2025年, 第34卷, 第4期　刊出日期：2025-07-15

  

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  一种基于自然特征的增强现实地图空间匹配方法

  姜 芸1, 王 军2, 3, 武海英4, 苏安玉1, 邹孟华5

  测绘工程. 2025, 34(4): 1.

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  针对地图数据线条密集且圆滑、清晰度低、颜色对比不鲜明,使用传统尺度不变特征变换(SIFT)算法提取的特征点较少且分布不均匀的问题,文中构建一种基于增强现实的地图识别方法的总体技术流程,首先使用双边滤波、直方图均衡化、边缘增强、局部增强等方法进行地图数据处理,然后提出一种基于SIFT算法改进的特征点提取与匹配方法,按照关键点与地图边界的位置关系设置权重,根据权重结合算子计算每个关键点总价值,从而有效筛选特征点,避免地图内部繁杂线条影响识别效果。实验证明,文中提出的改进地图识别技术流程与传统SIFT算法相比,尺度空间更加清晰,特征点分布更加均匀,提取特征点匹配的正确率提升50%,匹配时间缩短8s,因此,文中改进技术流程在基于增强现实的地图识别中具有一定程度的应用价值。
  
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  基于多约束椭圆拟合算法的拱桥点云分割与修补

  潘国兵, 赵雪妍, 虞洪兵, 金晓东, 吴 畏

  测绘工程. 2025, 34(4): 11.

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  文中运用三维激光扫描技术,针对受施工现场数据采集条件限制而导致的数据缺损的问题,应用多约束椭圆拟合算法对点云数据进行分割与修补。多约束椭圆拟合算法能够很好地解决传统去噪算法、聚类算法无法处理施工辅助设施、分割桥梁结构,以及插值算法无法对具有复杂结构的桥梁进行正确修补的问题,实现对数据缺失部位的准确识别,分割准确率在66.67%~100%,并根据已有点云数据对缺失部位进行修补,获得结果真实自然。对比传统的聚类和插值结合方法,文中方法分割结果更准确,修补结果更美观,处理流程更流畅,能够满足数字孪生模型底座搭建的需求。
  
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  基于高频GNSS和随机森林的多参数地震预警震级反演

  陈文涛, 范士杰, 臧建飞, 苏鹏杰

  测绘工程. 2025, 34(4): 18.

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  针对高频GNSS地震预警震级反演中传统回归模型考虑特征参数少、地震预警震级反演精度低等问题,文中利用全球34个地震事件的高频GNSS数据和震源参数,基于随机森林算法(RF),构建顾及峰值地面位移、震中距、测站位置、测站方位角、震中位置等不同特征参数组合的预警震级反演RF模型,对比分析不同组合模型的精度。结果表明,以峰值地面位移、震中距、测站方位角、测站位置、震中位置为输入参数的RF-4模型最优,基于测试集的RF-4模型预警震级的均方根误差(RMSE)为0.12Mw;相对于RF-1、RF-2和RF-3模型,RF-4模型预警震级的RMSE分别提升73.9%、72.1%和52.0%;相比传统回归模型Melgar2015,RF-4模型预警震级的RMSE提升74.5%。实验结果说明测站方位角、测站位置、震中位置等参数对预警震级反演有明显影响,同时验证多参数预警震级反演的效果。
  
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  顾及DCB和OSB改正的GNSS全系统全频点精密单点定位分析

  陶昌鹏1, 胡 超1, 田宗正2, 黄 信2

  测绘工程. 2025, 34(4): 25.

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  随着GNSS的发展和可用频率数的增加,多系统多频点联合服务已然成为提高定位精度的关键因素,然而当前各模型中并未有效顾及多系统多频点观测数据。因此,构建一种顾及DCB和OSB改正的GNSS全系统全频点精密单点定位(PPP)模型,通过估计的DCB/OSB代替精密产品对观测数据进行改正,根据灵活的无电离层(IF)组合和非组合(UC)模式,充分利用GPS、BDS和Galileo的单频至五频观测数据,实现全系统全频点观测的PPP。通过3次IF组合和UC模式实验,评估静态PPP在定位精度和收敛时间方面的性能。结果表明,估计的DCB参数与分析中心的公开产品具有良好的一致性,残差值基本在1ns内,且都较为稳定,相对于使用精密产品的PPP,N和U方向分别提升79%和59%的定位精度;对比传统BDS-3双频PPP,全系统全频点PPP可获得cm级的定位精度,E、N、U方向分别提升39%、59%、51%,E方向收敛时间提升38%。
  
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  基于改进向量场一致性的特征误匹配剔除算法

  付元昊1, 刘修国1, 迟 骋1, 郑茂腾2, 李子新3

  测绘工程. 2025, 34(4): 35.

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  立体像对特征匹配过程中,因不同光照条件、视角差异以及噪声等因素干扰,常常导致错误匹配。为提高匹配点对的正确率,文中提出一种基于改进向量场一致性的误匹配剔除算法。该算法结合局部特征描述符和Transformer模型提取的全局语义信息,构成特征向量。在贝叶斯推断框架下将插值问题转化为求解最大后验概率估计过程,并利用匹配扩展保留正确匹配对、寻找潜在正确匹配对,从而提高特征匹配的准确性和算法稳定性。在HPatches数据集的误匹配剔除实验中,文中算法在精确度和匹配比率上,相较于向量场一致性算法分别提高3.43%和3.53%;与经典的RANSAC算法相比,提升幅度达到5.85%和6.01%。此外,在DTU数据集的相机位姿估计实验中,文中算法在平移误差、旋转误差和重投影误差三个关键指标上,均优于RANSAC和VFC算法,能够有效地剔除误匹配的特征,为三维重建提供更准确的相机位置和姿态参数信息。
  
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  基于复杂网络的江汉区地表形变与影响因素分析

  崔晓宇, 宋维静, 黄靖雯, 刘 涛

  测绘工程. 2025, 34(4): 45.

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  针对InSAR技术处理的历史地表形变时序数据,对于地表形变空间结构分析仍相对较少且未定量,考虑不同影响因素对形变量的影响程度情况,文中以江汉区为研究区域,提出一种基于具有小世界性质的复杂网络模型和地理探测器以及单因素方差分析结合的地表形变及其影响因素分析新方法。结果表明,利用江汉区历史地表形变时序数据创建的复杂网络可划分为三类社区:具有抬升趋势的社区主要分布在中部和中南部,具有沉降趋势的社区主要分布在四周,相对平稳的社区均匀分布;影响江汉区地表形变自然因素和人为因素的前两项分别为归一化植被指数、剖面曲率和道路缓冲指数、人口密度;利用单因素方差分析得到不同社区之间的归一化植被指数、剖面曲率和道路缓冲指数、人口密度均存在显著差异,进一步证明了基于复杂网络模型对地表形变的空间结构进行分析有意义。
  
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  基于类植被指数的双波段机载激光雷达强度校正及地物分类

  王 丹, 丁 琼, 张润源

  测绘工程. 2025, 34(4): 53.

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  激光雷达作为一种重要的对地观测技术,不仅能获取目标表面高精度三维空间信息,还能获取目标的回波强度信息。由于激光在传输过程中易受到系统和环境的影响,原始强度数据的质量不能满足后续应用的要求,因此需要对强度进行校正。文中提出一种基于类植被指数的强度校正方法对双波段LiDAR强度数据进行校正,并利用朴素贝叶斯算法对校正前后的双波段LiDAR数据进行分类应用。研究发现,基于类植被指数的强度校正方法对双波段LiDAR强度数据的校正效果优于传统强度校正方法的校正效果;校正后的强度进行地物分类的总体精度为88.18%,Kappa系数为0.834,相较于利用原始双波段强度进行分类的结果,其总体精度提高2.75%,Kappa系数提高0.042。
  
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  时序InSAR废弃矿区地表沉降监测与风险评估———以景德镇涌山煤矿为例

  骆晓亮1, 高 华2, 华晨泉2, 王绿春1, 胡加银1, 彭 坚1

  测绘工程. 2025, 34(4): 61.

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  废弃矿区因缺乏资金和管理人员投入,难以及时发现和应对地表沉降灾害。合成孔径雷达干涉测量技术具有全天时全天候的观测能力,能够低成本、高效率地完成无人区域的形变监测,十分适合废弃矿区的灾害监测任务。景德镇市涌山煤矿于2016年因资源枯竭关闭,具有较大的沉降风险。文中利用2018.1—2021.12的Sentinel-1数据和SBAS-InSAR方法获取了该矿区的地表形变速率场,基于形变速率和Okada模型进行了矿区地下空间变化分析。结果表明,形变主要集中在3个区域,最大形变速率超70mm·yr-1;部分隐患区形变呈增长状态,值得长期关注;反演结果表明该矿在废弃后仍处于动态变化中,最大体积收缩超过8×104 m3·yr-1。涌山煤矿废弃后仍存在较大的地陷风险,值得有关部门注意。
  
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  基于ChatGPT的“大地测量学基础”教学编程实践

  肖国锐, 王尔备, 宇超群, 范昊鹏

  测绘工程. 2025, 34(4): 69.

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  随着人工智能技术的迅猛发展,ChatGPT在教育领域的应用逐渐崭露头角。文中以编程实践教学为切入口,探讨了ChatGPT在“大地测量学基础”课程实践教学中的应用。“大地测量学基础”的编程实践教学是深化相关理论学习的重要步骤,但当前的编程实践因学生编程基础薄弱、理论公式复杂等问题导致教学效果不佳,利用Chat-GPT能够高效提升编程实践效率和教学效果。文中系统总结了利用ChatGPT提升“大地测量学基础”编程实践的方法,包括示例代码讲授、代码快速编写、初步代码纠错、代码美化完善、编程作业批改总结等五个方面的内容,同时也对ChatGPT提供错误指示的情况进行了警示,通过实际案例论证了具体实施方法,结果表明基于ChatGPT辅助的“大地测量学基础”编程实践能够显著提高编程实践效率和课程学习效果。
  
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  校企合作共建应用型课程的探究与实践———以“地理信息系统原理及其应用”课程为例

  梁 欣1, 梅晓丹1, 潘宝昌1, 王明爽1, 王洪昌2

  测绘工程. 2025, 34(4): 76.

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  应用型高校致力于培养高素质应用型人才,校企合作共建应用型课程是培养合格应用型人才的必然选择。文中以黑龙江工程学院测绘工程学院“地理信息系统原理及其应用”课程为研究对象,在分析和总结校企合作共建课程的现状及矛盾的基础上,围绕课程教学目标进行课程建设实践,从动态化调整课程内容、构建项目式实践平台、创新多元评价体系等方面提出具体方案,可以为相关课程建设和提升应用型人才的专业实践能力提供帮助。