEM-XInSAR 数据反演森林高度。该方法考虑地形影响采用S-RVoG模型反演森林高度,首先仅使用S-RVoG模型相干性信息建立关系,并通过双基线下相位信息之间的关系进行约束。反演森林高度依赖于消光系数的选择,依据模型相干性对森林高度的敏感性进行分析, 并利用LiDAR数据作为先验信息进行消光系数的选择。为了验证本方法,采用了瑞典与西班牙实验区数据进行双基线森林高度反演并利用实验区存在的LiDAR树高数据验证方法的精度,两实验区精度分别为1.86m 与2.43m。

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基于BP神经网络的WiFi/地磁定位方法

杨朝永, 赵冬青, 贾晓雪, 张乐添, 赖路广, 程振豪

测绘工程. 2023, 32(3): 14.

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针对WiFi在室内定位中信号波动性较大、地磁指纹存在误匹配等问题,提出一种基于BP神经网络的WiFi/ 地磁融合定位方法。该方法通过Z-score标准化消除WiFi、地磁数据不同量纲级的影响,同时,选取Tanh函数替代 Sigmoid函数作为BP神经网络的激活函数,改善深度学习中梯度消失、梯度爆炸等问题。离线阶段,将处理后的 WiFi、地磁数据作为输入层对改进的神经网络进行学习训练,在线阶段,将训练好的BP神经网络用于智能手机的定位。实验结果表明,文中提出的定位方式较单一传感器的定位方式整体定位精度提升约为14%。

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Galileo长基线定位中四频电离层延迟改正方法分析

吕震1, 王振杰1, 刘金萍2, 宋建平2, 隗骏2, 周浩3

测绘工程. 2023, 32(3): 27.

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针对电离层延迟会对长基线定位精度造成影响的问题,提出一种采用Galileo四频信号的四频弱电离层组合方法,通过构造弱电离层相位组合观测值建立定位方程,进而采用最小二乘平差方法实现弱电离层组合模糊度和三维基线坐标参数的解算。采用Galileo四频数据对比分析了四频IR组合方法和基于FCAR模型的电离层延迟参数估计方法的长基线定位精度,实验结果表明,当基线长度超过500km 时,四频IR组合方法在水平和垂直方向的定位精度均可达到dm 级,相较于电离层延迟参数估计方法,可以有效改善水平和垂直方向的定位结果,定位精度提升幅度可分别达到15%和30%以上。相对定位精度达到1×10-9m,满足高精度相对定位要求。

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多先验约束正则化模型图像复原方法

董国强1, 卜丽静2, 赵瑞山3, 张正鹏2

测绘工程. 2023, 32(3): 29.

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图像在成像过程中经常会产生模糊与噪声等多种复杂的降质问题,针对同时存在模糊与噪声的图像复原问题,提出一种多先验约束正则化模型图像复原方法。图像组稀疏表示能够很好的去除图像模糊,图像自相似性的非局部均值理论能够很好的抑制图像噪声,因此引入组稀疏约束项与非局部均值自相似约束项,构建一种新的图像复原模型,根据图像组稀疏与非局部均值自相似性先验知识求解清晰图像。实验选择不同自然模糊影像、真实遥感影像以及水下模糊影像,并对比了组稀疏算法、盲去卷积算法、非局部均值算法与比值稀疏约束算法。针对含有不同类型模糊与噪声影像,本算法实验结果PSNR值平均提高2.17dB、2.08dB、2.14dB,充分说明本算法在去除图像模糊的同时抑制了图像噪声,达到提高图像质量的目的。

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基于SNAP-StaMPS方法的高速公路沿线地面沉降监测

李文慧, 王志伟, 赵月, 王翔

测绘工程. 2023, 32(3): 36.

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准确监测高速公路不同程度的沉降是确保高速公路正常运营以及可持续发展的基础性工作。文中以黄河三角洲高速公路及沿线为研究区,基于SNAP-StaMPS方法,采用2019年8月至2022年1月的37景Sentinel-1A数据,对该地区地面沉降监测的基础上,提取东营港疏港、东吕、荣乌3条高速公路及沿线地面沉降信息,识别出高速公路的隐患路段并对沉降原因进一步分析,为道路的维护提供基础数据支撑。研究结果显示,东营港疏港高速沉降最为严重,平均沉降速率为-74.16mm/a;东吕高速沉降较为平缓,沉降速率为-7.9mm/a;荣乌高速未发现明显沉降。因此证明SNAP-StaMPS方法能有效监测高速公路沿线的灾害隐患。

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机载激光点云构建黄土高原复杂地貌区精细DEM 实验研究

刘峰1, 武金辉2, 张孝荣1, 贺永成1, 汤伏全2, 常换燕1

测绘工程. 2023, 32(3): 44.

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西部黄土高原是我国矿产资源开发和生态环境建设的重点区域,对高精度数字高程模型(DEM)生产有着迫切需求,机载激光扫描技术在构建DEM 方面具有很大优势,但黄土高原独特的地形地貌条件使得点云的滤波处理及三维建模更具挑战性。选取典型黄土沟壑区进行无人机激光扫描,划分多块不同地形、植被覆盖条件的实验区, 分别采用不规则三角网渐进加密滤波、渐进形态学滤波、扩展窗口高程阈值滤波、最大局部坡度滤波等主流点云滤波算法,通过DEM 平均误差、中误差、最大误差评价指标,定量分析各滤波算法构建DEM 的整体误差;分别采用克里金插值算法、反距离加权插值法、自然邻域插值法,通过分级误差稳定法确定最佳DEM 尺寸,利用交叉验证精度指标评价各插值算法构建DEM 的整体误差。统计区块中坡度、地表复杂度、点云密度影响DEM 生产精度的因素, 分析不同等级条件下的栅格误差。结果表明,DEM 生产误差在不同地形条件下差异明显,并呈现一定的规律性。其中,三角网渐进加密滤波、形态学滤波相比其他滤波方法效果更优,但在特定地形、植被条件下可表现出更好的适用性;自然邻域插值法比其他插值方法地形表达效果更优,但在稀疏点云的插值中会造成DEM 空洞。

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重庆市中心城区对外交通枢纽乘客OD时空特征

田甜1, 牟凤云1, 邓国权2, 王俊秀1, 何勇1, 张用川1

测绘工程. 2023, 32(3): 54.

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探究城市对外交通枢纽乘客的时空分布及行程特征,对交通枢纽规划、公共交通线路优化等具有重要意义。本研究基于出租车GPS轨迹数据提取对外出行乘客行为并分析其时空特征,结果表明,首先对外交通枢纽出行客流量从多到少依次为火车站、机场、汽车站,其中火车站、机场乘出租车离开客流量大于到达客流量,汽车站则相反,全天逐时客流量呈“单峰型”分布,机场峰值时间为05:00—06:00,火车站及汽车站为06:00—09:00;首次乘客上、下车聚集高值区围绕交通枢纽向心分布,主要分布于公共交通换乘枢纽与居住、商业等人口密集区域,各对外交通枢纽乘客的空间分布标准差椭圆面积、乘车时间及距离具有相似的数量特征,从大到小排序为机场、火车站、汽车站;最终同类交通枢纽间换乘客流占比最多(38.50%),火车站与机场次之,其中重庆北站至江北国际机场的换乘日均客流最多,交通枢纽自身规模及彼此间距离是影响换乘客流的主要因素。

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倾斜摄影三维建筑模型自动单体化与轮廓提取方法

尹长林, 许文强, 姜琦, 颜佳炜

测绘工程. 2023, 32(3): 62.

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针对当前倾斜摄影建筑物三维模型单体化和轮廓提取存在的问题和不足,提出一种对倾斜三维模型分层 “切割”和基于多边形几何相似性判定的单体化及轮廓提取方法。该方法以倾斜摄影三维Mesh模型为对象,通过在不同的高程平面上对建筑物的三角格网进行投影、栅格二值化以及栅格-矢量转换等方法,提取建筑物的初始轮廓集,再采用一种多边形空间相似性判别的方法对轮廓集数据进行单体化计算和建筑轮廓提取,最后实现建筑模型的单体化渲染。研究表明,该方法具有不需要依赖第三方数据、自动化程度高、单体化和轮廓提取一体化的优点。该研究可以为当前城市级实景三维数据的实体化处理提供技术参考和方法选择。

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多源遥感数据支持下的城市不透水面提取———以天津市为例

张泉

测绘工程. 2023, 32(3): 69.

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近年城市人工地表的快速扩张引发了一系列生态问题,准确高效地获取城市不透水面信息及空间分布将具有重大的意义。以天津市为实验区,融合哨兵一号、哨兵二号及高程数据,构建多特征组合的随机森林模型,实现基于高空间分辨率影像的不透水层信息识别,并与其他方法进行比较。结果表明,利用本方法提取天津地区不透水面信息的总体分类精度达90.93%,Kappa系数达0.877,与其他方法的对比实验也进一步证明本方法在抑制错分误差和漏分误差方面达到了较好的效果,为未来实现大范围高精度不透水面制图奠定基础,为城市发展和生态保护提供有力依据。

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新工科背景下遥感专业创新人才培养模式改革

王志勇1, 战丽丽1, 解斐斐1, 刘健辰1, 卫黎光2, 任芳2

测绘工程. 2023, 32(3): 76.

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在新工科建设背景下,针对学生培养中存在的综合能力不强、创新意识不足等问题,对遥感科学与技术专业的人才培养进行一系列的综合改革。分析遥感类人才培养中存在的一些与新工科发展不相适应的问题,给出具体的解决方案与途径,构建了“线上学习+精讲课堂+翻转课堂+实践教学+课下创新训练”五维度交叉融合的教学模式,完善专业导师负责制下的“实践教学+网上实践教学案例库+科研项目+企业培训+创新大赛”的育人模式。通过创新人才培养模式的实施,提高了学生的实践动手能力和科技创新意识,学生的综合素质得到显著提升。

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2023年, 第32卷, 第3期　刊出日期：2023-05-15

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