测绘学报

当期目录

2016年第45卷第9期刊出日期：2016-09-20

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大地测量学与导航

基于DREAMNET的GPS/BDS/GLONASS多系统网络RTK定位性能分析

姚宜斌, 胡明贤, 许超钤

2016, 45(9): 1009-1018. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160133

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随着BDS系统完成亚太地区组网、GLONASS系统再次实现满星座部署以及GPS系统的现代化，多系统集成已逐步成为网络RTK技术的发展趋势。本文结合笔者所在课题组自主研发的网络RTK数据处理系统DREAMNET，对不同卫星系统组合模式下的定位精度进行比较分析。试验结果表明，GPS/BDS/GLONASS网络RTK和GPS/BDS网络RTK的定位精度最高，GPS、BDS单系统网络RTK次之。此外，随着高度角的增加，GPS单系统网络RTK的可用性显著降低，而GPS/BDS/GLONASS网络RTK在高度角为40°时依然可以在99.84%的时间里提供水平精度0.01m、高程精度0.025m的定位服务。最后，对15d的定位结果进行统计，包括不依赖GPS系统的BDS和BDS/GLONASS在内的6种组合方式皆可达到水平0.01m、高程0.025m的定位精度，其中GPS/BDS/GLONASS网络RTK则可以得到水平0.006m、高程0.015m的定位精度，证明DREAMNET的定位精度和稳定性完全可以满足测绘作业的需要。

利用Abel-Poisson径向基函数模型化局部重力场

马志伟, 陆洋, 涂弋, 朱传东, 郗慧

2016, 45(9): 1019-1027. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150519

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多种类型高分辨率重力场数据的不断增加，使得在局部范围内精化重力场模型成为了可能。本文采用Abel-Poisson核将重力场量表示成有限个径向基函数线性求和的形式，对局部区域的多种重力场数据进行联合建模。为了提高运算速度，运用了基于自适应精化格网算法的最小均方根误差准则（RMS）来求解径向基函数平均带宽。以南海核心地区为例，联合两种不同类型、不同分辨率的重力场资料（大地水准面起伏6'×6'、重力异常2'×2'），构建了局部区域高分辨率的重力场模型。所建模型表示的重力场参量达到了2'×2'的分辨率，对原始的重力异常数据（2'×2'）拟合的符合程度达到±0.8×10^－5m/s²。结果表明，利用径向基函数方法进行局部重力场建模，避免了球谐函数建模收敛慢的问题，有效提高了模型表示重力场的分辨率。

北斗/GPS实时精密卫星钟差融合解算模型及精度分析

陈良, 耿长江, 周泉

2016, 45(9): 1028-1034. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150296

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实时GNSS精密单点定位（PPP）技术必须使用实时的高精度卫星精密轨道和钟差。本文研究了精密卫星钟差融合解算模型及策略，并利用滤波算法实现了北斗/GPS实时精密卫星钟差融合估计算法。仿真实时试验结果显示：获得的北斗/GPS实时钟差与GFZ事后多GNSS精密钟差（GBM）的标准差在0.15ns左右；使用该钟差进行GPS动态PPP试验，收敛后水平精度优于5cm，高程精度优于10cm；使用仿真实时钟差进行的北斗动态PPP与使用GFZ事后多GNSS精密钟差开展的试验相比精度相当，可实现分米级定位。

LEO卫星轨道预报精度分析

王亚菲, 钟世明, 王海涛, 欧吉坤

2016, 45(9): 1035-1041. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160045

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利用动力学拟合法，以HY-2A卫星为例分析不同拟合区间对预报不同弧长的轨道精度的影响。基于CNES提供的事后精密星历和采用非差简化动力学方法获得的厘米级快速轨道两种产品，进行卫星轨道预报。结果表明：采用24h和12h拟合区间分别预报12h轨道时，其3DRMS优于6dm；当预报24h轨道时，3DRMS优于1m。

GNSS-MR技术用于潮位变化监测分析

张双成, 南阳, 李振宇, 张勤, 戴凯阳, 赵迎辉

2016, 45(9): 1042-1049. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150498

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潮位变化的高精度监测一直是全球海平面观测系统、海洋环流和全球气候变化研究领域关注的热点问题之一。随着GNSS研究与应用的不断深入，近年来基于多路径效应的GNSS-MR技术已逐步成为一种新兴的遥感手段，即利用测量型GNSS站进行地表环境（植被、土壤湿度、雪深、潮位、火山活动等）监测。通过分析由多路径引起岸基GNSS站SNR值的变化特性，本文给出了基于SNR观测值的GNSS-MR技术监测潮位变化的反演原理。利用布设在美国华盛顿州Friday Harbor海港岸边的CORS站SC02实测观测数据对潮位变化监测进行了反演分析，并与该站相距359m的验潮站数据进行了对比分析，两者较差均值约为10cm左右，两者的相关系数均优于0.98。试验结果分析表明基于岸基CORS站的GNSS-MR技术在一定程度上可用于实时、连续的潮位变化监测，同时也说明岸基CORS站在一定程度上可作为验潮站的补充，进一步拓展GNSS在海洋遥感领域的应用范围。

摄影测量学与遥感

京津冀地区1992—2014年三阶段地面沉降InSAR监测

张永红, 吴宏安, 康永辉

2016, 45(9): 1050-1058. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160072

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京津冀地区是我国地面沉降灾害发育最严重的地区，几乎每年都造成巨大的经济损失。本文提出了改进的时间序列InSAR技术——多主影像相干目标小基线干涉技术（MCTSB-InSAR），利用4颗卫星摄取的3个时段的时间序列SAR影像：ERS-1/2 SAR（1992—2000年）、ENVISAT ASAR（2003—2010年）、RADARSAT-2（2012—2014年），获取了京津冀地区1992—2014年间3个时段的地面沉降信息。经与京津两地120个以上水准测量数据进行比较，3个时段的地表监测结果的精度分别为8.7、4.7、5.4mm/a。分析了北京和天津两市22年间地面沉降的时空变化特征，其中北京市地面沉降呈不断加重趋势；天津市地面沉降在1992—2010年间发展迅猛，在2010年以后有所减缓。同时，本文也表明MCTSB-InSAR技术是有效可靠的，在大区域地面沉降监测中具有推广应用价值。

航空图像光流场的逆向金字塔计算方法

李佳田, 李显凯, 李应芸, 钱堂慧, 李果家, 林艳

2016, 45(9): 1059-1064. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150367

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航空图像光流场是低空运动目标检测与变化信息获取的基础，通常将图像金字塔结构引入数值过程以增强全局收敛性。然而，金字塔结构往往是由底层至顶层的递进方式构建，其忽略图像的几何成像过程，造成微小光流或不能得到光流的问题，导致难以支撑后续建模与分析。本文提出了一种以顶层图像为基准的逆向金字塔结构，首先依据中心投影定量地计算出顶层图像的降采样因子，使得顶层图像光流能够反映所设定的地面目标位移阈值；其次，结合顶层与原始图像，以等比方式确定中间层降采样因子；最后，利用高斯平滑与图像插值得到中间层图像，并形成金字塔。对比试验与分析表明，逆向金字塔可准确地计算航空图像光流场，在抑制地面微小位移方面具有优势。

一种利用结构特征的高分辨率遥感影像种植园自动提取方法

闫利, 江维薇

2016, 45(9): 1065-1072. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150511

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卫星遥感在土地监测中发挥了重要作用，而数据处理技术应具有良好的适用性和较高的精度水平以满足应用需求。针对目前种植园提取算法适用性较差、数据依赖性高、自动化程度低、算法复杂及特征冗余等问题，本文提出了一种新型种植园结构特征，多尺度多方向结构指数，通过对其进行阈值化并结合形态学处理实现了种植园的自动提取。对多种植模式、背景植被化程度和结构复杂度各不相同的全色和多光谱种植园影像分别设计了3组试验，结果证明，与传统方法相比，本文方法适用性更强，对多方向、多尺度、基元变形、种植线变形、种植模式规律性差、背景高度植被化等诸多复杂的种植园等均能进行有效提取，整体精度达到90%以上。此外，试验结果中，全色影像与多光谱影像精度相当，表明本文方法具有较低的光谱依赖性，因此在数据选择和应用上具有更大的灵活性。

联合显著性和多层卷积神经网络的高分影像场景分类

何小飞, 邹峥嵘, 陶超, 张佳兴

2016, 45(9): 1073-1080. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150612

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高分辨率遥感影像中的场景信息，对于影像解译和现实世界的理解具有重要意义。传统的场景分类方法多利用中、低层人工特征，但是高分辨率遥感影像的信息丰富，场景构成复杂，需要高层次的特征来表达。本文提出了一种联合显著性和多层卷积神经网络的方法，首先利用显著性采样获取包含影像主要信息的有意义的块，将这些块作为样本集输入卷积神经网络中进行训练，获得不同层次的特征表达，最后联合多层特征利用支持向量机进行分类。两组高分影像场景数据UC Merced 21类和Wuhan 7类试验表明，显著性采样能够有效地获取主要目标，减弱其他无关目标的影响，降低数据冗余；卷积神经网络能够自动学习高层次的特征，相比已有方法，本文方法能够有效提高分类精度。

多尺度细节增强的遥感影像超分辨率重建

朱红, 宋伟东, 谭海, 王竞雪

2016, 45(9): 1081-1088. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150451

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鉴于现有超分辨率重建方法难以突显重建影像细节信息的问题，提出多尺度细节增强的遥感影像超分辨率重建模型框架。首先，通过最小二乘滤波方法将序列影像分解成包含大尺度边缘的平滑信息和包含中小型尺度的细节信息；其次，利用插值方法得到相应的高分辨率细节信息和平滑信息，构造纹理细节增强函数，提升中小型细节的增强幅度；最终，融合细节信息和平滑信息，得到初始的超分辨率重建结果，并利用局部优化模型进一步改善重建影像质量。选取同时相和多时相遥感影像作为试验数据。试验结果表明，本文重建结果与插值方法、TV方法和MAP方法相比，在客观评价指标上均有显著提高，明显改善了重建影像的纹理细节。论文提出的多尺度细节增强的超分辨率重建方法，可以使重建影像提供更多高频细节信息，具有较好鲁棒性和普适性。

极化SAR自适应三分量分解方法

蔡永俊, 张祥坤, 姜景山

2016, 45(9): 1089-1095. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150533

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介绍了原始极化SAR三分量分解中存在的问题，如负功率和散射机制模糊，并深入分析了其改进方法中仍然存在的缺陷，提出了一种自适应的三分量分解。该分解采用了更一般化的散射模型，并首次考虑了像素中存在不同旋转角的两个面或偶次散射目标，然后利用散射Alpha角确定除体散射之外的剩余主导散射机制，使面或偶次散射得到了更充分的保持。最后，从散射模型与极化相干矩阵自适应匹配的角度出发，提出了一种对负功率进行自适应优化的措施，使得负功率像素个数大大减少，从而分解更加准确有效。试验结果表明，该分解所得结果更符合实际地物散射过程，能更好地解决基于模型的分解方法中存在的缺陷。

SAR图像海岸线检测的区域距离正则化几何主动轮廓模型

姜大伟, 范剑超, 黄凤荣

2016, 45(9): 1096-1103. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160039

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合成孔径雷达（SAR）卫星遥感图像可以极大地提高全国海岸线覆盖频率，然而受到海洋波浪所引起的随机海水表面粗糙度的影响，海岸目标与海水背景边界易混淆不清，因此本文提出了基于区域距离正则化几何主动轮廓模型（RDRGAC），引入距离正则项，解决重复初始化水平集函数为符号距离函数的问题，提高了算法收敛速度。此外，将区域面积项系数与SAR图像等效视数（ENL）建立非线性拟合关系，实现RDRGAC模型根据不同SAR遥感图像的自适应调整，改善海岸线自动提取精度。通过河北省北戴河和大连市金州湾SAR数据海岸线提取对比试验，验证了所提方法的有效性。

四叉树与多种活动轮廓模型相结合的遥感影像水边线提取方法

喻金桃, 郭海涛, 李传广, 卢俊, 姜春雪

2016, 45(9): 1104-1114. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160037

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通过对测地线活动轮廓（GAC）模型、Chan-Vese（CV）模型、局部二值拟合（LBF）模型的分析，将基于边缘和区域的活动轮廓模型以及基于四叉树的影像分割方法有机结合，提出了一种基于四叉树和多种活动轮廓模型的水边线提取方法。该方法首先对影像进行四叉树分割，为模型演化提供初始轮廓；然后利用CV模型的全局区域图像统计信息和LBF模型的局部区域图像统计信息构造新的符号压力函数，利用改进的符号压力函数代替GAC模型的边界停止函数，有效地改善了GAC模型提前停止演化和过度演化的问题；最后采用二值选择和高斯滤波正则化水平集方法（SBGFRLS）进行演化，避免了重新初始化和规则化，提高了水平集演化的效率。试验结果表明该方法对于包括弱边缘和严重凹陷边缘的水边线提取效果均良好，具有亚像素提取精度，并且提取速度快、稳定性好。

地图学与地理信息

Stroke构造、移位一体化的道路网示意化方法

付仲良, 翁宝凤, 胡玉龙

2016, 45(9): 1115-1121. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160080

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针对当前常用示意性地图生成方法中往往存在简化程度不够、未考虑长度信息以及时间效率低等问题，提出了stroke构造、移位一体化的道路网示意化方法。该方法在对道路网进行stroke划分构造的同时，直接对其进行渐进式的移位示意化及拓扑检查。同时本文还提出利用相似分形维数来定量比较并验证不同示意化方法的有效性。试验表明，本算法在考虑原始线形的基础上，示意化过程简单，时间效率较高，减少了拓扑冲突问题，保证了拓扑一致性及路网的均衡分布，具有较好的清晰度和认知度。

载体轨迹停留信息提取的核密度法及其可视化

向隆刚, 邵晓天

2016, 45(9): 1122-1131. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20150347

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轨迹停留蕴含重要语义信息，其有效提取是开展轨迹Stop/Move模型分析的前提。本文首先依据核密度思想，通过累计邻域点时空贡献来定义轨迹点的停留指数，在此基础上设计了停留指数图，以图形方式直观表达轨迹点的时空聚集程度变化。进一步针对源于停留指数的潜在停留段，提出了一种基于潜在停留段时空临近关系的逐级合并算法，以自动发现和提取停留。试验表明，该算法兼顾停留识别的完整性和准确性，可以有效识别复杂多样的轨迹停留，即使面对噪声严重的轨迹，停留提取的正确率依然较高。

博士论文摘要

月球探测器精密定轨软件研制与四程中继跟踪测量模式研究

叶茂

2016, 45(9): 1132-1132. doi:10.11947/j.AGCS.2016.20160339

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