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2020年 第49卷 第2期    刊出日期：2020-02-20

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大地测量学与导航

补偿海空重力测量动态效应剩余影响的通用模型

黄谟涛, 陈欣, 邓凯亮, 欧阳永忠, 陆秀平, 吴太旗, 翟国君

2020, 49(2):  135-146.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190010

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针对目前作业过程中普遍存在的测量动态环境效应剩余影响问题，在深入分析海空重力测量误差源形成机理及其变化特性基础上，提出了一种适用于补偿各类海空重力仪动态效应剩余影响的通用模型；研究探讨了通用模型形式优选和模型参数估计问题，将基于信息论的Akaike信息量准则引入通用模型表达式的优选过程，提出应用互相关分析方法对模型参数进行估计，在双重约束下构建了补偿动态效应剩余影响的优化模型。使用典型动态环境下的海面重力观测数据对该方法的有效性进行了验证，结果显示，海洋重力测量成果内符合精度从原先的±9.35×10^-5 m/s²大幅提升到±1.01×10^-5 m/s²，充分体现了本文方法和模型对消除高动态测量环境效应影响的优良特性。

利用多元回归分析反演西南印度洋区域海底地形

范雕, 李姗姗, 杨军军, 孟书宇, 邢志斌, 张驰, 冯进凯

2020, 49(2):  147-161.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20180526

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针对海底地形与重力异常和重力异常垂直梯度在相应频段呈现强线性相关的特点，引入多元回归分析技术，提出并详细推导了联合多元重力数据的海底地形建模方法。然后，在西南印度洋SWIR（Southwest India Ridge）所在部分海域开展了海底地形反演试验及地形地貌分析研究。试验结果表明：6种海深模型中，基于多元回归分析技术构建的海深模型（BDVG模型）检核精度最高，相较于S&S V18.1模型和ETOPO1模型精度分别提高了11.51%和57.81%左右；2000 m以上水深海域，各个海深模型的检核精度较高，相对误差波动较小，反映了深海海域具有良好的反演效果；地形起伏剧烈海域或者浅海海域，BDVG海深模型，相较于以重力异常和重力异常垂直梯度作为单一输入源建立的BDG模型和BVGG模型相对误差及相对误差波动变化较小，反映了BDVG模型拥有更好的稳定性，从而体现了联合反演的必要性和优势。Indomed FZ-Gallieni FZ上唯一轴部缺失裂谷洋脊段（27洋脊段）目前属于岩浆供应充足阶段，构造作用的海底扩张对其影响较小；同时由于对称裂离方式影响，27洋脊段沿轴南北对称分布有地形隆起。

联合NSCT与多重分形的高噪声侧扫声呐图像分割

何义才, 赵建虎, 张红梅, 阮世伦

2020, 49(2):  162-170.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20180276

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针对现有分割算法对高噪声侧扫声呐图像分割准确率低的问题，提出了一种综合利用NSCT（non-subsampled contourlet transform）分解图像、局部标准差和均值组合增强图像和多重分形判断图像奇异性的侧扫声呐图像分割方法。首先，借助NSCT分解图像，获得滤除高频噪声且保留轮廓信息的低频图像和一系列高频方向子带图像。然后，基于侧扫声呐图像中目标及其阴影伴随出现的特点，计算低频图像的局部标准差与均值的组合特征，获得分别突显目标及其阴影的特征图，使用多重分形分割方法分割特征图，获得低频图像分割结果；利用图像差分和非极大值抑制方法分割高频方向子带图像，获得高频分割结果；融合高低频分割结果获得目标及其阴影的精细边缘。最后通过试验验证了本文方法的有效性。

摄影测量学与遥感

高分六号宽幅相机在轨几何定标及精度验证

王密, 郭贝贝, 龙小祥, 薛麟, 程宇峰, 金淑英, 周晓

2020, 49(2):  171-180.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190265

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高分六号宽幅相机能够实现单相机成像幅宽优于800 km，对大尺度地表观测和环境监测具有独特优势。在轨几何定标是光学遥感卫星几何处理的关键环节，直接影响影像的几何质量。本文充分考虑高分六号宽幅相机超大视场的畸变特性以及多谱段的成像特点，提出宽幅相机在轨几何定标方法，采用基于探元指向角的几何定标模型补偿宽幅相机系统误差，通过绝对定标和相对定标方法联合估计各波段的内外定标参数。利用Landsat 8影像、资源三号DSM为参考数据，对宽幅相机进行绝对定标处理，再利用ASTER GDEM为参考数据进行相对定标处理，其几何定标结果表明，高分六号宽幅影像绝对定位精度在3像素左右，内部几何精度能稳定在1像素，且波段间配准精度在0.3像素以内，表明在轨几何定标后高分六号宽幅影像几何质量得到了明显的提升。

多视密集匹配并行传播GPU-PatchMatch算法

邓非, 颜青松, 肖腾

2020, 49(2):  181-190.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20180459

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针对多视密集匹配的效率较低的问题，提出了GPU-PatchMatch多视密集匹配算法。该算法使用GPU提高PatchMatch的计算效率；同时充分利用稀疏场景信息，对深度信息进行规则初始化；为提高传播效率，使用了金字塔红黑板并行传播深度信息。最后在DTU、Strecha和Vaihigen数据集上进行了试验，并与常用的多视密集匹配算法进行对比。试验结果表明，本文算法在重建效率上有较大提高，与CPU算法（PMVS、MVE、OpenMVS）相比有7倍以上提升，与GPU算法相比也有2.5倍以上提升，表明本文算法的有效性。

传感网支持下的洪涝事件过程监测与准实时服务方法及验证

杜文英, 陈能成, 袁赛

2020, 49(2):  191-201.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20180378

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洪涝过程探测与准实时服务对于保障人民生命和财产安全意义重大。通常洪涝探测仅关注洪涝断面/平均状态，缺乏对洪涝从发生、发展乃至最后结束的全过程的整体认知，且洪涝探测和服务被动滞后。本文制定洪涝过程探测规则，改进水位预测模型，并将其作为理论基础，与传感网信息模型和服务接口相结合，提出了洪涝过程动态探测与准实时服务（process-based flood detection and service，PFD&S）方法。以PFD&S方法为基础，设计并开发了PFD&S原型系统，该系统由传感器层、数据接入层、洪涝探测层和用户交互层4层组成，且具备传感器数据发布和洪涝事件订阅两种使用模式。文中以2016年夏季发生在黄汉流域的洪涝事件为例，对PFD&S方法的可行性和有效性进行验证。结果表明，PFD&S方法和系统能够精准判断洪涝事件所处阶段，并根据不同阶段的需求提供水位预测、洪涝预警或洪涝信息统计等服务，且方法具备准实时性和可扩展性特征。

基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类

赵传, 郭海涛, 卢俊, 余东行, 张保明

2020, 49(2):  202-213.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190004

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机载LiDAR点云的分类是利用其进行城市场景三维重建的关键步骤之一。为充分利用现有的图像领域性能较好的深度学习网络模型，提高点云分类精度，并降低训练时间和对训练样本数量的要求，本文提出一种基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类方法。首先提取归一化高程、表面变化率、强度和归一化植被指数4种具有较高区分度的点云低层次特征；然后通过设置不同的邻域大小和视角，利用所提出的点云特征图生成策略，得到多尺度和多视角点云特征图；再将点云特征图输入到预训练的深度残差网络，提取多尺度和多视角深层次特征；最后构建并训练神经网络分类器，利用训练的模型对待分类点云进行预测，经后处理得到分类结果。利用ISPRS三维语义标记竞赛的公开标准数据集进行试验，结果表明，本文方法可有效区分建筑物、地面、车辆等8类地物，分类结果的总体精度为87.1%，可为城市场景三维重建提供可靠的信息。

顾及运动估计误差的“凝视”卫星视频运动场景超分辨率重建

卜丽静, 郑新杰, 张正鹏

2020, 49(2):  214-224.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20180544

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在含有运动地物的"凝视"卫星视频影像超分辨率重建问题中，针对由于运动估计不准确导致的重建后运动物体存在"格网"和"拖尾"等问题，提出了顾及运动估计误差的运动场景超分辨率重建方法。首先，在MAP模型框架下分析了基于L₁范数和L₂范数的保真项对于运动估计误差的稳健性，引入稳健的M-估计作为保真项，自适应的减少运动估计误差对重建结果的影响；然后，分析了稳健估计条件下Tikhonov、TV、BTV正则项的重建效果；最后，提出了基于稳健估计的双边滤波超分辨率重建方法，用SkyBox和吉林一号的卫星视频数据验证本文方法。试验证明，本文方法对含有运动目标的卫星视频影像具有较好的重建效果，重建后动态和静态地物细节都得到提升，归一化方差和梯度能量指标都优于其他方法。试验表明了本文方法的可行性。

局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法

汪利斌, 胡翰, 朱庆, 丁雨淋, 陈敏

2020, 49(2):  225-234.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20180588

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倾斜摄影测量方法已可自动获取城市规模的实景三角网模型，然而散乱的三角网缺乏精细的几何结构和功能语义信息。为克服上述问题，提出一种局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法：将具有语义信息的独立三维部件与实景三角网模型的无缝融合问题，通过定义三维表面结构树，转换为局部区域的三角网替换操作；在待融合区域附近，将原实景三角网模型和替换的三维语义部件，通过局部参数化表达，UV展开为二维平面三角网；在二维平面上构建约束Delaunay三角网（CDT），实现两模型的无缝拼接，逆映射至三维空间并自动重建语义部件。通过深圳某区域的倾斜影像进行的试验证明，本文方法能有效实现具有开放边界和语义信息的部件模型与表面模型的无缝融合。与商业软件Maya对比，这种基于插入、融合的手段对提高建模效率具有实用价值。

结合随机森林面向对象的森林资源分类

王猛, 张新长, 王家耀, 孙颖, 箭鸽, 潘翠红

2020, 49(2):  235-244.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190272

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针对森林资源分类研究较少且缺少相对简单有效的方法的情况，提出一种结合面向对象和随机森林的森林资源分类方法。面向对象分割技术可减少"椒盐效应"，随机森林分类算法具有高准确度、抗噪声能力强、性能稳定等优势。鉴于此，通过调整面向对象的分割参数，构造最优特征空间及估算随机森林中决策树的数量等，构建了最优的面向对象随机森林分类模型。另外，选择了SVM算法作对比试验。试验结果显示，本文分类算法的总体精度达到83.34%，Kappa系数为0.789 2，明显高于SVM，能够有效提高森林资源分类的精度。

地图学与地理信息

矢量曲线的视觉清晰度及在网络地图综合中的应用

安晓亚, 成晓强

2020, 49(2):  245-255.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190280

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互联网用户参与的地图制图容易出现视觉冲突、压盖、拥挤等地图表达问题，需要引入地图自动综合协助解决。网络地图中由于原图比例尺和综合后比例尺均难以准确量化，常规地图自动综合基于"原图比例尺-综合后比例尺"判断是否需要综合的方法已不再适用。矢量数据在可视化后会产生视觉粘连，视觉粘连越明显，地图表达效果越差，综合的需求也越强烈。基于此规律，本文提出对视觉粘连进行定量描述并据此判断是否需要综合。首先，从人类视觉感受出发，结合栅格化思想设计了矢量曲线视觉粘连的量化指标——视觉清晰度。然后，基于"金字塔式"的尺度空间计算曲线在多个比例尺表达的清晰度，并拟合了清晰度的变化函数。最后，将该函数应用于众源地理数据的网络地图综合决策。试验结果表明，本文方法可准确判断每条矢量曲线是否需要综合，能有效解决地理数据尺度异质性带来的可视化难题。同时，清晰度变化函数将曲线的尺度描述由静态数值扩展到连续函数，有望更好地支持多尺度空间数据处理及网络地图综合等问题。

规则池塘群的复杂直线模式识别

刘呈熠, 武芳, 巩现勇, 行瑞星, 罗登瀚

2020, 49(2):  256-266.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190030

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针对现有面要素直线模式识别方法难以解决规则池塘中破碎区域的问题，提出了一种规则池塘群的复杂直线模式识别方法。首先，分析了规则池塘群的空间特征和认知特点，提出了"主次关系→并列关系→直线模式→复杂直线模式"的多层次认知顺序；其次，设计了主次关系池塘组、并列关系池塘组、直线模式池塘群的识别方法；最后，构建了复杂直线模式池塘群的识别模型。试验表明：本文方法能够消除破碎区域对规则池塘群直线模式提取的不利影响，有效提升复杂直线模式识别的质量。

博士论文摘要

基于机器学习的汶川震区滑坡灾害气象预警模型研究

黄露

2020, 49(2):  267-267.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190061

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时序NDVI数据集螺线型构建及多形状参数变化检测

刘博宇

2020, 49(2):  268-268.  doi:10.11947/j.AGCS.2020.20190063

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