测绘学报

从测绘学到地球空间信息智能服务科学

李德仁

2017, 46(10): 1207-1212. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170263

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回顾了从传统测绘学到当今地球空间信息智能服务科学的60年发展历程；总结了测绘学从模拟到解析再到数字化发展的3个重要阶段；介绍了GNSS、RS与GIS（3S）集成，从而形成了地球空间信息学的兴起；分析了数字地球时代地球空间信息学的发展，进而论述了当今智慧地球时代地球空间信息科学走向实时智能服务的最新进展，并对“互联网+”空间信息智能服务的3个发展水平进行了重点论述。可以肯定，在大数据时代传统的测绘学必将集通信、导航、遥感、人工智能、虚拟现实和脑认知科学之大成，发展成为地球空间信息智能服务科学，为富国强军与利民作出应有的贡献。

从测绘学向地理空间信息学演变历程

宁津生, 王正涛

2017, 46(10): 1213-1218. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170375

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本文是对测绘学科从传统测绘到数字化测绘，再到测绘信息化即地理空间信息学3阶段发展历程的回顾。主要阐述了测绘学科伴随着国家需求和世界科技发展的进程在理念、理论、技术、方法和应用服务等方面的变化和发展，较详细地记述了如何由测绘学向地理空间信息学的演变；演变过程中测绘学的理念、学科分类和内涵有哪些变化；并且对数字化测绘、测绘信息化（地理空间信息学）等给出了基本概念和定义。

图到用时方恨少,重绘河山待后生——《测绘学报》60年纪念与前瞻

高俊

2017, 46(10): 1219-1225. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170503

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提出了测绘科技发展特别关注的4个领域：一是将测绘服务领域从地球表面向多维空间（赛博空间）扩展；二是将测绘产品为人服务向为智能机器人服务的方向延伸；三是主动与文化和社会科学领域中的若干层面靠拢，提高地图的文化内涵；四是测绘科技和产业的供给侧改革已提上日程，各方面要有突破性的变化。

时空大数据时代的地图学

王家耀

2017, 46(10): 1226-1237. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170308

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地图学研究的主战场是“地图”，但不同历史时期的地图其信息源、主题、内容、载体、形式、制作方法和应用方式是不同的，当然它的全方位价值也就不同了。从科学史上的科学范式的变化来看，随着大数据时代的到来，如今已经步入“数据密集型”科学范式时代，地图学亦如此，具有明显的大数据科学的特征。所有大数据都是由包括人类活动在内的地理世界的任何事物和任何现象运动变化产生的，都具有空间和时间特性，当然也就离不开空间参照和时间参照。因此，大数据本质上就是时空大数据。自20世纪50年代末60年代初以来的现代地图学，即信息化时代的地图学，是以时空数据为对象的，其核心是时空数据处理与表达，但并没有像今天面对天空地海一体的大规模多源（元）异构和多维动态的数据流（或流数据），地图的实时动态性、主题针对性、内容复合性、载体多样化、表现形式个性化、制作方法现代化、应用泛在化等特征，是以往任何时期都无法比拟的，这就产生了地图学理论、技术和应用体系的巨大变化。而所有这些变化都正好发生在20世纪50年代末和60年代初以来的约60年间，故以本文纪念《测绘学报》创刊60周年。

谈大数据时代的“云控制”摄影测量

张祖勋, 陶鹏杰

2017, 46(10): 1238-1248. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170337

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在当今大数据时代，影像数据采集方式的多样化、高效化、便捷化产生的摄影测量影像大数据需要高效、自动与智能的处理。然而，作为传统摄影测量几何定位主要控制数据的外业控制点，其获取的复杂性与低效性仍然是制约摄影测量处理效率的关键因素。针对该问题，本文提出了“云控制”摄影测量的概念，以带有地理空间信息的数据作为几何控制替代外业控制点，通过自动匹配（或配准）获取大量密集的控制信息；并介绍了基于影像、矢量和LiDAR点云的3种“云控制”摄影测量技术；最后对“云控制”摄影测量的应用前景进行了展望并对其问题进行了讨论。

微PNT与综合PNT

杨元喜, 李晓燕

2017, 46(10): 1249-1254. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170249

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综合定位导航授时是后GNSS（全球卫星导航系统）发展的必然趋势。本文侧重梳理微PNT发展需求和发展现状，分析与之关联的核心关键技术，论述综合PNT与微PNT的关系。强调综合PNT需要大量基础设施投入与建设，而微PNT侧重高技术传感器的集成应用。与现有文献思路不同的是，我们认为，为了实现各类传感器PNT输出结果的坐标基准统一和时间尺度一致，微PNT应包含多模GNSS和芯片级惯性导航和芯片级原子钟等定位定时组件，微PNT强调小型化、个性化、组合化服务终端；微PNT除各PNT组件的小型化外，还包括各组件的深度集成，各类数据的自适应融合和各组件的自主标校；当然，微PNT也强调各传感器信息的时空基准的统一。

高分辨率光学卫星遥感影像高精度无地面控制精确处理的理论与方法

龚健雅, 王密, 杨博

2017, 46(10): 1255-1261. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170307

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卫星影像全球无地面控制高精度几何定位是卫星摄影测量技术发展追求的主要目标，也是实现困难地区和境外地区测图的关键支撑技术。本文围绕我国国产遥感卫星的技术发展，详细论述了高分辨率光学卫星遥感影像高精度无地面控制几何定位的理论与方法，在天星地一体化全链路误差建模分析的基础上，提出了在轨几何定标理论与方法、稳态重成像几何处理模型与方法及大规模无地面控制区域网平差理论与方法。将本文方法应用于资源三号卫星影像的数据处理，试验结果满足1∶50 000测图精度，证明了理论和方法的正确性。

区域与全球高程基准差异的确定

李建成, 褚永海, 徐新禹

2017, 46(10): 1262-1273. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170538

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全球高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后，大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题，也是全球空间信息共享与交换的基础。本文针对区域高程基准与全球高程基准间基准差异确定的理论、方法及实际问题开展研究。利用物理大地测量高程系统的经典理论方法，给出了高程基准差异的定义，并推导了计算基准差异的严密公式，该公式可将高程基准差异确定的现有3种方法统一起来。在此基础上，分析顾及了不同椭球参数对于计算基准差异的影响及量级，同时，高程异常差法还需考虑全球高程基准重力位与模型计算大地水准面位值不一致引起的零阶项改正。利用青岛原点附近152个GPS水准点数据，分别选择GRS80、WGS-84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIGEN-6C4、SGG-UGM-1模型，采用位差法和高程异常差法，确定了我国1985高程基准与全球高程基准的差异。其中，EIGEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U₀定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1 cm。也就是说，我国高程基准低于采用WGS-84参考椭球正常重力位U₀定义的全球高程基准，当选取基于平均海面确定的Gauss-Listing大地水准面作为全球高程基准时，我国1985高程基准高于全球基准约21.0 cm。从计算结果还可看出，当前重力场模型在青岛周边不同GPS/水准点的精度差别依然较大，这会导致选择不同数据对确定我国85国家高程基准与全球基准之间的差异影响较大，因此，若要实现厘米级精度区域高程基准与全球高程基准的统一，全球重力场模型的精度和可靠性还需要进一步提高。

论ICT时代的地图学复兴

郭仁忠, 应申

2017, 46(10): 1274-1283. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170335

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在ICT技术推动下，地图学的发展迎来空前的挑战，本文针对当前地图学的发展面临的问题和转变，深入分析传统地图学的限制——物理空间的传统约束，面向现代地图的形式松散化，从现实与虚拟、外表与内里、纸质与电子等8个方面论述现代地图学信息空间的数字自由，并针对数字时代和大数据的发展机遇和需求，拓展地图学框架，同化新兴元素，推动地图学复兴。

北斗系统创新发展与前景预测

谭述森

2017, 46(10): 1284-1289. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170329

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随着旺盛的卫星应用社会需求及航天新技术的迅猛发展，天基无线电系统相互交叉融合已成趋势。北斗系统从两颗卫星起步，以快速定位报告（RDSS）与短报文通信（MSS）业务为特色建成中国第一代卫星导航定位系统。随后，用8年时间构建了RNSS连续导航与RDSS定位报告相结合的北斗技术体制，完成了亚太地区覆盖。通过有效的卫星无线电频率兼容设计与国际协调，北斗系统是世界上第一个被国际电信联盟（ITU）规则认可的RNSS、RDSS、MSS三大业务相结合的卫星无线电系统。本文阐述了北斗系统在创新超越理念下的三大业务、四大功能的发展历程、技术体制、主要特点及前景预测。

重力场的地球动力学与内部结构应用研究进展

孙和平, 徐建桥, 崔小明

2017, 46(10): 1290-1299. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170298

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深入认识地球深内部结构和内部动力学问题一直是基础地球科学研究领域的前沿热点，传统方法主要依赖于地震技术。近几十年来，随着新兴的现代重力观测技术革新（尤其是高精度超导重力技术的成功应用），使得检测地球内部动力学现象和物性信息成为可能。本文简述了我国在本领域近年来利用现代高精度重力技术在检测地球自由振荡、自由核章动、内核平动振荡、潮汐模型与极潮和内部结构方面的研究成果进展。

地质灾害监测预警中的精密空间对地观测技术

张勤, 黄观文, 杨成生

2017, 46(10): 1300-1307. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170453

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21世纪以来，随着世界环境恶化和人类活动剧烈，地质灾害呈现频发态势，精密对地观测技术成为其监测预警的重要手段。本文首先介绍了常见地质灾害特点和监测方法，并对InSAR、LiDAR、高分遥感和GNSS 4种技术在地质灾害监测预警中的技术特点及应用进行了阐述，其次对高精度空间监测技术融合进行了综述和展望，最后对未来地质灾害监测预警技术趋势进行了总结。

动力学法的卫星重力反演算法特点与改进设想

沈云中

2017, 46(10): 1308-1315. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170380

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根据卫星轨道计算的积分公式，导出了以参考轨道为初值的线性化解算地球重力场的观测方程，给出了其系数矩阵的积分计算公式，阐明了动力学法本质上是观测值相对于参考轨道的线性摄动方法，因此其变分方程力模型参数的偏导数初值必定为0。在此公式的基础上，分析了动力学法观测方程的主要特点，即线性化误差随轨道弧段增长而快速增大，其观测方程的性质也随弧段增长而变差，且积分计算误差将是下一代重力卫星数据处理的重要瓶颈问题。提出了进一步提高动力学法重力反演精度的方法，主要归结为：改进以几何轨道为初值的线性化方法以减小线性化误差，改变参数化方式以改善观测方程的性质，综合应用解析公式与数值积分公式以提高轨道计算精度。

基于智能手机的室内定位技术的发展现状和挑战

陈锐志, 陈亮

2017, 46(10): 1316-1326. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170383

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室内定位是未来人工智能的核心技术之一，对即将到来的人工智能时代起着举足轻重的作用。开发有效的室内定位新技术是工业界和学术界的研究热点，如谷歌研发的室内视觉定位服务技术、苹果致力推动的基于低功耗蓝牙的iBeacon室内定位技术以及百度携手芬兰IndoorAtlas公司推出的基于磁场匹配的室内定位方案等。然而，受室内复杂环境以及空间布局、拓扑易变等影响，实现准确、可靠、实时的室内定位，满足各类定位需求仍有很大的挑战性。目前，随着智能手机的普及和微机电系统技术的发展，智能手机内置多种传感器和支持丰富的射频信号，可提供不同的定位源。本文从智能手机的内置传感器和射频信号两个方面，综述了现有基于智能手机的室内定位技术，指出各种定位技术的优缺点和应用场景，分析室内定位的发展现状和存在难点，对室内定位技术未来的发展方向进行了展望。

我国毫米级框架实现与维持发展现状和趋势

程鹏飞, 成英燕

2017, 46(10): 1327-1335. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170336

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主要从技术实现和维持方面讨论了我国CGCS2000框架与当前ITRF框架的不同。随着空间技术的进步，特别是我国自主的北斗卫星第三代卫星将实现信号的全球覆盖，发展以北斗卫星为主的毫米级全球基准将是我国基准发展的未来目标。毫米级站点坐标涉及两个因素：一是地球质心变化反演；二是站点的非线性运动建模。本文就国际上采用的地心反演方法进行了讨论、分析、比较。非线性运动建模部分重点介绍了奇异谱非线性建模技术，此方法相比地球物理效应分析建模方法有很明显的优势，可为我国CGCS2000框架点非线性运动维持提供依据。

区域地质环境稳定性大地测量监测方法及应用

党亚民, 杨强, 王伟

2017, 46(10): 1336-1345. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170324

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全球大地测量观测系统（GGOS）已在地球变化监测中得到了广泛应用。本文系统介绍了综合大地测量各类观测数据，以及地质、地震等资料，开展区域地质环境稳定性大地测量监测和评价的方法。以环渤海区域和川滇区域为例，分别针对地面沉降显著、地震多发等不同地质环境特征，介绍了区域地质环境稳定性监测技术最新进展及应用成果。结果表明，针对不同地质环境背景，基于各类大地测量监测数据，结合地质、地震、水文等资料，可有效实现区域地质环境稳定性监测和评价，拓展了大地测量地球变化监测的应用领域，有重要的科学意义和实用价值。

VLBI全球观测系统(VGOS)研究进展

孙中苗, 范昊鹏

2017, 46(10): 1346-1353. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170326

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甚长基线干涉测量（VLBI）因其独具的超高空间分辨率和定位精度，使其从20世纪70年代末开始就一直是各国的大地测量学研究热点。然而目前VLBI的测量水平依旧不能满足许多需要毫米级精度的科学和工程领域的需求。为促进实现全球尺度下1 mm位置精度的目标，国际VLBI大地测量与天体测量服务组织（IVS）正在推进新一代VLBI全球观测系统，即VGOS。本文从组成VGOS测站的各个子系统入手，介绍了国内外当前的进展情况及未来VGOS的发展趋势，并在最后列出了现阶段依旧面临的问题和挑战。

北斗广域实时精密定位服务系统研究与评估分析

施闯, 郑福, 楼益栋

2017, 46(10): 1354-1363. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170284

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采用IGS、MGEX、北斗地基增强网的实时观测数据，研制北斗广域精密定位服务系统，实时生成北斗高精度轨道、钟差、电离层产品，提供厘米级北斗双频PPP、分米级单频PPP、米级单频伪距定位服务。对实时产品评估分析的结果表明：北斗卫星实时轨道与钟差产品URE统计精度约为2.0 cm，实时电离层精度优于4.0 TECU。采用全国分布的实时测站动态定位精度（95%置信度）评估分析表明：北斗双频PPP精度存在明显的区域特征，高纬度以及西部边缘地区的定位精度平面约0.2 m，高程约0.3 m；中部地区定位精度平面优于0.1 m，高程优于0.2 m，接近GPS实时PPP精度水平；北斗与GPS融合可以提高单北斗、单GPS的定位性能，尤其是显著加快了PPP收敛时间，收敛时间缩短到20 min内。另外，除边缘地区外，北斗单频PPP实现平面0.5 m，高程1.0 m；北斗单频伪距单点定位实现平面2.0 m，高程3.0 m。

近年来我国GNSS电离层延迟精确建模及修正研究进展

袁运斌, 霍星亮, 张宝成

2017, 46(10): 1364-1378. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170349

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空间电离层是影响全球卫星导航系统（GNSS）应用服务性能最棘手的误差源之一。近几十年来，随着地基/空基GNSS数据的日益丰富，国内外学者发展并提出了多种重要技术措施修正、削弱电离层延迟对各类GNSS用户导航定位的影响，取得了重要进展和成果。本文在系统总结GNSS空间电离层延迟影响修正研究成果的基础上，从电离层延迟信息精确提取、建模及误差分析、实时改正方法等几个方面，重点介绍了近年来我国在这一领域的主要研究进展情况。

卫星导航定位基准站网的发展现状、机遇与挑战

姜卫平

2017, 46(10): 1379-1388. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170424

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卫星导航定位基准站网不仅是提供国家、区域、全球高精度时空基准的重要基础设施，也是导航与位置服务、精密卫星定轨、地质灾害监测等工程和科学研究的重要支撑。当前，随着基准站网规模的不断增加、观测数据的不断积累以及我国北斗系统的逐步建成，无论在卫星导航定位数据处理理论还是应用方面，基准站网的发展面临着不少机遇与挑战。本文首先给出了基准站网的定义和类别，并描述了功能与意义；然后分析了其发展的历史与现状；最后从基准站网的建立、数据处理理论与方法、应用三方面讨论了所面临的机遇与挑战，并给出了一些建议和想法。

全球导航卫星系统反射测量(GNSS+R)最新进展与应用前景

金双根, 张勤耘, 钱晓东

2017, 46(10): 1389-1398. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170282

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全球导航卫星系统（GNSS）具有全天候、近实时、高精度的特点，可持续发射L波段信号，广泛应用于定位、导航和授时（PNT）。随着GNSS技术的发展，最近GNSS反射信号可探测地球表面特征，即GNSS反射测量（GNSS+R）。结合GNSS接收机天线位置和介质信息，利用延迟测量值可以确定表面粗糙度和表面特性。GNSS+R作为当前GNSS和遥感领域的研究热点，取得了一些研究进展和成果。本文详细介绍了GNSS+R原理和方法及其最新应用进展，包括各种GNSS+R技术手段和方法，以及海洋、陆地、水文、植被和冰雪等遥感应用，特别是最新BeiDou-R和TDS-1研究进展。最后给出了GNSS+R应用前景和展望，包括多GNSS系统、GNSS+R接收机、GNSS+R卫星计划和新兴应用等。

GNSS精密单点定位技术及应用进展

张小红, 李星星, 李盼

2017, 46(10): 1399-1407. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170327

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综合分析讨论了GNSS精密单点定位（PPP）技术及应用的最新进展。重点对GNSS精密单点定位实数解、固定解、实时精密单点定位、PPP-RTK和多频多系统精密单点定位等5个方面的核心关键技术和实现方法进行了总结和讨论。结合PPP技术的特点和优势，论述了PPP在低轨卫星定轨、地震、对流层和电离层等方面的典型应用。针对多频多系统GNSS的最新发展动态，展望了PPP技术今后的发展趋势，并指出了精密单点定位技术和推广应用还有待进一步研究的问题。

GNSS空间环境学研究进展和展望

姚宜斌, 张顺, 孔建

2017, 46(10): 1408-1420. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170333

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对流层和电离层是地球近地空间环境中两个重要的组成部分，是靠近地球表面且与人类生活联系最密切的大气圈层。全球导航卫星系统技术的快速发展，为GNSS空间环境学的研究提供了良好的契机。本文介绍了现有GNSS空间环境学中在对流层和电离层方面的研究现状和进展。在GNSS对流层研究方面，主要集中于GNSS对流层关键参数建模和水汽反演两部分；在GNSS电离层研究方面，主要包括GNSS二维/三维电离层建模和区域/全球电离层监测。

监测城市基础设施健康的星载MT-InSAR方法介绍

林珲, 马培峰, 王伟玺

2017, 46(10): 1421-1433. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170339

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星载合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术是近年来迅猛发展的一种空间对地观测技术，在InSAR基础上提出的多时相InSAR（MT-InSAR）方法，利用同一地区的多景SAR影像对时序稳定点（PS）进行精确分析，极大地降低了大气延迟等带来的测量误差，使得形变监测精度达到了厘米级到毫米级，可对城市基础设施进行大范围高精度的连续监测。本文通过对MT-InSAR技术发展的综述，总结了目前MT-InSAR技术在基础设施健康监测方面的关键问题和应用领域，并对未来MT-InSAR在城市应用方面的发展提出了展望。

从专业遥感到大众遥感

单杰

2017, 46(10): 1434-1446. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170361

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受智能手机日益普及、开放科学迅猛发展的影响，遥感正在由专业化发展和应用走向大众化发展和应用。这一趋势主要体现在数据采集的大众化、数据处理的大众化和数据使用的大众化。本文围绕这3个特点进行讨论和分析，介绍了国内外新近的一些代表性工作和进展，同时也列举了众多国际上的开放数据处理工具，包括摄影测量处理、激光扫描测量处理、影像机器学习、地理空间信息管理等。此外，本文还对开放数据的收益作了详细阐述，并列举了众多覆盖全球的数据计划和用于科研的试验用数据集。本文最后指出，遥感的大众化既会产生巨大的经济效益，也将产生巨大的社会效益，并最终改变行业的格局和大众的生活方式。

多时相遥感影像变化检测的现状与展望

张良培, 武辰

2017, 46(10): 1447-1459. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170340

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多时相遥感影像变化检测技术能够监测生态环境变化、跟踪城市发展，对于研究人类与自然环境之间的交互关系有着重要的意义。随着新型遥感影像的不断普及，变化检测也在高光谱影像变化检测和高分辨率影像变化检测两个方向上有了深入的探索。本文围绕变化检测的基本流程，从预处理、变化检测方法、阈值分割与精度评价4个角度介绍了变化检测研究的最新进展，并总结了变化检测技术的主要应用领域。最后，对变化检测技术未来的发展进行了展望。

点云信息提取研究进展和展望

张继贤, 林祥国, 梁欣廉

2017, 46(10): 1460-1469. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170345

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点云是目前摄影测量、遥感、计算机视觉等多个领域广泛应用的数据源之一，而信息提取是点云处理、分析和应用的必经环节。为此，学术界已经提出了大量点云信息提取方法。本文从基元类型、提取特征、特征选择与分类器等3个视角概括了点云信息提取的相关研究现状，总结出点云信息提取存在的5个主要问题，点明了点云信息提取的6个主要发展趋势，并着重介绍了“融合多基元的点云信息提取范式”。

断裂活动及孕震过程遥感热异常分析的研究进展

吴立新, 秦凯, 刘善军

2017, 46(10): 1470-1481. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170347

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断裂活动及孕震过程遥感热异常分析是对地观测及遥感应用的重要主题。本文从遥感数据应用、异常分析方法、异常认知理解3个方面系统回顾了近30年来该主题的研究概况与主要进展。具体包括：①关于遥感数据应用的红外亮温、微波亮温与长波辐射、对地观测同化数据及多源数据综合的4个方面；②关于地震遥感异常分析的目视解译定性分析、图像处理定量分析以及多参数时空关联分析的3个发展阶段；③关于地震遥感异常认知理解的地球放气、应力致热、地壳岩石电池转换、氡衰变潜热释放与多圈层耦合效应等理论学说。展望未来，提出了面向典型断裂活动区的遥感监测分析与异常识别、基于地球系统地震响应的遥感异常理解分析、空天地立体观测数据的时空关联分析等3个方面的攻关重点。

资源三号卫星测绘技术与应用

唐新明, 王鸿燕, 祝小勇

2017, 46(10): 1482-1491. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170251

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系统总结了资源三号测绘卫星发射以来的技术、产品研发及数据应用情况。在介绍卫星总体技术参数的基础上，阐述了影像的辐射校正、姿态处理、几何检校、成像模型建立的方法，以及5年来的工程实现情况，对数据的应用情况进行了概括和总结，并简单展望了测绘卫星的发展前景。

多源卫星遥感影像时空融合研究的现状及展望

黄波, 赵涌泉

2017, 46(10): 1492-1499. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170376

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高空间分辨率的地表或者大气环境动态监测需要高时间-空间分辨率的卫星遥感影像作为数据支撑，但由于卫星传感器硬件技术及卫星发射成本等客观因素的限制，使得获取高时空分辨率遥感影像的较为便捷高效、低成本的可行手段就是将分别具有高时间和高空间分辨率的多源遥感影像进行时空融合，从而生成不同研究和应用所需的高时空分辨率卫星影像。现阶段，虽然国内外的学者进行了大量的时空融合算法研究，但是这些研究都局限于特定的数据类型、算法原理、应用目的等客观限制，而且其发展呈现出多样性。本文对现有主流的时空融合算法研究进行了归纳总结，将其分为4种：①基于地物组分的时空融合；②基于地表空间信息的时空融合；③基于地物时相变化的时空融合；④组合性的时空融合。同时，本文还对时空融合算法中存在的问题和面临的挑战进行了分析，并对其未来的发展方向进行了前瞻性的展望。

高分辨率卫星颤振探测补偿的关键技术方法与应用

童小华, 叶真, 刘世杰

2017, 46(10): 1500-1508. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170384

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卫星平台颤振是高分辨率卫星在轨运行普遍存在的复杂现象，会影响卫星的测图精度和成像质量。本文提出了综合多传感器数据处理的卫星颤振探测与补偿技术方法，根据多光谱影像、三线阵影像、密集地面控制和姿态测量数据进行了颤振探测，采用像方补偿和姿态补偿两种方式进行了颤振补偿。利用本文提出的技术对资源三号卫星的平台颤振问题进行了处理和分析，试验结果验证了所提出的方法用于颤振探测与补偿的有效性与可靠性。颤振变化规律分析表明资源三号卫星颤振的频率保持在0.6～0.7 Hz的范围内，而颤振幅值从在轨早期的1个像素下降到0.4个像素以下并趋于平稳。

三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势

杨必胜, 梁福逊, 黄荣刚

2017, 46(10): 1509-1516. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170351

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三维激光扫描直接对地球表面进行三维密集采样，可快速获取具有三维坐标（X，Y，Z）和一定属性（反射强度等）的海量、不规则空间分布三维点云，成为数字化时代下刻画复杂现实世界最为直接和重要的三维地理空间数据获取手段，在全球变化、智慧城市、全球制图等国家重大需求和地球系统科学研究中起到十分重要的作用。目前，在传感器技术和国家需求的双重驱动下，三维激光扫描在硬件装备、三维点云数据处理以及应用3个方面取得了巨大的进步，同时也面临新的挑战。本文以三维激光扫描的发展历史为线索，总结了三维激光扫描系统的现状、三维点云数据处理的关键进展以及在测绘地理信息等领域的典型应用，并分析了三维点云数据处理面临的挑战，最后展望了三维激光扫描与点云处理的发展趋势。

中国地图学发展的回顾与展望

廖克

2017, 46(10): 1517-1525. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170330

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本文分3部分：第1部分是中国古代和近代地图学发展历史的简要回顾，阐明中国是世界上地图出现最早的国家之一，在世界地图学发展史上占有重要地位，对世界地图学的发展作出过重要贡献，直至15世纪的中国明代，中国地图和地图学始终领先于西方国家，只是清代以后，才落后于西方发达国家；第2部分阐述新中国成立后中国地图事业和地图学飞速发展，在全国地形图的测绘与编制、专题地图与地图集编制、遥感制图、计算机制图、多媒体电子地图、移动通信地图、互联网地图、地图学理论研究等方面取得了巨大成就，赶上了世界先进水平；第3部分提出新世纪中国地图与地图学方向与任务的调整，分析了大数据、互联网和人工智能时代地图学的机遇、挑战与展望。大数据通过三维动态地图可视化，能够显示事物和现象的空间格局与区域分异及时空动态变化，进而作出分析评价、预测预报、区划布局、规划设计、管理调控。因此地图学在大数据时代能够发挥重要作用。今后互联网将成为地图编制与应用的主要平台，地图会更加大众化、个性化、智能化与实用化。

全球地表覆盖领域服务计算的研究进展——以GlobeLand 30为例

陈军, 武昊, 李松年

2017, 46(10): 1526-1533. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170411

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将服务计算技术与领域需求相结合，为信息共享和协同服务提供高效技术手段，是当前互联网+地理信息的一个重要发展方向。本文以GlobeLand 30为例，分析了地表覆盖信息处理与服务计算相结合的基本问题，介绍了领域服务建模、在线计算方法和动态服务技术等方面的最新研究进展，以及所研发的GlobeLand 30信息服务平台。本文还讨论了GlobeLand 30领域服务计算的发展方向。

尺度驱动的空间聚类理论

李志林, 刘启亮, 唐建波

2017, 46(10): 1534-1548. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170275

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空间聚类是探索性空间数据分析的有力手段，不仅可以直接用于发现地理现象的分布格局与分布特征，亦可以为其他空间数据分析任务提供重要的预处理步骤。空间聚类有望成为大数据认知的突破口。空间聚类研究虽然已经引起了广泛关注，但是依然面临两大最根本的困境：“无中生有”和“无从理解”。“无中生有”指的是：绝大多数方法，即使针对不包含聚类结构的数据集，仍然会发现聚类；“无从理解”指的是：即使同一种聚类方法，采用不同的聚类参数就会获得千变万化的聚类结果，而这些结果的含义不明确。造成上述困境的根本原因在于：尺度没有在聚类模型中被当作重要参数而恰当地体现。为此，笔者受到人类视觉多尺度认知原理的启发，根据多尺度表达的“自然法则”，建立了一套尺度驱动的空间聚类理论。首先将尺度定量化建模为聚类模型的参数，然后将空间聚类的尺度依赖性建模为一种假设检验问题，最后通过控制尺度参数以自动获得统计显著的多尺度聚类结果。在该理论指导下，可以构建适用不同应用需求的多尺度空间聚类模型，一方面降低了空间聚类过程中的主观性，另一方面有利于对空间聚类模式进行全面而深入的分析。

地理学视角下测绘地理信息再透视

闾国年, 袁林旺, 俞肇元

2017, 46(10): 1549-1556. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170338

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系统回顾了地理信息系统产生以来地理信息内涵发展与拓展的主要历程，指出地理信息的定义一直是在“空间+属性”的地图信息基本框架下逐步扩展，其发展历程经历了地图GIS、语义GIS、时空GIS和大数据GIS 4个不同的阶段，但仍无法满足时空大数据的分析和应用需求。从地理学研究的对象和内容出发，对地理学所需要的“地理信息”的内涵和外延进行了系统的梳理总结，提出了涵盖“空间定位”“语义描述”“属性特征”“几何形态”“演化过程”“要素相互关系”的地理信息六要素表达模型。在地理定律和地理规律的指导下，面向地理现象空间分布、时空格局、演化过程、相互作用机理的集成表达、系统分析和高效管理，设计了六要素集成表达的几何代数统一GIS数据模型、地理规律与相互作用驱动的新型GIS数据结构、非结构化时空数据组织与存储等关键技术，为测绘地理信息走向地理科学信息提供了另一个理论基础与技术方法支撑，有助于提升GIS对地理格局、演化过程和要素相互作用等地理规律的组织、管理、表达和分析能力。

地图投影计算机代数分析研究进展

边少锋, 李厚朴, 李忠美

2017, 46(10): 1557-1569. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170396

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地图投影是现代地图学的重要组成部分，涉及大量的椭圆函数幂级数展开、隐函数复合函数微分、椭圆积分、复变函数运算等一系列烦琐的数学分析过程，人工推导不但费时费力，而且容易出错，有时由于难以忍受的复杂性等各种原因，甚至根本无法实现。本文主要从椭球各纬度间正反解符号表达式、不同变形性质地图投影间的直接变换、高斯投影的复变函数表示、斜轴墨卡托投影数学分析、极区海图投影及变换等5个方面，论述了地图投影计算机代数分析取得的研究进展，讨论了该领域有待进一步解决的主要问题，对推动地图投影学的发展具有积极意义。

我国区域地貌数字地形分析研究进展

汤国安, 那嘉明, 程维明

2017, 46(10): 1570-1591. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170388

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区域地貌研究是区域地理研究不可分割的重要组成部分。传统的基于DEM的数字地形分析方法，虽能较好提取各种地形定量因子，但由于分析算法的局限，很难实现对一个特定区域地貌的宏观形态特征与成因机理进行定量的分析。为此，近年来我国学者在该领域进行了系统的探索与创新实践，基于国家基础地形数据库多尺度、高精度的DEM数据，开展了基于DEM的区域地貌形态特征、地貌发育演化特征的研究。通过宏观形态指标分析法、地形特征要素分析法、地形信息图谱分析法等一系列方法，实现了对区域的地貌形态特征提取与分类、分区制图，取得了一批有重要国际影响的研究成果。在全国尺度以及黄土高原、青藏高原、西南喀斯特地区和月表月貌的区域数字地形分析方面，更彰显出研究的特色和优势。

移动测量、地理信息更新与城市管理智能化

卢秀山, 滕腾, 刘如飞

2017, 46(10): 1592-1597. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170328

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城市管理智能化的基础是互联网、地理信息平台和云计算平台。地理信息平台的灵魂，是其数据的现势性。城市地理信息快速更新，涉及理念、经费和技术，这3个要素构成了城市测绘的历史性挑战，也是城市推行智能化管理的现实性瓶颈。本文提出基于真彩激光点云，构建一种城市自然数字模型；基于车载移动测量、无人机航摄、手机拍照、高清视频监控及云计算平台等技术手段，形成城市自然数字模型快速更新的技术体系；以实时更新的城市自然数字模型，构建具有最优现势性的城市地理信息平台，即以此奠定城市管理智能化的数据基础。

地理模拟优化系统(GeoSOS)及其在地理国情分析中的应用

黎夏, 李丹, 刘小平

2017, 46(10): 1598-1608. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170355

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第一次全国地理国情普查工作已基本完成，需要对所获取的地理国情监测数据进行空间统计分析，以得到地理国情的时空分布模式、演变规律及发展趋势，形成地理国情信息和知识。地理国情监测生成的基础数据源，可用于土地资源集约利用、城乡及城市群协调发展、生态环境保护等问题的空间智能决策分析，但目前有效的模拟分析工具还比较缺乏。笔者提出的地理模拟优化系统（GeoSOS）理论框架，耦合了地理过程模拟预测和空间优化，为上述研究提供了有利的理论支持和实用工具。为进一步方便与GIS进行无缝的链接，本文提出了基于ArcGIS插件的GeoSOS以方便进行高效的地理模拟分析。并以快速城市化地区的城市扩张与生态保护研究为例，通过在地理国情信息分析中的应用，得到了一些重要的发现。模拟结果显示，按照现在的发展趋势，广东省优化开发区域在2020年其土地开发强度将超出规定的约束指标，并发现各区域均存在大量城乡建设用地占用生态保护压力等级高和较高地块的现象，而基于土地开发强度和生态保护双重约束的城镇化扩张能够在满足约束指标的同时获得更紧凑的景观格局。表明GeoSOS及其ArcGIS插件可以成为地理国情信息分析的有利工具，并给出了今后需解决的问题和发展方向。

地理数据数字水印和加密控制技术研究进展

朱长青

2017, 46(10): 1609-1619. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170301

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随着地理数据应用和共享需求的迅速增长，地理数据安全问题日益凸显。地理数据安全问题不仅影响着地理信息产业的健康发展，更关系着国家安全和国防建设。数字水印与加密控制技术是地理数据安全保护的前沿技术和有效手段，近年来相关技术研究和应用也得到了深入发展。本文针对地理数据数字水印技术和加密控制技术，介绍了其研究背景和需求，综述和评价了其理论、模型及算法的研究进展，论述了其在实际中的软件研发和应用现状，并根据地理信息产业和信息技术的发展趋势，展望了其理论研究和应用开发的未来发展方向。

地理国情监测可靠性分析

史文中, 陈鹏飞, 张效康

2017, 46(10): 1620-1626. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170377

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可靠性是地理国情监测最重要的理论问题之一。本文依据空间数据可靠性基础理论，研究地理国情监测可靠性。回顾与分析了可靠性理论，定义了地理国情监测数据可靠性的范畴；提出了地理国情监测可靠性研究框架以及相应的可靠性评估内容、指标以及流程；介绍了理论成果应用于第一次全国地理国情普查数据成果总体可靠性评估；最后展望了地理空间数据可靠性的未来发展方向。

多源矢量空间数据融合处理技术研究进展

孙群

2017, 46(10): 1627-1636. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170387

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矢量空间数据既是人类社会与地理环境信息的重要组成部分，也是相关社会信息的重要载体，在国民经济和国防现代化建设中起着非常重要的作用。多源矢量空间数据融合处理技术是解决多源数据在几何位置、属性特征等方面不一致性问题的有效方法，近年来相关的技术和应用得到了深入发展。本文在分析二维矢量空间数据应用所面临问题的基础上，综述和评价了二维矢量空间数据几何特征融合、属性特征融合等相关理论、算法和技术的研究现状，并根据目前的研究展望了其理论和应用未来的重点研究方向。

地图学的恒常性和易变性

孟立秋

2017, 46(10): 1637-1644. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170359

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在历次科技革命的推动下，地图由曾经的无所不能的珍稀品逐渐演变成无所不在的生活必需品，服务于不断增加的移动人口，而地图学依然是制作和使用地图的科学、艺术和技术。本文重访地图学4个恒常的核心议题：何为地图，地图何用，如何制图，谁在制图，笔者回顾了自20世纪70年代计算机引入地图学以来地图品种、地图功能价值、制图流程以及制图者角色的发展过程，举例说明贯穿其中的恒常性和易变性，并指出在云计算平台支持下，一个可持续的制图生态环境正在形成。

地图制图综合回顾与前望

武芳, 巩现勇, 杜佳威

2017, 46(10): 1645-1664. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170287

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地理信息的综合处理是当今空间信息处理中的一个重大科学与技术问题。本文主要评述了地图制图综合的研究进展，包括地图制图综合知识的分类与获取、算子与算法、质量评价、过程建模与控制等方面的主要方法。对大数据背景下制图综合进行了思考，提出制图综合应在研究对象、观念和方法上转变。

国家地理信息公共服务平台“天地图”的关键技术与工程实践

蒋捷, 吴华意, 黄蔚

2017, 46(10): 1665-1671. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170357

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网络地理信息服务是信息化时代地理信息公共服务的重要手段。国家测绘地理信息局2011年1月正式发布国家地理信息公共服务平台“天地图”，有效推进了全国地理信息资源共享与广泛应用。本文介绍了“天地图”的建设背景、关键技术解决方案、应用成绩，并讨论了下一步工作重点。

多模态时空大数据可视分析方法综述

朱庆, 付萧

2017, 46(10): 1672-1677. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170286

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时空大数据可视分析是近年国际大数据分析与数据可视化领域研究的热点前沿，也是全空间信息系统的核心研究内容之一。本文针对时空大数据多源、多粒度、多模态和时空复杂关联的特点，按照描述性、解释性和探索性3个层次分类归纳了现有时空大数据可视分析方法，论述了时空大数据可视分析中多模态特征筛选、新型人机交互分析以及探索性可视推理等技术难点和主要发展动态。研究表明，以数据可视化为主的描述性可视分析研究相对成熟，以可视环境下交互式挖掘分析实现问题诊断为主的解释性可视分析已成为当前大数据分析的焦点，而面向复杂问题协同决策的探索性可视分析方法则是大数据分析有待突破的重要发展方向。

政务地理空间大数据研究进展综述

刘纪平, 张福浩, 徐胜华

2017, 46(10): 1678-1687. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170320

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近年来，地理空间大数据引起了产学研及政府部门的高度关注，甚至引发了许多变革。面向电子政务的地理空间大数据技术为政府信息管理和决策提供了新的手段。本文在阐述政务地理空间大数据的内涵及特点的基础上，重点梳理了政务地理空间大数据处理的关键技术，包括政务地理空间大数据整合、存储与管理、挖掘与分析、可视化以及决策支持服务技术，最后分析了当前和未来政务地理空间大数据所面临的机遇和挑战。

图数统一表达地理模型及自补偿方法

李成名, 武鹏达, 印洁

2017, 46(10): 1688-1697. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170221

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自20世纪初地图综合被提出以来，经过几十年的完善和发展，逐步实现了由完全手工作业模式向计算机自动化综合模式的转变，然而当前自动化水平仍比较有限。本文结合地图学理论和符号几何特征设计规范，建立了由模型基元和贝塞尔曲线构成的统一表达地理模型，辅之以NIV空间关系模型，提出了模型实体化的拓扑补偿和模型地图化的制图补偿自动化实现方法，探索一条解决地图自动综合这一世界性难题的方法与思路。最后展望了地图自动综合的前景以及下一步努力的方向。

卫星耦合传感网的实时动态网络地理信息系统技术及应用

陈能成, 肖长江, 李良雄

2017, 46(10): 1698-1704. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170311

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长期以来，地球空间信息服务无法反映现场实况，不能满足综合监测实时信息服务需求。本文围绕空天地平台观测共享集成管理和时空信息高效服务问题，提出了传感网观测共享信息模型，重点阐述了基于对地观测传感网的最大时空覆盖优化布局、任务反馈控制、流式观测实时接入和动态仿真与预警决策支持的实时动态GIS关键技术，介绍了实时动态网络GIS平台GeoSensor及长江流域通航、防洪和发电时空信息感知管理应用。

矿区生态扰动监测研究进展与展望

汪云甲

2017, 46(10): 1705-1716. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170358

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矿区资源开发致使其面临着严重的生态环境问题，监测和分析矿区生态环境各种典型信号和异常已成为环境保护、生态恢复等工作的重要基础。本文从地表形变与沉降、地下煤火与煤矸石山自燃及其他生态要素监测等方面讨论了矿区生态扰动监测研究进展，进行了国内外进展比较及发展趋势展望。由于采动沉陷与生态环境变化的特殊性、复杂性和高度动态性，单一监测手段难以奏效，将空天地一体化对地观测传感网和矿山物联网相结合，发展矿区生态扰动多源多尺度空天地协同监测与智能感知体系，是未来研究的重点及努力方向。

InSAR变形监测方法与研究进展

朱建军, 李志伟, 胡俊

2017, 46(10): 1717-1733. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170350

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变形监测是星载InSAR技术应用最为成熟的领域之一。本文首先介绍了InSAR变形监测的基本原理和卫星数据来源；然后对InSAR变形监测方法进行了系统性的分类，分析了D-InSAR、PS-InSAR、SBAS-InSAR、DS-InSAR和MAI等方法的技术特点和适用范围；进而从应用的角度分析了InSAR技术在城市、矿山、地震、火山、基础设施、冰川、冻土和滑坡等领域的研究现状和不足之处；最后总结出InSAR变形监测在多维形变和低相干区测量、大气和轨道误差去除和精度评定等方面的前沿问题。

道路/轨道动态精密测量进展

李清泉, 毛庆洲

2017, 46(10): 1734-1741. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170323

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传统精密工程测量采用人工静态离散观测和几何模型解算方法，无法满足道路/轨道等大型基础设施建设及其复杂运营维护管理所要求的大范围、连续、动态、高精度与精细测量。以多传感器集成技术为核心的动态观测和多源时空数据的协同解算是精密工程测量重要发展方向，并取得了重要的进展。本文首先介绍了道路/轨道动态精密测量所涉及的高精度时空基准统一与转换、多传感器同步控制、多源观测数据的融合配准、测量数据的质量增强以及基于精细三维模型的目标特征提取与识别等技术，然后阐述了动态精密测量技术在道路与轨道运营检测与测量领域的应用进展。

精密工程测量技术及其发展

李广云, 范百兴

2017, 46(10): 1742-1751. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170313

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进入21世纪以来，随着我国越来越多的大型精密工程的建设，尤其是大科学工程的建设，精密工程测量技术得到了迅速发展。本文对精密工程测量在仪器、理论两个方面的发展进行了总结，重点对我国粒子加速器准直测量、精密工业测量和高速铁路测量等典型精密工程测量领域的发展进行了论述。

海洋测量技术研究进展与展望

翟国君, 黄谟涛

2017, 46(10): 1752-1759. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170309

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从学科研究内容拓展与交叉融合发展、海底地形测量与海岸地形测量、海洋重力测量与海洋磁力测量、海洋测量信息应用等方面，对我国海洋测量技术的研究现状进行了分析和总结。主要论述了边缘学科增长点的兴起、多维立体测量平台的建立、测量设备的国产化研制、新理论新技术新方法的运用以及信息的应用等方面。基本概括了海洋测量技术发展的全貌，并对未来的技术发展方向进行了展望。

多波束合成孔径声呐技术研究进展

李海森, 魏波, 杜伟东

2017, 46(10): 1760-1769. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170410

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随着近年人们对海洋科学研究的迫切需要，水下目标精细探测与成像声呐技术逐步成为国内外研究的热点。本文重点分析了国内外主流多波束测深声呐技术与合成孔径技术的发展现状和趋势，并结合二者技术优势提出了一种多波束合成孔径声呐探测机理。研究讨论了多波束合成孔径声呐关键技术的研究进展，通过试验，初步验证了其探测机理的有效性和提升水下目标分辨能力的潜力。

海洋垂直基准研究进展与展望

周兴华, 付延光, 许军

2017, 46(10): 1770-1777. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170322

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海洋垂直基准的构建是海洋测绘的基础性工作。2009—2012年，我国初步构建了中国近岸80海里范围内高程/深度基准转换与统一模型。近年来，这一模型扩展到了我国南海、西太平洋和东印度洋，接下来将逐步构建南北极和全球的无缝垂直基准面模型，这对推动我国数字海洋建设具有基础的支撑作用。本文主要论述和梳理目前国内外主要沿海国家进行海洋垂直基准构建的研究现状，分析了海洋垂直基准构建的主要工作、途径及关键技术，重点阐述了我国在海洋垂直基准建设实践中取得的成果和存在的问题。

海洋空间信息基准技术进展与发展方向

暴景阳, 许军, 于彩霞

2017, 46(10): 1778-1785. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170371

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简要分析了海洋空间信息基准的基本发展历程和当前的技术状态，梳理和评述了近年来关于验潮站垂直基准确定方法的改进与完善、验潮站控制下的垂直基准的实现形式、长期验潮站在维持垂直基准方面的作用、海洋潮汐模型构建、特征潮面模型构建与转换等有关海洋垂直基准及与其相关的海洋潮汐研究的主要进展，预测了海洋空间信息基准在海上高精度位置服务、垂直基准面及转换模型精化、空间基准应用等重点发展方向。

海底地形测量技术现状及发展趋势

赵建虎, 欧阳永忠, 王爱学

2017, 46(10): 1786-1794. doi:10.11947/j.AGCS.2017.20170276

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简要回顾了海底地形测量技术的发展历史；详细介绍了船基声呐、机载激光、海岸带一体化测量海底地形技术及3种反演海底地形技术，呈现了海底地形的立体、高效、高精度、高分辨率获取现状。并展望了海底地形测量发展趋势，认为研制超宽覆盖、高精度、高分辨率、轻便型多波束测深系统和研究声速影响改正模型、测深数据滤波方法及海底地形表达是未来声呐测深领域的核心工作，无人船测量将会成为一种重要的作业模式，机载激光雷达测深、基于声呐图像的海底地形恢复及深拖测量发展潜力巨大。

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