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2016年 第45卷 第8期    刊出日期：2016-08-20

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大地测量学与导航

正则化的奇异值分解参数构造法

林东方, 朱建军, 宋迎春, 何永红

2016, 45(8):  883-889.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150134

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Tikhonov正则化法引入正则化参数和稳定泛函来改善矩阵的病态性。稳定泛函表示为参数的二范约束时，正则化矩阵为单位阵的正则化法即为岭估计法。通过对岭估计的方差与偏差进行分析可知，岭估计改善矩阵病态性的同时也过度地引入了偏差，降低了解的可靠性，对较大奇异值的修正不能有效地减小估计的方差，却引入了偏差，而对较小奇异值的修正可有效地减小估计的方差。因此，选择较小奇异值特征向量构造正则化矩阵，调节各奇异值的修正，可有效减小参数估计的方差，减少偏差的引入，得到更为可靠的参数估计。通过试验证明了该方法的有效性。

通用EIV平差模型及其加权整体最小二乘估计

曾文宪, 方兴, 刘经南, 姚宜斌

2016, 45(8):  890-894.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150156

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以平差基本理论为基础，提出了EIV（errors-in-variables）平差模型的通用形式，涵盖了间接平差、条件平差、附有参数的条件平差及附有限制条件的间接平差等基本EIV模型形式。基于整体最小二乘估计准则，研究了通用EIV模型的加权整体最小二乘算法，并推导了估计结果的近似精度公式。通用EIV模型及其整体最小二乘算法是对EIV模型估计理论的进一步完善，统一的整体最小二乘算法有利于软件的编程实现，有助于推动EIV模型估计理论的应用。

地基GPS水汽层析的投影面算法

丁楠, 张书毕

2016, 45(8):  895-903.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160010

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水汽层析技术在研究气候变化、极端天气预警、辅助数值天气预报等方面发挥着重要作用。常规的水汽层析技术在计算层析方程系数时，需要进行大量的求交运算。对此，本文提出了一种投影面算法，提高了运算速度和反演的精度。本文采用的试验数据是香港卫星定位参考站网（SatRef）提供的GPS信号数据，与传统算法相比，投影面算法的计算速度更快、计算量更小，不受层析区域大小影响，水汽层析的结果与探空数据具有良好的一致性。

低轨导航增强卫星的轨道状态型星历参数设计

方善传, 杜兰, 周佩元, 路余, 张中凯, 刘泽军

2016, 45(8):  904-910.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160091

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导航增强卫星从高轨拓展到低轨，需要设计可靠的低轨道LEO广播星历参数。GLONASS广播星历模型能够利用9个状态参数高精度描述30 min内中高轨卫星的摄动运动，但不能直接用于低轨卫星。为了适应LEO的摄动力的短期快变化，设计了基于轨道状态型的21参数广播星历模型。分析了低轨卫星主要摄动力的短期变化规律，选取了二次多项式和基于轨道半周期的三角函数来补偿大气阻力等主要摄动在3个方向上的累计。基于星历拟合试验讨论了拟合参数个数、拟合时段和数据间隔对500～1200 km轨道高度的LEO圆轨道的拟合精度影响。试验表明，当拟合时段为20 min（约1/5个轨道周期）时，轨道高度大于700 km的近圆轨道，拟合用户距离误差（FURE）精度优于0.05 m；高度为1000 km时，FURE平均精度达到0.03 m。

测日定位中病态问题的有偏估计及精度分析

詹银虎, 郑勇, 张超

2016, 45(8):  911-918.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150525

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目前月球/火星车上均搭载有太阳敏感器用于导航，但需要较长的跟踪观测时间才能实现绝对定位，影响了导航的实时性。本文研究如何在超短的跟踪观测时间（1～2 min）内，实现测日绝对定位。首先推导了高度法定位的最小二乘法求解模型，并首次从病态问题的角度看待测日定位问题，采用奇异值分解法对病态问题进行了诊断。通过仿真算例，将有偏估计的方法应用于测日定位，并对不同有偏估计方法进行了比较。仿真计算结果表明，有偏估计总是能够改善初值的精度，明显优于最小二乘法。但初值的选取对有偏估计的影响非常显著，有偏估计总是将初值沿着太阳的指向稳定收敛到一条与太阳指向垂直的直线上，且这条直线通过真值。

GPS民用广播星历中ISC参数精度分析及其对导航定位的影响

王宁波, 袁运斌, 张宝成, 李子申

2016, 45(8):  919-928.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150554

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2005年起发射的GPS Block IIR-M卫星在L2频率上新增了L2C民用信号，2010年起发射的Block IIF卫星新增了L5频率及L5I、L5Q两种民用信号。为此，GPS民用广播星历在原有时间群延迟（TGD）参数的基础上，新增了ISC_C/A、ISC_L2C、ISC_L5I及ISC_L5Q 4种ISC（inter-signal correction）参数，以服务GPS实时导航定位用户。本文给出了ISC参数在GPS单/双频定位中的改正方法、利用不同机构提供的后处理差分码偏差（DCB）产品评估了ISC参数的实际精度、研究了ISC参数对GPS民用导航定位精度的影响。在明确TGD、ISC和DCB 3类参数之间区别与联系的基础上，本文研究表明：GPS广播的ISC_C/A参数精度可达0.2 ns，TGD、ISC_L2C及ISC_L5Q参数精度可达0.5 ns；以2014年连续11 d全球12个MGEX（multi-GNSS experiment）站为例，经由ISC参数改正后，GPS L2C单频标准单点定位（SPP）的位置解精度提高了30.6%，L1C/A+L2C双频SPP的位置解精度提高了12.2%，该精度与L1P（Y）+L2P（Y）消电离层组合SPP的位置解精度相当。

一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟的方法

李昕, 郭际明, 周吕, 覃发超

2016, 45(8):  929-934.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160044

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提出了一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟（DCB）的方法。该方法不需要传统复杂的电离层模型，在已知一个参考站接收机硬件延迟的条件下，利用正常情况下电离层延迟量和卫星-接收机几何距离强相关这一特点，采用站间单差法来精确估计区域内BDS接收机的硬件延迟。试验结果表明，该方法单站估计的单站北斗接收机连续30 d的硬件延迟RMS在0.3 ns左右。通过GEO卫星双频观测值扣除已知卫星DCB和本文方法估计的接收机DCB，计算对应穿刺点一天的VTEC并和GIM格网内插结果并进行比对分析，二者大小和变化趋势均符合较好，进一步验证了本文提出的方法具有可靠性。

摄影测量学与遥感

侧扫声呐图像分割的中性集合与量子粒子群算法

赵建虎, 王晓, 张红梅, 胡俊, 简晓敏

2016, 45(8):  935-942.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150555

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针对现有的侧扫声呐图像分割方法存在分割准确率不高和效率偏低的问题，提出了一种基于中性集合和量子粒子群算法的侧扫声呐图像阈值分割方法。通过基于中性集合计算图像灰度共生矩阵，实现了侧扫声呐图像精细纹理的表达，提高了分割精度；基于二维最大熵理论，采用量子粒子群算法计算二维最优分割阈值向量，实现了分割阈值向量的快速准确获取，提高了分割效率和精度。最终实现了高噪声侧扫声呐图像目标的准确、高效分割。通过对含有不同目标的侧扫声呐图像的分割试验，验证了该算法的有效性。

圆扫描式机载激光测深系统检校模型及仿真分析

申二华, 张永生, 李凯

2016, 45(8):  943-951.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150532

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为了提升圆扫描式机载激光测深系统的定位精度，提出了一种检校思路：在平面区域获取激光点云时，系统误差和随机误差使得本应共面的激光点云不再共面，通过将激光点云拟合到单个平面上达到纠正点云位置的目的。首先推导了简单模式下圆扫描式机载激光测深系统定位模型，并从直线与平面交会的数学原理出发模拟激光光线与海面的交会过程，根据折射原理解算激光光线在水中的方向矢量，联合激光光线在水中的直线方程和海底面数学方程解算激光脚点的位置。然后，引入未知数先验方差，推导了参数加权最小二乘平差模型，为后面检校模型的解算奠定基础。最后，推导了用于检校的平差数学模型和详细的计算过程，对检校过程进行了模拟计算和分析讨论，得出了一些有益于检校过程的结论。

高分辨率卫星立体双介质浅水水深测量方法

曹彬才, 邱振戈, 朱述龙, 涂辛茹, 曹芳, 曹斌

2016, 45(8):  952-963.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150583

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提出了一种基于高分辨率卫星多光谱立体像对的浅水水深测量方法。该方法利用多光谱近红波段消除太阳耀斑，以有理函数模型（RFM）构建测区原始DEM，通过水陆边界内插获得水面高程，并采用双介质近似折射改正模型消除目标点垂直坐标偏移。试验表明，本文的模型方法和处理流程在水面平静、底质纹理丰富的浅海岛礁水深反演中能取得优于20%的相对测深精度，可为浅水水深测量提供新手段。

高光谱影像空-谱协同嵌入的地物分类算法

黄鸿, 郑新磊

2016, 45(8):  964-972.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150654

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针对传统高光谱影像地物分类算法大多仅考虑光谱信息而忽略空间邻近像元间相关性的问题，提出了一种空-谱协同嵌入（SSCE）降维算法和空-谱协同最近邻（SSCNN）分类器。首先，定义一种空-谱协同距离，并将其应用于近邻选取和低维嵌入；然后，构建空-谱近邻关系图来保持数据中的流形结构，并在权值设置中增大空间近邻点的权重以增强数据间的聚集性，提取鉴别特征；最后使用SSCNN分类器对降维后的数据进行分类。利用PaviaU和Salinas高光谱数据集进行试验验证，结果表明，与传统的光谱分类算法相比，该算法能有效提高高光谱影像的地物分类精度。

地图学与地理信息

领域知识辅助下基于多尺度与主方向纹理的遥感影像土地利用分类

兰泽英, 刘洋

2016, 45(8):  973-982.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150624

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基于灰度共生矩阵（GLCM）的纹理特征在影像空间分析中具有重要作用，提出了一种在领域空间知识辅助下构建GLCM多尺度窗口与主方向权值的方法，从而提高纹理特征的有效性，并解决影像土地利用分类中存在的不确定性问题。为此，根据人类目视解译的特点，对GIS与RS数据进行集成计算：首先，在图像配准的基础上，利用经典的GIS空间数据挖掘算法，渐近式地提取领域形态知识；接着，采用关联分析法建立其与GLCM构造因子之间的响应机制，并设计了基于地类形状指数的多尺度窗口建立算法，以及基于地类主方向分布指数的方向权值测度算法。试验结果表明，领域形态知识与GLCM空间因子之间具有强相关关系，该方法提取出的纹理特征可以描述复杂地物的空间意义，算法复杂度低，性能优越，有效提高了影像土地利用分类的精度。

基于偏移四叉树投票的“大尺寸”点状符号多尺度无压盖可视化

张翔, 王少东, 王玉霞

2016, 45(8):  983-991.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150446

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为解决Web 2.0环境下点状符号地图混搭中的制图问题，本文研究并实现了一种可100%避免压盖的“大尺寸”点符号高效可视化方法。该方法的核心思想是四叉树网格单选，采用网格平移对多次单选结果投票来计算符号在各缩放级别的显著性等级，可解决符号在相邻网格的空间冲突。该过程不需要显式探测冲突，因而处理效率极高。随着地图放大，重要性较低的符号也逐级显现，实现了语义层次的多尺度表达。针对符号和网格大小比率关系、有效网格平移方案及图面利用率不足问题提出两种扩展：格网增选和多级符号叠加。对方法的可行性进行了试验验证，并分析了该方法在用户查询条件改变下的稳定性和不同数据量下的伸缩性（非优化实现可达到10⁵量级数据的亚秒级处理）。

中国测绘地理信息学会2015年青年优秀论文

GNSS多尺度应变场估计及区域形变检测

徐克科, 伍吉仓

2016, 45(8):  992-1000.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150588

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利用GNSS数据，基于球面小波构建了GNSS多尺度应变场的估计模型，给出了球面小波位置和尺度的选取、模型正则化因子和参数的估计方法。为检验所构建模型的正确性，根据负位错理论正演了震间闭锁断层区域地表速度场作为模拟数据源，估计并分析了闭锁状态下走滑断层区域应变场分布特征，结果与实际吻合。模拟不同空间影响范围的闭锁逆冲断层形变，开展了多尺度应变场检测不同空间尺度形变信息的试验。结果表明，对于50 km影响范围的小断层形变信号，在大尺度（第4—7尺度）应变场中并没有体现。而在小尺度（第8尺度）应变场中表现得非常明显。对于150 km影响范围的大断层形变，在小尺度（第8尺度）应变场中仅出现了一小部分信息，而在大尺度（第4—7尺度）应变场中表现得更加完整和明显。由此得出，不同空间影响范围的地壳形变信息会在相应尺度的应变场中得以体现；小尺度应变场具有检测局部地壳形变信息的优势。

建筑物合并的Delaunay三角网分类过滤法

郭沛沛, 李成名, 殷勇

2016, 45(8):  1001-1007.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150587

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建筑物面合并的方法是大比例尺地图综合研究的重要内容之一，本文提出了一种借助三角网进行建筑物合并的方法：针对约束Delaunay三角网中三角形的形态特征，提出了6种度量参数，依据这些参数进行排除和修复筛选操作；然后自动识别保留下来三角形的外轮廓作为建筑物之间的桥接部分，并对其进行直角化处理；接下来通过桥接部分和建筑物面的融合实现建筑物的合并，同时保持其直角化特征。最后，以多样性的实际数据进行实际处理，验证了该方法的正确性和高效性。

博士论文摘要

个性化地图的认知机理研究

郑束蕾

2016, 45(8):  1008-1008.  doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160290

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