测绘工程

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姚笛1, 徐克科2, 李森2, 张学礼2

测绘工程. 2023, 32(6): 1.

摘要 ( 174 ) PDF全文 ( 71 )

可视化

利用全球区域的7个IGS站的观测数据以及GPS和BDS的精密轨道和钟差产品,分析了BDS、GPS和 BDS+GPS组合的卫星数量、几何空间分布以及静动态PPP精度。实验结果表明,GPS在全球7个测站的卫星数在 10颗左右,卫星分布较均匀;BDS在Alic(大洋洲)、Iisc(亚洲)、Zamb(非洲)的卫星数明显多于GPS,其余测站卫星数量相当。数据表明,GPS+BDS卫星数量和卫星几何空间分布状态明显优于单系统。在静态PPP 中,BDS在 Maw1(南极洲)和Unsa(南美洲)精度略低于GPS,其余测站精度相当;GPS+BDS在7个测站U、N、E方向基本在 1cm 左右,相对BDS、GPS单系统定位精度有一定提升。在动态PPP中,BDS在Nlib(北美洲)、Unsa的定位精度低于GPS,其余测站定位精度则要优于GPS,但BDS和GPS单系统在全球区域定位性能都不够稳定。GPS+BDS在7 个测站U、N、E方向定位精度分别优于0.06m、0.03m、0.03m,在动态PPP中相对于BDS和GPS7个测站的精度均有提升,说明了GPS+BDS组合可以提高PPP精度并且可以极大改善定位的可靠性。

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改进残差网络及时序气象卫星云图的台风等级分类研究

郑宗生1, 傅泽平1, 刘敏1, 胡晨雨1, 卢鹏1, 姜晓轶2

测绘工程. 2023, 32(6): 10.

摘要 ( 122 ) PDF全文 ( 14 )

可视化

结合了传统残差网络在数据样本小环境下分支卷积层特征的浪费问题,且考虑台风云图时空关联性强、特征复杂因素,参考日本国立情报学研究所在西北太平洋上空通过数个气象卫星拍摄的8000多景高分辨率台风云图,编制了适应于残差神经网络的时序台风云图分类训练集和测试集。为满足数据集及台风特征,有效优化了原始残差网络的残差块,并得到了恒等映射残差块。经由增加卷积输出来促进分支通路更好的被利用,保留台风图像时序特性,提高网络性能。实验显示,W-ResNets模型在自建台风数据集上的训练精度达到99.60%,测试精度达到 76.19%,相较于浅层卷积神经网络的测试精度高出8.48%,相比于使用传统的残差神经网络提高了2.87%,为进一步验证模型的泛化性能,采用MNIST通用数据集进行网络对比实验,宽残差网络得到98.786%的测试精度,优于传统残差网络。文中的W-ResNets预报模型可在小样本台风数据集推广使用。

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基于特征约束的四面体剖分方法研究

胡长涛1, 2, 3, 张志华1, 2, 3, 吴智慧1, 2, 3

测绘工程. 2023, 32(6): 17.

摘要 ( 47 ) PDF全文 ( 28 )

可视化

针对地下空间复杂曲面约束情况,文中提出一种对多地层表面模型进行约束Delaunay四面体剖分构建地质体模型的方法,即利用Delaunay三角网构建地层约束,通过限定四面体单元半径边长比和最小二面角等特征约束控制网格质量剖分生成地质体的四面体格网模型。以陕西省某地区为例,应用此方法构建顾及地下空间约束及可视化效果较好的三维地质模型。实验表明,该方法可生成满足约束条件要求且格网质量较高的地质模型,可为地下矿体开采等实际生产提供数据支持。

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点群目标空间分布主方向定量描述模型

李静1, 2, 3, 禄小敏1, 2, 3, 刘文蕊1, 2, 3, 李驿言1, 2, 3

测绘工程. 2023, 32(6): 23.

摘要 ( 36 ) PDF全文 ( 17 )

可视化

目前点群目标空间分布主方向模型较少顾及分布密度对点群分布主方向判断的影响,针对此问题,提出一种点群目标空间分布主方向定量描述模型。基于点群的分布密度构建方向玫瑰图;利用统计加权算法,计算点群主方向,引入置信区间,得到点群的主方向分布范围。实验结果表明,文中模型较好地反映了分布密度对点群目标空间分布主方向的影响,计算结果与人类认知具有较高的一致性。

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基于精化预积分的因子图GNSS/INS松组合定位

杨显赐1, 乔书波1, 肖国锐1, 彭华东1, 李松伟1, 徐海龙2

测绘工程. 2023, 32(6): 29.

摘要 ( 139 ) PDF全文 ( 16 )

可视化

针对扩展卡尔曼滤波假设的马尔可夫性无法追溯历史信息,并且只进行一阶泰勒展开无法获得最优状态估计的问题,引入基于精化预积分的因子图(FGO)算法。首先在预积分的理论基础上参照高精度捷联惯导力学编排方程,加入地球自转实现精化预积分,其次设计IMU精化预积分因子、GNSSPPP因子,构建GNSS/INS松组合因子图框架,最后利用非线性优化理论进行状态估计,获取滑动窗口内的全局最优解,并与EKF算法进行对比分析。实测实验结果表明,基于精化预积分的FGO松组合时,三维位置的均方根误差均在0.1m以下;与EKF相比,使用FGO算法时三组实验数据松组合的定位精度在北方向、东方向、地方向分别提升了53.03%、52.35%、64.59%,60.14%、22.62%、50.06%,22.2%、 40%、67.16%;对于导航级惯性导航系统,基于图优化算法的松组合GNSS中断60s时,最大误差均在4.7m以内。

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北斗不同类型观测值随机模型精化

许振浩, 高成发, 尚睿

测绘工程. 2023, 32(6): 38.

摘要 ( 34 ) PDF全文 ( 13 )

可视化

针对BDS-2/BDS-3GEO/IGSO/MEO卫星观测值质量存在差异的问题,对随机模型进行精化,以提高基线解算的精度。文中介绍随机模型的精化过程,统计不同类型卫星单差残差的时间序列,并分析其随高度角变化情况,基于最小二乘拟合法确定精化随机模型的参数。用不同长度的基线实验,比较精化模型与传统经验模型的定位精度。结果表明,精化模型能有效降低质量较差观测值的权重,提升定位精度和稳定性,相对于经验模型,E、N 方向平面定位精度可提升10.9%~20%,高程定位精度可提升19.5%~31.1%。

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公路路面LiDAR数据空洞插补的MLSPF方法

刘嘉煌, 邓兴升

测绘工程. 2023, 32(6): 44.

摘要 ( 34 ) PDF全文 ( 36 )

可视化

数字交通发展要求开展公路路面数字化,路面数字化主要采用车载或机载激光扫描,但由于遮挡等原因,路面扫描容易产生大小不一的数据空洞。为了处理激光扫描点云数据中空洞,文中提出公路路面空洞插补的移动最小二乘平面拟合方法,即将公路细分为许多格网区域,并视单个格网近似为平面,采用格网内实测点云拟合最佳平面方程,由平面方程插值完成公路路面数据空洞的填补,获得路面数字化初步模型。开展大量实验研究,并与具有代表性的最近邻插值法、克里金插值法、反距离加权插值等算法进行对比,结果表明本方法在计算效率与精度等两个方面都具有优势,是一种可行可靠的方法。

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任意基点法坐标转换在工程测量中的应用

林乐胜1, 卢清超2, 姚先峰3, 雷敉达4, 朱恒5, 郭宝宇6

测绘工程. 2023, 32(6): 54.

摘要 ( 73 ) PDF全文 ( 62 )

可视化

坐标旋转是工程施工测量中经常遇到的问题,也是技能大赛中为防止作弊、避免数据重复而普遍采用的加密方法。基于“三参数”法坐标转换理论,针对工程测量职业、行业技能大赛中遇到的数据加密问题,提出“任意基点法”坐标转换方法。通过简单的旋转和平移,巧妙地解决了工程测量职业技能大赛中数据加密问题。“任意基点法” 在保证数据准确的同时具有很高的加密性。同时该方法比对直观,正误判断快速、准确,能够较好地保证技能竞赛的公平性,并防止通过获取已赛队伍数据而作弊的可能性,大大提高了工作效率。

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PSF估计与随机森林特征增强的超分辨率重建

郑艳1, 白旭2, 金鑫3, 陈克海1

测绘工程. 2023, 32(6): 60.

摘要 ( 23 ) PDF全文 ( 17 )

可视化

光学遥感影像在形成、传输和记录过程中存在模糊、失真、噪声等降质现象,且图像缺少细节信息,提出一种基于PSF估计和细节特征增强的多帧超分辨率重建方法。针对POCS方法重建的影像纹理细节信息、边缘保持不足的问题,采用比值稀疏约束模型估计影像的点扩散函数,采用Lucas-Kanade(LK)光流法配准,利用随机森林方法进行边缘特征、细节特征的增强。以序列“珠海一号”影像为数据源,进行实验分析。结果表明,文中方法的信息熵可提升0.06~0.5dB,平均梯度提升0.03~2.0dB,提高重建影像的纹理细节信息和边缘清晰度,可获得更高质量的数据源。

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三维点云深度学习分类模型学习策略分析———以机载多光谱LiDAR点云为例

梁家安1, 陈科1, 季铮2, 管海燕1

测绘工程. 2023, 32(6): 68.

摘要 ( 56 ) PDF全文 ( 114 )

可视化

近年来,随着三维计算机视觉的发展,三维点云深度学习方法得到越来越多学者的关注。然而,目前大多数三维点云深度学习方法仅在标准数据集上进行精度和性能评估,这些方法在设计过程中通常会根据特定数据集设定特定的学习策略以达到最佳点云分类精度,从而影响模型的泛化能力。在三维点云深度学习方法的遥感应用中, 往往会出现诸如复杂的网络模型方法并不一定取得更好的数据处理精度,以及原始网络模型学习策略并不一定获得最优结果等问题。对此,为了探究学习策略对三维点云深度学习方法在实际遥感应用的影响,文中以机载多光谱 LiDAR点云分类应用为例,以深度学习经典模型PointNet++为主,在分析当前学习策略的基础上构建一套较为通用的深度学习策略,以提高点云分类精度的稳定性和鲁棒性。机载多光谱LiDAR 点云分类实验表明,学习策略对于点云分类精度影响不容忽视,学习策略的调整可以有效地提高模型对海量三维点云分类能力。

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遥感卫星成像的HoloLen2混合现实教学设计与实践

张毅

测绘工程. 2023, 32(6): 76.

摘要 ( 57 ) PDF全文 ( 28 )

可视化

针对遥感卫星成像教学内容的特点,以及现有教学手段的不足,基于微软HoloLens2头戴式MR设备,将遥感卫星轨道和成像原理等课程知识点融入到混合现实环境中。设计了遥感卫星成像教学内容,混合现实环境开发, 以及MR课堂教学实践。在混合现实技术的支持下,遥感课程教学强化了遥感卫星成像的重难点知识,HoloLens2 混合现实技术在实际的教学过程中得到学生的认可,有效地提高了遥感卫星成像的教学效果。

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2023年, 第32卷, 第6期　刊出日期：2023-11-21
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