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2014年 第43卷 第5期    刊出日期：2014-05-20

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学术论文

自适应参数估计与内外部精度的关系

杨元喜 景一帆 曾安敏

2014, 43(5):  441-445. 

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随机模型可以依据内部精度进行自适应调整，也可依据外部精度或依据半外部精度进行自适应调整。本文首先分析测量数据处理近几年发展起来的自适应参数估计统计量。分析发现，现有随机模型自适应估计都与内部精度、外部精度或半外部精度有关，进而将相应的参数估计也分为内部、外部和半外部自适应参数估计，并对这几类自适应参数估计的特点也进行了分析。最后利用算例分析这几类自适应估计的主要性质，指出这几类自适应估计的应用前提和存在的问题。

星载GPS卫星定轨的UKF-EKF算法

吴江飞 雷辉

2014, 43(5):  446-451. 

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针对无味Kalman滤波（Unscented Kalman Filter）在卫星定轨应用中存在计算效率和估计精度之间如何平衡的问题，本文提出了一种将无味Kalman滤波和扩展Kalman滤波（Extended Kalman Filter）相结合的新算法。该算法对标准的无味Kalman滤波算法作了两个方面的改进，一方面改进采样策略，以最小偏度单形采样策略代替对称采样策略；另一方面改进算法结构，以无味Kalman滤波和扩展Kalman滤波融合算法代替单纯的无味Kalman滤波算法，系统的强非线性部分采用无味Kalman滤波来处理，弱非线性部分采用扩展Kalman滤波来处理。算例结果表明，新算法估计精度与无味Kalman滤波相当，但计算效率提高了30%左右。

GEO广播星历参数设计的无奇点根数法

张中凯 杜兰 刘利 何峰 路余 周佩元

2014, 43(5):  452-457. 

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位场向下延拓的加速LANDWEBER迭代法

朱占龙 杨功流 杨淑洁

2014, 43(5):  458-465. 

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结合结构和光谱特征的高分辨率影像分割方法

刘婧 李培军

2014, 43(5):  466-473. 

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面向路径优化的变分辨率栅格成本表面模型建模方法

刘震 余洋 李建松 肖少辉

2014, 43(5):  474-480. 

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成本表面模型是在连续空间中进行路径优化的基础。目前，在连续空间中进行路径优化多是基于单分辨率成本表面模型的。但在使用该模型解决诸如输电、调水、公路和铁路、输油输气等路径优化问题时，存在一些缺点，例如数据冗余、计算成本高、易受地物“边缘效应”影响等。针对这些问题，本文提出了一种面向路径优化的GIS变分辨率栅格成本表面模型，并详细阐述了这种数据模型的设计思想和建模方法。实验结果证明，该模型能有效的对地物密集度和地形复杂度进行建模，解决单分辨率模型遇到的问题。将该模型与传统的单分辨率成本表面模型的计算结果进行对比分析，表明本文建立的模型在多种环境下均能选出合理的路径，且计算效率得到明显提高。

利用参考站增强信息进行精密单点定位

李黎 龙四春 李浩军 张立亚

2014, 43(5):  481-485. 

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提出一种基于参考站增强信息的精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP)新算法。与其它方法的不同在于采用星间历元间差分技术，消除了模糊度和接收机钟差，避免模糊度参数的收敛或固定。应用基于参考站的增强信息 ，以减弱残余对流层延迟和潜在偏差对定位结果的影响。与传统PPP处理方法相比较，提出的新方法可以改善位置参数的收敛速度，定位精度也有一定程度的提高。

顾及协方差函数的自适应四叉树InSAR数据压缩算法

张静 张勤 赵超英 张菊清

2014, 43(5):  486-492. 

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利用InSAR数据进行形变机理反演时，由于InSAR数据点众多，且含有较多的误差乃至粗差点，严重制约了反演的效率和可靠性。为此，本文提出了顾及InSAR数据物理空间相关性来设立协方差函数，并依据协方差函数确定四叉树象限分解阈值和最大象限大小的自适应四叉树分解InSAR数据压缩算法。本算法能够在尽可能保留形变信号特征细节信息的同时，极大地降低InSAR数据量。本文以西安地区地面沉降InSAR结果为例进行了实验分析，验证了该算法的有效性，结果表明该方法能够在不损失形变信号特征的同时，有效的实现InSAR数据压缩和噪声消除的目的。

高分辨率遥感影像的压缩纹理元分类

金晶 邹峥嵘 陶超

2014, 43(5):  493-499. 

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针对传统的高分辨率遥感影像分类中特征提取复杂，特征维数大等问题，提出一种新颖，简单，高效的纹理特征提取方法。首先，利用随机投影对基于原始像素灰度值的纹理元矢量进行降维，将其投影到压缩的纹理特征子空间。然后，在压缩子空间中对各类纹理元进行聚类，将聚类中心作为纹理字典，得到局部纹理特征集。最后，将样本中包含的纹理元编码到纹理字典中对应距离最近的词汇，得到样本的视觉词汇图，并融合词汇统计直方图与词汇二阶矩信息作为最终的纹理表达。通过两组实验，验证了本文方法能够有效的表达纹理，提高分类精度。

利用极值梯度的通用亚像素边缘检测方法

陈小卫 徐朝辉 郭海涛 张保明

2014, 43(5):  500-507. 

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针对传统边缘检测方法存在的通用性较差、精度不高等问题，提出一种利用极值梯度的通用亚像素边缘检测方法。该方法将极值梯度分解为正梯度和负梯度，并在八个方向上进行判断与求解，然后得到由局部灰度增加最大和减小最大的两类像点共同组成的初始边缘，最后根据初始边缘的特点，分别建立不同类型边缘的亚像素定位拟合模型。为验证该方法的性能，分别利用模拟影像和实际影像与传统方法进行对比试验。试验结果表明该方法对不同类型的边缘都能较好的检测，并且对包括角点在内的边缘有更高的定位精度。因此，该方法可有效应用于影像的边缘检测中。

有监督的邻域保留嵌入的高光谱遥感影像特征提取算法

骆仁波 皮佑国

2014, 43(5):  508-513. 

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超光谱遥感图像特征提取对于图像分类具有重要意义，本文提出一种名为判别监督邻域保留嵌入的新型特征提取算法(discriminative supervised neighborhood preserving embedding， DSNPE)。在高维超光谱遥感图像特征提取过程中， DSNPE不但能保留图像的局部流形结构和邻域信息，而且采用像素点由邻域同类像素点线性表示，将邻域中同类和非同类像素点分开处理，利用判别分式求解最优投影矩阵，使高维像素点投影到低维空间时，同类点离得尽可能近，非同类点离得尽可能远，有利于图像的分类。对三幅超光谱遥感图像的特征提取及分类的实验说明：与主成分分析（PCA）、非参数权重特征提取（NWFE）、局部保留投影 (LPP)、邻域保留嵌入（NPE）等相比，具有一定的优越性和可判别性。

增强形态学建筑物指数应用于高分辨率影像中建筑物提取

胡荣明 黄小兵 黄远程

2014, 43(5):  514-520. 

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分辨影像是城市地物覆盖分析的重要数据基础，本文提出了一种增强的形态学建筑物指数（EMBI），利用该指数和地物的几何形状约束来完成高分辨率建筑物的自动提取。本方法首先提取城市的不透水层特征，然后通过建立建筑物属性与形态学运算之间的关系得到了EMBI特征图像以增强对建筑物的描述，随后结合形状特征（长宽比，面积等）采用决策树分析的方法完成对建筑物的最终提取。为了验证本文提出的方法，利用华盛顿商业街的航空高分辨高光谱HYDICE影像和武汉洪山区的两幅QuickBird影像进行实验，实验的精度对比反映本文算法比MBI算法能获得更好的建筑物提取结果，其总体精度分别提高了7.31％，6.48％，7.83％，从而表明EMBI算法更可靠。

联合稀疏约束的双通道星载SAR图像重建

卜丽静 张过

2014, 43(5):  521-528. 

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摘 要：针对提高星载SAR图像质量的问题，研究双通道星载SAR图像重建模型。由目标散射中心理论和后向散射特性分析，得出SAR图像具有稀疏特性，并且能够用确定性稀疏先验约束表达。将稀疏特性先验从单幅机载SAR图像处理问题中推广引入到两幅星载SAR图像重建问题中，提出基于散射中心稀疏和强散射梯度的双通道正则化重建模型，并采用椭圆抛物面模型估计重建中的降质矩阵，用双下降求解方法求解重建模型。并用Cosmo-SkyMed数据进行了实验验证。实验表明，该重建模型能够提高SAR图像的距离向和方位向分辨率，改善图像质量，提高解译能力。

一种基于地磁异常场的多重分形谱分析及构图方法

赵玉新 常帅 张振兴

2014, 43(5):  529-536. 

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为深入研究地磁异常场的分布特性，并将其应用于地磁基准图的构建当中，选取NOAA（National Geophysical Data Center）发布的地磁异常场数据进行了多重分形谱分析，证明了地磁异常场具有明显的多重分形特征。并将多重分形理论与克里金插值方法相结合，提出逐步插值校正法（SSICM），该方法在用克里金法估计未知位置点属性值的同时，利用地磁异常场在小尺度范围内的标度不变性对其进行奇异性校正，在实测数据基础上以网格形式逐级加密，从而构建基准图。实验结果证明与传统方法相比，该方法能够充分刻画地磁异常场的小尺度奇异特征，更加精确地重构真实地磁异常场。

利用曲面求交提取低潮线的方法

李宁 张立华 田震 彭认灿

2014, 43(5):  537-544. 

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针对当前常用的低潮线提取方法不能适应较大区域范围的现状，提出一种基于曲面求交的低潮线提取方法。首先，在顾及潮滩带状分布特点的基础上，采用单向分区策略构建潮滩数字高程模型；然后，综合利用验潮站和网格潮汐模型计算的低潮面值，采用TCARI (the tidal constituent and residual interpolation)方法，构建曲面形态（连续无缝）的沿岸低潮面模型；最后，对所构的两个模型进行曲面求交，提取沿岸低潮线。试验结果表明，当提取低潮线的区域较大时，所提方法能明显提高低潮线的提取精度。

融合语义特征与GPS位置的地面激光点云拼接方法

浦石 李京伟 郭四清

2014, 43(5):  545-550. 

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拼接是地面激光点云数据处理的必要步骤，但基于同名点的点云拼接方式已成为阻碍点云处理效率提升的长期瓶颈，而直接匹配点云识别同名特征的方法亦对点云重叠区域具有较高的要求。本文提出一种融合语义特征与GPS位置的地面激光点云拼接方法，通过语义知识自动识别出原始三维点云中所包含的地面特征与建筑物立面特征，并使用这两种面状特征结合点云测站中心的GPS位置作为同名标靶进行点云初始拼接，随后使用点到面最小距离约束下的ICP进行点云精确拼接。实验表明，本方法可以有效提高地面激光点云拼接的整体效率，尤其对于包含平面结构（如马路、建筑物）的场景具有良好的拼接效果。