摘要 |《测绘科学技术学报》2021年第3期摘要推荐

《测绘科学技术学报》简介

《测绘科学技术学报》创刊于1984年，双月刊，是由信息工程大学主管、主办的测绘专业学术刊物，测绘学类中文核心期刊、中国科技核心期刊。本刊主要刊登测绘学科及其相关学科的学术论文，论文均有国家、军队和地方的课题支持，代表着军事测绘学科教学科研水平和发展方向。《测绘科学技术学报》已成为测绘学科领域进行学术讨论的主要平台之一，它的学术性和实用性被国内测绘界用作阐述测绘学术问题、解决测绘专业技术问题、编订作业方案、专业理论培训和高科技知识学习的重要工具和教材；同时在全国测绘学术界也有着重要影响，拥有广泛的用户和读者。

《测绘科学技术学报》征稿简则

《测绘科学技术学报》是由信息工程大学主办的测绘专业学术刊物，双月刊，公开发行， 测绘学类中文核心期刊、中国科技核心期刊。本刊为《中国学术期刊综合评价数据库》来源期刊；中国学术期刊（光盘版）全文收录期刊；“中国期刊网”全文上网期刊；中国科技期刊群“万方数据”上网期刊；重庆维普数据库收录期刊。本刊主要刊登测绘学科及其相关学科的下列学术论文：有创见性的理论研究和有实用价值的应用研究方面的学术论文；重大科研攻关项目和重大工程项目的成果介绍性论文；有关测绘学科研究进展及其发展方向的综合评述论文。

1)    文章内容应论点明确，层次清楚，结构严谨，术语准确，语句精炼，数据可靠，图表清晰，色彩饱满。内容不涉及国家和军队的政治、经济及技术秘密。投稿同时附单位保密审查单。

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《测绘科学技术学报》2021年第3期摘要推荐

01

鱼眼星图中的水天线自动提取算法

【作者】陈张雷；李崇辉；郑勇；陈冰；何东汉

【摘要】 鱼眼星图中水天线的检测是实现小型化舰载天文导航系统和海面目标侦测系统的关键技术,然而夜间拍摄的鱼眼星图背景复杂,整体灰度值较低,使用传统的边缘检测算法无法准确提取水天线｡本文提出了一种鱼眼星图水天线自动提取算法,分为预处理和水天线自动提取两部分｡预处理策略中,针对背景复杂问题,设计了四边框分块法,简化图像中水天线所在区域的背景；针对噪声问题,引入了修正的阿尔法均值滤波器对分块之后的图像进行平滑处理｡水天线自动提取中,针对水天线为单向弧段的特点,设计了特定的线状模板进行卷积以获得连续的水天线；针对水天线上舰船灯光等小目标的干扰,采用设定阈值的方式剔除异常特征点以获得准确的水天线｡在此基础上,拟合估计出实测鱼眼星图中的水天线检测精度｡基于多种复杂实验条件下的拟合结果表明,水天线的检测中误差平均值为0.77像素,能够满足舰船天文导航和海面目标侦测对水天线提取的精度需求｡

【关键词】鱼眼星图；水天线；图像分块；修正的阿尔法均值滤波器；边缘提取

02

两种预报轨道的BDS实时钟差估计与分析

【作者】 顾晨钟,李建文,李林阳,李宗明,潘林

【摘要】基于iGMAS与武汉大学提供超快速轨道产品,以Geoscience Australia机构开源的GNSS处理软件ACS为平台,进行了BDS实时钟差估计实验,并对生成的产品进行了分析｡实验结果表明,使用全球具有实时数据流的监测站,在以武汉大学最终钟差产品为参考钟差进行评估的情况下,基于武汉大学小时轨道估计的BDS实时钟差精度为0.25ns/0.67ns(MEO/IGSO),而使用iGMAS超快速产品估计的钟差的精度为0.37ns/2.51ns(MEO/IGSO),MEO卫星优于IGSO卫星,BDS-2与BDS-3均无明显分群差异｡两类实时钟差产品的差异主要来自于轨道切换时产生的跳变｡

【关键词】 ACS软件；北斗三号；实时；钟差估计；全球导航卫星系统

03

融合SISRE的卫星高度角定权模型及PPP应用性能分析

【作者】刘亚；何文涛；张洁

【摘要】在GNSS高精度定位中,观测量定权方式的选择影响着定位的性能｡特别是对于实时精密单点定位,由于各个卫星实时轨道及钟差改正数的精度不同,PPP的定位解算性能会受到不同的影响｡据此采用融合SISRE的方式将不同卫星轨道及钟差精度信息加入到卫星高度角定权模型中,通过对56个测站单天观测数据进行仿实时PPP实验可以发现,融合SISRE的定权模型在平均情况下可以减少收敛时间约0.91%,个别测站的收敛时间可以减小5min以上,且可获得静态cm级甚至是mm级定位精度｡

【关键词】高度角；空间信号测距误差；实时；精密单点定位；定权模型；SSR改正数

04

基于GDOP贡献值递推的自动天文选星算法

【作者】 周玟龙；詹银虎；张鹤；张志峰

【摘要】 传统天文测量依赖人工选星,自动化程度不高,难以快速选出具有最优几何分布的恒星观测组合,因而存在测量效率低、定位精度易受作业员影响等突出问题｡为此,提出一种基于GDOP贡献值递推的自动天文选星算法｡首先,构建GDOP贡献值的数学模型,确定递推选星策略,实现自动化选星；其次,利用GDOP值定量评估恒星观测组合的几何分布特性,经可测性分析后编制出具有最优几何分布的观测星表｡相比于人工选星,恒星观测组合的GDOP值减小0.025,优化了恒星观测组合的几何分布；每个观测时段测量耗时由29min减少到12min,测量效率提高58.6%｡所设计的算法性能良好,且可实现自动化,具有较好的应用前景｡

【关键词】天文定位；自动化；人工选星；GDOP贡献值；精度分析

05

确定区域大地水准面的K-means-RBF神经网络方法

【作者】黄子炎；王庆宾；冯进凯；谭勖立；范雕；黄炎

【摘要】确定区域大地水准面的几何水准方法在拟合大地水面时未顾及重力场信息,仅是一种单纯的数学拟合,忽略了重力场数据自身的物理性和不同数据间的相关性｡近年来,深度学习方法得到广泛重视与研究,本文提出了一种有监督学习的RBF神经网络精化大地水准面的方法,使用包含重力异常和大地水准面高的重力场数据进行神经网络训练,并采用K-means聚类算法为RBF神经网络的径向基函数进行初始化,提高神经网络的收敛速度和精度｡实验结果表明,该方法确定的平原、丘陵和山地复杂实验区域大地水准面高标准差分别为0.044、0.159和1.075cm,优于使用几何水准直接拟合大地水准面高的精度,且在重力异常中加入蒙特卡罗随机噪声模拟的观测误差后,三类实验区域标准差总体仍在cm级,误差增幅不显著,表明该方法在确定大地水准面时,能够抑制观测误差的影响｡

【关键词】大地水准面；重力异常；深度学习；K-means聚类；RBF神经网络

06

一种改进的计算中央区扰动引力梯度对角线分量方法

【作者】 吕明昊；赵东明；范雕；刘长青；谢心和；付林威

【摘要】 针对利用Stokes公式计算邻近地面点扰动引力梯度时,径向分量的计算出现奇异性,积分中央区对水平分量的忽略导致扰动引力梯度对角线三分量之和不满足拉普拉斯方程的现象,引入了双二次多项式插值和变量替换技术,推导了扰动引力梯度对角线三分量在中央区的改进计算方法｡分别利用仿真数据和真实数据开展了计算验证工作,并将计算结果与泰勒级数展开方法比较｡实验表明本文中的改进计算方法可有效解决以上两个问题,结果合理可靠,相比泰勒级数展开法,推导过程更严密,适用性更广｡

【关键词】扰动引力梯度；奇异性；拉普拉斯方程；双二次多项式插值；变量替换

07

可见光通信平板光源高精度视觉室内定位方法

【作者】孙森震；李广云；王力；冯其强

【摘要】基于可见光通信与矩形平板LED光源,提出一种室内视觉高精度定位方法,为室内移动机器人提供一种精度高、速度快、成本低的室内定位系统方案｡该方法首先利用可见光通信技术获取LED光源的坐标信息,利用单个视觉传感器对矩形LED光源进行成像测量,同时使用IMU传感器记录成像测量的倾斜姿态角辅助单像空间后方交会解算；然后设计并仿真分析了4种单像空间后方交会算法在高精度倾斜姿态角辅助下定位误差随角点提取误差的变化情况,并研制了定位模块进行验证｡测试结果表明,当采用800像素×600像素分辨率的图像和0.58m×0.26m的矩形平板LED光源时,定位模块可在2m×2m×2.5m室内环境中实现厘米级移动定位,并且定位频率大于30Hz；在IMU姿态辅助下,定位模块可以实现优于5cm的定位精度和优于1°的定向纠正；该方法还能为室内移动机器人提供提供厘米级定位导航服务。

【关键词】可见光通信；视觉测量；空间后方交会；姿态辅助；室内定位

08

旋转多基线对工业摄影测量精度的影响

【作者】宋志印；黄高爽；黄桂平；豆世豪；刘然

【摘要】在工业摄影测量中影响测量精度的要素较多,为了提高摄影测量精度,在控制网型、被测物体、摄影距离等其它条件相同的情况下,采用不同的工业摄影测量相机,研究每个摄站不同旋转基线次数对精度的影响｡通过对比不同旋转基线个数工况下的测量重复性,得出16个相机旋转基线比传统的2个相机旋转基线的测量重复性精度有明显提高；且随着相机旋转基线个数的增加,测量精度也会逐步提高｡

【关键词】工业摄影测量；旋转多基线；测量精度；网型结构；测量重复性

09

光流网络的无人机视频运动目标检测方法

【作者】谭熊；孙一帆；张晋；宋治杭；王晶磊

【摘要】针对传统光流技术的无人机视频运动目标检测方法计算效率低等问题,提出一种基于改进光流网络的无人机视频运动目标检测方法｡首先利用卷积神经网络分别提取视频序列影像中目标的运动特征,并利用所提取特征进行光流计算；其次通过堆叠网络结构增加网络深度、引入小位移子网络等方法提高光流计算的精度和效率；最后通过光流阈值分割实现运动目标的检测｡采用4组不同飞行模式下的无人机视频数据进行实验,实验结果表明,无论是在悬停模式还是在航行模式下,所提方法均能实现单目标、多目标和遮挡目标的检测,检测效果更好、计算效率更高(计算时间≤35ms),基本能满足无人机视频运动目标实时处理的需求｡

【关键词】光流；卷积神经网络；小位移；无人机视频；运动目标检测

10

一种改进YOLOv4的遥感影像典型目标检测算法

【作者】余培东；王鑫；江刚武；刘建辉；徐佰祺

【摘要】如何使传统神经网络算法对遥感影像典型目标检测表现出良好的适应性是当前遥感领域的一项难点｡在深入解析最新YOLOv4网络结构及算法核心思想前提下,首先通过增加104×104的特征层尺度并嵌入SE模块进行网络结构改进；继而根据待检测目标尺度特点调整锚点框,提高YOLOv4算法对遥感影像典型目标检测性能；最后设计对照实验进行验证｡实验结果表明:YOLOv4算法相比较RFB-Net和Reti-naNet有明显的性能优势；所提出的YOLOv4改进算法对遥感影像中飞机和油罐两类典型目标的召回率和平均准确率得到显著提升,证明了改进算法的有效性｡

【关键词】YOLOv4算法；遥感影像；目标检测；特征尺度优化；SE模块

11

GEE遥感云平台支撑下的河南省土地利用变化检测

【作者】戴晓琴；沈瑞淇；王俊；汪军阳；周俊利

【摘要】针对长时序大尺度的土地利用类型精细化分类存在的挑战,基于Google Earth En-gine遥感大数据云平台,利用具有较好时空一致性的Landsat7、Landsat8数据,采用随机森林模型和众数滤波优化算法研究了过去20年间河南省土地利用分类空间变化特征及趋势｡研究结果表明:1)基于GEE遥感云平台提供的丰富数据和强大的计算能力,能较高效率地实现省域尺度长时序多时相的遥感影像土地利用变化检测,分类精度可达85%以上,标准差控制在3%以内；2)河南省000—2020年间土地利用类型的空间结构发生深刻的变化,建设用地由相对孤立的单元逐渐演化为联系密切的一体是最主要特征；3)结合众数滤波算法的随机森林分类模型能够较好地优化分类结果,产生效果更好、层次感更鲜明的分类结果｡

【关键词】土地利用；土地分类；变化检测；Google Earth Engine(GEE)平台；河南省

12

VIIRS高分辨率地表反射率关系库支持下的气溶胶光学厚度反演

【作者】王联霞；张衡；徐青

【摘要】通过遥感技术反演气溶胶光学厚度AOD对于全面、动态监测大气污染时空变化具有重要意义｡可见光红外成像辐射仪VIIRS作为MODIS的后继传感器,可在全球范围内实现对气溶胶的连续时空监测｡针对复杂的地表类型,通过构建基于像素的动态地表反射率关系库,能实现陆地AOD高分辨率反演｡利用全球气溶胶自动观测网站AERONET地基站点观测结果对反演结果对比验证,发现二者具有显著的相关性,相关系数达到0.849,RMSE为0.184,优于官方产品的0.197；通过与2018-04-20真彩图比对,反演结果较官方产品更符合实际气溶胶分布趋势｡该算法在陆地AOD反演上具有良好的性能,为进一步研究利用Suomi-NPPVIIRS数据反演大气颗粒物质量浓度提供了重要数据源｡

【关键词】气溶胶光学厚度；遥感；可见光红外成像辐射仪；反演算法；地表反射率关系库

13

面向全空间信息系统的传感设备实时数据管理架构

【作者】张毅；华一新；刘小春；李翔

【摘要】传感设备实时数据已经逐步成为GIS对现实世界动态特征表达与时空大数据分析的主要数据来源之一｡将传感设备与全空间信息系统结合,提出一种面向全空间信息系统的传感设备动态接入与感测数据流式管理架构｡基于多粒度时空对象描述框架对传感设备进行动态时空建模,实现传感设备的动态接入与时空对象化一体管理；设计可伸缩的实时数据管理系统体系；引入任务驱动的感测数据流式处理机制；通过实验验证数据管理架构的技术可行性｡

【关键词】全空间信息系统；传感设备；建模；实时数据；数据架构

14

一种基于改进TDD模型的空间场景相似性度量方法

【作者】 王云阁；郭黎；李豪；刘贺

【摘要】 针对计算空间场景相似性的TDD(Topology-Direction-Distance)模型的局限,提出一种基于改进的TDD模型来度量实体数目相同的场景相似度的算法｡该算法以TDD模型的思想为核心,首先利用维度扩展的9交模型、详细方向关系矩阵模型和距离定量描述方法分别提取空间场景中的实体间拓扑、方向和距离特征,建立空间场景特征矩阵,实现对空间场景的表达；然后结合拓扑、方向关系的概念邻域方法和欧式距离,构建针对矢量面数据空间场景相似性度量模型；利用场景相似性度量模型进行空间场景相似性匹配；最后以深圳市福田区矢量面数据为例进行实验｡实验结果表明该方法能有效度量空间场景的相似度｡

【关键词】空间场景；相似性；改进的TDD模型；空间场景特征矩阵；概念邻域

15

可预测动态时空环境的最短时间路径规划

【作者】吴传均；管凌霄；夏青；陈刚；董远

【摘要】最短时间路径规划是一种典型的最小代价路径规划,也是GIS领域中非常重要的一项研究｡传统算法较少研究包括气象、光照、电磁等随时间连续变化环境下的全局规划问题｡针对这个问题,建立动态时空环境影响模型,对动态环境在时间和空间上的变化进行统一栅格化表达,并以此为基础进行全局最优的最小代价路径规划｡实验证明,在环境预测准确的情况下,该算法规划结果能够体现动态环境变化带来的影响,其规划路线的真实时间消耗总是小于或等于传统静态规划算法,且计算量与传统算法相当｡

【关键词】最小代价路径规划；动态环境；时空模型；地理信息系统；越野路径规划

16

利用改进城市遥感生态指数的苏州市生态分析

【作者】杨羽佳；张怡；匡天琪；杨朝辉

【摘要】城市的迅速发展伴随着生态环境的变化，快速掌握生态环境质量以及变化分布已成为近年来的重要研究热点。选取苏州范围内多时相Landsat影像，利用遥感生态指数(RSEI)提取绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)、干度(NDBSI)等4项指标，并通过融入人类活动强度指标IPOI构建改进城市遥感生态指数(IRSEI)。结合AHP层次分析法，对各指标进行权重定量，计算生成苏州市生态指数图。随机选取77个样本点，用景观开发强度指数(LDI)对IRSEI进行实用性验证。结果表明，2002—2017年的15年间，苏州生态得到大幅改善，RSEI平均值从0.33上升至0.68，涨幅达到106.06%。生态指数为“一般”和“良”的地区总面积占比由9.12%上升到95.51%。IRSEI值与缓冲区半径为500、1000、2000、3000m的LDI综合指数相关系数分别为-0.906、-0.885、-0.827、-0.764(P<0.01)，有显著并且稳定的负相关性。证明IRSEI在城市生态评测中具有很强的实用性，能综合人类活动对生态的影响，更好地识别出城市中心斑块。

【关键词】遥感生态指数；层次分析法；景观开发强度指数；苏州市；POI数据

初审：段鹏丽

复审：宋启凡
终审：金   君