当期目录

2019年 第48卷 第10期    刊出日期：2019-10-20

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大地测量学与导航

CMONOC观测约束下的中国大陆地区MODIS PWV校正

刘备, 王勇, 娄泽生, 占伟

2019, 48(10):  1207-1215.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180386

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基于CMONOC提供的GNSS观测和气象资料，开展中国大陆地区不同气候类型的MODIS PWV校正研究。首先依据不同气候类型，开展GNSS PWV与MODIS PWV的相关性分析；然后基于GNSS PWV构建不同气候类型的MODIS PWV校正模型；最后根据MODIS PWV、模型校正的MODIS PWV分别与GNSS PWV比较，开展模型改进效果检验。研究表明：不同气候类型的MODIS PWV校正模型，均能有效改善MODIS PWV精度，提高MODIS PWV在短期天气预报和InSAR大气校正的应用。

CE-5器间分离的同波束干涉测量的准实时监测法

高云鹏, 任天鹏, 杜兰, 陈思睿, 张中凯

2019, 48(10):  1216-1224.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180351

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“嫦娥5号”探测器的组成包括轨道器、返回器、着陆器和上升器。在环月阶段，两个组合体（轨道器/返回器组合体和着陆器/上升器组合体）之间的分离实时监测，是飞行控制的关键检测段。本文提出利用甚长基线干涉测量（VLBI）测轨技术实现绕月探测器器间分离实时监测。特别是在器间分离前后，本文方法能够利用探测器器间两路下行信号进行同波束干涉测量（SBI），差分时延测量能够提高器间相对距离的解算精度。单基线试验分析表明，本文方法基于实测数据的“嫦娥3号”着陆器两天线的相对距离解算精度优于0.3 m，平均相对距离误差约为0.15 m，基于“嫦娥5号”仿真数据的双阈值判定对器间分离监测的响应时延优于30 s。

AR模型中AO类异常值探测及其在GPS卫星钟差预报中的应用

韩松辉, 张国超, 张宁, 朱建青

2019, 48(10):  1225-1235.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180271

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基于EM算法，提出一种AR模型中AO类异常值（additive outlier）探测的算法。该算法可同时进行AR模型拟合与AO类异常值探测，并可有效地解决成片AO类异常值探测时所产生的掩盖和淹没问题。最后，将本文算法应用于GPS卫星钟差预报之中。本文算法可以准确探测出钟差历史观测序列中的AO类异常值，并可对卫星钟差进行精确预报。

模糊聚类定权法对SLR定轨精度的影响

邵璠, 王小亚, 何冰, 张晶

2019, 48(10):  1236-1243.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180373

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针对卫星激光测距（satellite laser ranging，SLR）精密定轨过程中存在的测站观测数据合理定权问题，将一种改进的模糊聚类算法引入到SLR观测数据定权中。基于国际激光测距服务（International Laser Ranging Service，ILRS）提供的全球SLR测站性能报告，对测站进行近实时滑动分类定权，改变SLR数据处理中权重的经验或者随意性选取模式。经过LAGEOS1卫星2014年1月至2016年12月3年全球SLR实测数据处理的测试。结果表明，当考虑LAGEOS标准点总数、LAGEOS标准点RMS值以及LAGEOS标准点合格率这3项测站质量控制因素确定的测站权值能最大限度地提高卫星定轨精度和观测数据的使用效率，对参与计算的365个3 d弧段数据，91.46%弧段精度得到提高，平均提高约3.7 mm，且每个测站的定轨残差RMS也得到了降低。这对于正在迈向毫米级测量精度的SLR技术至关重要。

利用InSAR和GPS数据分析台湾西南两次M_w>6地震的触发关系及应力影响

王乐洋, 高华, 冯光财

2019, 48(10):  1244-1253.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180587

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利用InSAR和GPS进行地震研究具有很大的优势，InSAR能够在较大范围内快速地获得连续的同震形变观测，而GPS测量精度高，可迅速获得稳定的测量结果。随着SAR卫星的增多、重返周期的缩短，利用InSAR和GPS联合进行地震触发关系及应力影响研究也变得更为有力。2010年3月4日和2016年2月6日台湾西南部接连发生两次M_w 6.0以上地震，分别被称为甲仙地震和美浓地震。本文利用GPS和InSAR同震形变场联合反演了甲仙地震的滑动分布模型；结合之前的研究成果，基于静态库伦应力改变对甲仙地震与美浓地震的关系进行了分析；还为台湾西南部7个主要断层构建了断层格网并获取了它们的应力改变模型。结果表明，甲仙地震的发震断层表现为逆冲倾滑兼一定走滑分量的断层。甲仙地震的主要滑动区域处于12~16 km深度之间；最大滑动量为0.61 m位于约14 km深处。本文线性反演得到的甲仙地震地震矩为2.27×10¹⁸ Nm，相当于M_w 6.20。甲仙地震后美浓地震的发震断层上应力增值达4.0 MPa，应力增加的面积约占推断断层总面积的74%，表明甲仙地震对美浓地震的发生具有十分明显地加速作用。甲仙和美浓地震共同作用下，西侧的左镇断层和新化断层产生了较明显地应力积累。根据应力改变结果，本文认为甲仙地震和美浓地震后，台湾西南部的左镇断层和新化断层都具有较高的危险性，值得持续关注和进一步研究。

摄影测量学与遥感

多镜头组合式相机的全景SLAM

季顺平, 秦梓杰

2019, 48(10):  1254-1265.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180443

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同步定位与地图构建（simultaneous localization and mapping，SLAM）是摄影测量、计算机视觉和机器人学的研究热点，并广泛应用于移动测图系统、机器人、无人驾驶车等。本文提出一种针对多镜头组合式全景相机的基于特征的SLAM解决方案。首先，本文建立了鱼眼相机的高精度检校模型，以保证鱼眼相机与全景相机之间的高精度坐标转换；然后，将多镜头组合式全景成像模型嵌入SLAM的初始化、局部地图生成、关键帧选取、图优化等各个流程中。此外，考虑全景相机变形大、基线长的不利因素，本文在特征匹配、平差、特征点跟踪等SLAM的各个步骤都进行了针对性改进。本文在两套车载全景数据集共8000余张全景影像上进行试验。结果表明，本文所提出的全景SLAM很好地实现了全景相机的自动定位与地图构建功能，并达到了接近GPS参考的极高定位精度而无须借助GPS/IMU组合导航系统。相对于主流的基于平面相机的各类SLAM系统，如Mono-SLAM、Stereo-SLAM以及RGB-D SLAM，本文提出的全景SLAM可作为良好的补充，并为GPS信号失锁时的传感器定位提供廉价的自动解决方案。

基于多尺度融合特征卷积神经网络的遥感图像飞机目标检测

姚群力, 胡显, 雷宏

2019, 48(10):  1266-1274.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180398

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飞机检测在遥感图像解译中具有重要的研究意义。针对现有目标检测算法对于复杂场景区域或飞机密集区域的小尺度飞机目标检测精度较低的问题，本文提出了一种端到端的多尺度特征融合飞机目标检测框架MultDet。该方法基于SSD多尺度检测框架，采用轻量级基础网络提取多尺度特征信息；然后设计反卷积特征融合模块，通过跳跃连接将高层语义特征与低层细节特征进行特征融合，得到结构层次丰富的多尺度融合特征；最后设计了一系列不同纵横比的候选框以适应多尺度飞机目标检测。本文在光学遥感图像数据集UCAS-AOD上进行数据分析试验，结果表明，MultDet512在飞机数据集上取得了94.8%的平均检测精度（average precision，AP），在Titan Xp GPU上达到0.050 0 s/img的检测速度。本文所提飞机目标检测算法在包含多种复杂场景的遥感图像中，能够实现多尺度飞机目标的高精度稳健检测。

多层特征与上下文信息相结合的光学遥感影像目标检测

陈丁, 万刚, 李科

2019, 48(10):  1275-1284.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180431

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目标检测是遥感影像分析的基础和关键。针对光学遥感影像中目标尺度多样、小目标居多、相似性及背景复杂等问题，本文提出一种将卷积神经网络（CNN）和混合波尔兹曼机（HRBM）相结合的遥感影像目标检测方法。首先设计细节—语义特征融合网络（D-SFN）提取卷积神经网络低层和高层融合特征，提升目标特征的判别力，特别是小目标；其次考虑上下文信息对目标检测的影响，结合上下文信息进一步加强目标表征的准确性，提升检测精度。在NWPU数据集上试验表明，本文方法能够显著提升目标检测精度且具有一定程度的稳健性。

遥感影像目标的尺度特征卷积神经网络识别法

董志鹏, 王密, 李德仁, 王艳丽, 张致齐

2019, 48(10):  1285-1295.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180393

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高分辨率遥感影像的目标检测与识别，是高分对地观测系统中影像信息自动提取及分析理解的重要内容。针对传统影像目标检测与识别算法中人工设计特征稳健性与普适性差的问题，本文提出基于高分辨率遥感影像目标尺度特征的卷积神经网络检测与识别方法。首先通过统计遥感影像目标的尺度范围，获得卷积神经网络训练与测试过程中目标感兴趣区域合适的尺度大小。然后根据目标感兴趣区域合适的尺度，提出基于高分辨率遥感影像目标尺度特征的卷积神经网络检测与识别架构。通过WHU-RSone数据集对本文卷积神经网络架构与Faster-RCNN架构对比测试验证。试验结果表明，本文架构ZF模型和本文架构VGG-16模型的mean average precision （mAP）分别比Faster-RCNN ZF模型和Faster-RCNN VGG-16模型提高8.17%和8.31%，本文卷积神经网络架构可获得良好的影像目标检测与识别效果。

地图学与地理信息

遥感影像融合AIHS转换与粒子群优化算法

陈应霞, 陈艳, 刘丛

2019, 48(10):  1296-1304.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180509

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Pan-sharpening是通过将低分辨率多光谱图像（LMS）与高分辨率全色图像（PAN）进行合成而获得高光谱高空间分辨率的多光谱图像（HMS）的过程。本文提出一种Pan-sharpening方法，称为PAIHS。该方法基于自适应亮度-色度-饱和度（AIHS）转换和变分Pan-sharpening框架以及两个假设（① Pan-sharpening图像和原始多光谱图像（MS）具有相同的光谱信息；②Pan-sharpening图像与全色图像（PAN）包含的几何信息保持一致），同时确定目标函数，然后用粒子群算法（PSO）进行优化，目的是得到最佳控制参数并求得目标函数最小值，此时对应着最好的Pan-sharpening质量。试验结果表明，本文提出的方法具有高效性和可靠性，获得的性能指标也优于目前一些主流的融合方法。

基于2D地图的城市户外ARGIS视觉辅助地理配准技术

邓晨, 游雄, 张威巍, 智梅霞

2019, 48(10):  1305-1319.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20190007

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针对当前便携式位姿传感器获取的户外6DOF绝对位姿精度通常不足，致使基于位姿传感器的户外AR地理配准精度不高，提出了一种以2D地图作为参考数据进行户外视觉辅助定位进而提高ARGIS系统地理配准精度的方法和技术框架。在位姿传感器获取初始位姿的基础上，详细阐述了基于2D地图进行图像位姿优化和辅助校正的基本原理；并通过试验验证了该方法可以对位姿传感器获取的初始位姿进行优化，进而提高户外AR地理配准精度的有效性。

多核学习与用户反馈结合的WMS图层检索方法

李牧闲, 桂志鹏, 成晓强, 吴华意, 秦昆

2019, 48(10):  1320-1330.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180410

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现有WMS检索方法多基于服务元数据文本匹配，缺乏对地图内容的“感知”，无法应对元数据缺失或图文不符的情境。本文设计了一种多特征多核学习和用户反馈结合的WMS图层检索方法，利用多核学习算法融合颜色、形状与纹理特征，实现图层分类和相似度排序，并通过采集检索结果展示页面中的兴趣图层标记进行用户反馈，以优化分类模型和提高检索精度。试验结果表明，该方法查准率高且检索用时较短，能够与现有基于文本检索的地理信息资源门户集成，实现WMS的快速检索与有效发现。

常用海图投影平面上大椭圆航线的表象与曲率分析

李松林, 陈成, 边少锋, 李厚朴, 刘强

2019, 48(10):  1331-1338.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180348

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利用空间矢量方法推导出了椭球面上只与起止点地理坐标有关的大椭圆航线方程，代入4种常用海图投影的正解公式，得到不同投影平面上的大椭圆参数方程；利用上述参数方程进而推导出了不同投影面上大椭圆航线的曲率与曲率半径公式。选取伦敦到纽约的大椭圆航线为例，通过绘制不同投影面上的大椭圆航线并分析其曲率、曲率半径变化曲线可知，大椭圆航线在日晷投影上的表象为曲率处处为0的直线，而在其他投影面上的表象为曲率较小但不断变化的曲线。利用推导的曲率半径公式可以计算各类大椭圆航线上任意位置的“代曲直距”，方便在不同比例尺的海图上对大椭圆航线进行量测和绘制，提高作图效率。

博士论文摘要

电离层TEC经验模型的建立方法研究与实现

冯建迪

2019, 48(10):  1339-1339.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20180599

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GPS坐标时间序列分析研究

明锋

2019, 48(10):  1340-1340.  doi:10.11947/j.AGCS.2019.20190006

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