测绘学报

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2018年第47卷第9期刊出日期：2018-09-20

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大地测量学与导航

分区综合改正:服务于北斗分米级星基增强系统的差分改正模型

陈俊平, 张益泽, 周建华, 杨赛男, 胡一帆, 陈倩

2018, 47(9): 1161-1170. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170156

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针对分米级星基增强服务的需求，提出一种满足用户基于相位观测值进行单站定位的分区综合改正模型。该模型利用参考站网的观测数据，实时计算参考站对每颗卫星伪距和相位观测值的综合改正数，并将综合改正数按照分区的方式编排到广播电文并广播给用户使用。本文介绍了模型的原理，并分析了参数播发频度、用户站与分区中心距离等因素对用户定位的影响。建立基于分区综合改正数的星基增强数据处理系统，采用分布于中国不同区域的北斗观测站数据对系统性能进行评估。结果表明，双频用户动态定位平均10 min内收敛至误差小于1 m，平均平面精度能达到15 cm，高程精度达到20 cm。

系数矩阵中部分有界不确定性的混合平差算法

王志忠, 宋迎春, 何玲莉

2018, 47(9): 1171-1178. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170344

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在测量数据的获取过程中，常常存在着不确定性。它们影响着参数估计的有效性和可靠性。本文基于不确定性混合平差模型，在不确定性误差有界的约束下，利用随机误差和不确定性误差平方和达最小的新平差准则，给出了一个新的不确定性平差模型迭代算法。通过算例，对本文算法与其他方法进行了比较。结果表明：本文所提参数解算方法是有效可行的，且在不确定性较大时，该方法有较好的适用性。

利用ECMWF改善射线利用率的三维水汽层析算法

赵庆志, 姚宜斌, 姚顽强, 陈鹏, 吴满意

2018, 47(9): 1179-1187. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170412

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针对传统水汽层析技术只能利用完整穿过研究区域射线重构三维水汽的缺陷，提出了一种利用欧洲中尺度天气预报中心格网产品改善三维水汽反演射线利用率的方法。该方法通过引入比例因子，计算出侧面穿出射线在层析区域内的水汽含量，并参与观测方程的建立。利用香港卫星定位参考站网的实测全球定位系统和气象数据，结合该区域的无线电探空站45004和ECMWF格网点数据，对该方法的可行性及精度进行验证。试验结果表明：相对于传统方法，该方法的射线利用率和网格覆盖率分别提高了55.16%和16.46%；分别以探空数据和ECMWF格网数据为参考基准，发现提出的方法其均方根误差、平均绝对偏差和相对误差等均优于传统方法。

航空重力测量数据向下延拓的改进Poisson积分迭代法

刘晓刚, 孙中苗, 管斌, 范昊鹏

2018, 47(9): 1188-1195. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170569

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目前，航空重力测量是快速获取陆地和近海区域高精度、高分辨率重力场信息的非常有效的技术手段，向下延拓则是其数据处理中的关键环节，直接影响到测量结果的进一步应用。本文在对传统最小二乘法、改进最小二乘法、Tikhonov正则化法等延拓模型进行数值分析的基础上，根据调和函数的基本特性，提出并建立了Poisson积分迭代法和改进Poisson积分迭代法延拓模型。实测航空和地面重力测量数据的试验结果表明，本文新建的Poisson积分迭代法和改进Poisson积分迭代法延拓模型精度相当，比传统最小二乘法延拓模型精度提高了15.26 mGal，比改进最小二乘法延拓模型精度提高了0.21 mGal，比Tikhonov正则化法延拓模型精度略低0.13 mGal，从而证明了本文所建模型的正确性和有效性。

汶川地震震后GNSS形变分析

余建胜, 赵斌, 谭凯, 王东振

2018, 47(9): 1196-1206. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170434

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采用国际通用高精度数据处理软件对1999—2015年汶川地震震后龙门山断裂两侧分布的109个GNSS连续站和区域站资料进行数据处理与分析，得到各测站点水平向坐标时间序列。考虑2013年芦山地震同震位移影响，通过时间序列分析，获取震后该区域109个测站在2010—2015年间累计震后形变场，断裂带上盘靠近震中的近场区域，水平向最大震后位移达到5~7 cm。基于震后黏弹性松弛模型，通过格网搜索，根据3种不同破裂模型分别反演龙门山断裂上盘中上地壳最佳弹性层厚度估值与下地壳/上地幔黏弹性层最佳黏滞系数，获取3种不同破裂模型在2010—2015年间震后形变观测值与模拟值分布。根据模型二反演得到的模型参数，推估汶川地震在未来几十年内对周边区域地壳形变影响，其中仅2018—2058年40年尺度累计震后位移最大能达到19 cm。

摄影测量学与遥感

京津冀城市群1990—2015年城区时空扩展监测与分析

宁晓刚, 王浩, 林祥国, 曹银璇, 杜军

2018, 47(9): 1207-1215. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170414

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城区作为城镇化表征的重要指标，在城镇化时空扩展分析中有着重要的意义。然而，目前城区边界存在相关概念混杂导致对其认识缺乏统一、划定标准和数据来源缺乏一致性、遥感监测所用影像分辨率较低、以建设用地（不透水面）替代城区等问题。针对上述问题，参考住房和城乡建设部的建成区概念和城区地域分布范围，充分挖掘高分辨率遥感影像展现的城市景观和形态等空间可视化特征，从城市实际建设完成情况出发，本文提出了基于高分辨率影像和地理信息资料辅助的城区半自动化提取方法。获取了京津冀城市群153个县级以上城市的1990、2002、2015年的遥感影像、多元地理信息参考资料，开展了该区域的城区边界提取，并从时空扩展过程、城区空间形态及结构变化、城区扩展协调性、城区扩展占用土地类型4个方面对京津冀城市群1/4世纪的城镇化过程进行了统计分析。提出的技术方法和监测分析结果对于城镇化发展监测和城市规划实施评估具有重要的参考价值。

基于多尺度形变特征卷积网络的高分辨率遥感影像目标检测

邓志鹏, 孙浩, 雷琳, 周石琳, 邹焕新

2018, 47(9): 1216-1227. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170595

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传统的基于滑窗搜索和人工设计特征相结合的目标检测方法难以适用于海量高分辨率遥感图像的目标检测任务。本文提出了一种基于多尺度形变特征卷积网络的目标检测方法，利用可形变卷积网络对具有尺度和方向变化的遥感图像目标进行特征提取，然后对多层残差模块提取出的形变特征进行区域预测和鉴别。具体模型包括两个子网络：①目标区域预测子网络用于从多层深度特征图提取目标候选区域；②目标区域鉴别子网络用于对目标候选区域进行分类和位置回归。本文在光学卫星图像10类目标数据集上对比了多种基于深度学习的目标检测算法，并将训练好的模型用于谷歌地球影像飞机坟场数据集和高分2号、吉林1号数据集的评估，试验结果表明本文方法能够快速准确地对多类目标进行检测，具有较好的稳健性和迁移性。

利用无人机多源影像检测车辆速度

姜尚洁, 罗斌, 贺鹏, 杨国鹏, 顾亚平, 刘军, 张云, 张良培

2018, 47(9): 1228-1237. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170506

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交通在人民生活和社会经济中有着举足轻重的作用。车辆速度检测是智能交通管理系统的重要组成部分。本文提出了一种基于无人机（UAV）多源影像数据进行车辆速度检测的方法，首先，搭建小型无人机多源数据采集平台，获取可见光影像与热红外影像。然后，针对采集的多源数据，采用深度学习框架YOLO（you only look once）进行车辆检测。最后，基于卡尔曼滤波进行车辆跟踪，并根据跟踪结果计算车辆速度。本文利用无人机平台增加监测车辆的灵活性，同时综合使用多源数据，不仅提高车辆检测精度，还可以不依赖光照条件跟踪车辆。试验结果表明，本文方法具有有效性和稳健性，为道路监控管理部门提供一种高效率、机动灵活的监测模式。

融合空谱特征和集成超限学习机的高光谱图像分类

谷雨, 徐英, 郭宝峰

2018, 47(9): 1238-1249. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170476

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为提高高光谱图像的分类精度，提出了一种融合空谱特征和集成超限学习机的高光谱图像分类方法。首先结合每个像素邻域的光谱信息提取空谱特征向量；考虑到高光谱相邻波段信息具有一定的相关性，先对提取的特征向量进行平均分组，然后从每个区间随机选择若干个波段进行组合，采用具有快速学习能力的超限学习机训练分类器。为提高分类模型的泛化能力，基于集成学习思想，对提取的空谱特征进行多次抽样，训练得到多个弱分类器，最后采用投票表决法得到用于高光谱图像分类的强分类器。采用3个典型高光谱数据进行了分类试验，试验结果表明，提出的算法总体分类精度较优，尤其当训练样本数较少时能取得较高的分类精度。提出的算法具有可调参数少、训练速度快、分类精度高等优点，具有广阔的应用前景。

地图学与地理信息

一种空间交叉异常显著性判别的非参数检验方法

杨学习, 邓敏, 石岩, 唐建波, 刘启亮

2018, 47(9): 1250-1260. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170321

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空间异常探测旨在从海量空间数据中挖掘不符合普适性规律、表现出“与众不同”特性的空间实体集合，对于揭示地理现象的特殊发展规律具有重要价值。现有研究在空间异常度量方面取得了重要进展，但多缺乏对空间异常模式显著性的统计判别，且是针对单一类别数据，没有顾及多类别数据间的相互影响。为此，本文基于空间随机过程的思想，针对两种类别空间点数据，提出了一种空间交叉异常显著性判别的非参数检验方法。首先，针对基本数据集实体，采用约束Delaunay三角网，构建合理、稳定的空间邻近域；然后，统计落在基本数据集实体空间参考邻域半径范围内的参考数据集实体的数目，度量初始异常度；进而，采用α-Shape法构建支撑域，以空间随机过程为基础构建零模型，采用蒙特卡洛模拟检验空间异常的显著性；最后，采用生存距离对异常模式的稳定性进行评价分析。通过试验分析与比较发现，该方法能够有效识别具有统计显著性的空间交叉异常。

关注点推荐算法的霍克斯过程法

张国明, 王俊淑, 江南, 盛业华

2018, 47(9): 1261-1269. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170552

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关注点（point-of-interest，POI）推荐是基于位置的社交网络（location-based social network，LBSN）中重要的个性化位置服务。针对LBSN中用户签到数据的复杂性和高度稀疏性问题，本文提出了一种基于霍克斯过程的上下文感知协同过滤关注点推荐算法（HWCF）。首先，根据用户签到关注点的地理空间聚集现象分析用户行为特征，筛选用户候选关注点；然后，利用霍克斯过程对候选关注点建模，通过融合空间距离信息、空间序列变换信息、时间信息、用户偏好、关注点流行度等多种上下文信息计算用户访问候选关注点的概率，对访问概率排序得到top-k推荐列表；最后，对算法参数的取值及调整过程进行讨论。试验结果表明，HWCF算法比其他的关注点推荐算法具有更好的推荐效果。

基于25交模型实现带洞面域拓扑关系描述模型间的转换

王占刚, 屈红刚, 王想红

2018, 47(9): 1270-1279. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20160589

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目前研究已提出了多种带洞面域拓扑关系的描述模型，建立不同模型之间的联系可发挥这些模型在拓扑关系推导和分析中的优势。本文对比分析了基于点集拓扑和对象分解两种方法的6种拓扑关系描述模型，通过定义两个25交关系矩阵操作算子，建立整体面域与分解区域间的拓扑关系计算方法，实现了拓扑关系描述模型之间的转换。理论证明，表明关系矩阵表和扩展9交集模型，以及4元组模型与25交模型在表达拓扑关系的能力方面是一致的且可以相互转换，关系矩阵表可转换为25交模型和9交模型。实例分析说明本文方法可以利用25交模型的“桥梁”作用实现多种模型之间的转换，描述具有特定结构带洞面域间的拓扑关系。

海洋测量

顾及声线入射角的水下定位随机模型

赵爽, 王振杰, 刘慧敏

2018, 47(9): 1280-1289. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170026

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水下定位中广泛采用的等权随机模型，实现简单但与实际不符，影响水下定位精度。针对该问题，结合水下定位实际，考虑水声测量误差和声线弯曲误差影响，在分析随机模型不完善条件下参数估计性质的基础上，构建了4种基于声线入射角的水下定位随机模型。通过模拟算例和实测数据进行了验证。结果表明：所构建的4种入射角随机模型比等权模型在定位精度上具有一定优势，其中分段余弦模型定位结果最好；入射角阈值取值在40°~50°范围内时，定位精度最高；100 m以内水深环境下，基于声线入射角的随机模型改善了传统等权模型的定位结果。

博士论文摘要

BDS精密定轨关键技术研究

张睿

2018, 47(9): 1290-1290. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170473

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面向地表覆盖变化检测的服务关系模型与方法研究

邢华桥

2018, 47(9): 1291-1291. doi:10.11947/j.AGCS.2018.20170523

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