测绘学报

当期目录

2025年第54卷第6期刊出日期：2025-07-14

上一期

综述

虚拟轨迹：概念特征和研究框架

吴华意, 董广胜, 李锐

2025, 54(6): 967-981. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240409

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人与虚拟空间的时空交互过程形成了虚拟轨迹。虚拟轨迹为研究人与虚拟/物理空间的关系提供了新的视角。公共地图服务平台作为一种应用最为广泛的虚拟空间，其空间基准与物理空间一致，该空间下的虚拟轨迹蕴含了人的兴趣偏好，能够预示物理空间中潜在的空间交互倾向，是当前主流研究对象。然而，虚拟轨迹的概念特征和研究框架尚未确立，阻碍了虚拟轨迹研究的发展。本文定义了该空间下虚拟轨迹的基本概念，分析了虚拟轨迹的多尺度、不确定性特征，从表达建模和分析挖掘角度提出了虚拟轨迹研究框架。表达建模方法包括时序降噪、空间降维、空间分割的时空表达，基于目标点识别与筛选的路径还原，以及结合空间共现和语义匹配的语义还原。分析挖掘体系梳理了领域分类、主题聚类、动态演化等个体模式研究方向，以及时空分布规律、时空分布预测、虚实关联模式等群体模式研究现状。在理论基础、技术体系、空间语义、开源数据、应用场景方面探讨未来的研究方向，本文所构建的虚拟轨迹研究框架也将成为理解人在虚拟空间中空间活动规律的新范式。

大地测量学与导航

基于GNSS钟差参数先验信息的超快速轨道钟差估计方法

王潜心, 胡超, 程彤

2025, 54(6): 982-994. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240451

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多系统超快速卫星轨道与钟差产品正被广泛应用于实时与近实时等快速位置服务中。但受参数处理时效性与数据质量限制，超快速精密定轨模型中未顾及轨道钟差参数相关性影响，且无法充分利用星载原子钟信息。本文提出一种基于GNSS钟差参数先验信息的超快速轨道钟差产品估计方法。首先，固定卫星轨道参数，利用相位时间差分算法，单历元滑动解算GNSS钟差；然后，构建卫星钟差短时预报模型，提取星载原子钟先验信息，模型化卫星钟差参数；最后，约束定轨方程中卫星钟差参数，建立超快速轨道钟差估计增强模型。试验结果表明，轨道钟差联合处理中参数间存在显著相关性，且在固定轨道参数条件下，可实现较传统超快速卫星钟差产品估计精度提升30.9%~50.7%的效果；构建卫星钟差参数先验约束，可提升超快速轨道毫米级精度，且钟差解算精度可至少提升了32.9%；静态PPP结果显示，本文估计的多系统超快速轨道钟差参数分别提升了E、N与U方向定位精度9.9%、16.9%与9.3%。因此，本文提出的轨道钟差解算方法可有效改善多系统超快速轨道钟差产品性能，为高质量快速定位服务提供支撑。

基于风云三号TEC的极区GNSS电离层模型精度评估

沈洋, 李广云, 陈明剑, 李林阳, 施星宇, 蔡巍, 郝卫峰

2025, 54(6): 995-1008. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240202

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针对现有电离层模型在极地地区特别是极区内部缺少GNSS监测站的区域改正精度缺乏详细参考，以风云卫星2021年和2023年在北极和南极的电离层TEC观测值为基准，对GPS Klobuchar、Galileo NeQuickG、北斗三号BDGIM和IGS GIM模型在极区的改正效果进行了评估。分别分析了4种电离层模型在极区整体、不同地方时和不同纬度的改正精度。结果表明，4种电离层模型在北极的改正效果优于南极。太阳活动高年2023年的模型偏差和标准差都明显大于太阳活动低年2021年。Klobuchar、NeQuickG、BDGIM和GIM模型的RMS值分别为11.30、5.74、6.75和4.40 TECu，改正百分比分别为33.34%、58.81%、44.87%和65.32%。GIM和NeQuickG改正百分比随地方时波动较小，BDGIM和Klobuchar改正百分比随地方时变化较大，在12:00—16:00改正百分比达到最大。Klobuchar模型RMS值随纬度变化波动剧烈，基本不适用于高纬度地区电离层改正。NeQuickG、BDGIM和GIM模型RMS值随纬度变化较小，改正百分比普遍随纬度增加而降低。

顾及森林区穿透深度影响的LT-1 InSAR区域网平差

吴可夫, 付海强, 朱建军, 韩启金, 王爱春, 张明霞, 李志伟

2025, 54(6): 1009-1020. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240426

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首个L波段干涉SAR星座陆探1号(LT-1)因其强穿透力在林下地形测绘领域具有独特优势。联合高程控制点(星载LiDAR)和连接点进行区域网平差以校准系统误差，是LT-1开展大范围林下地形制图的基础。然而，为规避森林散射引发InSAR测高偏离LiDAR这一问题，现有区域网平差方法仅选取裸地点，易引发系统误差的病态观测。鉴于此，本文利用刻画森林散射过程的SINC模型补偿InSAR测高偏差，建立顾及穿透深度影响的区域网平差模型。为验证本文方法的有效性，选取森林覆盖度为85%和50%的两个试验区进行了测试。结果表明，本文估计的LT-1 DEM相对传统方法提升了22.1%和12.5%的测高精度，高程精度和林区穿透率与COP-DEM、SRTM、AW3D相比均处于最高水平。同时，基于SINC模型估计的LT-1林下地形相对LT-1 DEM提升了40.6%和25.5%的测高精度，RMSE分别为3.15 m和2.80 m。

基于BP神经网络模型的光纤陀螺全站仪温度补偿算法

邹晨曦, 石震, 刘迪, 杨子毅

2025, 54(6): 1021-1030. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240467

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光纤陀螺全站仪可以通过感应地球自转测定地理北方向。但在实际应用中发现温度变化是影响光纤陀螺寻北精度与稳定性的重要因素。在对光纤陀螺输出数据与温度进行相关性分析的基础上，设计了一种应用于光纤陀螺寻北的BP神经网络建模温度补偿方法。设计了温度补偿试验对模型的可行性和有效性进行验证，相较于常用多项式模型，该模型补偿后陀螺输出的零偏稳定性有一定程度的提高；并在某煤矿寻北定向测量中进行了应用，与导线测量结果对比分析，取得了一定的定向效果，可为类似工作提供参考。

海洋测绘

中国近海SWOT_02重力场模型精度与空间分辨率评估

陈晓东, 杨萌, 袁园, 冯伟, 黄金维, 钟敏

2025, 54(6): 1031-1041. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240487

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地表水和海洋地形（SWOT）测高卫星具有宽刈幅测量模式，有望克服传统测高卫星（星下点模式）观测海面高的局限性，进一步提升海洋重力异常解算的精度和空间分辨率。本文基于中山大学、阳明交通大学、日本海洋研究开发机构（JAMSTEC）及美国国家环境信息中心（NCEI）提供的船载重力测量数据，系统评估了SWOT_02、DTU21、V32.1、NSOAS24及SDUST22全球重力异常模型在中国近海等区域的精度与功率谱特征。重点分析了SWOT卫星观测数据融合V32.1模型解算出SWOT_02海洋重力异常模型的性能。结果表明，在开阔海域，SWOT_02模型的表现优于其他模型。一方面，SWOT_02模型与JAMSTEC船载重力异常偏差的均方根误差（RMS）小于4 mGal，相比V32.1模型提升了约1.3 mGal，相对精度提升约25%；另一方面，与船载重力异常的空间插值结果在各波段的相干性均达到最佳，并在7 km以下短波段的功率谱密度优于DTU21、V32.1和NSOAS24模型。此外，SWOT_02模型与“中山大学”号和“中山大学极地”号船载重力在7~60 km波长范围内的相干性，与海底地形格网在小于20 km波长范围的相干性，均显著优于其他模型。然而，在近岸沿海及浅海部分海域，SWOT_02模型精度仍不及DTU21、SDUST22等模型，可能是SWOT_02模型迄今所用观测数据质量限制、基础版本V32.1模型精度较低以及在近海海域数据处理方法未做较大改进等原因导致。因此，沿岸环境复杂性使SWOT卫星数据处理仍面临挑战，提升沿海区域海洋重力异常模型精度是未来重要的研究方向。

面向无现场控制的机载测深LiDAR安置角误差检校

宿殿鹏, 王斌, 买小争, 孟煌, 亓超, 阳凡林

2025, 54(6): 1042-1053. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240185

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机载LiDAR测深（ALB）系统可高效获取水上水下一体化地形数据，特别适合于浅水海岛礁等复杂地形的快速探测。然而，机载LiDAR测深过程中，由于激光测深雷达与惯性测量单元（IMU）之间产生的多传感器安置角误差，直接影响测深精度。针对海岸带等区域现场无检校控制点、测深雷达点云稀疏导致同名特征确定困难等问题，本文提出一种面向无现场控制的机载测深LiDAR安置角误差检校算法。首先，通过构建顾及同名角点距离差的光学零位误差检校模型，进行ALB系统内部码盘器件光学零位误差检校，为安置角检校奠定基础。然后，利用构建基于平面特征约束的安置角误差检校模型，结合随机采样一致性（random sample consensus，RANSAC）和最小二乘平差法，以单航带分层两平面距离最小为约束，进行俯仰角误差的检校；以双向航带两平面法向量夹角最小为约束，进行横滚角误差的检校；以双向航带特征房屋尖顶中心距离最小为约束，进行航向角误差的检校。为验证算法有效性，利用ALB系统Mapper 20KU试验数据进行精度评估。试验结果表明：陆地点精度的均方根误差（root mean square error，RMSE）为8.1 cm（与RTK测量陆地点对比），海底点测深精度（RMSE）为13.4 cm（与船载单波束测深点对比），满足《海洋工程地形测量规范》要求。本文算法能够有效减小ALB系统安置角误差，不仅可为机载LiDAR测深数据精细化处理提供技术支撑，还能够为海岸带等区域水下地形测量提供高精度数据，有利于促进海洋科学、海洋测绘等领域的相关研究和应用发展。

摄影测量学与遥感

视觉感知导向的实景三维建筑场景LOD自适应可视化

林浩嘉, 郭仁忠, 贺彪, 蒯希, 马丁, 李程鹏

2025, 54(6): 1054-1070. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240347

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三维模型多分辨率表征（LOD）是三维场景可视化的重要技术。然而，对于具有真实程度高、尺度跨度大、数据规模大等特点的实景三维建筑场景可视化，仍存在可视化质量度量不准确、层次切换不连续、渲染效率不稳定等问题，难以在视点变换过程中保持视觉舒适性。本文提出了视觉感知导向的三维建筑场景LOD自适应可视化方法。首先，综合考虑三维渲染与视觉感知的过程与机理，对LOD可视化的视觉感知过程与特性进行归纳总结；然后，基于“三维空间-屏幕空间-视觉感知”的变换过程，对LOD可视化中简化模型误差的视觉感知进行量化表征，提出了基于视觉感知的LOD可视化质量度量方法；最后，将LOD可视化质量度量运用至LOD调度，综合考虑视觉关注和视点运动对可视化质量度量的影响，建立LOD层次选择准则，结合多线程调度技术，提出了顾及视觉感知特性的LOD自适应调度方法。试验结果表明，本文方法可以保持LOD切换过程的视觉舒适性，在可视化质量与效率之间保持动态平衡，实现了符合人眼视觉感知的三维建筑场景LOD自适应调度与渲染。

一种利用目标变化估计相机姿态的马氏模型

刘佳音, 李佳田, 陈国坤, 阿晓荟, 韦晶晶, 胡浩

2025, 54(6): 1071-1081. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230077

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与相机姿态的物-像方特征点联合求解不同，本文提出一种利用目标变化估计相机姿态的马氏模型。该模型将姿态视为随物方观测目标变化的随机变量，描述并建立两者间的映射关系，具体内容为：①利用最小二乘法得到马氏回归模型，以求解状态转移矩阵；②依据初始相机位姿信息确定姿态转移矩阵，构建关于姿态参数的马氏关系式；③为克服单步偏差，嵌入多时序姿态转移矩阵调整模型结构，形成具备强稳健性的马氏姿态模型。试验结果表明：观测目标在平移、旋转及复合变化下，马氏模型均具有较好的表现，能够实现相机姿态的有效估计。

顾及地形特征的大规模机载LiDAR点云高效滤波方法

徐联中, 陈传法, 陈东兴, 王兴杰, 杨子明, 杨淑凡, 洪壮壮, 郝劲达

2025, 54(6): 1082-1093. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240484

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针对现有滤波方法在复杂场景区大规模点云数据滤波精度低、计算效率慢，以及地形自适应差等难题，本文提出了一种顾及地形特征的大规模机载LiDAR点云高效滤波方法。首先，采用半径滤波和高程直方图法对原始点云预处理以剔除异常值；其次，借助滑动网格技术与M估计样本一致性算法相结合的策略，高效提取大量均匀分布的精确地面种子点；然后，根据地面点构建地面参考面网格，并采用基于网格的全局加权有限差分薄板样条方法快速生成地面参考面；最后，设计一种顾及地形特征的自适应高程阈值，捕捉各种类型地面点，进而完成点云滤波。为验证本文方法的有效性，采用大规模地面滤波数据集OpenGF进行试验分析。结果表明，本文方法平均总误差和Kappa系数分别为2.45%、94.54%，整体性能优于10种代表性滤波方法；同时，本文滤波方法计算效率也具有显著优势。

MAFNet：基于多尺度空洞融合网络的遥感影像建筑物提取方法

董子博, 王竞雪, 卜丽静, 房琳, 许峥辉

2025, 54(6): 1094-1106. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240439

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遥感影像建筑物提取对灾害管理、城市规划及变化监测等领域具有重要意义。由于城市建筑物大小不一，一张遥感影像中存在多种不同尺寸大小的建筑物，使得影像中建筑物提取精度不足。为提升影像中不同尺寸大小建筑物的提取精度，本文提出一种利用多尺度空洞融合网络的遥感影像建筑物提取方法。以U-Net网络为基础，首先，在编码器和解码器部分融合残差结构，使其在训练过程中更好地传播梯度；然后，在编码-解码器的桥接部分提出一个多尺度空洞融合模块，该模块利用多种空洞卷积捕捉全局上下文特征，并进一步通过通道和空间注意力机制来增强特征表达，有效提升了影像中不同尺寸建筑物的提取精度；最后，通过设计一个混合损失函数提升整体的边界提取效果。基于WHU building和Massachusetts building数据集进行试验，并将本文方法与当前主流的语义分割网络进行对比。试验结果表明，本文方法可以显著地提升影像建筑物提取精度，能够适应各种尺寸大小的建筑物提取，对于建筑物边界的提取更加完整和平滑。

地图学与地理信息

顾及几何位置和移动特征相似性的船舶轨迹聚类方法

安晓亚, 郭伟茹, 张鹏鑫, 李欣欣, 石磊

2025, 54(6): 1107-1121. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240384

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随着船舶自动识别系统（AIS）在海事管理中的广泛应用，大量船舶轨迹数据被记录。通过聚类分析这些数据，可以有效挖掘船舶的典型航行路线及水域分布信息，为航运安全提供数据支持。然而，现有聚类方法多侧重船舶轨迹的空间形态特征，虽有部分研究涉及船舶移动特征，但对其深层次信息的挖掘仍显不足。本文提出了一种综合考虑几何位置和移动特征相似性的船舶轨迹聚类方法。首先，训练基于一维卷积神经网络U-net的轨迹分类模型，将模型在预测船舶类型前的特征向量作为表征轨迹运动模式的深层次特征。接着，采用欧氏距离度量深层次特征之间的相似性，以量化船舶轨迹在移动特征上的相似性。同时，使用Hausdorff距离来度量不同船舶轨迹之间的几何位置相似性。随后，计算几何位置和移动特征相似性的融合距离，并基于此距离采用自适应的DBSCAN算法进行聚类分析。试验结果表明，本文所提聚类方法在复杂船舶轨迹应用场景下表现出较基线模型更优的聚类效果，且能够有效地将几何形态相似但运动模式不同的轨迹分为不同簇，获得更为细粒度的聚类结果。

从要素到场景：场景构造的基本概念、框架与应用

张琛, 贺彪, 王伟玺, 马丁, 蒯希, 郭仁忠

2025, 54(6): 1122-1138. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240237

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数字孪生技术加速了互联网中三维数据的产生与积累，其中一个显著变化是三维建模更加追求身临其境的沉浸感。然而，城市场景建模颇具挑战性：从建筑道路到花草树木，数字孪生要求全要素虚实映射，各类物理实体在孪生空间中都需有对应的数字虚体，不同的场景类型和多样的要素对象为建模流程带来了诸多问题。本文提出场景构造方法，旨为满足城市场景建模在真实感、可控性和数据量3个方面的需求。首先，回顾了数字孪生和实景三维的相关概念，引申出场景构造方法的构成。然后，基于还原论哲学思想阐释了场景构造的方法理念，建立了“解构-表征-重组”三步法的构造式建模框架，以城市中道路、地板、草地为建模对象开展应用案例分析，论证场景构造方法的可行性与有效性。最后，从地图制图视角思考场景构造方法的理论研究意义，梳理了后续研究拟解决的关键问题。

基于高斯混合回归与改进A^*算法的时间最优路径规划方法

张瑞鑫, 徐青, 吕峥, 张过, 初霞, 程祥

2025, 54(6): 1139-1151. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20240478

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路径规划在紧急救援、应急抢险等方面发挥着重要作用。在上述场景中，车辆往往能够通过越野与道路相结合的方式获取更快的通行路线。因此，本文提出了一种基于高斯混合回归与改进A^*算法的时间最优路径规划方法。首先，综合考虑包括道路在内的多种因素对车辆通行的影响，以A^*算法为基础结合车辆速度系数构建时间最优的通行成本模型。然后，利用高斯混合模型收集拟定救援路线的轨迹信息，结合高斯混合回归，约束A^*算法搜索半径以提高算法搜索效率。最后，利用河南省登封市数据进行试验验证。结果表明，相较于二维A^*、三维A^*、二维时间最优A^*及无约束的改进时间最优A^*4种算法，本文算法的路径通过时长减少了2.02%~32.31%，代码运行时长减少了38.76%~83.6%，节点遍历个数减少了38.69%~79.77%。相比于高德地图的推荐路径，本文算法规划的路径距离缩短了6.86%~9.53%，通过时间减少了8.41%~17.22%。

博士论文摘要

面向固体地球宏观运动现象的月基SAR系统仿真与形变相位模拟

李德伟

2025, 54(6): 1152-1152. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230569

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基于高光谱数据的古书画污渍虚拟修复方法研究

周平平

2025, 54(6): 1153-1153. doi:10.11947/j.AGCS.2025.20230576

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