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2015年 第44卷 第11期    刊出日期：2015-11-20

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综述

基于GlobeLand30的全球城乡建设用地空间分布与变化统计分析

陈军, 陈利军, 李然, 廖安平, 彭舒, 鲁楠, 张宇硕

2015, 44(11):  1181-1188.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140677

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城乡建设用地分布与变化是人类活动的直观标志和生态足迹,在环境变化研究、地理国(世)情监测和可持续发展研究等方面发挥着重要作用。以往人们对一些城市、区域或国家的城乡建设用地分布与变化进行过较为深入系统的研究,但在全球尺度上,这方面研究尚为空白。本文是利用我国自主研制的世界上首套30 m空间分辨率全球地表覆盖数据集GlobeLand30的人造地表数据层,首次开展了全球城乡建设用地的空间分布及变化的统计分析。它采用用地面积、构成占比和增量占比等主要指标,统计全球范围内城乡建设用地的空间分布及2000年至2010年10年间的变化,重点分析了2010年全球、各大洲及主要国家的城乡建设用地分布现状与地域差异,2000年至2010年全球、主要国家的建设用地变化以及其主要土地来源。研究结果表明, 2010年全球城乡建设用地总面积为118.75×10⁴km²,占全球陆表面积的0.88%; 2000年至2010年全球城乡建设用地面积增加了5.74×10⁴km²,变化率为5.08%,其中,中国和美国新增城乡建设用地约占全球的一半;新增城乡建设用地占用最多的是耕地,占总量的50.26%。这些为研究全球陆表人类活动的空间分布特征与变化趋势提供了翔实的信息和知识。

大地测量学与导航

应用格林积分直接以地面边值确定外部扰动重力场

田家磊, 吴晓平, 李姗姗

2015, 44(11):  1189-1195.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140516

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以地面为边界的Molodensky问题通常得到的是级数形式的解,高阶项体现了地面边值到某一光滑面上的改正,在应用中不仅遇到计算的复杂性、稳定性问题,也存在对数据密集要求的困难。本文从推求外部扰动重力场的应用出发,将格林公式用于数字地形面,在忽略水平分量的积分影响的情况下,得到以地面重力异常和高程异常差为边值确定外部扰动位的表达式,其核函数分别为距离倒数和Poisson核。该方法不需要对地面数据进行延拓处理,且核函数形式简洁,适于外部扰动重力场的随机计算。

利用先验重力场模型对GOCE卫星重力梯度观测值进行校准分析

徐新禹, 赵永奇, 魏辉, 吴汤婷

2015, 44(11):  1196-1201.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140414

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GOCE卫星任务搭载了高灵敏度的重力梯度仪,其观测值用于恢复高精度高分辨率的地球重力场。本文利用EIGEN-5C、EGM2008、GOTIM3、GGM03S高精度全球重力场模型,确定了GOCE引力梯度张量的对角分量观测值(V_xx、V_yy、V_zz)的校准参数,分析了比例因子的稳定性,并讨论了相同模型不同阶次、同阶次不同模型以及是否估计漂移参数对比例因子、偏差参数及校准观测值的影响。研究表明比例因子的稳定性在10^-4的量级,利用250阶的EIGEN-5C模型和EGM2008模型校准得到观测值的差异小于10^-4E,远远小于观测误差,以1d为周期估计校准参数时,是否估计漂移对校准结果的影响达到0.4E。同时,校准前后观测值差异的频谱说明校准过程主要影响V_xx、V_yy、V_zz观测值的低频部分,即来自先验重力场模型的中低(<150)阶次,考虑到GOCE引力梯度的观测频带,校准后的观测值可用于恢复中高频的重力场信号。

2008年大柴旦M_w 6.3级地震的InSAR同震形变观测及断层参数反演

刘洋, 许才军, 温扬茂, 何平

2015, 44(11):  1202-1209.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140628

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2008年11月10日,青海省大柴旦地区发生了M_w6.3级地震。本文利用EnviSat卫星升降轨SAR数据和差分干涉测量技术提取了同震形变场,基于均匀位错模型反演确定了地震断层参数,然后利用格网迭代搜索法确定了较优断层倾角,同时基于非均匀位错模型获得了精细滑动分布。结果表明,地震使得上盘区域沿降轨、升轨视线向分别产生最大约8.5cm、10cm的抬升;较优断层倾角为47.9°地震滑动未延伸至地表,主要发生在地下8.2~23.7km深度范围内,最大和平均滑动量为0.5m和0.19m,平均滑动角为104.9°。反演的地震矩为3.74×10¹⁸N·m,矩震级为M_w6.35。

基于部分整周模糊度固定的非差GPS精密单点定位方法

潘宗鹏, 柴洪洲, 刘军, 董冰全, 刘鸣, 王华润

2015, 44(11):  1210-1218.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20150056

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近年来,精密单点定位(PPP)模糊度固定技术不断发展,模糊度正确固定后可以提高短时间的定位精度。然而固定错误的模糊度,将引起严重的定位偏差,因此对PPP模糊度固定的成功率和可靠性进行研究很有必要。本文探讨了采用非差小数偏差(FCBs)改正的PPP模糊度固定方法;同时提出了一种分步质量控制的PPP部分模糊度固定(PAR)策略。通过欧洲CORS数据对该方法进行验证,结果表明:PPP模糊度固定可以提高小时解静态PPP定位精度。同时,采用部分模糊度固定策略,能够有效控制未收敛模糊度影响,提高用户端PPP模糊度固定成功率。

摄影测量学与遥感

点扩散函数的改进倾斜刃边重建的高精度估计

范冲, 李冠达, 伍超云, 李成, 钟蕾

2015, 44(11):  1219-1226.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140400

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基于现有刃边法提出了一种不受刃边倾角限制的点扩散函数高精度估计算法,通过改进刃边拟合、样本去噪与防走样重采样优化边缘扩散函数重建过程,并采用高斯函数拟合点扩散函数得到高精度PSF估值。试验表明,相较于现有刃边法,本文方法的估计精度与稳定性有显著提高。

高光谱影像信息向量机分类

谭熊, 余旭初, 秦志远, 张鹏强, 魏祥坡

2015, 44(11):  1227-1234.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140600

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信息向量机是一种基于贝叶斯理论的稀疏高斯过程方法,其模型训练速度快、内存耗费小、稀疏性强,具有良好的预测性能。本文从高斯过程回归模型出发,提出了一种基于信息向量机的高光谱影像分类方法,针对高斯过程分类中的非高斯噪声模型,采用假定概率滤波算法将分类问题转化为回归问题,通过最大化边缘似然函数进行模型训练,选择活动子集中的信息向量数量达到了稀疏的目的。通过ROSIS影像试验,表明了基于信息向量机的高光谱影像分类方法的优势。

结合分形理论和自适应图像块划分的遥感图像噪声估计

傅鹏, 孙权森, 纪则轩

2015, 44(11):  1235-1245.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140327

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针对场景复杂的光学遥感图像中加性噪声估计问题,提出了一种结合分形理论和自适应图像块划分的噪声估计方法。区别于传统的基于规则图像块划分的噪声估计方法,本文提出了一种自适应于图像局部信息的图像块划分算法,更大程度地保证了自适应图像块内部的平滑性。结合基于分形理论的图像低粗糙度纹理区域选取和基于统计分析的图像噪声标准差计算,实现了光学遥感图像加性噪声强度的自动估计。利用资源三号卫星图像进行定量试验分析,试验结果表明本文方法可以有效地适用于不同复杂程度、不同噪声强度的光学遥感图像。同时,本文中低粗糙度纹理区域选取和自适应图像块划分的方法经过改进后,还可以应用于雷达图像中乘性噪声的估计。

顾及时空特性的SBAS高质量点选取算法

熊文秀, 冯光财, 李志伟, 杜亚男, 李宁

2015, 44(11):  1246-1254.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140547

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SBAS技术中常用的相干系数选点方法受旁瓣效应的影响,容易造成部分高质量点的漏选以及低质量点的误选。针对这一问题,本文提出了顾及时空特性的SBAS高质量点选取算法,根据干涉相位各个成分的空间特性,分离出噪声相位判别点的质量。试验表明考虑同质点的Non-Local滤波能够更加可靠地提取干涉相位中的空间相关相位,从而提高噪声相位估计的准确性。利用覆盖上海地区1992-1998年的24景JERS-1影像作为试验数据,分别用相干系数法以及本文的方法进行选点。结果表明本文算法能够有效地选出相干系数法在农田与村落交错地区漏选的高质量点,同时排除了相干系数法由于旁瓣效应影响的误选点。

利用倒数灰度熵和改进Chan-Vese模型进行SAR河流图像分割

吴诗婳, 吴一全, 周建江, 孟天亮

2015, 44(11):  1255-1262.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140519

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为了进一步提高合成孔径雷达(SAR)图像中河流分割的精度和速度,提出了一种基于人工蜂群优化的倒数灰度熵多阈值选取与改进Chan-Vese(CV)模型相结合的分割方法。考虑SAR图像中河流目标和背景类内灰度的均匀性,提出了基于蜂群优化的倒数灰度熵多阈值选取方法,以此对河流图像进行粗分割;针对基本CV模型收敛速度低、对初始条件敏感的问题,利用图像边缘强度取代Dirac函数,将粗分割结果作为改进CV模型的初始条件,对河流图像进行细分割。大量试验结果表明,所提出的分割方法无须设置初始条件,运行速度快,分割精度高。

面向多基线干涉SAR高程反演的全局最优相干方法

花奋奋, 赵争, 王萌萌, 张继贤, 黄国满

2015, 44(11):  1263-1270.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140694

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本文针对多基线极化干涉SAR数据,提出了面向多基线干涉SAR高程反演的全局最优相干方法。该方法将多景全极化干涉影像联合在一起,构建多基线极化相干矩阵,由多基线最优相干准则指导,求解全局条件下的最优干涉图。该方法可以有效降低多基线干涉中散射中心不一致对干涉相位影响,从而提高干涉相位的精度和可靠性,并提高最终获取DEM的精度。利用国产X-SAR系统和德国E-SAR系统获取的多基线全极化数据进行全局最优相干方法试验,利用多基线极化最优相干方法生成全局条件下的最优干涉图,依据多基线高程反演方法计算目标高程,验证了本文提出的方法的有效性。

地图学与地理信息

符合认知规律的时空轨迹融合与路网生成方法

唐炉亮, 刘章, 杨雪, 阚子涵, 李清泉, 董坤

2015, 44(11):  1271-1276.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140591

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以行驶在城市大街小巷的出租车GPS时空轨迹数据为研究对象,研究了符合"感知-认知-经验"认知规律3层次的轨迹融合与路网生成方法,提出了基于Delaunay三角网的时空轨迹融合模型,实现了从GPS时空轨迹中对符合认知规律需求的路网信息的获取,并以武汉市出租车GPS轨迹为试验,实现了对武汉市出租车时空轨迹的融合与武汉市路网数据的生成,证明了该方法的有效性。

一种基于关键点的轨迹-区域拓扑过程模型

吴涛, 向隆刚, 龚健雅

2015, 44(11):  1277-1284.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140261

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定位技术的广泛应用带来了铺天盖地的移动数据,为诸如时空查询和数据挖掘等各种时空的研究及应用提供了重要素材,使得对于轨迹数据的研究成为当前的一个热点。当前,无论是对于原始轨迹数据的研究,还是对语义化轨迹数据的研究,都较少考虑轨迹移动过程中所潜藏的拓扑不变量。本文提出二维空间上基于关键点的轨迹-区域拓扑过程模型,以矩阵描述轨迹与区域的14种基本点集拓扑交叠类型,既而组织交叠序列描述轨迹和区域对象间的拓扑关联关系。模型不仅描述了轨迹与区域之间的拓扑不变量,而且结合轨迹特有行为的语义关联模型,描述轨迹相对区域的复杂拓扑过程。同时,本文还以模型中相邻两次交叠的相接交叠模式,探讨了区域间拓扑关系对于轨迹移动描述的约束。

用户模型驱动的遥感信息智能服务方法

杨晓霞, 徐婷, 李少达, 杨容浩, 丁雨淋, 曹振宇

2015, 44(11):  1285-1294.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20140413

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传统的浏览下载的遥感信息服务模式存在被动性、同一性等缺点,如何主动、准确地满足用户的个性化需求已成为遥感信息服务的焦点问题。本文针对遥感信息在空间和波谱上的覆盖特性,引入区间数学的方法建立了用户模型,描述用户兴趣在遥感信息核心元数据上的分布特征。提出关联度和兴趣度概念用来评价遥感信息对用户兴趣的满足程度,设计了基于拓扑关系的关联函数定量计算关联度。通过将待分发遥感信息作为备选方案构建了决策矩阵,从而将遥感信息的智能服务问题转化为多属性决策问题,实现了面向用户兴趣的遥感信息主动推荐。

博士论文摘要

GNSS/INS组合系统模型精化及载波相位定位测姿

甘雨

2015, 44(11):  1295-1295.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20150368

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地图综合的智能体技术——以土地利用图斑综合为例

贾小斌

2015, 44(11):  1296-1296.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20150245

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北斗/GPS多频实时精密定位理论与算法

李金龙

2015, 44(11):  1297-1297.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20150254

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相关文章 | 多维度评价

地理模型的服务化封装方法研究

胡迪

2015, 44(11):  1298-1298.  doi:10.11947/j.AGCS.2015.20150291

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