大地测量中不适定问题的正则化解法研究

大地测量中的不适定问题包括病态问题和秩亏问题.系统研究不适定问题的处理理论和方法,是大地测量数据处理中的一项重要课题,已经发展成为一个重要的学科方向.本文基于TIKHONOV正则化方法和欧吉坤研究员提出的选权拟合的研究思路,充分考虑大地测量实际,抓住正则化矩阵的选取和正则化参数的确定这条主线,对大地测量中的不适定问题进行了深入研究,建立起了一套较系统的不适定问题处理理论及方法的框架,进一步发展了TIKHONOV正则化方法.主要研究内容包括:     

NLS问题的不适定性及正则化解算方法

本文进一步完善定义了NLS问题的两种不适定性,对产生这两种不适定问题的现象进行了分析。借助于正则化理论,通过添加稳定泛函,结合高斯-牛顿法,构造了不适定NLS问题的正则化高斯-牛顿法求解公式;解决了普通高斯-牛顿法在迭代过程中其Jacobian矩阵是秩亏或者严重病态导致的不能收敛的问题;给出了非线性秩亏自由网平差的正则化高斯-牛顿法步骤;以几个经典NLS问题为例进行了数值实验,说明了本文所提方法的适用性。     

短基线集InSAR形变模型的不适定问题解算方法研究

SBAS InSAR技术广泛应用于大尺度长时间序列的矿区、城市、地震等不同类型地表形变监测。但在利用该技术进行监测地表形变中发现,其形变模型的解算存在着病态和秩亏两类不适定问题,严重影响着形变信息反演的精度和可靠性。本文以SBAS InSAR技术为基础,针对其形变模型最小二乘解算中的病态问题,提出了基于Liu估计的有偏迭代估计法和Tikhonov正则化方法;针对秩亏时奇异值分解反演形变量和形变速率不稳定的问题,改进了Landweber迭代法,并将其应用到秩亏的SBAS InSAR形变模型解算中,反演出更准确的形变信息。     

地球物理反问题中两种正则化方法的比较

通过对最小二乘法的改造引入了两种正则化方法及其解的表达式，从理论上阐述了Tikhonov与TS—VD两种正则化方法效果的差异，特别就病态方程组在三种情况——系数阵良定秩、系数阵劣定秩右端项劣衰减、系数阵劣定秩右端项良衰减下正则化方法的应用效果作了比较．并给出了数值例子。     

度量LS及正则解质量的信噪差异指标

不适定问题最小二乘(LS)解的质量有时很差,其主要原因之一是设计阵的病态性.正则化方法是克服该缺陷的有效方法,但要以损失一些解的精确性作为代价.不适定问题在LS解质量并不差的情况下,则没有必要采取正则化方法.于是就产生一个决策问题:即何时有必要采取正则化方法.这里提出的信噪差异指标就是一种决策指标.该指标可用于度量LS解和正则解的质量,以及正则化参数的恰当选取.数值试验验证了其有效性.     

等式约束对病态问题的影响及约束正则化方法

有效利用参数间已知的等式约束信息能够提高最小二乘解的精度,消除秩亏,但是等式约束能否消除或减弱平差模型的病态性尚不明了,由此提出了一种通过消除部分参数将等式约束病态问题转化为无约束问题的方法。然后分析了等式约束对病态问题的影响,用简单实例证明了加入约束后,系统可能呈现良态或病态,它的性态由原设计阵和等式约束共同决定,并提出了求解等式约束病态问题的诊断-正则化两步方法。最后用一个数值实例验证了该方法的可行性。     

利用GOCE卫星轨道数据恢复地球重力场模型方法的分析

欧空局早期公布的时域法和空域法解算的GOCE模型均采用能量守恒法处理轨道数据, 但恢复的长波重力场信号精度较低, 而且GOCE卫星在两极存在数据空白, 利用其观测数据恢复重力场模型是一个不适定问题, 导致解算的模型带谐项精度较低, 需进行正则化处理。本文分析了基于轨道数据恢复重力场模型的方法用于处理GOCE数据的精度, 对最优正则化方法和参数的选择进行研究。利用GOCE卫星2009-11-01—2010-01-31共92 d的精密轨道数据, 采用不依赖先验信息的能量守恒法、短弧积分法和平均加速度法恢复GOCE重力场模型, 利用Tikhonov正则化技术处理病态问题。结果表明, 平均加速度法恢复模型的精度最高, 能量守恒法的精度最低, 短弧积分法的精度稍差于平均加速度法。未来联合处理轨道和梯度数据时, 建议采用平均加速度法或短弧积分法处理轨道数据, 并且轨道数据可有效恢复120阶次左右的模型。Kaula正则化和SOT处理GOCE病态问题的效果最好, 并且两者对应的最优正则化参数基本一致, 但利用正则化技术不能完全抑制极空白问题的影响, 需要联合GRACE等其他数据才能获得理想的结果。     

利用GOCE卫星轨道数据恢复地球重力场模型的方法

欧空局早期公布的时域法和空域法解算的GOCE模型均采用能量守恒法处理轨道数据,但恢复的长波重力场信号精度较低,而且GOCE卫星在两极存在数据空白,利用其观测数据恢复重力场模型是一个不适定问题,导致解算的模型带谐项精度较低,需进行正则化处理。本文分析了基于轨道数据恢复重力场模型的方法用于处理GOCE数据的精度,对最优正则化方法和参数的选择进行了研究。利用GOCE卫星2009-11-01—2010-01-31共92d的精密轨道数据,采用不依赖先验信息的能量守恒法、短弧积分法和平均加速度法恢复GOCE重力场模型,利用Tikhonov正则化技术处理病态问题。结果表明,平均加速度法恢复模型的精度最高,能量守恒法的精度最低,短弧积分法的精度稍差于平均加速度法。未来联合处理轨道和梯度数据时,建议采用平均加速度法或短弧积分法处理轨道数据,并且轨道数据可有效恢复120阶次左右的模型。Kaula正则化和SOT处理GOCE病态问题的效果最好,并且两者对应的最优正则化参数基本一致,但利用正则化技术不能完全抑制极空白问题的影响,需要联合GRACE等其他数据才能获得理想的结果。     

融合海域多源重力数据的正则化点质量方法

针对传统点质量方法在融合处理多源重力数据过程中可能出现的病态性问题,特别引入Tikhonov正则化方法,对点质量法计算模型进行正则化改造,建立了相应的正则化点质量解算模型。使用EGM2008位模型模拟产生航空重力和海面船测重力数据进行了融合处理仿真试验。实际验证结果表明,正则化处理方法能够有效抑制病态系数矩阵小奇异值放大噪声对点质量解的污染,提高解算结果的精度和稳定性。     

吉洪诺夫正则化总体最小二乘的圆曲线拟合

针对利用离散的观测坐标拟合圆曲线,在观测点分布较为集中时,会引起法方程病态问题,使用高斯-马尔可夫模型,以圆的参数方程为数学模型,引入更多的参数,结合Tikhonov正则化进行总体最小二乘,并对公元前500年古希腊科林斯赛马场跑道的一组考古数据(观测点集中分布在跑道起点处,该跑道近似为圆形),采用Tikhonov正则化总体最小二乘求解曲线参数.实验结果表明,该文提出的基于高斯-马尔可夫模型的Tikhonov正则化总体最小二乘方法可以有效解决圆曲线拟合中的不适定问题.     

测绘工程专业"地籍测量学"课程教学改革的思考

结合测绘工程专业“地籍测量学”教学的实践,分析了教学过程中存在的问题,有针对性地对教学内容、方法及手段提出了改革建议。     

中华人民共和国省级行政区域界线详图集的编制方法

介绍《中华人民共和国省级行政区域界线详图集》的编制过程,叙述图集作业过程中的主要技术指标和编制方法,对带状分幅和抄接边处理等重难点地方进行详细的介绍。     

日本全球定位系统永久性跟踪站网的现代化

日本是全球定位系统永久性跟踪站网（GEONET ）建立时间早、点位密度高且开发应用广泛的国家。介绍了日本GEONET的发展历史和从全球定位系统（GPS）到全球导航卫星系统（GNSS）现代化的总体发展规划及接收机和天线的更新、数据分发格式和实时数据传输的情况,分析了执行GNSS后不同星座组合观测的基线精度及其在智慧建设方面的应用情况,总结了对日本的GEONET发展的几点认识。     

哈尔滨市基础设施普查信息系统——城市道路查询子系统的建立

城市道路查询子系统的建立,不仅对提高城市道路管理工作效率产生重要作用,而且还能为城市的建设与发展提供准确、快速、权威的辅助决策信息。     

浅谈《福建省行政区划地图集》的编制特点

通过对<福建省行政区划地图集>的资料使用、内容选题、符号与色彩设计等特点进行分析与探讨,结果表明<福建省行政区划地图集>达到突出行政区划主题的目的.     

土地利用变化遥感监测

在探讨遥感影像用于县域土地利用变化监测技术基础上,针对贵州省特殊地理环境以织金县为实验区,利用不同时期TM和中巴卫星遥感影像通过影像增强、校正、分类等处理,提取了县域土地利用变化信息,并对其进行分析,表明该研究方法的有效性.     

基于本体范畴的地理信息系统语义集成方法

为实现地理信息系统之间的语义集成,本文提出了地理本体范畴定义:即范畴中的对象描述地理本体,对象之间的态射描述地理本体之间的映射,且态射能描述地理本体间的多种语义关系;并设计了利用外推实现地理本体集成的算法,该算法既能集成同义关系,也能实现语义非对称关系的集成;最后以不同分类标准的干出滩本体为具体案例,阐述了算法的实现步...     

论全球导航卫星系统国际委员会的发展

介绍了全球导航卫星系统国际委员会（ICG）的成立背景、组织体系结构、主要议题以及历次会议情况,分析了ICG对于我国北斗导航卫星系统建设及应用等方面的启示。     

2009年武汉市植被净初级生产力估算

利用CASA模型,结合实测的光合有效辐射（PAR）数据、MODIS归一化植被指数（NDVI）和Land Cover数据、气象数据等资料,估算了2009年武汉市的植被净初级生产力（NPP）。结果显示,武汉市的植被平均单位面积年NPP产量达到464.19gC·m^-2·a^-1。6、7、8三个月NPP积累值最高,占全年的56.8%;12、1、2三个月NPP值最低,仅占5.6%。黄陂区由于林地较广,NPP值较大,在1 000gC·m^-2·a^-1以上;而城市周边由于植被覆盖面积较小,NPP值较低,在400gC·m^-2·a^-1以下。     

GIS空间数据安全管理技术方法研究

本文以课题“基础地理信息数据产品数字水印技术研究”为基础，研究出一套在GIS空间数据中隐藏标识数据生产单位版权以及用户使用权属的数字水印并对其进行压缩、加密的GIS空间数据安全管理技术方法，并从实际出发，设计了相应的应用程序技术方案，并给出了部分软件实例验证。这一技术方法的研究对于GIS空间数据的安全管理和安全共享都有很大意义，也是对数字水印应用新领域的探索。