四叉树分解在海空重力测网交叉点搜索中的应用

交叉点快速搜索是海空重力测量数据质量评定的前提和基础。随着海空重力测网规模的不断扩大和不规则测线的出现,现有的交叉点搜索方法无法保证快速、精确地搜索到所有交叉点。引入四叉树分解方法来遍历测网交叉点,实现了交叉点附近的自动加密剖分;利用遍历比较大小取出主、副测线包络矩形的重合区域,取出的索引和实际交叉点数量相当,有效避免了大量的冗余计算。实验结果表明,该方法对于十万测点级别的美国EN01数据块,只要0.28 s即可完成搜索,对于数百万测点的测网的搜索效率也大幅优于常规方法和成熟商业软件。该方法利用遍历搜索保证了100%的准确率,同时具有很高的搜索效率,普遍适用于海空重力测网的交叉点搜索。     

航空重力测网交叉点的非遍历逼近方法

航空重力测网交叉点上的重力差值是客观评价测线测量质量的重要依据,也是调整测线之间重力场水平差异的重要途径。随着测网大型化和不规则化,测网交叉点精准、快速搜索变得至关重要。现有方法均采用缩小交叉点范围后进行逐一遍历,无法保证快速、准确搜索到所有的交叉点。本文提出的非遍历逼近方法,是通过快速逼近和微调逼近的组合进行迭代式逼近,避开逐一遍历直接快速逼近交叉点。试验表明,该方法搜索不仅适用于测点连续、均匀的常规测网,也适用于不规则、非常规测网,搜索速度较现有方法提升3～4个数量级,也远优于加拿大著名商业地球物理软件Oasis Montaj。     

近圆轨道卫星交叉点概略位置理论计算

轨道交叉点在标校卫星系统偏差参数、评估卫星载荷性能以及卫星精密定轨方面具有重要作用.针对现有轨道交叉点计算多采用搜索法结合多项式拟合方法,虽能够获取精确交叉点位置但较难分析交叉点整体分布特征的问题,该文从二体问题解析解出发,推导了交叉点概略位置理论计算公式,并分析了不同卫星轨道交叉点特性,提出了基于交叉点函数的计算方法,并用仿真试验数据对本文方法有效性进行了验证.该文方法为分析交叉点概略位置空间分布特性提供了一种思路.     

自适应窗口的SAR立体影像匹配方法

针对SAR立体影像间几何畸变对影像匹配的影响,该文提出一种自适应窗口的SAR立体影像匹配方法。首先引入外部粗分辨率DEM,根据影像参数和DEM高程精度约束匹配搜索范围。然后采用归一化互相关和测度进行辅影像匹配窗口自适应扩展匹配,以保证主辅影像匹配窗口内的灰度信息一致;归一化互相关和值最大时的辅影像匹配窗口为最佳匹配窗口,最佳匹配窗口的中心点为获取的匹配点。最后利用双向一致性约束剔除误匹配点。试验结果表明,本文方法在山地区域能有效地增加正确匹配点数量,提高匹配正确率。     

航空重力空中测线数据内符合精度评价

针对航空重力测量受到飞机状态和气流变化等因素影响的特点和常规重复测线对比方法的缺点,该文提出了顾及平面位置纠正和高度归算的重复测线对比分析和交叉点分析方法。选取两两组合模式进行重复测线对比分析,建立多参数精度指标,采用交叉点分析,对毛乌素测区航空重力空中测线数据内符合精度进行评价。结果表明:4条重复测线的绝对平均偏差为0.01~0.95mGal,标准差为0.87~1.44mGal,两两组合对比模式在鉴别问题测线方面更有优势;在231个交叉点处,经过交叉点平差处理,均方根差值从平差前的1.6mGal减小到1.34mGal。     

一种同侧多角度SAR图像匹配方法

针对合成孔径雷达(SAR)同侧多角度图像入射角存在较大差异,图像存在几何畸变,导致多幅图像间连接点选取困难这些问题,该文发展一种几何约束的SSNCC匹配方法。首先,依据SAR不同角度图像的核线近似直线特性,利用外部数字高程模型(DEM)和距离多普勒模型约束匹配搜索范围;然后,将主图像待匹配点的匹配窗口4个角点坐标投影到辅图像上,基于仿射变换模型快速实现辅图像匹配窗口的几何改正;最后,利用SSNCC相似测度计算待匹配点的相关性,相关性最大的点为多角度SAR图像间同名点。该文采用高分三号3幅不同入射角的降轨SAR图像进行试验,结果表明该文方法能有效地提高匹配点数量,匹配成功率从67%提高到84.5%。     

注意力机制优化的倾斜影像局部特征匹配方法

针对倾斜影像匹配正确率低、匹配时间较长等问题，该文提出一种注意力机制优化的倾斜影像局部特征匹配算法。该算法以尺度不变特征变换(SIFT)特征为基础，通过特征点优选及深度学习匹配策略提高匹配正确率及效率。构建尺度空间进行SIFT特征点检测并确定主方向；根据地物反射光谱特性构建可见光植被指数，引入语义信息约束剔除不稳定特征点，并基于特征点邻域梯度统计值计算特征点描述向量；采用基于深度学习的注意力机制图匹配算法进行特征匹配，通过注意力机制图神经网络聚合特征点空间及上下文信息，再求解聚合后特征向量的最优部分分配矩阵，并基于阈值确定匹配点。利用不同类型无人机航空倾斜影像进行实验对比，结果表明，该文算法比现有算法匹配正确率有较大提升，匹配耗时明显降低。     

一种无需考虑轨迹特征的交叉点确定方法

与以往利用对轨道进行二次多项式拟合或分段拟合求取交叉点的思路不同,提供了一种利用线段分段方式搜索交叉点,并最终采用短距离直线拟合确定交叉点的新思路.该方法可以不用顾及卫星下点轨迹的分布特征,使得交叉点的确定更为简便.在北冰洋区域的实验结果验证了该方法的正确性,所计算出的交叉点的不符值符合海冰的季节变化特点.     

局部仿射变换的自适应窗口立体影像匹配算法

针对现有固定窗口相关匹配方式难以适用纹理断裂、深度不一、纹理匮乏等近景影像匹配问题,该文提出一种结合局部仿射变换的自适应窗口匹配算法。以ASIFT特征点作为匹配基元:①利用同名三角网局部仿射变换确定匹配搜索区域;②利用Canny边缘点约束确定候选点自适应相关窗口,对应的建立参考点相关窗口;③建立顾及窗口尺寸的灰度差异相似性测度函数,将小于阈值的最小函数值对应的候选点作为匹配同名点;④采用RANSAC方法对匹配结果进行检核剔除错误匹配。选择3组典型特征的近景影像进行匹配实验,该文算法均能获得可靠的匹配结果,验证该算法的鲁棒性。通过与不同窗口、不同算法进行对比分析,本算法能有效减少窗口内像素点深度不一致引起的错误匹配,且在增加匹配点数量的同时提高匹配精度和可靠性。     

2017年棉兰老岛Mw7.0地震前TEC异常分析

为缩短传统的震前电离层异常探测方法,如滑动时窗法和滑动四分位法的探测时窗长度,以及弥补异常数据直接删除的不足,文中利用平滑Z分法进行震前T EC值异常分析.采用滑动四分位法、滑动时窗法和平滑Z分法,对2017年菲律宾棉兰老岛地震震前15 d和震后5 d震中附近的4个点做了T EC值异常分析,结果显示3种方法在4个点均检...     

利用InSAR识别与监测黑方台黄土滑坡

针对甘肃永靖县的黑方台地区滑坡不断对当地居民人身及财产安全构成重大威胁的现状,该文选取高分辨率的升降轨TerraSAR数据、3m分辨率的DEM数据和30m分辨率的SRTM DEM数据,利用InSAR技术对该地区的地表形变进行监测,主要结果如下:用Stacking技术获取了黑方台的形变速率图,识别出14处不稳定滑坡体;用SBAS-InSAR技术对典型滑坡体进行时间序列监测,将InSAR结果投影到滑坡方向与已有的GPS结果进行比较,最大较差为6mm,最大中误差为3mm。结果表明,InSAR技术用来识别与监测黄土滑坡方便可靠,并且精度较高。     

智能位置服务工作机理及发展趋势研究

人工智能、大数据挖掘、云计算等技术拓展了位置服务的服务方式和应用领域,并将服务的层次升华至智能化水平。首先,本文阐述了智能位置服务的研究现状,对比一般位置服务,梳理了智能位置服务的内涵与特点;其次,研究了智能位置服务的工作机理,建立基于定位技术、地理信息系统、位置模型构建与管理、活动任务建模、物联网技术、大数据挖掘、机器学习和增强现实8种关键技术的体系结构、运行模式和服务方式;最后,探讨了智能位置服务的发展瓶颈与未来趋势,为进一步智能位置服务的关键技术攻关提供参考和借鉴。     

基于ETOPO1数据的全球及重点海域水深统计与分析

由于不同的水深探测手段及海深反演方法适用于不同深度的海域,且全球海域水深分布不均,因此在探测及反演海深之前,需对目标海域的水深分布有一定认识。本文采用ETOPO1模型对全球及部分海域进行统计分析,结果表明,全球及大西洋、印度洋、太平洋区域的水深大多处于3 000—10 000 m,其中3 000—5 000 m水深海域占比较大,因此,在这些海域主要采用重力数据结合船测数据进行反演,同时应注意避开海岸带、岛屿较多、海脊存在的区域;对于水深小于1 000 m的海域,可以根据外部环境,采用多波束船测、水深遥感、机载激光测深等方式进行探测。通过分析及统计全球和重点海域的水深可以为海深探测及海底地形反演方法的选取提供参考。     

相关观测的L1范数最小化方法的比较分析

在抵御粗差影响方面,L_1范数最小化方法比最小二乘更具可靠性。求解L_1范数最小化问题,主要有选权迭代法和线性规划法两种方法。针对相关观测,通常采用权阵的对角线元素来构造L_1范数最小化问题的目标函数,这种处理方法容易忽略观测值之间的相关性。如果采用Cholesky分解消去观测值之间的相关性,则容易造成粗差的转移,进而影响抗差功效。本文对上述两种方法进行了比较分析,数值实验结果表明将相关观测转换为独立等权观测,有利于增强线性规划的稳健性,而在探测粗差方面则具有等价性。由于基于选权迭代的方法收敛性较差,故不适合求解L_1范数最小化问题。     

车载激光雷达测量系统整体检校方法

针对目前系统检校常用方法中大多依赖手工提取点时无法准确获得检校点、绝对精度较低、对实际数据的适用性差等问题,该文结合自主研发的车载激光雷达测量系统,提出一种利用带有反射片的特制球形标靶及利用距离阈值插值算法快速、方便且准确地对车载激光雷达测量系统进行外参数检校的方法。结果表明:与传统方法相比,该方法可以完全弥补常规方法中提取的检校点不准确、精度低等缺点,适用性及实用性更强;在绝对精度方面,整体水平精度达到0.05m以下,高程精度达到0.06m以下;在相对精度方面,拟合检校球直径精度达到0.003m以下,距离精度达到0.002m以下,证明该方法的精度、适用性完全满足当前车载激光雷达测量系统检校的精度需求。     

多类重力场模型的精度分析

分析国际公布的EGM2008、GECO和EIGEN-6C4等超高阶重力场模型及GOCO03S、GOCONSGCF2DIRR5和GOCONSGCF2TIMR5等低阶重力场模型的内符合精度。利用实测的GNSS/水准数据对各模型进行外符合精度的检核。分析6个模型在不同阶次组合的精度,进而选取可靠的截断阶次确定组合重力场模型。计算结果表明:EGM2008、GECO、EIGEN-6C4及DIRR5四个重力场模型的阶方差均保持在mm级,而GOCO03S在191阶之后的精度达到dm级,TIMR5模型在228阶之后的精度达到dm级;6个重力场模型中,EIGEN-6C4模型的累计阶方差最小;EGM2008、GECO模型的互差阶方差在高频部分呈现差异,而在超高阶部分两种模型的互差阶方差符合性好;与EGM2008模型相比,其组合重力场模型高程异常精度最优可达0.063 m,精度提升幅度为15%,与GECO模型相比,其组合重力场模型高程异常精度最优可达0.060 m,精度提升幅度为23%,与EIGEN-6C4模型相比,其对应的组合重力场模型高程异常精度最优可达0.064 m,精度提升幅度为18%,因此,组合重力场模型能提高重力场模型高程异常的精度。     

基于顶点单位法向量法的模型简化算法研究

提出了改进的基于顶点视觉重要度的模型简化算法,该简化算法在顶点视觉重要度的计算中采用了顶点单位法向量法,目的是使处于平面内的顶点优先进行简化,从而使模型视觉尖锐的地方得到了很好的保持。在边折叠时,采用狭长三角形最大最小角方法及边角和法,增加模型的逼真性。最后,通过与QEM简化算法比较得出,本文简化算法较好地保持了模型的视觉特征,模型数据存储量也有大幅度减少,并缩短了简化时间。     

滇东南地区垂直负荷形变特征研究

针对传统的全球水文同化模型计算陆地垂直负荷形变的不确定度问题,该文采用GPS、GRACE以及GLDAS3种数据对滇东南13个GPS连续站的垂直负荷形变进行了综合的分析。结果表明:GPS垂向形变时间序列中,陆地水负荷形变显著,高值达12 mm,其中GRACE的贡献值为32.1%,GLDAS的贡献值为26.9%;对于初相位而言,GPS、GRACE、GLDAS三者符合得很好;对于振幅而言,GPS与GRACE的振幅较为接近,GLDAS的振幅最小;通过主成分分析方法所获取的GPS共模误差与GRACE的相关性高达0.90。虽然GRACE的空间分辨率较低,但GRACE为连续监测地表垂直负荷形变提供了一种有效和可靠的手段。     

基于MapInfo的海量卫星影像管理与分析

实现海量卫星影像资料快速有效的管理,对开展大区域大数据量的生产任务具有重要意义。本文以天绘卫星影像数据为例,介绍通过自编程序读取关键信息,利用MapInfo软件实现海量影像数据快速有效的管理分析,解决现实生产中的难题。     

基于Android的精密三角高程测量系统开发及应用

与普通水准测量相比,精密三角高程测量在特殊环境下的作业效率更高,为推广该测量方法的使用,开发一个功能完善的精密三角高程测量软件是必要的。本文在Android精密三角高程测量软件基础上,结合Android程序设计和精密三角高程测量系统的作业需求,开发了Android平台精密三角高程测量系统。在中国某长江大桥精密三角高程测量的应用中,通过将测量结果与普通二等水准测量数据进行检核与对比,证实该系统能够满足普通跨江水准测量作业的要求。