当期目录

2025年 第54卷 第4期    刊出日期：2025-05-30

上一期   

综述

开放地球引擎OGE设计与研制

龚健雅, 乐鹏, 向隆刚, 吴浩儒, 王凯旋, 刘瑞祥, 滕宝鑫

2025, 54(4):  587-602.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20250051

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时空信息新型基础设施的建设离不开新的软件中间件与地理信息服务模式。传统时空数据基础设施在云计算、人工智能和大数据的驱动下，正从数据服务走向智能计算服务。本文围绕时空智能计算服务平台，以数字地球立方体就绪型服务为目标，研究地球时空大数据组织、计算、推理等关键技术，研发算力-数据-算法深度耦合与开放共享的数字地球引擎系统，提供数据就绪、分析就绪、决策就绪的地球时空数据-信息-知识服务体系，构建“存-算-推”一体化开放地球引擎（OGE），形成基于时空立方体管理与分析地球时空大数据的新型时空信息基础设施。在此基础上研发了OGE原型系统，通过接入武汉大学及相关单位累积的多类型对地观测数据，开展了涵盖栅格、矢量与专题数据的典型时空分析试验，验证了OGE的地球时空大数据管理与分析能力。

光学遥感影像去云研究进展、挑战与趋势

张新长, 齐霁, 陶超, 傅思扬, 郭明宁, 阮永检

2025, 54(4):  603-620.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230137

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光学遥感影像因蕴含丰富地物信息被广泛应用于各类对地观测任务中，但常常受到云层不同程度污染，导致其数据质量和利用率显著下降。目前，学者们已针对光学遥感影像去云问题开展了大量研究，然而仍缺乏系统性总结与技术原理分析。对此，本文首先基于文献计量分析手段，调查了国内外相关文献发表情况，分别对薄云和厚云去除两大类研究开展系统且全面的梳理；然后，深入分析了不同去云方法所面临的核心问题、依赖的先验假设、解决思路及基本原理，并评估了其优缺点；最后，本文进一步总结和探讨了当前光学遥感云去除工作所面临的共性关键挑战和未来发展趋势。本文不仅能为读者全面了解光学遥感影像去云领域近30年来的研究进展提供关键信息，也为深入把握该领域的发展脉络和趋势提供重要参考。

大语言模型驱动的GIS分析：方法、应用与展望

吴华意, 沈张骁, 侯树洋, 梁健源, 赵安琪, 矫皓月, 桂志鹏, 关雪峰

2025, 54(4):  621-635.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240468

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大语言模型的迅速发展为GIS分析提供了全新路径，并催生了大语言模型驱动的GIS分析技术体系（LLM4GIS）。本文基于截至2024年10月的研究，首先梳理了GIS分析的演进脉络，从应用模式、数据基础和评价方法3个方面总结了LLM4GIS的技术体系，然后归纳了LLM在知识问答、知识抽取、时空推理和分析建模等GIS分析任务中的研究进展，最后针对多模态时空数据协同解析、泛化能力与垂直深度平衡、可解释性与可信度提升、具身智能与端侧智能转型以及GIS分析智能化与普适化5个方面，展望了GIS4LLM的未来研究方向，为实现LLM4GIS与GIS4LLM的双向赋能提供启发。

实景三维中国建设

实景三维中国的总体架构与主体技术

陈军, 田海波, 高崟, 张元杰, 刘万增, 武昊, 张宏伟, 黄蔚, 刘建军

2025, 54(4):  636-649.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240115

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实景三维中国建设是落实数字中国建设战略、推进国土空间治理现代化、加快测绘地理信息转型升级的一项重要举措，既是今后数十年国家和地方基础测绘的重大任务，也是一项涉及因素复杂、技术难度极大的科技工程。本文介绍了实景三维中国建设的基本思路，从4D产品到实景三维、从数据供给到时空赋能、从数字化到数智化；提出了实景三维中国总体技术架构，包括由地理实体、地理场景、地理实景等组成的产品体系，以提供时空连接、时空计算、时空智能服务为目标的服务赋能体系，以数智化生产、实体化管理、知识化服务为重点的数智技术体系；继而讨论了实景三维中国的主体技术，包括实体化建模、立体化重构、真实化描述和知识化服务等；最后从推动实景三维中国与“五位一体”总体布局深度融合的角度，探讨了实景三维赋能数字经济、数字治理、数字生活、数字文化、数字生态文明等5个应用场景。为切实做好实景三维中国建设与应用，今后还应加强战略谋划，推动科技创新，促进跨界融合。

实景三维地理实体建模的思考与实践

刘纪平, 周婷婷, 刘坡, 徐胜华, 王勇, 翟亮, 王琢璐, 祁俊杰, 马梦赫

2025, 54(4):  650-660.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240422

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地理实体建模作为实景三维中国建设的核心任务和关键内容，是对现实世界中的几何空间及其关联的属性、关系进行抽象和数字化并建立实景三维模型的过程。从实景三维中国建设与应用视角对地理实体建模技术和方法进行了深入思考和总结：分二维平面、三维表面、实景三维3个阶段梳理了地理实体建模的发展演进过程；阐述了实景三维地理实体建模的内涵与外延，并回顾了地理实体建模的研究进展，包括地理实体几何建模、属性建模、关系建模和时序建模；以地理实体时序管理、时空关联技术应用为例，介绍了实景三维地理实体建模应用情况；围绕地理实体跨域协同交互融合建模、全空间一体化统一建模、多粒度全景化关联建模、自适应智能化时序建模等方向，对实景三维地理建模技术进行了展望。

国外三维测绘相关技术进展

朱军, 吴鉴霖, 李志林, 郭煜坤, 游继钢, 谢亚坤, 李维炼

2025, 54(4):  661-674.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240186

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三维测绘技术是数字地球时代的核心技术之一，对于建立数字城市、数字地球和数字经济具有重要意义，众多国家也开展了各种三维测绘项目以支持自然资源管理、城市规划、应急响应和可持续发展，同时这些项目也进一步推动了三维测绘技术的发展。本文根据三维测绘的基本定义和内涵，针对全球各国对三维测绘研究及应用，围绕“需求导向”“主要任务”“主题技术”“赋能应用”4个方面展开分析，通过对国外典型三维测绘工程、产品、技术、规范及应用进行总结归纳，探讨了对实景三维中国建设的启示，为国内实景三维建设提供了参考和借鉴。

面向实景三维的点云跨模态对比掩码自编码预训练方法

王庆栋, 王腾飞, 张力

2025, 54(4):  675-687.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240310

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现有单模态预训练模型仍然易受点云无序性和稀疏性的影响，难以满足实景三维建设中多种下游任务需求。为了进一步提升预训练模型性能，本文基于多模态、对比学习和掩码自编码等理论，提出一种利用二维图像模态辅助三维点云模态的跨模态对比掩码自编码学习方法。该方法由模态内自监督分支和2D/3D跨模态自监督分支两部分组成。对于模态内分支，本文提出一种融合掩码自编码和对比学习的自监督学习方法，以学习更全面的特征信息。对于跨模态分支，本文提出了一种基于2D/3D跨模态对比学习方法，将二维图像模态信息融入三维点云模态中，从而提升模型对点云稀疏性和无序性的稳健性。为验证本文方法的有效性，本文在ShapeNet、ModelNet40、ScanObjectNN等数据集上进行了点云重建、分类、少样本分类和分割等多项下游任务的测试。结果表明，本文方法相较于现有方法展现出更好的迁移性。

车载LiDAR点云驱动的高速公路护栏参数化建模及变形段识别

贾鑫, 朱庆, 葛旭明, 马瑞峰, 胡翰

2025, 54(4):  688-701.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240359

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护栏是公路设施的重要组成部分，若其形态发生变形将严重影响其防护功能。已有的护栏形变检测方法主要是从移动测量点云中提取护栏并建模，未对护栏进行更进一步的语义特征挖掘，且在逆向建模中没有真实反映出护栏的形变状况。为此，本文提出以车载激光点云驱动和建筑信息模型引导的高精度护栏参数化建模框架。①从移动激光扫描（MLS）数据中自动化提取和实例化护栏元素；②通过随机抽样一致（RANSAC）方法求解护栏类型的结构参数；③引入B样条曲线护栏参数化，通过Dynamo模块化建模创建真实的护栏模型，并通过曲率法向量约束的轨迹检测机制评估护栏形变里程。该方法提高了护栏构件级模型的精度，为不同护栏类型的养护检查提供安全、高效的解决方案。试验结果表明，该方法在高速公路护栏自动识别中达到98.7%的识别准确率。对选定路段的所有变形护栏进行检测，定位误差小于2.2 m，满足实际检测要求，减轻了因护栏变形带来的交通安全风险。

基于CVT空间变换的大场景多尺度隐式三维重建

卢一鹏, 李雨昊, 王海平, 刘缘, 董震, 杨必胜

2025, 54(4):  702-713.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240280

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近年来，以体渲染为基础的三维隐式表达方法在几何重建和辐射重建中取得了较好的效果，这类方法可以在重建几何结构的同时渲染接近实拍的图像。然而室外场景重建中，拍摄图像数据在空间中的不均匀分布现象，导致其重建的模型效果不佳。为解决上述问题，本文提出利用图像采样点表示图像的空间分布，通过采样点三角剖分和质心Voronoi划分迭代策略，将不均匀分布的采样点以迭代的方式变换为均匀分布，实现隐式表达分配的均匀化，从而确保隐式重建模型的质量。本文将这种对采样点进行空间变换的思想进一步嵌入不同范式的隐式表达框架中，实现室外场景的多尺度隐式重建。在室外真实场景的隐式三维重建试验结果表明，本文提出的基于质心Voronoi划分变换可以保证建筑物隐式重建精度，同时有效提升现有隐式表达多尺度的重建结果。

大地测量学与导航

中国编队海洋测绘卫星数据反演海域重力扰动矢量及性能分析

翟振和, 孙中苗, 马健, 管斌, 黄河, 欧阳明达, 黄令勇, 黄志勇, 潘星辰, 袁仕耿, 刘胜利, 刘森

2025, 54(4):  714-724.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240340

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本文采用国内首个搭载合成孔径雷达高度计的编队跟飞海洋测绘卫星（COATS）及美国SWOT卫星海面高数据开展了重力扰动矢量（垂线偏差和扰动重力）反演研究。采用区域反距离加权迭代方法对COATS卫星的异常数据进行了滤波处理，有效剔除了沿轨异常值。针对双星跟飞模式、宽刈幅模式特点，采用基于多方向海面坡度的估计方法求解格网垂线偏差，并反演得到海域扰动重力。西太平洋区域计算表明，COATS卫星在垂线偏差求解中充分利用了交轨方向上的近实时海面高，跟飞模式下可实现局部1′×1′垂线偏差计算，与EIGEN-6C4模型计算的1′×1′垂线偏差比较，南北、东西分量互差标准差分别为1.7″和2.3″。SWOT卫星作为国际上首颗宽刈幅干涉测高卫星，在垂线偏差求解上其南北分量和东西分量精度保持一致，与EIGEN-6C4模型计算的1′×1′垂线偏差比较，南北、东西分量互差标准差约1.8″，充分体现了宽刈幅各向观测均匀的优势。以SIO 32.1版重力数据作为参考基准，COATS卫星数据计算的5′×5′、SWOT卫星数据计算的1′×1′及联合两个卫星数据联合计算的1′×1′重力异常与参考值比较的标准差分别为6.4、5.2和4.9 mGal。考虑到COATS和SWOT卫星是目前国际上真正实现1′×1′海面高测量的卫星，未来联合两颗卫星的长期积累数据将不断得到更加密集的垂线偏差和扰动重力，进而将进一步提高海域重力场的精细程度。

利用GNSS反射计和SMAP辐射计反演青藏高原土壤湿度和冻融状态

杨文涛, 郭斐, 张小红, 张治宇, 朱逸凡, 李政, 吴子恒

2025, 54(4):  725-735.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240360

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全球导航卫星系统反射测量（GNSS-R）技术已被应用于监测土壤湿度（SM）和冻融（F/T）状态。然而，目前GNSS-R SM反演结果在高海拔地区尚属空白，GNSS-R F/T反演结果也仅有短时间序列。因此，本文利用Cyclone GNSS（CYGNSS）数据建立了青藏高原地区为期5年的GNSS-R SM和F/T记录。与SMAP参考值相比，CYGNSS SM的均方根误差（RMSE）和相关性（R）分别为0.064 cm³/cm³和0.53。CYGNSS F/T的分类准确率为85.5%。独立地面观测站的验证结果显示，CYGNSS SM的RMSE和R分别为0.059 cm³/cm³和0.56，CYGNSS F/T的分类准确率为83.8%，与同期SMAP的SM和F/T分类准确率相当。这项研究将提供高海拔地区长时间序列的GNSS-R SM和F/T记录。值得注意的是，CYGNSS的可用天数明显多于SMAP。CYGNSS SM的可用天数比SMAP SM高47.0%，CYGNSS F/T的可用天数比SMAP F/T高14.7%。此外，本文为CYGNSS和SMAP开发了一个经验融合框架。融合后的CYGNSS和SMAP SM（即CYGNSS-SMAP SM）的平均RMSE为0.056 cm³/cm³，R为0.60。与现有的SMAP SM相比，精度提高了18.8%，可用天数增加了34.7%。融合CYGNSS和SMAP F/T（即CYGNSS-SMAP F/T）的精度为89.8%。与现有的SMAP F/T相比，精度提高了10.0%，可用天数增加了10.2%。融合CYGNSS反射计和SMAP辐射计观测数据可在青藏高原地区提供更高精度和连续性的SM和F/T。本文也证明了星载GNSS-R技术在高海拔地区具有强大的监测能力。

摄影测量学与遥感

非朗伯体材质重建的近景摄影测量几何图像可微渲染方法

胡翰, 郭晓林, 熊浪, 葛旭明, 曾浩炜, 朱庆

2025, 54(4):  736-748.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240257

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瓷器等非朗伯体文物的光学纹理材质是三维模型真实感可视化渲染的关键基础。由于非朗伯体表面对不同视角影像存在高光等色彩差异，既有摄影测量纹理重建方法，仅通过匀色、羽化平滑等方式粗暴地缓解色彩差异；基于隐式空间表达的神经辐射场方法，仅利用多层感知机模糊地拟合空间对不同反射方向色彩，导致真实感不足。为此，本文提出非朗伯体材质重建的近景摄影测量几何图像可微渲染方法，通过手持式立体扫描仪和可控照明条件的近景摄影测量方法，获取影像准确的定向参数、模型几何及其初始彩色纹理，将反照率、粗糙度、法线扰动等材质看作待优化的平面张量，通过光栅化的方式映射至屏幕空间，得到具有坐标、法线、纹理坐标、材质等丰富属性的几何图像；借鉴延迟着色技术，利用几何图像在屏幕空间模拟像素着色器，通过顾及高光的Cook-Torrance微平面模型实现可微渲染和反向回馈优化未知的材质信息。通过典型非朗伯体目标的试验证明，本文方法与真实照片的影像相似度（SSIM）优于0.85，比基于隐空间表示的三维高斯点和多分辨率哈希编码渲染精度分别提升8.7%和7.2%，显著提升了模型的真实感。

耦合数值仿真与时空插值融合的山区桥梁温度场三维建模方法

李维炼, 朱军, 朱庆, 李佳洛

2025, 54(4):  749-759.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240123

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温度场建模对复杂山区桥梁建造和精细化管理具有重要意义，但山区温差变化大，现有基于有限元分析的温度场仿真方法存在结果稀疏、时空分布不均匀的问题，难以准确描述桥梁温度变化情况。因此，本文提出一种耦合数值仿真与时空插值融合的山区桥梁温度场三维建模方法。首先，建立山区桥梁日照辐射温度场数值仿真模型；其次，将温度仿真结果与桥梁体素模型进行一致性配准，并采用时空插值融合对山区桥梁温度场建模；然后，基于光线投射实现山区桥梁温度场体绘制高效可视化；最后，选择了四川省甘孜州内一座大型钢桁梁悬索桥作为试验对象开展案例分析。试验结果表明，本文方法能够有效补全温度场仿真结果，精准刻画其时空分布及变化规律，时空插值融合精度与时间插值和空间插值相比，分别提升了21.11%和7.38%，可视化帧率较体绘制优化前提升了36.4%，能够为后续数字孪生驱动的山区桥梁智能建造与精细化管理提供关键数据支撑，同时对部件级实景三维环境参量的真实化表达具有重要借鉴意义。

高速公路点线特征集成的车载移动测量系统跨模态传感器自检校方法

张岱伟, 葛旭明, 胡翰, 朱庆, 徐博, 王强

2025, 54(4):  760-772.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240165

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车载移动测量系统受到预检校误差、安置误差与相机投影误差的影响，导致获取的点云与全景影像序列数据之间出现不匹配。在高速公路场景中，现有检校方法由于高速公路的带状分布和全景影像的显著景深差异，导致控制点分布不均匀且相关性高，难以充分检校相机外方位元素，尤其是车辆横滚角和行驶方向上的平移分量。为解决这一问题，本文提出一种顾及深度信息的点线特征集成的高速公路场景移动测量系统全景相机自检校方法，该方法通过反距离加权提升平差模型对平移分量的灵敏度，提取公路设施上的点线特征，构建联合平差模型，减小深度差异对特征分布不均的影响，确保模型对各方向误差的高灵敏度。试验表明，本文方法能够准确检校全景相机的外方位元素误差，检校精度优于3像元，且检校模型对各方向的误差都有比较高的响应能力。

博士论文摘要

视觉感知驱动的三维建筑表面模型自动综合与可视化

林浩嘉

2025, 54(4):  773-773.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230512

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低轨卫星GNSS实时精密定轨与模糊度固定方法研究

周星宇

2025, 54(4):  774-774.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230518

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基于GNSS的电离层异常监测和应用效应研究

李伟

2025, 54(4):  775-775.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230525

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视频图像位姿估计与行人三维定位方法研究

牛一如

2025, 54(4):  776-776.  doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230532

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