测绘学报

当期目录

2025年第54卷第5期刊出日期：2025-06-23

上一期

数字孪生

智慧城市逻辑架构与孪生平台技术需求

郭仁忠, 贺彪, 赵志刚, 李晓明, 蒯希, 林浩嘉, 陈业滨, 马丁

2025, 54(5): 777-784. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240001

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城市是开放复杂且处于动态变化的“自然-社会”复合巨系统，系统内部不同功能和结构的子系统不断关联和作用，形成城市运行的内在逻辑。智慧城市为解决城市巨系统问题提供了可行路径，但以“自给自足”为主要特征的纵向耦合模式一定程度上违背了城市系统的运行逻辑，产生了大量“信息孤岛”，阻碍了城市高质量发展的进程。因此，本文从城市系统角度出发，立足于信息时代智慧城市的发展需求，从理论、技术、方法视角提出智慧城市建设横向耦合的共建共享逻辑，厘清哲学视角下的城市系统规律，提出智慧城市数字孪生平台的关键技术需求。本文期待为智慧城市建设、创新应用提供理论与方法支撑。

智慧城市操作系统的概念及技术体系

贺彪, 郭仁忠, 徐海, 蒯希, 林浩嘉, 赵志刚

2025, 54(5): 785-794. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240120

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智慧城市的发展经历了以网络通信基础设施建设为主向智慧化城市管理的转变，面对城市开放复杂巨系统，如何建设满足各类应用需求的城市时空数据、共性基础的时空计算能力，是当前智慧城市建设亟须解决的核心问题。本文提出并分析了智慧城市操作系统的概念，从城市三元空间认知、智慧城市逻辑分层、智慧城市操作系统架构等方面来阐述智慧城市操作系统的内涵，探讨了需要重点聚焦的城市泛在感知、城市全空间实景建模、城市级场景三维渲染、城市算力网统一调度等智慧城市操作系统的技术体系。本文期待能为新时期智慧城市的发展提供参考思路。

大地测量学与导航

基于ConvLSTM网络的区域对流层湿延迟预报方法

范昊鹏, 张博骄, 孙中苗, 冯进凯

2025, 54(5): 795-804. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240108

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对流层湿延迟（ZWD）时变性强，随地理位置而变，现已成为制约各类空间大地测量技术精度或时效性的主要瓶颈之一。鉴于此，本文基于卷积长短期记忆（ConvLSTM）网络，将区域ZWD的历史时空序列向上延拓，以增强数据的空间相关性，同时采用增量训练的方式，提高时空序列对突变信号的注意力；最后，本文以中欧地区为例，对比了滑动窗口二次曲线外推、经典ConvLSTM及本文方法的预报效果。结果表明，滑动窗口二次曲线法的短期预报精度与经典ConvLSTM方法相当，当预报跨度增大后前者精度骤降，而后者相比之下几乎不受影响；在使用增量改进方法后，预报精度在经典ConvLSTM方法基础上提高了60%；在使用“延拓+增量”改进方法后，预报的系统误差进一步降低了50%以上。

环境负载对川滇地区GNSS观测站三维坐标时间序列非线性变化的影响

胡顺强, 陈克杰, 贺小星, 朱海, 王坦

2025, 54(5): 805-818. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240397

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研究GNSS坐标时间序列中的非线性变化，有助于获得高精度GNSS速度场，对建立和维持动态地球参考框架等高精度地球动力学研究具有重要意义。本文以川滇地区2011—2022年的94个GNSS观测站坐标时序为例，分别使用德国波茨坦地学中心（GFZ）和国际质量负荷服务（IMLS）的环境负载产品（水文负载、大气负载及非潮汐海洋负载产品）分析GNSS三维坐标时序中的非线性变化，并使用环境负载产品改正前后均方根值（RMS）变化量的百分比（PRMS）进行定量评价，最后使用独立分量分析法（ICA）分离垂向坐标时列中的非线性变化信号。结果表明，IMLS环境负载产品改正效果整体优于GFZ环境负载产品。经IMLS环境负载产品改正后水文负载和大气负载能够有效改正GNSS垂向坐标时序中的非线性变化，PRMS平均值分别为8.66%和6.74%。在N分量上水文负载能够削弱GNSS坐标时序中的非线性变化，PRMS平均值为2.07%；大气负载改正会导致非线性变化增大，PRMS平均值为－0.22%。在E分量上水文负载改正会导致非线性变化增大，PRMS平均值为－0.11%；大气负载改正效果较弱，PRMS平均值为0.22%。在N、E、U 3分量上，非潮汐海洋负载改正非线性变化效果都不明显，PRMS平均值分别为0.33%，－0.2%，0.63%。ICA方法分离的IC2信号与IMLS大气负载形变的相关系数范围为－0.68～0.71，平均值为0.64，其中，大于0.65的GNSS观测站约占总数的73%，IC4信号与GRACE/GRACE-FO模型获得的水文负载形变相关系数范围为0.55～0.79，平均值为0.69，表明ICA方法分离的IC2信号、IC4信号可能与大气负载、水文负载引起的非线性变化相关，且进一步论证了GNSS坐标时序施加环境负载修正的必要性。

考虑起伏地形的区域水文重力效应模拟与校验：以三峡库首区为例

朱明涛, 张壹, 马险, 王林松

2025, 54(5): 819-830. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240449

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三峡大坝的截流蓄水导致该地区乃至长江流域水文要素发生变化，多数先前使用河道数字高程模型与区域水文模型的研究，侧重于分析简化蓄水模型与区域等效水高的重力响应，未考虑库岸边坡与周边起伏地形的影响。本文基于高分一号（GF-1）卫星影像提取的三峡库首区河道水位边界构建蓄水负荷模型，并利用Delaunay三角剖分方法对复杂水体表面与周边地形进行剖分，通过高精度多面体外部引力场算法模拟了区域水文重力与重力梯度效应。研究结果表明：考虑动态水位淹盖边坡变化的模拟结果更能合理展现蓄水进程中的重力效应，与绝对重力观测值的相对误差为14%，相比以往静态蓄水模型模拟结果（低水位与高水位模型与实测相对误差分别为50%与71%）有了显著提升；同时，区域水文重力效应模拟结果显示在利用全球或区域水文模型计算重力变化时应考虑测点周边起伏地形的影响。本文提供的三峡库首区高精度蓄水负荷建模及其正演结果，将为区域重力长期监测的对比分析和水文重力校正提供重要支撑，其结果有助于进一步探索库区滑坡与地震等蓄水激发的动力学过程。

海洋测绘

声线跟踪吃水深度误差对海底控制点定位影响

孙文舟, 曾安敏, 乔正明

2025, 54(5): 831-839. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230117

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声学水下定位技术是获取海底控制点三维绝对坐标的重要手段，其中测量船底换能器吃水深度会影响声线跟踪的起算深度，吃水深度误差会引起斜距值计算相应系统误差，进而影响海底控制点定位解算结果。本文首先通过声速剖面面积差研究了吃水深度误差与声学测距误差的关系，并分析了吃水深度误差引起的声学测距误差随梯度的变化规律，其次分析了典型深海声速剖面结构下，吃水深度误差引起的声学测距误差随深度和初始入射角的变化规律，以及对圆走航定位结果的影响。仿真试验表明，吃水深度误差可能导致厘米级甚至分米级的测距误差。3000 m水深实测数据表明，吃水深度误差可能造成垂向解分米级的偏差，且圆走航半径越大垂向解的偏差越大。

镜像结构和强度特征约束的海岸带LiDAR点云多路径负异常点去除方法

高浩龙, 李邵波, 赵建虎

2025, 54(5): 840-852. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240242

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气垫船载激光雷达扫描系统可以实现海岸带点云数据获取，但其数据质量受多路径效应引起的负异常点影响，限制了后续应用。本文针对该类异常点的形成机制，提出了一种基于镜像结构和强度特征约束的多路径负异常点去除方法。该方法首先通过区域生长和二次最小二乘拟合获取镜像面；然后，对区域生长得到的点云簇进行几何结构和强度特征的描述；最后，基于镜像面，在镜像空间内建立点云簇的几何结构和强度特征的对应关系，从而识别并剔除具有镜像特征的负异常点。试验结果显示，本文方法在去除海岸带滩涂地形中的负异常点时，精准率和召回率分别达到了90.83%和76.05%，有效实现了负异常点去除，并在较大程度上保留了地形特征，在需要高精度去噪的场景中，提升了后续数据应用的可靠性。

摄影测量学与遥感

视觉-语言联合的遥感地物概念表达与智能解译：原理、挑战与机遇

李海峰, 郭旺, 吴梦伟, 彭程里, 朱庆, 刘瑜, 陶超

2025, 54(5): 853-872. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240244

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当前遥感智能解译主要依赖视觉模型在遥感影像与语义标签之间建立映射关系，但受限于有限类别的语义标注，模型难以学习地物及其关系的深层语义，进而无法涌现对世界知识的理解能力。随着大语言模型的兴起，依托其对语言中蕴含的人类知识的强大编码能力，有望突破遥感视觉模型知识获取的局限。通过大语言模型引导视觉模型，可显著拓展其知识学习范围，推动遥感智能解译从语义匹配向世界知识理解跃迁。本文认为，视觉-语言联合的多模态遥感解译模型将引发新一轮范式变革。在此基础上，本文进一步围绕遥感地物概念表达展开系统分析。通过深入分析遥感地物的概念内涵与外延，揭示了单纯依赖视觉模态在表达复杂遥感地物特征方面的不足，剖析了联合视觉-语言两种模态数据进行遥感地物概念表达的价值和意义。在此基础上，详细分析了遥感地物概念表达范式背后所面临的模态对齐问题及其代表性解决方法，探讨了该范式如何催化遥感解译模型新能力的涌现，并对该能力的产生原因和实际应用价值进行分析。最后，本文总结并讨论了在这种遥感地物概念表达框架下遥感影像智能解译领域所面临的机遇与挑战。

基于全局差分增强模块和平衡惩罚损失的多源光学遥感影像变化检测

王超, 陈天宇, 张同, AhmedTanvir, 纪立强, 谢涛, 杨佳俊, 王帅

2025, 54(5): 873-887. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240300

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高分辨率光学影像空间细节信息丰富、解译可靠性高，是遥感变化检测任务的主要数据来源之一。在实际应用中，单一来源的光学影像容易受重访周期、存档数据可用性等因素限制而难以满足需求，联合多源光学遥感影像则具有更强的灵活性及适用性。然而，不同传感器获得的光学遥感影像存在较大的时空异质性，显著的“伪不变”和“伪变化”现象给准确提取真实变化信息带来了严峻挑战。为此，本文以开发对“伪不变”和“伪变化”现象兼具强鉴别能力的模型为设计目标，提出了一种基于全局差分增强模块（GDEM）和平衡惩罚损失（BP Loss）的多源光学遥感影像变化检测方法，称为GB-UNet++。其中，GDEM模块通过引入Transformer结构实现多时相影像全局信息间的交互，以增强模型捕捉跨像素/区域变化信息的能力；此外，本文构建的BP Loss能够自适应调整损失的权重，从而提高模型对两类错误样本的学习能力。在6个数据集上进行的大量试验表明，本文方法的总体精度和F₁值分别可达99.02%和84.86%，显著优于5种先进的对比方法。

AOSN：α-最优网络模型的山区单通道SAR高程重建方法

罗卿莉, 李雪岩, 黄国满, 陈红辉, 薛铭龙, 李健

2025, 54(5): 888-898. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230431

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合成孔径雷达（SAR）高程重建技术是全天时、全天候、实时获取地表高程信息的一种有效途径。然而，单幅SAR图像反演地表高程是一个不适定问题，即一个相同的二维场景可能对应多个不同的三维场景。深度学习为解决上述问题提供了可能。现有的深度学习方法在山区单通道SAR高程重建时存在细节特征缺失和整体误差较大的问题。针对以上问题，本文提出了α-最优结构网络模型（AOSN）的山区单通道SAR高程重建方法。该方法通过引入结构参数α，寻找不同尺度卷积核的最优组合，同时引入了残差模块并使用转置卷积操作替代反池化操作，从而提高了网络模型的高程重建精度。贵阳、黄山、格尔木的试验结果表明，本文方法在山区相较于其他方法具有更高的高程重建精度。

基于LM模型的超大规模影像分布式光束法平差方法

郑茂腾, 鲁一慧, 朱俊锋, 曾晓茹, 邱焕斌, 江钰尧, 卢星月, 渠豪, 陈能成

2025, 54(5): 899-910. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240142

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针对超大规模数据的整体光束法平差问题，本文提出一种基于LM模型的分布式光束法平差方法。为了解决大规模法方程系数矩阵的存储以及求解运算，利用法方程系数矩阵的稀疏块状特性，使用一种块状稀疏矩阵压缩格式（BSMC）对其进行压缩，该格式还支持对法方程系数矩阵的分布式存储和更新。基于上述压缩格式，建立了基于严格LM模型的分布式光束法平差框架，通过对法方程进行分布式构建以及对其他计算复杂度较高的步骤进行并行化设计，实现了对超大规模数据的整体光束法平差。通过对本文方法和国际上同类方法的全面对比试验，初步结果表明，本文方法对内存的需求大幅减少，数据处理容量大幅提升，首次在分布式计算系统上实现对118万张影像的真实数据和1000万张影像的模拟数据（处理的数据量大约是当前基于LM模型最好方法的500倍）的基于LM模型的整体光束法平差。

基于SAR与光学遥感影像融合的多标签场景分类方法

赵一鸣, 胡克林, 涂可龙, 卿雅娴, 杨超, 祁昆仑, 吴华意

2025, 54(5): 911-923. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240281

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深度卷积神经网络已被证实是高分辨率遥感影像场景分类中最有效的方法之一。过去的研究大多关注于单一光学遥感影像的场景级分类，并且多为单标签分类。然而，单一光学遥感影像容易受到天气条件的限制，并且单标签的标注难以全面描述复杂的图像内容。因此，本文利用欧洲空间局于2020年获取的SAR和光学遥感图像，构建了武汉市多模态多标签场景分类数据集SEN12-MLRS，并设计了一种基于并行双注意力融合网络（PDANet）的多标签场景分类方法。PDANet通过双分支特征提取、自适应特征融合及多级特征融合，实现了光学和SAR图像的多模态与多层级的特征融合。试验结果表明，在SEN12-MLRS数据集上，PDANet相较于多种先进模型取得了最佳性能，并通过消融试验进一步验证了本文方法的有效性。

MAFUNet：结合注意力机制和主动轮廓损失的SAR图像水体分割算法

邢广澳, 卢官明, 韩斌

2025, 54(5): 924-936. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240235

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随着遥感技术的日益发展，合成孔径雷达（SAR）图像已成为探测地表水体的主要方法之一。由于存在复杂的干扰，SAR图像中的水体分割仍然是一项具有挑战性的任务。为了实现精确的水体分割，受UNet在分割边缘较弱的小目标时的有效性启发，提出了一种多层注意力融合UNet（MAFUNet）。首先，在编码器和解码器部分之间的跳接连接中加入了空间注意力模块（SAM）和通道注意力模块（CAM），以提取有用的低级和高级特征，弥补降采样带来的语义信息损失。其次考虑到上采样会导致图像特征失真，设计了一种注意力上采样器（AU），保留了图像更多的细节信息，降低了噪声的影响。在解码器最后一层引入多尺度卷积池块（MCPB），以更好地利用上下文信息，捕捉不同尺度的水和陆地特征。此外，还设计了主动轮廓损失作为额外的正则化，采用多层损失函数优化网络，更好地提取层级特征，从而提高模型的分割性能。试验结果表明，MAFUNet优于其他先进的模型，在ALOS PALSAR数据集上的IoU和F₁值分别为94.28%和97.67%。

地图学与地理信息

顾及空间邻域效应的多元地理要素因果模式挖掘方法

石岩, 李诗逸, 王达, 邓敏, 汤仲安

2025, 54(5): 937-949. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240369

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地理空间数据挖掘旨在深入揭示多元地理要素的复杂分布规则与时空演化趋势。当前研究大多基于空间相关性依赖假设，缺乏对深层次空间因果关系的剖析，混杂的伪相关关系导致挖掘结果有偏甚至错误。本文基于因果推断理论，考虑空间邻域效应在因果关系中的影响作用，提出了一种顾及空间邻域效应的多元地理要素因果模式挖掘方法。首先，基于空间聚类算法自动建立适应地理要素分布密度的事务集；然后，融合空间邻域效应与贝叶斯网络建模思想，构建多元地理要素空间因果有向图结构；最后，基于后门准则实施干预运算，实现多元地理要素间因果效应的定量计算。试验采用深圳市和上海市城市设施空间分布数据进行实例分析，与空间关联模式挖掘方法的对比结果表明，本文方法剔除了混杂变量引起的空间伪相关关系，能够有效地得到不同类型城市功能设施间的有向因果关系与因果作用强度，更准确地揭示城市功能设施的局部集聚效应，为城市空间优化布局提供更可信的决策支持。

轨迹局部和长序特征结合的立交桥路网构建方法

焦凤伟, 向隆刚, 邓媛媛, 陈欣, 吴华意

2025, 54(5): 950-962. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240130

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立交桥为道路纵横交错、组成复杂的多层次结构。伴随着交通运输现代化，从轨迹数据中提取立体交叉的几何和拓扑结构是构建精细化可导航道路网的核心步骤。由于现有方法大多根据轨迹单元局部距离和方位的相似性提取道路，因此在方向近似的邻近道路提取上容易出现错误合并、结构缺失等问题。为此，本文提出一种轨迹局部和长序特征结合的立交桥路网构建方法。首先，基于轨迹延续性将轨迹片段分类为路径统一的轨迹簇，利用自适应二值化方法提取轨迹簇的中心线；然后，顾及局部方向特征和长序距离特征追踪同一道口的中心线，动态捕捉邻近平行路的分流现象，形成立交桥子网络；最后，对子网络的节点候选集进行聚类，根据节点信息截断路段，融合子网路从而生成完整的立交桥路网。通过深圳市众源轨迹数据进行路网构建试验，验证了本文方法能有效地提取立体交叉的道路网，几何（GEO）和拓扑信息（TOPO）的准确度较高，总体GEO-F₁值达94.5%，TOPO-F₁值达94.8%，优于现有代表性方法。

博士论文摘要

地球空间网格域名模型与试验系统研究

朱道也

2025, 54(5): 963-963. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230555

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开采沉陷监测多源数据融合技术及应用研究

王瑞

2025, 54(5): 964-964. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230556

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