多源卫星影像的摄影测量遥感智能处理技术框架与初步实践

回顾并分析了摄影测量与遥感学科的发展历程,并针对大数据和智能化测绘新时代的多源遥感影像精准快速智能处理的迫切需求,本文提出摄影测量遥感的科学概念.全新的摄影测量遥感主要由摄影测量和遥感两个学科的交叉融合而形成,致力于研究解决同步探测被摄目标的几何位置、物理属性、语义信息和时序变化关系的理论方法及技术问题,其理论基础和支撑学科包括摄影测量、遥感、人工智能、大数据处理与高性能计算等,将突破目前摄影测量侧重几何处理、遥感侧重语义信息提取反演的相对独立现状和串行技术路线,通过几何模型与光谱辐射反射信息的深度交叉融合形成几何语义一体化处理机制.本文在阐述摄影测量遥感基本概念的基础上,初步探讨了其涉及的主要科学问题及相关研究应用领域,并以多源遥感卫星影像为例构建了一体化摄影测量遥感智能处理技术框架,通过语义信息提取与精准几何处理的交叉闭环融合,显著提升了高分辨率多源遥感卫星影像精准快速处理的自动化和智能化水平,多个应用实践初步验证了相关理论方法的正确性和有效性.     

我国工程测量的发展现状与思考

对工程测量的涵义进行了诠释,从工程控制网布设、工程地形图测绘、重大工程施工与安全监测、工业测量和专用地理信息系统等方面,对其理论、方法、技术与装备的现状进行了分析。结合国民经济和国防建设的新要求,提出了在高精度三维工程测量参考框架建立、多传感器集成的智能化测量装备研制、异构多源数据融合的工程测量数据处理与可视化、基于云计算与物联网的工程信息增值服务、北斗卫星导航系统的深层次应用和工程测量标准化体系建设与国际化竞争等方面的发展思路,指明了工程测量的未来发展方向。在信息化测绘与工程项目国际化背景下,需要在理论与方法、技术与装备等方面开展更深入研究,在人才培养上与国际工程教育接轨,寻找我国工程测量新的增长点。     

动态精密工程测量技术及应用

动态精密工程测量可用于监测工程结构物的建设期和运营期的状态变化.随着各类传感器及智能车、无人机、无人船、机器人等自动化移动平台的快速普及,工程测量逐渐向自动化、动态化、智能化方向发展,具备了运动状态下的测量能力.同时,也发展了系列成熟的测量设备,如测量机器人、移动测量车、专用集成测量装备等,它们可进行动态精密的位置、姿态、表观形状、内部状态等参数测量.本文围绕专用集成的智能化测量装备,首先梳理了智能化感知设备集成和智能化数据处理方法,然后阐述了在公路路面病害监测、大坝内部变形监测、城市排水管网病害监测、输水工程安全监测等不同场景下的应用实例.     

道路/轨道动态精密测量进展

传统精密工程测量采用人工静态离散观测和几何模型解算方法,无法满足道路/轨道等大型基础设施建设及其复杂运营维护管理所要求的大范围、连续、动态、高精度与精细测量。以多传感器集成技术为核心的动态观测和多源时空数据的协同解算是精密工程测量重要发展方向,并取得了重要的进展。本文首先介绍了道路/轨道动态精密测量所涉及的高精度时空基准统一与转换、多传感器同步控制、多源观测数据的融合配准、测量数据的质量增强以及基于精细三维模型的目标特征提取与识别等技术,然后阐述了动态精密测量技术在道路与轨道运营检测与测量领域的应用进展。     

我国摄影测量与遥感发展探讨

随着摄影测量发展到数字摄影测量阶段及多传感器、多分辨率、多光谱、多时段遥感与其他边缘学科的交叉渗透、相互融合,摄影测量与遥感已逐渐发展成为一门新型的地球空间信息科学。分析近年来我国摄影测量与遥感技术表现出的许多新的特点,分别从数字摄影测量、航空摄影自动定位技术、近景摄影测量、低空摄影测量、机载激光扫描、稀少或无地面控制的卫星影像测图及应用、SAR数据处理、多源空间数据挖掘、遥感图像处理的智能化实用系统等方面予以总结。     

雷达卫星自动成图的精密干涉测量关键技术

本文介绍用于未来自动成图的数字摄影测量智能化新方法之一：精密干涉测量新方法。它采用合成孔径雷达干涉（interferometric SAR,InSAR）技术获取极高精度的地形信息,现已成为最有效的全球测图手段之一。本文提出了面向全球测图的精密干涉测量系统技术,其中包含测量检校技术、数据处理技术及数据后处理技术。首先,需采用定标设备对几何及干涉参数进行测量检校,主要包括方位向时间延迟、距离向时间延迟、大气延迟及基线误差等。其次,需采用检校参数进行干涉数据处理,获取高精度DEM数据,干涉数据处理的关键技术包括相位初值确定方法等。最后,采用区域网平差、长短基线组合及升降轨融合等后处理技术完成全球DEM数据的生产和精度的逐步提升。本文采用6景覆盖陕西地区的TanDEM-X数据进行了数据处理及后处理试验,并获取了山地区域高程精度为5.07 m,低相干面积为0.8 km²的DEM数据,这为我国1∶50 000乃至1∶25 000比例尺全球测图提供了技术参考。     

测量机器人ATR智能测量程序研制

依据我国三角测量、工程测量等行业测量规范的有关规定,以GeoC++为开发平台,研究开发了三角网野外数据采集的智能化测量程序,可用于控制网建立过程中的数据自动采集、超限数据的自动判别与重测,有效提高了数据采集的效率和数据处理的自动化程度。     

天空地多源遥感数据的广义摄影测量学

21世纪以来,随着云计算、大数据、物联网、机器学习等信息技术领域的飞速发展,人类已进入人工智能新时代.摄影测量学科也顺应新一轮科技革命的浪潮,快速发展为全新的广义摄影测量学,其载体平台、仪器设备、数据处理理论技术及应用领域都已发生显著变化,天空地一体化的多传感器多层次综合立体观测技术得到极大发展,全面进入综合智能摄影测...     

一种用于地面测量的高级多传感器技术——用车载测图系统进行动态测量

车载测图系统（ＭＭＳ）或者多传感器系统,是指对道路上的可见目标进行动态摄影测量和大地测量的先进技术。这一几年前开发的公路测量技术,以其高效和高精度对应用于环境测量和监测等诸多方面具有极大的吸引力。本文介绍市面上可购买到的多种车载测图系统及其几何测量模型的处理方法     

移动式测量机器人变形监测系统应用研究

自本世纪初以来,伴随着测量机器人技术的发展,以测量机器人为核心的自动化监测系统在工程、局部地壳形变和大型工程的施工放样中的应用日趋成熟。本文探讨了移动式测量机器人变形监测系统的特点、适用工程对象、数据处理解算模式、监测方案和数据后处理方法,并以实际工程案例,介绍了整个工程的监测方案设计、作业过程以及数据处理。     

光学测绘卫星现状与发展趋势分析

卫星摄影测量是获取地球地理空间信息的重要手段,也是解决全球无图区或困难地区测绘的有效途径。简要梳理了光学测绘卫星的发展历程,对中国光学测绘卫星进行了详细介绍,经过多年的技术发展,中国光学测绘卫星成果已能满足1∶5万、1∶1万比例尺测绘产品的精度要求。对光学测绘卫星发展现状进行了归纳总结,并提出未来测绘卫星的发展趋势,包括星上智能探测与存储、星上和地面数据智能处理及多星组网协同探测等。在全球高精度基础信息数据支撑下,未来摄影测量卫星可向集成型、泛在型和智能型发展,提升测绘产品的保障能力。     

集成型与智能型测绘卫星工程发展及其关键技术

航天对地观测已经成为全球对地观测的主要手段。本文简单梳理了国际上现有大地测量类对地观测卫星的概况,侧重分析了我国地形测量类对地观测卫星的贡献和存在的问题,未来对地观测卫星的发展趋势,载荷集成型综合测绘卫星发展的可能性及其面临的主要技术瓶颈。总体认为集成型测绘卫星尽管单星观测效率高,但是整体观测效益不高;分析了微小卫星密集组网型对地观测的可能性及其相应的关键技术,包括载荷模块化设计、卫星小型化设计、卫星最佳组网技术、数据传输技术、卫星在轨弹性调配技术和星上数据快速处理技术等;对未来智能卫星对地观测进行了展望,提出了相应的关键技术,包括星上观测智能识别技术、星间智能传输与星地智能传输技术、星上和地面智能数据处理技术等。此外,卫星的智能避障、运载火箭落点的智能跟踪和智能控制也是航天对地观测需要考虑的发展方向。     

点云智能研究进展与趋势

随着以激光扫描、倾斜摄影为主的各种现实采集(reality capture)装备的快速发展,点云已成为继矢量地图和影像数据之后的第三类重要的时空数据源,并在地球科学、空间认知、智慧城市等科学研究和工程建设中发挥越来越重要的作用。如何从点云大数据中快速、准确获取精准有效的三维地理信息成为测绘地理信息领域的科学前沿和地学应用研究的迫切需求,也是三维地理信息获取与建模面临的重大难题。点云智能应运而生,并成为突破上述难题的科学途径。本文围绕点云智能中的三个重要方向:点云大数据处理的理论方法,点云大数据智能处理关键技术和重大工程应用,阐述点云采集装备、智能化处理,以及科学研究与工程应用的最新进展,最后对点云智能的重要发展方向趋势予以展望,希望为点云研究相关人员提供科学参考。     

CBERS-02B星在轨测试数据国土资源应用评价

以中巴地球资源一号卫星02B星（CBERS-02B，以下简称为02B星）多光谱CCD数据和HR数据的2级产品为准，按照国土资源调查与监测的相关标准与技术规范，结合多光谱CCD和HR数据的影像质量、波段配准、几何畸变以及制图能力，从国土资源日常性调查业务、行政性监管与执法职能出发，对02B星在土地资源调查与监测、地质解译、矿化蚀变异常信息提取、地质灾害调查与监测、矿产资源开发状况调查与监测、区域生态地质环境调查等领域的遥感应用特点、关注的地类与地质要素的差异等方面开展应用评价。对02B星CCD和HR数据的国土资源调查与监测的应用能力进行了总结，对存在的问题进行了初步分析。该项研究对指导02B星数据的应用与后续星的研发具有重要意义。     

广义非线性动态处理模型及其解算方法

本文针对当今各国高层领导和科学家十分关注并大力倡导的“数字地球”、“数字国家”、“数字城市”、“数字矿山”等科学工程构建中遇到的大量的多源、多维、多类型、多时态、多精度并具有非线性特征的联合数据处理问题的特点,建立了一个广义非线性动态联合数据处理模型及其相应的广义非线性最小二乘模型。针对该模型规模大、维数高的特点,借鉴多变量函数寻优的“变量轮换法”或“因素交替法”的思想、结合无记忆牛顿法,建立了一个解算算法,该算法将大规模的优化问题分解为两个较低规模的优化问题进行解算,降低了问题的规模,借助无记忆牛顿法,减少了存储量,特别适合大规模问题的解算。     

多学科交叉中的大测绘科学

值《测绘学报》创刊50周年之际,扼要回顾测绘科学从几何科学发展为信息科学,目前已进入信息化测绘新阶段的历史演变。文中重点讨论处于多学科交叉中的大测绘科学,这种交叉集成不仅反映在测绘学科内各分支学科的相互融合与集成,而且也反映在测绘学科与其他多学科的交叉集成,形成广义空间信息网格,从而大大地促进了测绘学的自动化和智能化水平,使得地球空间信息大众化,实现按需测量,为各行各业服务。这种发展趋势将为《测绘学报》未来50年的发展提供更加广阔的天地。     

智能背景下测绘科技发展的几点思考

测绘学科已经完成由数字化测绘向信息化测绘的跨越。近年来，人工智能引发的智能化测绘模式正逐渐蔓延，给测绘地理信息产业带来了新的挑战。智能测绘硬件装备的发展是推动测绘科技变革的根本动力之一。首先介绍了智能测绘硬件装备的背景及发展现状，然后提出构建云端智能测绘技术体系，指出基于智能硬件+云+智能算法+大数据等，架构云端智能测绘技术，提出云端虚拟测绘装备、行业服务测绘引擎两个概念。在行业服务测绘引擎的支持下，构建云端智能测绘技术体系。可以预见，测绘科技的新变革最终将导致测绘科技基本形态的变革，主要表现为内外业颠覆、专业测绘泛化、数据产品转向服务的趋势。最后，对智能测绘科技下高等教育教学内容、教学模式、从业人员要求、教育改革4个方面进行了分析思考。总体来讲，测绘科学领域的认知理论、智能硬件、物联技术以及云服务技术等正逐渐形成系统的领域应用理论与技术体系，测绘地理信息学科将随着人工智能的潮流完成新一轮的转型和发展。     

资源三号卫星测绘技术与应用

系统总结了资源三号测绘卫星发射以来的技术、产品研发及数据应用情况。在介绍卫星总体技术参数的基础上,阐述了影像的辐射校正、姿态处理、几何检校、成像模型建立的方法,以及5年来的工程实现情况,对数据的应用情况进行了概括和总结,并简单展望了测绘卫星的发展前景。     

New algorithm model for processing generalized dynamic nonlinear data derived from deformation monitoring network

The processing of nonlinear data was one of hot topics in surveying and mapping field in recent years. As a result, many linear methods and nonlinear methods have been developed. But the methods for processing generalized nonlinear surveying and mapping data, especially for different data types and including unknown parameters with random or nonrandom, are seldom noticed. A new algorithm model is presented in this paper for processing nonlinear dynamic multiple-period and multiple-accuracy data derived from deformation monitoring network.