测绘工程

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施星宇, 周英东, 陈明剑, 李万里, 李雪晴, 李玉星

测绘工程. 2025, 34(5): 1.

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传统中高轨道卫星导航定位系统存在信号功率低、易受干扰、遮挡和欺骗等问题。文中基于在轨运行的Ｏｒｂｃｏｍｍ、ＩｒｉｄｉｕｍＮｅｘｔ和Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ三个低轨道卫星系统ＬＥＯ，对多普勒信号特性、单星座和多星座定位特性以及定位精度进行分析。研究发现，在全球范围内，单一ＬＥＯ星座难以实现单历元多普勒定位，多ＬＥＯ星座系统可同时观测到４颗以上卫星，并且多普勒位置精度因子（ＤＰＤＯＰ））均优于单星座。选取观测时长为２ｈ，截止高度角为５°，卫星轨道误差为５ｍ，卫星运行速度误差０．１ｍ·ｓ－１，接收机频偏误差为１Ｈｚ的观测数据进行定位解算，定位误差分别为７０．８２６５ｍ、４７．６７４４ｍ、３６．９９４９ｍ，且与卫星可见数成正比，与ＤＰＤＯＰ值成反比。研究成果对提升ＬＥＯ多普勒定位精度和实现ＬＥＯ多星座全球范围内的单历元定位具有重要意义。

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基于跨尺度Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ深度网络的森林地上生物量遥感估算

赵晓辉, 杨文清, 袁强强

测绘工程. 2025, 34(5): 9.

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森林可以衡量生态系统的生产力和稳定性，对全球气候有重要影响，对森林地上生物量（ＡＧＢ）的精确估计成为近年来碳循环、碳中和的关注热点。目前飞速发展的深度学习技术在森林地上生物量估计中展现出了良好性能，且适用性广，对数据要求低。文中提出一种用于森林地上生物量估计的跨尺度Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ深度网络，并且以芬
兰地区为例，以哨兵一号与哨兵二号的月度卫星数据为研究对象，以机载激光雷达及航空影像数据为参考标签，验证了网络模型的有效性。实验结果表明，新的ＡＧＢ估算模型平均ＲＭＳＥ减小约１．８，平均Ｒ２提升约０．０５。同时文中研究的跨尺度特征的有效性证明了跨尺度嵌入层可以帮助遥感影像的ＡＧＢ预测。

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基于ＭＳＧＷＯ的ＧＮＳＳ快速选星导航定位方法

吕　葳１, 陈明剑１, ２, 施星宇１, 沈　洋１, 李玉星１, 佟　帅１, ３

测绘工程. 2025, 34(5): 16.

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随着全球导航卫星系统的逐渐发展完善，多系统融合导航定位需求日益增加。融合场景下可用卫星数量增长，对接收机的计算处理能力提出更高要求。为满足低成本接收机对低计算量选星算法的需求，本文提出多策略融合灰狼优化算法（ＭＳＧＷＯ）。通过将多种优化策略有机融入灰狼优化算法（ＧＷＯ）中有效克服ＧＷＯ算法在种群多样性方面的固有缺陷以及易陷入局部最优解的问题，显著提升了算法的全局寻优性能。实验表明：在ＢＤＳ／ＧＰＳ和ＢＤＳ／ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ组合场景下，选择较少卫星时计算效率提升不明显，在ＢＤＳ／ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ和ＢＤＳ／ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ组合场景下，卫星情况较为复杂时，ＭＳＧＷＯ算法性能提升明显。在ＢＤＳ／ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ系统中选择７颗卫星，平均ＧＤＯＰ比值达１．０１，计算效率提升７８．９％，算法定位误差接近遍历法定位误差分布。

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基于图像分割引导的行星地表岩石边缘精细立体匹配算法

刘宇晗１, 王　强１, 李　聪２, 彭凯锋１, 崔铁军１

测绘工程. 2025, 34(5): 27.

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针对行星地表弱纹理和非均匀光照条件下传统立体匹配方法在石块边缘视差计算中的不足，提出一种基于图像分割引导的自适应立体匹配算法，提升岩石重建精度和探测车的自主导航能力。首先，基于图像分割信息提出一种分割块边缘自适应结合梯度信息的代价计算方法；其次，在代价聚合阶段，采用十字交叉域的方法进行初始代价聚合，并提出基于图像分割结果自适应调整正则化系数的引导滤波方法进行最终聚合；再其次使用“胜者为王”原则计算视差；最后，结合图像分割信息优化视差填充步骤，提升视差图质量。实验表明，该方法在标准数据集上的平均误匹配率为３．２３％，平均误差为１．５１像素。在行星模拟地表和真实行星地表场景中，该方法在边缘区域的三维点云恢复和视差图质量方面的表现也显著优于传统方法，可以为行星地表三维重建提供更可靠的技术支持。

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一种基于局域气象场的大气垂直折光改正方法

马志伟, 黄声享

测绘工程. 2025, 34(5): 37.

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大气垂直折光会使测距光线发生弯曲，从而直接影响测量机器人观测值的准确性，为此在高精度测量中须实施相应改正。考虑到大气垂直折光主要受气象因素影响，针对测量机器人自动化监测，文中提出一种基于局域气象场的大气垂直折光改正方法。该方法通过在工程区域布设的若干自动气象站，拟合出局域气象场，然后依据光学原理对测距光线进行跟踪改正。结合某水电站变形监测区域开展的试验，并与常规气象改正方法进行对比，验证该方法的有效性。结果表明，局域气象场拟合结果确定性系数Ｒ２大于０．８９，对测距精度影响小于１ｍｍ；相较于未使用局域气象场的方法，光线跟踪改正后的校准基点三维坐标均方根误差降低约１．５５％、３．７２％和８．６０％，监测点三维监测精度整体提高约５．９７％、７．３７％和７．８５％。

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街道级城市形态结构、功能布局与ＣＯ２排放浓度关系

李　旭１, 谭俊涛１, 曹芳洁２, 邱　芸２, 王潜心２

测绘工程. 2025, 34(5): 43.

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厘清城市空间结构对碳排放的作用机制，是精准调控城市碳减排路径的关键前提。选择徐州市鼓楼区、泉山区和云龙区为研究对象，提出一种基于开源数据的城市形态量化和功能识别模型，建立与ＣＯ２浓度空间耦合关系，揭示城市形态特征、功能区布局与碳空间的复杂关系。结果显示：本研究模拟的ＣＯ２浓度空间分布与实测数据空间分布趋势拟合精度达到８９．６％；城市形状越规则、斑块数量越少，公共设施种类越多、分布越密集，ＣＯ２排放的浓度越低；同时优化调整城市内部的形态结构和功能布局，ＣＯ２排放浓度可有效减少２８．５４％。

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基于无人机影像的风机叶片缺陷检测

令狐进１, ２郑跃骏１, ２

测绘工程. 2025, 34(5): 52.

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针对风力涡轮机叶片在复杂环境载荷下易发生表面损伤，从而影响结构安全的问题，文中提出一种基于ＹＯＬＯｖ５改进的风机叶片缺陷检测算法ＷＴ－ＹＯＬＯ。该算法利用无人机获取风机叶片外观影像，实现高效自动缺陷检测。具体优化包括：引入ＭｏｂｉｌｅＮｅｔＶ３优化主干网络以降低模型参数量并提升特征提取能力；融合注意力机
制，增强缺陷区域特征表达，减少背景噪声干扰；采用ＭＰＤＩｏＵ损失函数，提高目标框回归精度。实验结果表明，ＷＴ－ＹＯＬＯ在ｍＡＰ＠０．５指标上达到８４．１９％，优于现有主流目标检测算法，同时具备更快的推理速度和更低的计算成本，满足风机叶片缺陷检测的实际应用需求。

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基于遥感建模与工作流集成的ＤＥＭ自动提取方法———以ＧＦ－７卫星立体像对为例

宋仁波

测绘工程. 2025, 34(5): 58.

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ＤＥＭ提取是地形图生产的关键环节，在测绘地理信息生产实践具有重要意义。ＤＥＭ提取需满足高时效性、高精度和低误差的技术要求，针对现有ＤＥＭ提取方法需要人工操作获取、生成地面控制点和同名像点，需要繁琐的人机交互和复杂的操作过程，从遥感建模与工作流集成的视角，提出一种基于遥感建模与工作流集成的卫星立体像对ＤＥＭ自动提取方法，通过集成现有遥感软件工作流工具和建模工具，实现ＤＥＭ的自动提取。以国产高分七号卫星立体像对为实例，并选择以江西省靖安地区作为实验区，设计了提取试验并对该ＤＥＭ提取方法的时效和精度进行了对比分析和验证。实验过程和结果表明，该方法具有操作简单、速度快和生成结果精度高的优点，能够达成提升ＤＥＭ提取效能和精度的双重目标。

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航速对无人船多波束测深精度影响分析

李宇航１, 范士杰１, 臧建飞１, 梁超前１, 谢佳芮１, 周力璇２

测绘工程. 2025, 34(5): 68.

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针对航速对无人船多波束测深数据的精度影响，文中利用华微６号无人船多波束测深系统开展实验，分别在２．０ｍ·ｓ－１、２．５ｍ·ｓ－１、３ｍ·ｓ－１和３．５ｍ·ｓ－１等４种航速下进行数据采集；通过多波束主测线相邻测线间交叉点高程以及多波束主测线与多波束检查线间交叉点高程的误差分析，对无人船多波束测深数据的内符合精度进
行评价；通过多波束主测线与单波束检查线间交叉点高程的误差分析，对无人船多波束测深数据的外符合精度进行评价。实验结果表明，上述各交叉点高程不符值的平均值接近于０，标准差和均方根差的变化只有０．０１ｍ，可忽略不计；航速的增加并未影响无人船多波束测深数据的内、外符合精度，４种航速无人船多波束测深数据的标准差和均方根差均达到ｃｍ级。

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温差效应下静力水准仪测量精度分析

牟春霖

测绘工程. 2025, 34(5): 74.

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沉降自动化监测对于轨道交通工程的施工、运营等具有重要的意义，近年来，因静力水准仪具有量程可控、精度较高、实时性强等特点，越来越多的被应用到铁路建（构）筑物的沉降监测项目中。文中首先对传统的静力水准仪的测量原理进行阐述，探讨其工作原理，然后选择压差式和超声波式两款常用的静力水准仪，分别对其在温差效应下的测量数据稳定性及绝对测量精度进行了对比分析。结果表明，在温差变化较大时，超声波式和压差式静力水准仪数据稳定性分别为０．２０ｍｍ·℃－１和０．０７ｍｍ·℃－１，说明超声波式静力水准仪对温差变化适应性较强；在绝对精度方面，当模拟现场沉降１ｍｍ和０．５ｍｍ时，压差式静力水准仪的绝对精度分别为０．０９ｍｍ和０．１３ｍｍ，超声波式静力水准仪分别为０．０４ｍｍ和０．０５ｍｍ，说明超声波式静力水准仪的绝对精度优于压差式静力水准仪。测试结果表明，温差变化是影响静力水准仪数据稳定性的主要因素之一，以超声波式静力水准仪为代表的液位式静力水准仪在数据稳定性及精度方面优于压差式静力水准仪。

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2025年, 第34卷, 第5期　刊出日期：2025-09-15

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