三维坐标转换的稳健加权总体最小二乘算法

针对当前加权对称相似变换中仅考虑观测值含有随机误差,而不考虑观测值含有粗差的情况,基于加权对称相似变换进一步验证其不具有抗差性,并在此基础上采用选权迭代法进行稳健加权对称相似变换。由中位数法求解具有抗差性的单位权中误差,构造标准化残差,求解权因子,进而求得可靠的参数解。实验结果表明,当观测值含有4~6个粗差时,采用该方法能够探测出更多可能存在粗差的数据,给出的权因子更合理,所得参数解精度更高、稳定性更强。     

GRACE时变信号恢复方法对比分析

针对利用GRACE重力数据反演地表质量变化过程中产生的时变信号削弱和泄露现象，分别采用尺度因子法和迭代恢复法对信号进行恢复，并选用CSR Mascon产品从时间序列变化和空间分布两个角度对两种恢复方法的效果进行对比分析。结果表明：1)尺度因子法虽实现上较为简单，但其计算结果完全依赖于所选的先验模型，当所选模型的可靠性较差时，会影响到GRACE反演结果的可靠性。2)迭代恢复法的恢复过程仅受GRACE原始观测值的约束，能较好地恢复研究区域的长期趋势信号和周期信号，但在部分区域可能存在信号过量恢复的现象。建议采用迭代恢复法进行GRACE时变信号恢复。     

三种土方量计算方法在不同地形的适用性研究

土方计算方法有很多,不同算法适用环境也不同。同一个填、挖方场地,选用不同的土方量计算方法会得到不同的结果。因此,选择恰当的方法才是土方计算的重点。文章针对不同地形地貌工程项目的填、挖方工作,分别采用方格网法、等高线法、基于数字高程模型(DEM)法进行土方量计算试验,对三种方法的数学模型和计算精度进行分析和比较。通过研究它们在不同地形环境下的计算精度、适用性问题,得出不同地形条件下采用何种土方量计算方法可以获得更为准确的测量结果的结论。     

基于标准时频变换的准勒夫波信号识别

利用意大利2个台站记录的2004-12-26苏门答腊M_W9.0大地震激发的面波分析准勒夫（Quasi-Love）波,同时尝试使用标准时频变换（NTFT）方法探测Quasi-Love波,结果发现,根据NTFT中频率随时间的变化可探测Quasi-Love波。另外,基于NTFT的时频谱提出估计信号相关性的相似度法,仿真实验表明,与经典的互相关法相比,相似度法具有很强的抗噪声能力,能够在极低的信噪比下估计信号的相关性。     

GNSS参考框架点的选取对时序位移的影响

针对GNSS数据处理中框架点的选取, 以及GNSS数据处理与全球解绑定和相似变换参数的选取问题,设计4种计算方案,分析了各种尺度GNSS观测网下不同计算方案得到的时序位移差异。结果显示：对于各级GNSS网,在与全球H文件联合解算并满足相同相似变换要求的前提下,选择IGS05的全部框架点和从中较均匀地挑选部分框架点得到的结果差别并不显著。而对于大区域GNSS网,绑定全球解和不绑定全球解得到的结果有显著差别,ITRF2005下水平速度差别可达4 mm/a;对于中、小区域GNSS网,绑定全球解和不绑定全球解得到的整体相对运动差别不明显。     

GPS测站位移速率的解算方法

对目前4种常用的利用GPS复测资料解算测站位移速率的方法进行了分析，通过实例对比了4种方法的结果。坐标法可以直接利用多期复测结果得到测站大地坐标，但要求坐标在同一参考框架内，并采用相同的参考椭球；基线方法可以消除或削弱观测系统的系统误差，与参考框架无直接关系，但在平差计算时至少要引入1个起算点，起算点高程方向的误差会削弱其他点平面坐标的精度，并进而影响位移速率的精度；在选定不同基准解算位移速率时相似变换方法是十分有效的，但如果复测结果不在同一参考框架中，其结果存在框架不一致所带来的误差；QOCA方法能够综合利用多种观测数据，可以把区域观测数据和全球观测数据稳健地结合起来，在削弱观测期间突变因素的影响方面比其他方法具有便利之处。     

几种土壤属性制图方法的稳定性与影响因素分析

 本文以土壤CEC和土壤全氮为研究对象,在河南省黄河以北6个地市选取870个样点,并随机均分为两个数据集,进行了制图对比分析;同时研究了Kriging法、IDW法和以点代面法制图结果的稳定性及其与精度的关系,以及影响因素。结果表明:采用实测数据与预测数据的交叉验证并不能用来衡量制图结果的稳定性,验证精度高低并不表示采用不同数据集制图结果可能会重现的概率;而且采用不同的方式进行精度检验,结论也会有所不同。采用不同抽样集合制图,Kriging法和IDW的结果较稳定,两者较接近,其相对误差>0.3的区域均不超过20%,且相对差异度高值区的空间分布格局相对分散;而以点代面法制图结果不稳定,相对误差>0.3的区域达到54.21%,且差异度较高的图斑相对集中,呈大片状分布。制图结果稳定性受到实测数据分布特征和局部地区土壤的高度变异性的影响,其中Kriging方法制图结果的不稳定性受样点分布格局的影响较另两种方法要大,而IDW法和以点代面法受实测数据自身变异性影响更明显。     

基于直线间几何属性特征相似性约束的组直线匹配算法

当影像中存在多个相同或相近的直线特征时,仅利用单直线特征间的相似性进行匹配容易导致算法失效,因此本文提出基于直线间几何属性特征相似性约束的组直线匹配算法。该算法利用直线间的拓扑关系分别对2幅影像上提取的直线进行编组得到特征直线组,并将其作为匹配基元;然后利用核线约束确定候选同名直线组的搜索范围,精简了候选直线组的数量;依据直线间几何属性特征向量的仿射不变性建立直线组的匹配关系,将仿射不变量交比作为基础几何不变性测度,并延伸设计仿射相似度参数,计算出目标直线组与每个候选直线组的仿射相似度或一般相似度,确定2种相似度下总体相似度值最大的特征直线组为其同名直线组,最后将同名直线组分裂为2对同名单直线,对分裂后的结果进行整合可以显著降低冗余匹配,得到“一对一”的匹配单直线。为了验证算法的可靠性,实验选取网上公开的5组典型近景影像进行测试,通过与其他匹配算法的对比分析,结果表明该算法应对影像间存在的视角、旋转和尺度变换等复杂条件均取得了较高的匹配精度,匹配正确率最高有14.5%的提升,且阈值的选择对匹配结果影响微弱,验证了基于直线间几何属性特征相似性约束的组直线算法鲁棒性和匹配稳定性较强。     

1976年唐山地震区的地壳水平形变场研究

本文收集和整理了唐山地区地震前后的水平形变资料。为了削弱由起算数据误差引起的形变网偏扭,用相似变换法对资料进行了再处理,获得了较满意的结果。 文中讨论了震前、震时及震后的地壳水平形变特征以及其所反映的应变状态、构造运动和力学机制。指出地壳在地震的全过程中不仅呈现弹性而且有明显的塑性和粘性。     

应用分块矩阵求逆解算约束秩亏间接平差模型

在通常的四分块矩阵求广义逆矩阵和凯利逆矩阵公式基础上,分析左上角子矩阵为秩亏、右下角子矩阵为零的特殊四分块矩阵的凯利逆矩阵存在条件,应用广义逆矩阵法和矩阵变换法推导该类特殊四分块矩阵的凯利逆矩阵显性表达公式,并用于解算约束秩亏间接平差模型的参数估计。实验数据表明,当满足存在性条件时,应用分块矩阵求逆公式解算约束秩亏间接平差模型的结果与间接平差模型的解算结果一致,表明推导的显性表达公式具有可行性。     

不同约束对GPS观测网平差结果的影响

对卫星轨道和测站坐标的约束程度设计了 4种方案 ,对中国地壳运动观测网络10 18GPS周的基准站观测数据进行了试验研究。结果显示 :松驰轨道和紧约束 IGS站方案的结果与紧约束轨道和 IGS站方案的结果基本一致 ,认为这与先验坐标的精确度较高有关。其他方案之间存在较大的差别。最后讨论了大尺度 GPS监测网数据处理时参考基准的选择问题 ,认为一般情况下 ,应该使用全球解 H文件 ,把平差结果归算到全球参考框架中     

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应用设计矩阵求解不同坐标系统转换下的参数问题

不同坐标系统和空间基准的转换已经被广泛研究,为了将不同的坐标变换方法联系起来,引用设计矩阵的概念,基于最小二乘法推导了坐标变换统一的参数估计表达式,给出了二维和三维空间坐标系统下常用变换方法的设计矩阵。随后通过北京1954和西安1980、西安1980和CGCS 2000的坐标转换实例,计算了相似变换、仿射变换和七参数相似变换的参数值,并将这些参数应用于其他控制点,比较计算值与真实值的均方根误差,有效验证了引用设计矩阵的合理性,简化了计算过程。     

克里格法的土壤水分遥感尺度转换

 尺度效应往往会制约着定量遥感反演的精度,对地学信息进行空间尺度转换是生产实践的必然要求,而常用的尺度转换模型多利用光谱数据进行差值计算,不适合升尺度和降尺度转换。由于土壤含水量数据具有区域变化量的随机性和结构性特点,本文以15m分辨率的ASTER图像像元为基本单元,采用点克里格法完成ASTER 15m至7.5m分辨率的土壤含水量数据降尺度转换,从分维数的相似程度上来看,转换结果是合理的;并利用块状克里格法对地面实测样点数据进行点到7.5m分辨率的面数据升尺度转换,将升尺度和降尺度转换结果与实测样点均值相比较,结果表明:7.5m分辨率的实测样点土壤水均值误差在1.5782-5.019之间,块状克里格法获取的升尺度土壤含水量数据与点克里格法获取的降尺度土壤含水量数据之间误差则为1.2825-5.0481,可见克里格法考虑了点与周边的关系,所获得的土壤含水量值要优于未考虑空间异质性的土壤含水量平均值。     

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坐标转换模型在盾构姿态计算中的应用

在附有条件的间接平差模型的基础上,提出用归一化大角度坐标转换模型计算盾构机姿态,并从其原理、方法以及精度上进行了分析。应用结果表明:利用坐标转换法计算盾构机姿态,与常规解方程法相比较更能有效利用参考点的所有信息,计算过程简明,且便于程序实现。     

基于可靠匹配点约束的遥感影像密集匹配

针对现有由稀到密的加密匹配算法中,初始匹配点可靠性低将导致迭代匹配拓展过程存在较多误匹配的问题,提出一种基于可靠匹配点约束的遥感影像密集匹配算法。首先,利用SIFT匹配点约束直线匹配获得的同名直线构建虚拟匹配点集,结合虚拟匹配点集和SIFT匹配点集建立初始匹配点集;然后,依次采用局部影像信息和局部几何约束对初始匹配点集进行检核剔除错误匹配,主要体现在利用指纹信息和梯度信息构建匹配点局部区域约束剔除较为明显的误匹配点,利用匹配三角网构建局部几何约束剔除由相似纹理产生的误匹配点,得到优化后的可靠匹配点;最后,基于可靠匹配点构建的Delaunay三角网,以三角形重心为加密匹配基元,结合核线约束和仿射变换对其进行迭代匹配拓展,得到最终匹配点集。选取4组资源三号卫星前视数据和后视数据进行实验,结果表明：利用局部纹理特征和局部几何双重约束模型可有效剔除误匹配点得到可靠匹配点,通过可靠匹配点进行迭代匹配拓展得到的密集匹配结果相较于对比算法具有更高匹配精度,在4组数据上其平均匹配精度为95%,具有较好的匹配稳定性。