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2010年 第39卷 第2期    刊出日期：2010-04-22

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学术论文

P范分布混合整数模型极大似然估计

李博峰,沈云中

2010, 39(2):  0-145. 

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高精度GNSS定位和INSAR解缠都需要求解整数模糊度参数，从数学角度可抽象地提炼为含有实参数和整参数的混合整数模型。目前对混合整数模型的参数估计只是直接采用最小二乘准则。本文研究P范分布混合整数模型参数估计理论，首先采用极大似然理论，顾及实参数可导而整参数不可导，导出了P范分布整数搜索准则，并证明了最小二乘整数搜索准则是它的一个特例；然后给出了P范分布混合整数模型的p参数估计、整参数搜索和实参数求解的方法和计算流程；最后通过模拟算例分析和验证了本文模型和计算方法的正确性。

导航卫星原子钟Kalman滤波中噪声方差-协方差的确定

郭海荣 杨元喜 何海波 徐天河

2010, 39(2):  0-150. 

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基于地球椭球模型的符号形式的航迹计算法

王瑞,李厚朴

2010, 39(2):  0-145. 

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分析了传统的航迹计算法存在的缺陷，为提高航迹计算的精度，引入了符号形式的子午线弧长正反解公式，推导出了基于地球椭球模型的改进的墨卡托航法；从中分纬度的几何定义出发，导出了地球椭球体上改进的中分纬度公式，在此基础上给出了改进的中分纬度航法。本文给出的算法公式均为符号形式，可以解决航海中不同参考椭球下的航迹精确计算问题，从而为高精度船舶自动化导航的发展提供了理论模型。

天球参考架的稳定源选取及其最新实现

乔书波,李金岭,柴洪洲,李军正,李健

2010, 39(2):  0-145. 

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天球参考架是对理想的天球参考系的实现。其稳定性直接决定了所描述天体运动规律及某些地球物理现象的精度。本文基于1979至2007年期间全球IVS（International VLBI Service）网近30年的观测资料，在上海天文台的CALC_Solve系统下对资料进行了解算和分析，得到了一系列由射电源坐标（赤经和赤纬）构成的时间序列。通过对该时间序列的稳定性进行检验和分析，制定了选择稳定源的标准，得到了一套稳定的河外射电源表列，最终实现了由173颗稳定源与135颗补充源构建的最新的稳定的天球参考架，填补了现有国际天球参考架10余年没有更新的空白。可为大地测量、天体测量学、地球物理测量等相关问题的研究提供高精度的参考框架。

基于GPS轨迹数据的地图匹配算法

李清泉,黄练

2010, 39(2):  0-145. 

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应用的特殊性使得GPS浮动车轨迹数据的地图匹配有别于传统的导航系统的方法，本文针对GPS浮动车轨迹数据具有整体运动趋势的特点，结合城市路网行车限制的约束，提出了一种GPS轨迹数据的全局地图匹配方法，综合考虑轨迹曲线与路网路径的曲线相似性、实际行车的路段几何拓扑和交通管制约束下的连通性，实现了较好的地图匹配效果，并通过实验进行了验证，为GPS浮动车数据的进一步分析应用打下了基础。

3Dsurs系统激光扫描点的理论精度评定

卢秀山,郑作亚,靳奉祥

2010, 39(2):  0-145. 

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从理论上详细分析了车载式城市信息采集与三维建模系统（3-Dsurs系统）的误差来源并进行严密推导，进行了3-Dsurs系统的理论精度分析和精度评定，给出了系统的精度指标。分析认为该系统误差主要包括GPS接收机天线定位误差、车载平台姿态测量误差、坐标传递误差和扫描仪标定误差，通过理论分析和大量试验计算表明：系统平面坐标精度达到10cm，高程精度为20cm左右。

基于多目标遗传优化的等值区域图分级算法研究

刘洋,兰泽英,刘耀林

2010, 39(2):  0-145. 

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等值区域图分级问题是地图学中十分普通而古老的问题，它在现实世界中的很多领域中得到应用。如何确定分级界线是该问题的核心，目前采用的方法大多只考虑了分级单元属性数据的相似性，而对空间特征很少顾及。为此，本文基于多目标空间决策的观点来研究此类问题，提取并形式化表达了4个通用目标，即同级别内属性数据的相似性最好、级别间属性数据的差异性最大、分级结果空间分布的破碎度最小以及各级别面积的均衡性最好等准则。然后，本文基于并行策略设计了一种基于特殊岛模型的多目标遗传算法（SIM-MOGA），并对其核心思想和编码策略、遗传算子设计、个体适应度评价以及群体多样性维护等关键点进行了详细阐述。最后，以湖北省城镇土地分等为例验证了SIM-MOGA模型的有效性。

基于小波变换的多时相SAR图像变化检测技术

黄世奇,刘代志,胡明星,王仕成

2010, 39(2):  0-145. 

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多时相SAR图像变化检测的难点是SAR复杂的相干成像机理及其带来的斑点噪声。小波多尺度分解能对SAR图像斑点噪声的抑制和几何细节的保存起到权衡的作用，还能通过不同的尺度来描述SAR图像的变化。本文提出了无人监督的双阈值小波变换(UTWT)SAR图像变化检测算法。采用期望最大(EM)算法产生双阈值，可以区分像素发生变化的类型（变化区域增强类和变化区域减弱类）或变化等级。用SAR图像数据进行了实验，实验结果表明该方法有效。

联合Jason-1与GRACE卫星数据研究全球海平面变化

蒋涛,李建成,王正涛,金涛勇,陈明

2010, 39(2):  0-145. 

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海平面变化主要由海水质量变化和比容海平面变化组成。联合GRACE时变重力场与Jason-1卫星测高数据分别研究了全球平均海平面及其质量分量与比容分量的季节性变化（2002.9-2008.4），联合两种卫星数据所得平均海平面变化在周年振幅和相位上与WOA05海洋模型结果具有一致性。估算出了研究时间段内全球平均海平面变化及其两个主要分量的长期性趋势，在超过6.5 a的时间尺度上，全球平均海平面以+2.0±0.4 mm/a的速率上升，其中海水质量变化分量的贡献为+1.4±0.4 mm/a，比容变化分量的贡献为+0.5±0.3 mm/a。

长条带卫星线阵影像区域网平差研究

程春泉,邓喀中,孙钰珊,李小涛

2010, 39(2):  0-145. 

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本文首先比较了基于轨道参数和基于卫星状态矢量的航天影像定位模型，提出了一种针对非精密星历数据的轨道拟合与状态矢量插值方法，并在飞行坐标系中建立了适合长条带卫星影像定位的轨道修正模型。其次，分析了地球自转对卫星线阵影像严密定位建模的影响，通过对姿态航偏角的适应性处理，建立了基于地固地心直角坐标系卫星状态矢量的航天线阵影像构像方程和区域网联合平差模型。最后以中国西部测图工程的塔里木盆地4对(8景)SPOT5/HRS长条带立体影像为数据源，针对不同控制点数目与分布，进行了不同方案的组合定位试验。结果表明：稀少控制点条件下检查点统计精度达到了8.09 m。

测绘快报

地图制图学与地理信息工程学科发展趋势

王家耀

2010, 39(2):  0-145. 

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论地球空间信息的三维可视化：基于图形还是基于影像？

李德仁

2010, 39(2):  0-145. 

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地球空间信息三维可视化已经和大众化、开放性、可量测、可挖掘一并成为信息化服务的基本要求。当前，基于图形信息的三维可视化和基于影像信息的三维可视化是实现地球空间信息三维可视化的两种主要技术途径。本文结合典型应用实例，对这两类方法的基本原理、技术内涵及表现形式进行了详细阐述，比较了它们各自的优缺点和适用范围，指出将两者有机结合是未来地球空间信息三维可视化发展的趋势，并给出了一种基于图形和影像相结合的三维可视化方案。通过这样一种有机结合模式，能够实现地球空间信息三维可视化既经济又高效的目标，从而更好地满足用户需求。

博士论文摘要

卫星重力梯度数据处理理论与方法

吴星

2010, 39(2):  0-145. 

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博士学位论文摘要

学术论文

一种基于卫星编队InSAR的基线检测方法

郑浩,汤晓涛,陈刚,刘志铭

2010, 39(2):  0-145. 

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在卫星编队的InSAR系统中，由于参与编队的各卫星相对位置不断变化，故其基线也在不断变化，需要一种可靠的方法精确测定基线,通常采用星间基线测量和地面基线估计两种方法进行基线测量。不管采用哪种方法，都不可避免的存在测量误差。在InSAR数据处理过程中，基线起着至关重要的作用，是影响干涉处理结果的重要因素。它决定了有效干涉影像对的选取，对数据处理中的平地效应等有很大影响，其精度决定了InSAR数据处理的最终成果精度。要获得高精度的DEM （Digital Elevation Model），就必须要有高精度的基线，而基线检测是获取高精度基线的重要手段之一，但是基线检测在国内尚无经验可以借鉴，国际上的相关报道也很少。本文研究的是基于卫星编队InSAR的基线检测技术，它是利用高精度的地面实验场数据，对高动态、分布式卫星条件下合成孔径雷达系统的InSAR基线参数进行检测，通过对现有的多种基线检测方法进行了分析比较，提出了一种改进的基于基线线性拟合的基线检测方法，并采用ERS真实数据进行了基线检测实验，通过比较检查点高程和进行精度分析表明，采用该基线检测方法基线精度有很大提高，具有很高的实际应用价值。

不等式约束M估计的均方误差矩阵和解的改善条件

彭军还,李淑慧,师芸,陶象武

2010, 39(2):  0-145. 

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缺少精确先验时，不等式约束可能改善参数估计。本文针对不等式约束M估计，利用巴哈杜尔线性化原理和凝聚函数方法导出了参数估计、残差向量以及观测量平差量线性表达式，进一步导出了相应的方差协方差矩阵和均方误差矩阵。线性表达式说明了不等式约束M估计通常情况下是有偏的；均方误差矩阵公式表明不等式约束M估计解有可能改善，条件是最大不等式绝对值小于所导出的阈值，阈值由M估计的第一、第二多余参数 、 和与不等式约束有关的多余参数 确定。针对正态分布和p范分布确定了Lp估计改善解的具体条件。所导出的公式和结论可用于统计分析和不等式设计。

地物波谱数据辅助的SPOT影像模拟真彩色方法研究

朱长明,骆剑承,沈占锋,程熙,胡晓东

2010, 39(2):  0-145. 

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本文提出了一种新的高分辨率遥感影像真彩色模拟方法。该方法从遥感成像光谱角度，依据地物波谱特性，采用光谱角匹配模型（SAM），首先计算出地物在绿（G）、红（R）、近红外(NIR)以及短波红外（SWIR）波段的整体和局部波谱向量角；然后根据角度距离构建最小距离隶属函数，找到对应地物波谱库中最为相似的地物波谱；最后对此条地物波谱曲线积分计算出该像素点在蓝波段的反射率。实验表明，该方法模拟出的SPOT真彩色影像无论在视觉效果还是在空间信息上都要优于传统的方法。

离散植被冠层的解析混合BRDF模型——MGeoSAIL

王强,过志峰,孙国清,罗传文,刘丹丹

2010, 39(2):  0-145. 

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与传统遥感观测相比，多角度对地观测通过对林木多个方向的观察，可得到丰富的森林三维空间结构信息，为定量遥感提供新的途径。本文根据适合于垂直单角度观测的GeoSAIL模型，改进得到适合于各种角度观测的MGeoSAIL模型，它是几何光学模型和辐射传输模型的结合，具备两种模型的优点使MGeoSAIL模型更具准确性、实用性。其中几何光学模型用来计算场景内不同情况下阴影和光照成分的比例，辐射传输模型（SAIL）考虑冠层内的辐射传输计算得到树冠的反射率和投射率，将其权重加和生成场景反射率。模拟结果表明该模型简单适用，在可见光与近红外波段均能反应出“热点”效应，在近红外波段能描述出“碗边”效应，且更适合于低密度、大个体、不连续稀疏林分冠层的BRDF模拟。

POS辅助航带间航摄影像的自动转点

袁修孝,明洋

2010, 39(2):  0-145. 

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提出了一种利用POS提供的影像定向参数辅助区域航空摄影测量中航带间影像自动转点的方法。首先对航带内影像采用金字塔影像匹配方法寻求同名像点，以获得航向间影像连接点的精确像片坐标；然后利用POS提供的影像定向参数预测航带间的影像连接点；再通过对相邻航线间待匹配窗口影像的几何畸变改正，在由POS数据构建的核线几何条件约束下，直接在原始影像上找寻同名像点；最后经最小二乘匹配使影像匹配结果达到子像素级精度。试验表明，将POS数据引入航带间的影像自动转点中，不但可以简化影像匹配过程、提高自动化水平，而且较常规影像匹配方法可以提高航带间自动转点的成功率34.0%，并节省了76.7%的CPU耗时。

基于SIFT的宽基线立体影像最小二乘匹配方法

杨化超,张书毕,张秋昭

2010, 39(2):  0-145. 

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以尺度不变特征变换法(SIFT)为代表的新一代不变特征点提取与匹配算法，由于其具有一定的平移、缩放和旋转不变性而在数字摄影测量与计算机视觉领域得到了广泛的应用。但SIFT特征不具仿射不变性，且由于特征点提取与匹配的相对独立性使得匹配的同名点对可能不能实现位置上的精确对应，这极大地限制了其在宽基线立体影像特征匹配中的实际应用。为解决这一问题，提出基于对极几何和单应映射双重约束的SIFT特征多尺度加权最小二乘匹配算法。算法首先基于特征点的空间分布和信息熵选取一定数量的最优SIFT特征点集，并采用基于奇异值分解(SVD)的SIFT特征匹配、基于SIFT特征尺度和方位信息的自适应归一化互相关(NCC)匹配获得精度较高的初始匹配点用于立体像对的基本矩阵和单应矩阵估计。然后在对极几何和单应映射的双重约束下，基于自适应NCC及距离加权的多尺度最小二乘匹配算法进行扩展匹配并同时保留匹配定位精度较高的原始SIFT特征点对。算法综合应用了基于积分影像的NCC快速计算、金字塔影像匹配等方法和策略。最后选取了实际的宽基线序列立体影像进行试验并同原始的SIFT特征匹配算法、基于SVD的SIFT算法进行了综合对比分析。结果表明该方法的匹配性能明显由于现有的方法。从而拓展了SIFT算法的应用范围并为宽基线立体影像匹配问题探索了一种可行的方法。