EBK算法中半变异函数模型对DEM插值精度差异性研究

针对经验贝叶斯克里金(EBK)插值算法中的不同半变异函数模型对不同地貌地形的适应性问题,分别选取了平原,山地和丘陵三种不同地貌样区,进行空间插值试验研究。首先,选取不同地貌类型数据,获取离散高程点数据;然后,对数据进行预处理,通过GS模块分析地形数据中是否分态分布,是否存在趋势等;最后,通过经验贝叶斯克里金方法选择不同的半变异函数模型对不同地貌数据进行插值,以均方根误差为精度指标,比较分析EBK方法中不同半变异函数的适应性。分别选择径向基函数插值方法和普通克里金插值方法两种不同的插值方法作为对比,分析与EBK算法的插值精度的差异性。实验结果表明:在默认参数设置情况下,EBK算法效果更好,误差更小,精度更高。     

空间数据插值方法的评价

应用3种不同的方法,对气温数据进行空间数据插值。应用的方法为反距离移动平均法、反距离移动表面法和普通克里格。研究数据采用国际粮农组织(FAO)提供的全球气候数据库中1月份的平均最高气温数据。在获取插值结果之后,用5种统计方法对插值结果进行评价和比较,结果显示运用普通克里格方法获得的插值表现较好。     

球多面函数的福建地区水平形变特征分析

针对福建省东南沿海GNSS观测较少,缺乏对其地壳水平形变特征研究的问题,提出了在球坐标系下构建多面函数模型,并以此建立了福建省东南沿海地壳水平形变场。分析了现今我国大陆东南缘海西地区地壳运动基本趋势以及福建区域块体内部相对变形特征。实验结果表明,该区域的地壳形变驱主要受到菲律宾海板块与印度板块的联合作用。区域块体刚性运动特征明显,相对运动差异较小。区内分布的一组NE和NW向断裂共同控制了该地区的第四纪地形地貌演变与构造活动。     

GIS中多源空间数据集成方法研究

针对GIS中存在的空间数据多源化问题,分析了空间数据多源化产生的原因和表现形式,并从空间数据应用角度出发,详细阐述了数据格式转换法、坐标系转换与投影变换法、几何纠正法等三种常用空间数据集成方法的基本原理。     

几种建立DEM模型插值方法精度的交叉验证

建立DEM模型时需要对离散的高程点进行空间插值,实现这一目的的插值方法有很多种。文章主要选择了6种常用的插值方法,分别在平原、丘陵和高山几种不同复杂程度的环境下对其插值的精度使用交叉验证方法进行评估。结果表明,同样的插值方法对不同复杂程度的地形效果是不一致的,多种插值方法中以克里金插值方法的插值适用性最强,精度最高。     

论多面函数推估与协方差推估

简述多面函数推估法与协方差推估法的原理，列举了2个应用例子，对2种推估方法作了分析比较，推估结果相近，可认为多面核函数也是一种协方差函数，2种方法推估结果应该相近。建议在已测点和未测点信号的协方差阵未知情况下，为了计算简便，可使用多面函数推估。多面函数推估法应有更多使用范围。     

空间数据插值的自动化方法研究

克里金插值是空间数据插值的常用方法,其关键在于变异函数的正确拟合。目前一些空间统计分析工具及开发包对变异函数的拟合主要以一定的人工经验为先导,通过直观的方法来确定变异函数的一些参数并反复调整,这种人工干预的操作步骤不仅妨碍了克里金插值的自动化,参数设置和模型选择也没有科学理论依据,因此预测的结果往往不精确。针对这一问题,围绕着自动化目标,基于R语言中的变异函数的自动拟合函数实现了自动克里金插值,并对自动拟合模型进行了自动交叉验证。实验结果表明该空间数据插值自动化方法可行。     

基于人工神经网络面插值的方法研究

前人研究表明三层前向人工神经网络不仅能以任意精度逼近任意函数,还能以任何精度逼近其各阶导数。根据这一特性,本文将反向传播网络（Ｂａｃｋ－Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ,简称ＢＰ网络）应用于面插值。本文认定地理要素的空间分布可以用一复杂的非线性函数模拟,该函数是由多种因素综合作用的结果,即地理要素的值是这些因素的函数,如果以各因素的输入、对应地理要素值为期望输出,对网络进行训练可对地理要素的空间分布进行模拟     

一种基于多面函数的改进最小二乘配置方法

利用最小二乘配置对非平稳空间随机场进行推估时,趋势项数学模型的选择通常无法完整体现非平稳空间随机场的系统性,这将导致经验协方差函数估计出现偏差,最终推估结果可能错误。提出了一种基于多面函数的改进最小二乘配置方法来解决上述问题。该方法引入多面函数拟合区域内的趋势项,通过多次迭代计算得到稳定的待定系数值与协方差函数的参数值,最后综合趋势项与信号项得到最终估值。分别采用了模拟地震垂直形变数据和2009年意大利L’Aquila地震的合成孔径雷达干涉测量（Interferometric SAR,InSAR）与GPS同震位移数据来对该方法进行验证,并将其结果与常规方法进行比较。结果表明,改进方法在外部检核点估值的均方残差要小于多面函数法与常规的最小二乘配置法,且受采样点位的影响最小。     

基于Kriging方法的空间数据插值研究

介绍了Kriging插值方法及其实质,提出一种变异函数理论模型参数估计的新方法,给出变异函数理论模型有效性评定的统计指标,并通过算例予以验证。最后,通过实例与反距离加权法相比较,证实Kriging插值的优越性。     

用MLS多面函数拟合法求解高程异常

在求解高精度的高程异常时,多面函数在理论上可以以任意精度逼近任意复杂曲面,但其核函数与平滑因子的选取,以及定权的方式都会对拟合效果产生很大影响,而移动最小二乘(MLS)多面函数法通过对权函数合理的调整,使不同的待定点建立不同的多面函数模型,有效提高高程异常的拟合逼近精度.     

线型空间三维坐标组合式测量方法探讨

针对在狭长条带状测量空间内进行三维坐标测量的难度较大这一问题,该文通过数值模拟和实验分析探讨了经纬仪测量系统的支导线测量方案,指出了构建全局控制的必要性。设计了两用觇标模型,提出了全站仪配合两用觇标构建全局控制、经纬仪测量系统检测细部的组合式测量方案,解决了两者的精度匹配问题。通过数值模拟,验证了该组合式测量方案可以显著提高线型空间三维坐标测量的精度。     

ArcGIS空间数据投影坐标转换方法研究

本文在充分理解投影变换原理的基础上,运用Delphi编程工具设计开发了一套基于不同坐标系下控制点坐标来求取七参数的应用软件,在ArcGIS平台下探讨出从北京54坐标系到西安80坐标系的投影转换流程,并结合四川重庆土壤类型分布数据进行了转换实验.结果表明,该方法能在缺少转换参数的环境下较好地完成不同大地基准面和参考椭球体坐标系之间的投影转换.     

基于Kriging方法的负偏态分布数据的空间插值研究

Kriging插值方法的前提是数据符合或基本符合正态分布的假设,或通过对非正态数据进行正态变换,使其满足要求。但对于拖尾的负偏态分布数据,正态变换方法无法奏效,若直接对数据进行Kriging插值,精度较低。文中在对样本数据深入分析的基础上,借助GIS平台,从不同透视角度对数据进行趋势分析,利用二次多项式模型对数据进行全局趋势拟合,并对随机的短程变异进行Kriging插值,选取不同的变异函数模型进行拟合比较,最终确定最优的模型参数,达到较为理想的插值结果。     

基于多通道奇异谱的GNSS坐标序列 粗差探测与数据插值

由于接收机故障、天线更换以及一些未知外界环境因素的影响,导致GPS时间序列中不可避免地存在数据缺失和粗差,数据缺失和粗差会产生各种问题,因此需要鲁棒探测粗差和缺失数据插值来获得连续完整统一的时间序列。传统方法可能需要针对不同类型的数据和不同长度的数据间隙研究不同的插值方法,这使得缺失数据的插值较为困难。针对上述问题,文中采用多通道奇异谱分析(Multichannel Singular Spectrum Analysis,MSSA)对时间序列进行粗差探测和缺失数据插值,重建非均匀采样时间序列的连续可靠模型,且不需要关于时间序列的任何先验信息。在该方法中,粗差探测与数据插值同时进行。模拟数据和实测GNSS时间序列数据测试结果都表明该方法的有效性。     

抗差估计的多波束测深数据内插方法

针对传统多波束测深数据网格化内插方法抗差性不足的问题,该文将抗差估计理论应用于网格化内插方法中。基于不确定度指标建立了距离不确定度联合加权内插模型,在该模型的权函数中引入了等价权,同时给出了等价权设计方案及迭代初值确定原则,以增强模型的抗差性;介绍了一种节点邻域参考点合理选取方法,给出了改进内插法实现的基本步骤,最后通过实测数据对反距离加权法、联合加权法及改进方法内插水深质量进行比较。结果表明,改进方法内插结果要优于另外两种方法,可应用于多波束测深数据网格化处理中。     

一种抗差的形变数据插补方法

针对传统基于空间插值和时间序列上的插值补全形变缺失数据的方法在空间点位分布稀疏、观测值连续缺失以及含有粗差的情况下插补效果不佳的问题,提出了一种基于抗差Kriged Kalman Filter的形变缺失数据插补方法。该方法是一种时空插值的算法,在空间点位分布稀疏时考虑时间上的相关性,在时间上出现连续缺失时考虑其他点位对插补点的影响,以提高插补缺失数据的精度。又将抗差估计融合到Kriged Kalman Filter中以抵抗形变数据中粗差对插补精度的影响。利用模拟数据及天津GPS地面沉降数据进行了实验分析。结果表明:由于该法考虑了监测点的时空相关性以及具有抗差性能,使得插补结果在空间点位稀疏、连续缺失或具有粗差的情况下都具有较高的插补精度。     

Gravitational gradients by tensor analysis with application to spherical coordinates

This contribution deals with the derivation of explicit expressions of the gradients of first, second and third order of the gravitational potential. This is accomplished in the framework of tensor analysis which naturally allows to apply general formulae to the specific coordinate systems in use in geodesy. In particular it is recalled here that when the potential field is expressed in general coordinates on a 3D manifold, the gradient operation leads to the definition of the covariant derivative and that the covariant derivative of a tensor can be obtained by application of a simple rule. When applied to the gravitational potential or to any of its gradients, the rule straightforwardly provides the expressions of the higher-order gradients. It is also shown that the tensor approach offers a clear distinction between natural and physical components of the gradients. Two fundamental reference systems—a global, bodycentric system and a local, topocentric system, both body-fixed—are introduced and transformation rules are derived to convert quantities between the two systems. The results include explicit expressions for the gradients of the first three orders in both reference systems.     

利用POS数据进行像点坐标粗差检测

本文根据同名像点存在的几何位置关系,提出一种利用POS数据进行像点坐标粗差检测的方法,用模拟数据验证了方法的正确性和有效性,并利用两组不同摄影比例尺的实际航摄资料进行了试验.试验表明,用该方法剔除像点坐标中的粗差后,立体像对相对定向精度得到很大提高.在保证POS数据内部相对精确的情况下,其整体系统误差对粗差检测结果没有...