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北斗卫星导航系统(BDS)星载原子钟由于受到空间环境的影响和各种不确定因素的干扰,导致获取的卫星钟差数据中经常会出现异常扰动,从而降低了卫星钟性能分析的可靠性、破坏了钟差建模和预报的有效性、影响导航定位结果的精准度,需要对BDS卫星钟差数据中存在的异常值进行探测和处理。基于求和自回归移动平均模型建立BDS卫星钟差异常值探测的方差膨胀模型;运用似然比方法对BDS卫星钟差时间序列中的异常值进行探测;推导了Score检验统计量,运用最小二乘法对异常扰动的大小进行估计。试验结果表明,似然比方法能够准确探测BDS卫星钟差数据中异常值的位置,精确估计异常扰动的大小。
利用平差模型间合理的先验信息能够显著提高解的稳定性和精度。本文基于病态模型引入等式约束条件,并采用截断奇异值法重构了系数阵以削弱其病态性;建立了修正等式约束模型,导出了病态模型的约束截断奇异值解及其偏差、方差以及均方误差公式;分析了截掉奇异值所引起解的偏差引入量与方差下降量的关系,得到了确定截断参数的条件。数值算例和病态测边网算例分析结果表明,最小二乘解严重偏离真值,500次模拟实验的平均RMSE为6.693 5,正则化解和截断奇异值解精度较最小二乘解有所提高,平均RMSE分别为0.365 8和0.365 2;本文提出的约束截断奇异值解的精度最高,与约束正则化解精度相当,其平均RMSE仅为0.057 3。
高精度GNSS定位是海上勘探作业质量保障的核心技术之一。随着海洋石油勘探作业逐步走向深海领域,传统的岸基差分定位,由于需要依靠岸台基准站向船上发送差分信号,已无法满足远海定位的需求。本文通过对中海油田服务股份有限公司自主研发的"海星"船体以及浮标定位系统进行研究,提出了一种基于实时精密单点定位RT-PPP技术的坐标解算方法;并进行了陆地静态试验及海上拖缆地震勘探作业动态试生产实验。实验结果表明,系统的定位精度均优于1 m,系统的定位精度及可靠性能够满足海上拖缆地震勘探作业需要。
针对RANSAC算法应用于空间直线数据处理时具有较强的稳健性,但需要已知内点阈值且计算模型未能充分应用观测数据等问题,基于RANSAC算法提出了空间直线的自适应阈值稳健拟合方法;结合空间直线拟合的PEIV模型,优化了自适应阈值稳健拟合方法。仿真和工程实例数据表明,自适应阈值稳健拟合方法及优化算法可自动获取内点阈值;获得的空间直线几何参数估计具有最优统计特性,抗差性好,可靠性和实用性较强;对其他空间几何形体的稳健拟合处理具有参考意义。
针对传统双目式机器人手眼标定方法中未知量多、计算复杂的特点,研究并提出了一种基于罗德里格矩阵和整体最小二乘相融合的改进算法。其中罗德里格矩阵实现了对未知量的降维;整体最小二乘顾及了系数矩阵的误差。通过大量数据分析表明,改进后的手眼标定算法较传统方法在稳定性和精度上均有大幅提高,满足了机器人视觉系统在工业检测和制造领域中的高精度需求。
在比较不同Hatch滤波定权方法的基础上,提出了一种基于改正数、验后单位权中误差和卫星高度角适应权因子的Hatch滤波改进算法,该算法精度较高、具有一定的抗差性,能够解决基于高度角的Hatch滤波在高高度角卫星发生周跳时滤波不平滑的问题。实验结果表明,改进的Hatch滤波平滑算法的精度优于传统的Hatch滤波和基于高度角的Hatch滤波,有良好的伪距修复效果。当存在伪距偏差时,改进的Hatch滤波能够提高滑动开窗RAIM的可用性。
提出一种使用非差非组合精密单点定位(PPP)估计和分析接收机DCB短时时变特征的方法。首先利用非差非组合PPP得到包含接收机DCB的重构电离层参数估值;然后通过IGS电离层GIMs格网模型内插剥离各历元站星斜向电离层距离延迟;最后通过最小二乘约束得到各历元接收机DCB解。由于格网本身精度(2～8 TECU)和插值精度限制,解算出来的接收机DCB并不能真实反映其短期时变特征。为此,提出利用站间单差或者历元间差分的方法还原其真实的变化态势。实验结果表明,所提出的方法能够正确估计接收机DCB,并能真实还原其短期时变特征,具有良好的适用性。
苏州市湿地众多、类型多样化、周围环境复杂,使用传统的遥感分类方法很难得到精度较高的湿地分类结果。研究了面向对象特征的湿地决策树分类方法,以苏州市澄湖地区为研究区域,使用欧空局的Sentinel-2A影像,先将研究区域分为湿地水体、植被和非植被3大类型,再分别构建鱼塘、河流、湖泊、农田和裸地等面向对象特征,据此实现湿地遥感分类。研究结果表明,该方法能够有效利用遥感影像提供的光谱特征、几何特征和纹理特征等多种丰富信息,产生较高的分类精度,总体分类精度可达80.67%,Kappa系数为77.80%。与传统的基于中低分辨率遥感影像的分类方法相比,该方法可以有效提取湿地不同地物对象的几何结构和纹理等特征,在提高湿地分类精度的同时实现对大面积湿地的快速动态监测。
高光谱影像特征的利用率对提高其分类精度具有重要意义。为充分利用影像的特征,提出了一种特征重标定网络的高光谱影像分类方法。该方法通过全局平均池化将特征图转换为具有全局信息的实数,利用全连接层与非线性层生成能够代表各通道相对重要性的权值,进而采取加权法完成初始特征的重标定。为验证该方法的有效性,选取PaviaU和KSC两组高光谱影像数据进行实验。结果表明,提出方法总体分类精度分别达到98.38%和95.61%,可为高光谱影像提供有效的类别判定特征,有助于提高影像分类精度并获取平滑的分类结果图。
针对靠岸舰船难以检测的问题,提出了一种直线特征辅助的靠岸舰船检测方法。首先利用高精度的卷积神经网络目标检测算法YOLOv3对影像进行粗检测,获取可能存在舰船目标的区域作为兴趣区域;然后提取影像的直线特征,将直线的方向作为确定舰船方向的辅助信息;最后利用具有一定角度的滑动窗口遍历兴趣区域获取候选目标,并对侯选目标进行二次分类和识别得到最终检测结果。利用不同港口的遥感影像进行实验的结果表明,提出方法能够有效检测港口内多种方向和并列停靠的舰船目标。
针对传统有理函数模型(RFM)系统误差补偿方法局限于姿态角误差小、相机视场角小的情况,提出了一种鲁棒性更好的卫星影像定位精度优化方法。该方法首先通过影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,再根据视线向量恢复出成像时刻虚拟外方位元素;然后对恢复的虚拟外方位元素构建误差补偿模型;最后根据控制点信息求解出模型参数后更新RPC文件。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统方法的近似假设和条件限制。采用仿真数据和真实数据进行试验的结果表明:当姿态角误差较小时,该方法可达到与传统方法相当的精度;当姿态角误差较大时,可达到比传统方法更高的精度。
针对在高分辨率遥感影像进行道路提取时,笔画宽度变换算法受周围地物的影响较大,无法直接获取高精度道路信息的问题,提出一种结合笔画宽度变换与均值漂移的道路提取方法:首先,利用均值漂移算法对遥感影像进行分割,以减少笔画宽度变换的错提取现象;其次,运用笔画宽度变换将不同类别的像素分为道路类和非道路类;最后,为进一步提高道路提取精度,减小斑点和非道路区域干扰,采用数学形态学方法进行提取后处理。实验结果表明:该方法可以从遥感影像中准确完整地提取出道路信息,且比直接使用笔画宽度变换算法和均值漂移算法的提取精度更高。
立足于盆地的地貌和几何特性,设计了一种DEM数据中的盆地自动提取方法。该方法以盆地的几何特征为中心建立盆周对盆心的闭合度描述模型,在海拔高度和地势起伏度为参数的地貌聚类划分基础上提取平原地貌区,测算周围山地对它的包围闭合度;再结合盆地面积、盆周盆心高差等特征识别盆地区域。实验结果表明,该方法可正确提取我国三大地貌阶梯上的各类盆地。
针对传统的几何相似性判别方法依赖于人工特征的定义和选取,且难以确定合适阈值的问题,提出一种基于孪生多层感知机的线状要素几何相似性判别方法。该方法将线状要素的几何数据转换为二值图像,利用孪生网络和多层感知机提取线状要素的低维模糊性特征;并通过距离函数计算特征差异,判别线状要素的几何相似性。实验表明,该方法在线状要素几何相似性判别中具有良好的效果,同时具有快速迁移学习的能力;并随样本库的扩充和神经网络模型的优化还有进一步改进的空间。
全空间信息系统中,多粒度时空对象建模最终成果主要分为多粒度时空对象交换格式数据和多粒度时空对象数据库数据两种形式。对比分析了两者对多粒度时空对象的组织和存储方式,探讨了对象数据入库流程,设计并实现了基于规则的多粒度时空对象入库方法。该方法主要有两点优势:1)实现了入库工具与源数据格式及目标数据库结构的解耦、减少了编码工作量;2)为应对后续多粒度时空对象建模理论的演进与发展提供了灵活而强大的扩展机制。实验表明该方法为多粒度时空对象数据入库提供了一个可行的解决方案。
高精度建筑内部三维模型在地理信息应用领域需求旺盛,但建模的自动化程度和智能化程度仍然不高,以建筑平面图为基础的建模方式仍然是当前的主流。其中,首要解决的是建筑平面图上各类建筑构件的识别和提取问题。从建筑平面图的栅格图像出发,设计了一种基于Faster R-CNN目标检测模型的建筑功能构件自动识别方法,通过该方法识别并剔除床、桌子等无效的建筑功能构件,获得以墙体为主的室内结构图,为三维模型的快速生成提供无噪声的基础数据。经过实验验证,模型在功能构件检测中具有较好的准确率和召回率,能够满足多种场景下的建筑构件自动识别需求,提高建筑平面图分析处理的效率。
街道选取是城市大比例尺地图综合的重要研究内容。提出了基于熵的多属性决策方法进行街道选取。首先,对离散街道弧段通过Stroke构建方法进行连接处理,将弧段连接成的Stroke作为选取单元;其次,根据街区概括的一般原则,选定若干评价指标,定量评价Stroke重要性资格;最后,利用方根模型计算街道选取数量,完成街道定额选取,最终实现街区形状概括。该方法把属性和几何方法的结合,将几何因素的考量内化于属性,可避免赋权的主观性,提高其客观性和准确性。实验验证了本方法的科学性。
由于缺乏对凸部与建筑主体之间的层次关系描述,单个建筑物化简大多采用整体直角化方式进行,缺乏渐进式表达方法,难以实现对建筑物的多尺度、多层次逐步化简控制。针对该问题,提出了一种用于建筑物多层次表达的多层次骨架线构建方法。该方法首先通过构建Delaunay三角网提取建筑物内骨架线段,然后根据骨架线所关联的三角形面积识别得到主骨架线和次级骨架线之间的层级关系;最后对骨架线进行拉直处理。实验表明,该方法能够有效提取建筑物的多层次骨架线,较好地兼顾了建筑物的整体走向与局部形态特征,可为面状建筑物多尺度化简与表达提供支撑。
<正>《测绘科学技术学报》是由信息工程大学主管和主办的测绘专业学术刊物,双月刊,国内外公开发行,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