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2014年 第43卷 第7期    刊出日期：2014-07-20

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学术论文

双星伴飞卫星测高模式及其轨道设计

鲍李峰 许厚泽

2014, 43(7):  661-667. 

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为达到提高反演海洋重力场分辨率的要求，本文提出一种双星伴飞的测高卫星模式，并根据卫星轨道设计的基本要求，给出相应的卫星轨道设计方案。仿真分析表明，该方案可在卫星设计寿命内完成反演1′×1′空间分辨率海洋重力场的要求，且观测数据覆盖了全球大部分海洋区域。该模式可实现星下点海平面梯度的实时测量，提出了改进测高反演海洋重力场的精度的新思路。

非线性整体最小平差迭代算法

胡川 陈义

2014, 43(7):  668-674. 

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线性插值的海洋磁力测量测线布设评价方法

边刚 金绍华 夏伟 孙新轩 肖付民

2014, 43(7):  675-680. 

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测线布设是海洋磁力测量海区技术设计的核心内容，针对目前我国海洋磁力测量测线布设中存在的问题，提出了利用相邻测线插值精度评价海洋磁力测量测线布设合理性。理论推导和仿真计算表明，利用相邻测线插值精度可以有效分析测线布设方式对海洋磁力测量的影响，评价测线布设的合理性，进而为海洋磁力测量测线布设的优化提供依据。

声速剖面精简运算的改进D-P算法及其评估

赵荻能 吴自银 周洁琼 李家彪 李守军 尚继宏

2014, 43(7):  681-689. 

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声速剖面在多波束测深中不可或缺。为解决原始测量的声速剖面数据量大而影响工作效率问题，本文进行了声速剖面的精简与优化研究。提出一种适用声速剖面数据精简运算的改进D-P算法(MOV方法)，并通过射线追踪法和误差百分比分析法评估精简前后的声速剖面对测深精度的影响，并利用实测声速剖面数据对该算法进行了验证。结果表明，通过优选算法阈值，声速剖面数据的简化率可达90%以上，可控制水深标准差百分比在0.1%以内，优化后的声速剖面可大幅提升多波束勘测与数据处理工作效率，具有重要的工程实际应用价值。

极化SAR图像自适应增强Lee滤波算法

郎丰铠 杨杰 李德仁

2014, 43(7):  690-697. 

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精制极化Lee滤波算法以其简单、高效、健壮等优点在极化SAR图像处理解译中得到了广泛的应用。然而，此滤波算法存在明显的缺陷：扇贝效应和虚假细线。对此，本文提出增加一组均匀窗口及一组线性方向窗口，并采用大小自适应窗口机制，在同质度高的区域用大窗口滤波，在同质度低的区域用小窗口滤波，从而使得滤波窗口在形状和尺寸上都能自动适应实际场景。利用机载和星载全极化SAR数据进行的滤波实验结果表明，本文提出的自适应增强Lee滤波算法在同质区域的噪声抑制能力明显优于精制极化Lee滤波算法及改进的Sigma滤波算法，同时在保持点、线等细节信息方面也优于精制极化Lee滤波算法，并且能很好的保持图像中地物的极化散射信息。

相对定向的机载惯性测量装置视准轴误差求解方法

付建红

2014, 43(7):  698-704. 

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利用航摄像片存在的相对几何位置关系，将机载IMU视准轴误差引入立体像对相对定向模型中，提出了一种基于相对定向的机载IMU视准轴误差求解新方法。详细推导了基于单个立体模型和连续立体模型求解IMU视准轴误差的数学模型，并用三组带有IMU设备获取的实际航空影像数据进行了试验验证。结果表明，所推导的机载IMU视准轴误差求解方法是正确、可行的，利用三张以上相邻像片构成的连续立体模型即可求解出IMU的视准轴误差，避免了野外布设检校场和其他地面控制条件带来的诸多问题，有利于带机载IMU的航空遥感快速对地目标定位。

基于线状特征增强的TM遥感影像细小河流提取方法

姜浩 冯敏 肖桐 王昌佐

2014, 43(7):  705-710. 

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混合像元效应是导致难以从TM影像中提取细小河流的主要原因。提出一种综合多种数字图像处理技术的细小河流自动识别方法。首先，利用阈值分割区分水体指数影像中的细小河流与面状水体；第二，对水体指数进行线状信息增强，突出线状河流信息，并抑制其他地物信息；第三，利用双阈值线段追踪方法，提取影像中的细小河流；第四，通过三种方法分别去除阴影、道路和其他类型噪声。结果表明，本文方法能有效地提取细小河流，同时排除多种噪声的干扰，结果的检测率高于82%、虚警率低于7%、检测质量高于79%、完整度高于90%。

光束法区域网平差的地面激光扫描多站点云自动定向方法

姚吉利 马宁 贾象阳 韩保民

2014, 43(7):  711-716. 

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地面激光扫描（Terrestrial Laser Scanning）用于工程测量，需通过有限视场、不同视角、不同空间分辨率的多站扫描，多扫描站的自由坐标系下的点云需要纳入到工程指定坐标系。我们以摄影测量的空中三角测量理论为基础，提出基于光束法区域网平差的地面多站点云自动整体配准理论，包括配准标志的布设测量、全区域网的构建、光书法区域网平差。实验表明，配准后点云平面点位中误差为20.8mm，高程中误差为9.7mm，证明了配准的高精度和可靠性。

影像匹配粗差的局部矢量面元剔除方法

张永军 王博 黄旭 段延松

2014, 43(7):  717-723. 

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提出了一套适用于影像匹配粗差的剔除方法。首先消除匹配像对间的系统性差异；然后通过构建匹配同名点的三角网结构，实现匹配结果的局部面元分割；在局部面元上进行矢量统计，引入针对局部敏感的矢量描述子指标，根据误差分布满足正态分布规律的假设设定合理的阈值，并最终实现影像匹配粗差的快速剔除。多组数据的实验验证了所提方法的可行性。该方法已成功应用于卫星影像与低空影像的自动化处理系统。

曲折道路遥感影像圆投影匹配改进追踪法

傅罡 赵红蕊 李聪 石丽梅

2014, 43(7):  724-730. 

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道路提取是遥感信息提取的重点和难点。曲折道路（如盘山公路等）方向突变现象严重，当道路的宽度有变化或受到阴影、杂物遮挡等干扰时，其提取难度进一步增大。针对该问题，本文提出一种基于改进圆投影匹配的曲折道路自动追踪方法。首先，对标准圆投影匹配进行改进，包括：（1）提出圆投影向量近似度参数，实现对圆投影模板离散近似程度和计算量的控制；提出圆投影模板最优半径确定方法，以保证获得最大道路特征条件下，减少模板匹配计算量；（2）引入干扰校正算法，在一定程度上克服了由于光照、噪声等因素造成匹配困难的问题；其次，提出基于改进圆投影匹配的道路追踪方法，并在模板匹配过程中加入自适应机制，即将已匹配道路按照一定的权重参与后续模板匹配，一定程度上克服道路形态的变化和干扰。最后，以曲折道路特征突出的山区遥感影像SPOT-5和GeoEye-1进行道路提取实验。实验结果表明，采用提出的基于改进圆投影匹配的道路追踪算法具有方向无关的特点，适用于曲折道路遥感提取。对道路中心线的提取误差约2~5m，提取准确率高于80%。

地面三维激光扫描仪系统误差标定

官云兰 程效军 詹新武 鲁铁定

2014, 43(7):  731-738. 

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介绍了地面三维激光扫描仪工作原理，采用自检校法对仪器系统误差进行标定并详细推导了自检校系统误差模型。利用徕卡HDS3000获取的数据进行分析计算，得到该仪器的系统误差值，同时对获取的数据进行改正，并通过检验点验证系统误差改正效果。实验表明，经过系统误差改正后，HDS3000扫描仪的测量准确度可以提高一倍，效果良好。

结合滤波算法的不敏卡尔曼滤波器相位解缠方法

谢先明

2014, 43(7):  739-745. 

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提出结合预滤波算法的不敏卡尔曼滤波（UKF）相位解缠方法。该方法把UKF、传统路径跟踪策略、全方位的局部相位梯度估计技术以及小窗口干涉图预滤波算法有效结合起来，能在相位解缠的同时进行干涉相位噪声抑制，既不受相位残差点影响，又避免了传统方法在相位解缠之前须尽可能滤除干涉图中相位噪声的不足。模拟和实测数据实验结果验证了本文方法的有效性，且与扩展卡尔曼滤波相位解缠算法（EKFPU）以及传统方法相比具有较高的精度。

渐进式异源光学卫星影像SIFT匹配方法

戴激光 宋伟东 李玉

2014, 43(7):  746-752. 

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针对异源光学卫星影像SIFT算法匹配率低的问题，论文基于SIFT匹配方法，以特征点相对主方向、相对尺度为约束条件提取初始匹配点，并利用初始匹配点构建Delaunay三角网，采用点扩散方式来获取局部几何约束模型，基于特征点主方向约束、特征向量欧氏距离及局部RANSAC误差剔除方法渐进式地实现了对异源光学卫星影像的高精度匹配。与其它匹配算法对比实验结果表明，在异源影像存在较大尺度、旋转差异的情况下，论文算法具有匹配数量大、精度高的优势。

PC集群环境下的并行地理网络车辆路径算法

闫志远 孙文彬 陈宗娟 赵帅阳

2014, 43(7):  753-760. 

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针对PC集群计算节点内存小、进程间通信速度慢的问题，本文设计了分布式的数据存储机制；提出了用同步变换规则代替解编码传输的进程间通信方式；基于邻域分解策略实现了禁忌搜索过程的并行化，发展了一种适用于PC集群环境的并行地理网络VRP算法。应用模拟路网数据进行了相关试验，结果表明：本文算法的计算结果与ArcGIS基本一致，二者平均偏差率在2.11%~2.87%之间；分布式数据存储策略有效地降低了各进程对内存的需求量，保证了算法的稳健性和扩展性；通过算法的并行化提高了VRP算法的求解效率；该算法具有良好的加速性能，8进程时在各测试数据集中的加速比均在4.46~6.32之间。

采用案例类比推理进行道路网智能选取

郭敏 钱海忠 黄智深 何海威 刘海龙

2014, 43(7):  761-770. 

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自动制图综合的智能化研究因受人类复杂思维制约，长期以来成为研究的薄弱环节。从人类学习和认知角度，借鉴人工智能领域基于案例推理学习的成果，提出一种基于案例类比推理的道路网智能选取新方法。该方法将制图专家对某区域道路网的交互选取结果作为参考标准，对其进行结构化描述并构建和转化为案例库；计算机采用一定的简化算法和泛化算法对该案例库进行分析和学习，获取检索效率更高和适应样本能力更强的案例模型库；计算机在对相似道路网自动选取时，根据获取的案例模型库，采用基于案例类比推理的方法，分析获取相应的解决方案，进而完成道路网智能选取。与已有研究成果相比，本方法以案例及其泛化模型来模拟专家思维，以计算机对案例模型的类比学习来进行相似道路网自动选取，弥补了传统道路网选取中智能性差的缺陷，为自动综合智能化研究找到了一条可行途径。论文最后对本方法的科学性和适用性进行了验证，并对实验结果做了分析和评价，同时指出了存在问题和进一步研究方向。