测绘学报

深空导航技术发展展望

李罡, 解放, 吴一凡, 卢鋆, 郭树人, 刘迎春, 宿晨庚, 杨晓珩

2025, 54(3): 397-409. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230493

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深空导航是保障各类深空任务高效实施的基础要素，随着地月、火星等深空任务数量大幅增长及行星际任务距离极大延伸，航天器巡航、掠飞、绕飞、下降着陆及星表面有人、无人活动等场景对导航提出了越来越高的要求。常用的深空网等手段难以全面满足多任务、高实时、自主性等导航需求。本文分析了深空任务数量快速增长、目标聚焦月球和火星、性质由探索向开发转变、距离不断延伸的特点，归纳了地月转移、月球和火星近星体空间及表面、超远深空3类典型深空导航需求，梳理了在用、可用及研究3类深空导航技术手段的主要特征和趋势，最后提出了深空导航技术发展建议，包括持续提升在用类技术性能，积极推动可用类技术试验部署，以及加强研究类技术的基础性研究。本文的研究成果可为深空导航相关技术研究提供参考。

GNSS水汽层析关键参量普适性确定方法

赵庆志, 蒋朵朵, 郭宏武, 李祖锋, 刘晨, 姚宜斌

2025, 54(3): 410-421. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240293

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现有GNSS水汽层析在层析高度、垂直分层、水平步长等关键参量确定方面多为经验选取，缺乏普适性确定方法，导致层析结果差异较大、难以实现普适性水汽层析结果的落地应用。针对该现状，本文提出GNSS水汽层析关键参量普适性确定理论方法，解决水汽层析过程中最优建模参量无法确定的难题。首先，提出联合垂直分层廓线资料与水汽密度阈值的层析区域最优高度确定原则；然后，提出垂向分层水汽等权原则的最优垂直分辨率确定方法；最后，综合考虑测站密度和卫星截止高度角等信息，发展联合网格覆盖率最大化及非均匀对称水平网格划分思想的最优水平步长确定方法。选取香港区域2013年5月1—14日共14 d 12个GNSS测站及1个无线电探空站的数据进行试验。与现有经典方法对比，以无线电探空数据为真值，发现本文方法反演水汽密度廓线精度的平均改善率为12%；以欧洲中期天气预报中心（ECMWF）发布的第五代再分析数据集（ERA5）计算的斜路径水汽含量（SWV）为真值，本文方法反演得到SWV精度的平均改善率为29.5%。

一种基于Rayleigh商的复共线性的诊断指标

李新娜, 韩松辉, 陈轲, 郭杰

2025, 54(3): 422-431. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240338

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复共线性广泛存在于测量数据处理中，其危害性十分严重。对复共线性问题有效处理的前提是对设计阵的复共线性关系进行有效的诊断和度量。针对条件数、矩阵向量正交度等复共线性诊断指标存在的不足，本文从复共线性的本质出发，采用法矩阵的Rayleigh商作为设计阵列向量之间线性相关性的度量，并根据Rayleigh商和镶边矩阵特征值的性质，提出一种复共线性的诊断指标，该指标可以诊断多个复共线性关系。通过试验说明本文提出的复共线性诊断指标的有效性和优良性。当复共线性关系较强时，复共线性关系诊断的准确率可达100%。当复共线性关系较弱时，诊断准确率为84.9%；通过调整阈值，诊断准确率可提升至99.8%。

基于全球统一坐标框架的GNSS精密轨道与钟差产品一致性分析

刘学习, 朱守庆, 陈国, 张克非, 郑南山, 刘婧璇

2025, 54(3): 432-447. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240248

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精密卫星轨道和钟差是实现非差模糊度快速固定及高精度位置服务的关键，轨道和钟差产品综合需要统一不同分析中心产品间的时空基准。本文首先求解布尔莎坐标转换参数，比较了不同分析中心精密轨道之间相似变换参数的差异，并统计各系统相似变换参数间的相关系数。其次，分析了精密钟差产品的基准差异，发现使用所有卫星钟差估计一组线性变换参数进行线性变换有较大常偏量，GPS和Galileo的常偏量最大为200 ps，而GLONASS和BDS的常偏量分别达到1000 ps和2400 ps。本文提出一种对每颗卫星钟差估计一组线性变换参数的方法来消除此常偏量。然后，分析了轨道、站坐标及地球自转参数产品间的基准一致性，多数旋转分量相关系数超过0.5，表明各分析中心之间的定向基准差异较为一致。最后，通过轨道和钟差二次差分析了轨道和钟差的一致性，除去钟差常偏量后，GPS和Galileo轨道和钟差二次差的相关系数多数超过0.9，GLONASS和BDS稍差，但相关系数也大都超过0.6，说明精密卫星轨道与钟差产品二次差的非线性部分较为吻合，轨道变化与钟差变化非常一致。

弱纹理黑暗场景下点线结合的红外惯性里程计

赖路广, 赵冬青, 李林阳, 樊文哲, 李雄庆, 李鹏飞

2025, 54(3): 448-460. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240251

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传统的视觉SLAM在光照不足或光照条件变化较大等恶劣环境中性能不佳甚至无法工作，而红外相机在黑暗、烟雾等挑战环境中具有更强的抗干扰能力。但红外相机噪声较大，成像质量较差，严重影响了红外SLAM的性能。本文基于红外相机热辐射成像的特点，顾及结构化场景存在的弱纹理特性，提出了一种点线结合的红外惯性里程计方法。在前端采用基于光流法的点特征跟踪算法，并对点特征进行筛选以剔除不稳定的点特征。同时对LSD算法进行改进以提取稳定的线特征，并基于LBD描述符进行线特征跟踪。在后端基于滑动窗口构建点、线、IMU信息的紧耦合图优化模型。最后，分别利用开源数据集和地下车库实测数据进行了验证。结果表明，点线结合的热惯性里程计的精度和稳健性较传统视觉SLAM算法有显著提升，有助于无人系统在黑暗、弱纹理的场景中实现稳健的定位。

基于Swarm卫星数据与三维勒让德多项式的中国区域地磁场模型

朱博, 李厚朴, 朱立波, 边少锋, 陈成

2025, 54(3): 461-472. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240379

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区域地磁场模型可以描述地磁场的细节信息，在精准导航、目标探测等领域具有重要的应用价值。为了建立高精度中国区域地磁场模型，本文结合Swarm卫星数据，对三维勒让德多项式模型进行了研究，提出了基于奇异值分解的改进求解方法，提高了模型在高阶数时的求解精度，同时，采用K折交叉验证的方式，确定了勒让德多项式模型各地磁分量的最佳截止阶数。通过与泰勒多项式模型、拉盖尔多项式模型、切比雪夫多项式模型的对比试验，验证了勒让德多项式模型在模型截止阶数、计算速度、建模精度和边界效应等方面的优势，其各分量的整体拟合误差最低可以达到0.055 nT，模型边界误差可以达到0.074 nT。通过与其他区域地磁场模型和WMM2020模型计算结果的对比分析，进一步验证了本文方法的有效性和区域地磁场模型的精度优势。

测绘成果质量抽样检测功效量化指标

蔡艳辉, 程鹏飞, 张莉

2025, 54(3): 473-480. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230443

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本文基于累计超几何分布的接受概率理论分析了抽样方案系列一致性问题的本质，提出了抽样检验的检验功效概念，基于接受概率与批量对数函数定义了检验功效指数（ICI）函数，实现了抽样方案评价的量化计算。结合测绘成果质检应用，在OC曲线分析的基础上，提出了检验功效特性（ICC）曲线的分析方法。7个典型测绘质检抽样方案计算结果表明ICI能够较好地反映各个抽样方案的综合特性；ICC曲线分析表明7个典型测绘质检抽样方案的一致性先验AQL区间适用范围为0.3%~1%，最佳AQL为0.6%。本文的结论一方面从抽样检验功效的角度给出了测绘地理信息成果的先验质量水平的要求，另一方面对智能化测绘生产和众源测绘成果的可靠性分析和应用具有重要指导意义。

国家重点沉降区域多监测手段综合分析

杜钊锋, 李国鹏, 刘站科, 尚夏明, 康胜军, 王晓强

2025, 54(3): 481-492. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230141

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华北平原多年累积的地面沉降已成为日益严重的地质环境问题。本文基于华北平原InSAR垂直形变场监测成果，结合研究区内CORS站、大地控制点等地表垂向变化信息提取成果，融合多源数据构建华北平原统一基准的垂直形变场，并采用水准点高程变化数据进行对比验证。针对地面沉降引起的国家高程基准现势性差和准确度不高的问题，本文对重点沉降区国家高程基准点的变化特征和影响程度进行了分析，通过确定高程基准点区域性复测的方法，提出国家高程基准点区域性复测的建设方案，以实现国家高程基准的更新与维持。国家高程基准点区域性复测，既可以节省国家高程基准控制网整网复测的资金投入，避免重复性建设的成本，又可以满足国家重大战略工程的建设需求。

一种结合QR码与GS相位获取的数字正射影像加密方法

吴军, 沈伊人, 徐刚, 赵雪梅

2025, 54(3): 493-509. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230053

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针对网络环境下的数字正射影像DOM信息保护与安全传输问题，本文提出了一种结合QR码（quick response code）与GS（gerchberg-Saxton）相位获取的DOM加密新方法，整体分为两个阶段：①依据GS相位获取理论对DOM影像RGB通道分别进行光学处理生成3张纯相位全息图以实现像素信息隐藏，并利用Lorenz超混沌系统生成的伪随机序列对相位全息图进行置乱和扩散，借助混沌系统特性及扩散机理提高光学密钥敏感性、增强密文对明文变化的敏感性；②将DOM地理信息、用户授权信息及部分密钥等多类型数据编码为QR码（黑白图像）并嵌入全息图，再以嵌入QR码的3张全息图为RGB通道合成一张无意义的白噪声彩色图像作为最后密文。针对不同场景DOM的试验结果表明，本文方法可实现DOM影像信息与地理信息的统一加密、传输；解密图像保真度高，峰值信噪比超过39 dB且相邻像素相关性、信息熵、像素数改变率和归一化改变强度等评价指标上均接近理想值；除混沌系统密钥外，GS光学参数（衍射距离、参考光波长）作为关键密钥增大了密钥空间（约为10¹⁴¹），对唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击和噪声攻击等均具有良好的稳健性，对于包括DOM在内的栅格地理数据保护与安全传输具有重要应用价值。

基于Landsat长时间序列影像的城市生态品质时空演变及驱动因素分析

高永刚, 刘雨婷, 徐涵秋

2025, 54(3): 510-522. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240147

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分析城市生态质量的时空演变及其驱动因素，对区域环境保护与高质量可持续发展至关重要。本文基于多时相Landsat卫星遥感影像及相关辅助数据，利用遥感生态指数（remote sensing ecological index，RSEI），并结合Theil-Sen估计、Mann-Kendall趋势检验、Hurst指数、最优参数地理探测器（optimal parameters-based geographical detectors，OPGD）及多尺度地理加权回归（multi-scale geographically weighted regression，MGWR）模型构建了系统化精细化的城市生态品质评价分析框架。为了验证该框架在快速城市化背景下的适用性和有效性，本文将其用于探究过去20年东莞市的生态质量变化及其影响因素。研究表明：过去20 a间，东莞市生态环境质量经历了恶化-改善-再恶化的复杂动态变化过程。此外，前瞻性预测分析进一步明确了未来生态质量变化的重点区域，并识别出面临严重生态风险及具备较大改善潜力的区域。

面向复杂地下空间的多源传感器数据动态加权融合SLAM方法

蔺小虎, 杨鑫, 姚顽强, 马宏伟, 马柏林, 马雄伟

2025, 54(3): 523-535. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230586

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同时定位与建图（simultaneous localization and mapping，SLAM）是地下空间自主探测、自动巡检和应急救援的关键。然而，地下空间巷道狭长、地形复杂、光照不均等使得激光点云和视觉图像匹配极易发生退化，进而导致多源传感器数据融合SLAM精度不足，甚至失效。为此，本文提出一种增强稳健性的多源传感器数据动态加权融合SLAM方法。首先，在视觉图像预处理阶段，采用了一种基于色调、饱和度、亮度（hue，stauration，value，HSV）空间的图像增强技术，结合单参数同态滤波和对比度受限的自适应直方图均衡化（contrast limited adaptive histogram equalization，CLAHE）算法，有效提升了地下空间图像的亮度和对比度，从而增强了视觉里程计的稳健性。然后，通过马氏距离一致性检验方法对各传感器的数据质量进行评估，分析数据退化情况，并自适应地选择适合当前场景的传感器数据进行融合。最后，在综合考虑各传感器关键参数的基础上，构建了多源传感器因子图模型，并根据数据质量动态调整各传感器数据融合因子的权重，形成多源传感器数据权重动态组合模型。为验证本文方法的有效性，使用自主设计集成的移动机器人在地下走廊、开挖的地铁隧道和煤矿巷道等典型地下空间中分别进行了试验，并与多种主流SLAM方法进行定性、定量对比分析。结果表明：本文方法最大轨迹均方根误差（root mean square error，RMSE）仅为0.19 m，以高精度地面三维激光扫描获取的点云为参考，平均点云直接距离比较（cloud to cloud，C2C）小于0.13 m，所构建的点云地图具有较好的全局一致性和几何结构真实性，验证了本文方法在复杂地下空间具有更高的精度和稳健性。

空间关联模式引导下的地质灾害空间因果关系发现方法

陈炳蓉, 谌恺祺, 邓敏, 黄成, 刘青豪

2025, 54(3): 536-551. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240279

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空间因果是认知地理现象规律的核心途径，能够揭示滑坡、泥石流等地质灾害的驱动要素与成因机制，为灾害溯源与应急管理提供重要技术支撑。现有因果发现方法非源生于地理学研究，未充分考虑空间位置约束，难以有效探测地理现象演化的空间因果关系。为此，本文从空间关联视角，提出空间因果发现方法Spatial-PC，包含因果关系和因果方向判断模型，即空间条件互信息与空间偏相关检验，有效探测空间位置约束下的空间因果关系。具体地，本文研究以云南省地质灾害为例，采用Apriori算法挖掘地质灾害空间关联模式，基于空间条件互信息筛选关联模式中的空间因果关系，利用空间偏相关检验判定因果关系的影响方向，形成空间因果图。研究成果有效揭示了云南省地质灾害的致灾机理，具有科学服务地质灾害精准防控的优势。

面向聚合型地理流的双变量时空关联分析方法

符青扬, 周梦杰, 李伊戈, 陈伟涛

2025, 54(3): 552-562. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240011

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聚合型地理流可反映群体视角下不同空间区域间的时空交互，常包含描述数量特征的非空间属性，如人口流的迁徙强度。对聚合流的两类非空间属性进行时空关联分析，可挖掘不同属性间的相互作用模式，有助于理解地理空间中动态交互现象的内在发生机理。然而，目前仍缺乏评估聚合流两类属性间关联程度的时空统计指标，对不同属性间关联的非对称性和时空异质性特征的认知也仍有不足。对此，本文提出了面向聚合流的双变量时空关联分析方法，建立聚合流时空权重表达其时空邻近关系，构造聚合流的全局和局部双变量时空莫兰指数，以评估聚合流两类属性间非对称的时空关联程度、识别局部时空关联模式及其动态变化。模拟试验结果验证了该方法能有效挖掘聚合流两类属性间的全局和局部时空关联模式，同时通过参数敏感度试验确定了合适的时空关联分析尺度。实际案例应用结果揭示了山东省内城际搜索行为与出行活动之间的时空关联，可为深入分析虚实视角下的城市吸引力提供理论依据。

邻近边约束下的建筑物自动合并方法

苏友能, 徐青, 孙群, 朱新铭, 张付兵, 刘波

2025, 54(3): 563-576. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240138

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大比例尺建筑物合并是制图综合领域的一个难点问题。为保持合并前后建筑物形状特征的一致性，本文提出了一种邻近边约束下的建筑物自动合并方法。该方法首先利用Delaunay三角网确定建筑物间的邻近关系，以建筑物最小外接矩形为约束生成建筑物邻近边，并依据建筑物间最小外接矩形的投影占比，划分建筑物空间结构关系为对准型和错位型。然后，提出邻近边交互投影法和邻近边角平分线法，分别用于对准型建筑物和错位型建筑物合并。最后，以上海市建筑物为试验数据，验证了本文方法的有效性。试验结果表明，本文方法能够实现不同结构关系、不同合并阈值下建筑物的有效合并，并且保持了建筑物间的空间结构特征和直角特征。

基于遥感观测与ISSM模型的极地冰架不稳定性研究

李大安

2025, 54(3): 577-577. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230466

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区域地面沉降循环神经网络时空模拟及风险评估

李蕙君

2025, 54(3): 578-578. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230470

摘要 ( 26 )

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多频多模GNSS载波相位时频信号测定重力位的研究

徐炜

2025, 54(3): 579-579. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230478

摘要 ( 24 )

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基于几何向量的坡面地形因子计算模型研究

胡光辉

2025, 54(3): 580-580. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230485

摘要 ( 18 )

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浑浊河口及近岸悬沙浓度和悬浮物粒径遥感反演及应用研究

罗卫

2025, 54(3): 581-581. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230487

摘要 ( 24 )

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基于多尺度形态学特征分析的高分辨率遥感影像人工目标检测研究

李军军

2025, 54(3): 582-582. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230495

摘要 ( 26 )

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GRACE型重力卫星载荷在轨定标理论与方法研究

黄志勇

2025, 54(3): 583-583. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230499

摘要 ( 28 )

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深海冷泉探测关键技术研究及应用

梅赛

2025, 54(3): 584-584. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230505

摘要 ( 33 )

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