利用卫星测高技术确定浙江海域大地水准面

利用多颗卫星的测高数据,经共线平均及交叉点平差,建立浙江深海海域2.5′×2.5′格网分辨率的平均海面高模型,在扣除海面地形影响后得到海域的大地水准面起伏,并与EGM2008所得计算结果进行对比;利用移去-恢复技术及SVR方法,联合验潮站GPS/水准数据与EGM2008大地水准面模型,计算浙江近岸海域大地水准面起伏;最终建立浙江海域2.5′×2.5′格网分辨率的大地水准面模型。     

联合卫星重力和卫星测高数据确定稳态海洋动力地形

新一代卫星重力探测任务GRACE大大提高了地球重力场模型中长波分量的精度,使得联合卫星测高平均海面分离更精细稳态海洋动力地形成为可能。本文利用T/P(1994年~2003年)和JASON-1(2003年~2005年)卫星测高数据确定了全球30′×30′平均海面高;基于重力场模型WHU-GM-05,计算得到对应于海面高的GRACE海洋大地水准面格网值;利用“移去-恢复法”和高斯滤波求得全球稳态海面地形。与EGM96、R io05、ECCO和GGM02模型进行比较,检验结果表明GRACE任务有效的改善了海洋大地水准面的精度,使得稳态海洋动力地形能够呈现更多细部。     

深圳市1 km高分辨率厘米级高精度大地水准面的确定

利用65个精度优于2 cm的GPS水准数据、5 213个实测重力点数据、100 m分辨率的数字地形模型和WDM94地球重力场模型,采用移去-恢复技术计算了深圳市1 km分辨率的大地水准面模型.将该模型大地水准面高与由29个GPS水准得到的大地水准面高进行比较,其差值的标准差为±1.4 cm.     

联合多代卫星测高数据确定中国近海稳态海面地形模型

联合多代测高卫星(Geosat GM和ERS-1/168,TOPEX/Poseidon(简称T/P)、变轨T/P,ERS-2,GFO)数据,基于强制改正法得到中国近海2'×2'格网分辨率的平均海面高模型;然后以EIGEN-GL04C重力场模型为参考模型,基于测高垂线偏差法精化得到中国近海2'×2'格网分辨率的测高大地水准面模型;最后联合移去一恢复技术和Gauss滤波技术,采用几何域法得到中国近海2'×2'格网分辨率的测高海面地形.利用中国沿岸长期验潮站平均海面高程信息,由直接推算法与平差法得出1985国家高程基准相对于所建测高大地水准面的垂直偏差分别为23.62±5.38 cm与22.33±1.07cm,与海洋学方法和GPS/水准方法得到的近期结果相近[1～2];扣除各自垂直偏差后的比较表明,由上述两种方法得到的海面地形模型的精度分别为±5.38cm与±5.23 cm.     

高分辨率格网空间重力异常的精密确定

介绍高分辨率格网空间重力异常精密确定的方法,并利用深圳及周边地区5 213个高精度实测重力值、高分辨率数字地形模型和WDM94地球重力场模型,采用移去-恢复技术和加权平均法计算深圳市1 km和2 km分辨率的格网空间重力异常.计算结果表明:该地区1 km和2 km分辨率的格网空间重力异常的精度分别为±1.560 mGal和±4.442 mGal.1 km分辨率的格网空间重力异常成果已应用于该地区似大地水准面的精化,产生了较大的经济效益和社会效益.     

基于多源卫星测高数据的新一代全球平均海面高模型

高精度高分辨率平均海面高模型是研究海洋动力环境变化的重要基础。本文基于多源多代卫星测高数据,包括Geosat/GM、Geosat/ERM、ERS-1/168、ERS-2、Envisat-1、T/P和Jason-1数据,采用统一精密的模型或方法对各项地球物理改正和传播介质误差进行了改进或重新计算,然后以T/P和Jason-1两种数据的共线平差作为参考基准,通过发展的全组合交叉点整体平差方法大幅度削弱了径向轨道误差和时变海面高影响,经比较后优选了最小二乘配置格网化方法,以EGM2008高阶重力场模型由移去－恢复方法得到了全球纬度80°S～82°N范围内海域2′×2′平均海平面高模型WHU2009。与国际上较常用的CLS01平均海平面高模型及实测2年平均Jason-1比较表明WHU2009模型整体精度优于CLS01模型。     

基于Laplace方程的垂线偏差法反演全球海域重力异常

海洋重力场模型反演的质量主要依赖于采用测高数据的精度、空间分辨率和数据分布密集程度。本文联合Geosat GM/ERM、ERS-1 GM/ERM、TOPEX/Poseidon、Envisat、Cryosat-2、Jason-1 ERM/GM和SARAL/AltiKa等多种测高观测数据集,深入比较了多种波形重跟踪算法的效果,回波数据重跟踪处理后的沿轨海面高标准差。统计表明,Sandwell算法优于MLE-4算法、Davis阈值法、改进阈值法和β参数拟合法;基于不同测高数据波形重采样的结果给出了沿轨海面梯度计算中低通滤波的参数选择方法,并采用Sandwell提出的垂线偏差法,反演了全球海域1′×1′的重力场模型。检核表明,反演结果与DTU13和SIO V23.1模型检核的差值均方根分别为3.4、1.8 mGal,与NGDC船测数据的检核精度为4~8 mGal,且本文模型在部分典型海区内精度更优。     

建立我国陆海统一高程/深度基准的构 思 模 式

本文提出了一种建立我国陆海统一高程／深度基准的构思模式。这种以 Ｇ Ｐ Ｓ技术,多波束测深,大地水准面和海面地形模型以及潮汐模型等现代科技为依托的新构思,主要是应用近海海域的海面地形信息。在由动力法计算浅海海域的海面地形时,也就是由深海向浅海过渡时,本文采用了内插外推法。计算结果与卫星测高和水准联测的结果趋势一致。     

用海面地形模型WSST·90B确定的海洋环流

本文利用由Seasat 卫星测高资料和地球重力模型 GEM-T1 确定的海面地形模型WSST·90B,确定了全球海域的海流,并分别与Levitus 动力海面地形模型和 Engelis动力海面地形模型结果进行了比较。结果表明,WSST·90B和Levitus 模型确定的海流图非常接近,且能较好的反映全球主要海流的位置、方向和流速。     

推算我国高精度和高分辨率似大地水准面的若干技术问题

讨论我国新一代高精度高分辨率似大地水准面的特点及其可能的精度和分辨率,列出了采用移去恢复法时的实用公式,介绍了计算斯托克司公式的严格方法和高程异常推估点的精度评定。     

低空无人机遥感系统在海岛潮间带监测中的应用

目前我国传统海岛潮间带监测基本上采用载人机航空摄影测量与卫星遥感的这两种方法。本文研究利用无人机遥感系统,通过相机标定与POS后差分等技术手段,获取海岛高、低潮位两期遥感影像,并对两期影像进行对比实验,得到海岛潮间带监测数据,验证了低空无人机遥感系统能够在海岛潮间带监测中的成功应用。本文方法丰富了海岛动态监测手段,能为行政主管部门提供准确及时的海岛及其潮间带空间地理信息。     

一体化综合减灾智能服务系统研究

针对目前我国减灾服务重决策轻预警,减灾服务技术、系统、应用集成不够,尚缺乏完善的一体化综合减灾智能服务体系现状。该文从测绘地理信息视角,分析了室内外一体化应急定位、多源应急数据融合、灾害场景可视化、灾害模型分析服务等关键技术,构建了一体化综合减灾智能服务原型系统,并在国家基础地理信息中心和陕西省的相关应急部门进行了实际应用,实现了应急信息的一体化感知、定位、融合、分析、服务,为我国综合减灾决策分析提供了技术支撑。     

结合隶属度空间约束的模糊聚类图像分割

针对传统模糊聚类分割方法未考虑邻域像素隶属度空间关系的问题,该文提出了一种结合隶属度空间约束的模糊聚类图像分割方法。采用邻域之间的空间约束来限制隶属度值,解决同质区域中可能出现的噪声问题,从而提高分割精度。分别对模拟图像和彩色图像进行分割实验,并与未结合隶属度空间约束的分割结果进行对比分析。实验表明,此方法实现了对隶属度的空间约束,验证了本文算法的有效性。     

超宽带与激光雷达组合的室内定位方法

针对室内及室内外过渡区域,GNSS信号受到严重影响导致的定位精度下降甚至无法定位的问题,该文提出了一种新的多传感器组合的室内定位方法。充分利用超宽带(UWB)超高的时间分辨率、良好的抗多径能力和较强的穿透能力,以及激光雷达(LiDAR)所表现在构图与定位方面主动、高效、精确的特点。使得两个系统相互作用,在复杂的室内环境下能够获得厘米级的定位结果。基于室内环境下的实测实验结果表明:无论是在非视距环境下UWB定位能力受到严重影响,还是在LiDAR定位结果出现较大发散的情况下,基于EKF的UWB/LiDAR组合定位系统都能够稳定维持厘米级的定位精度,定位结果比较接近参考轨迹。本文提出的基于EKF的UWB/LiDAR组合定位模型,实现了复杂室内环境下的高精度定位。     

DNA03电子水准仪GSI-8数据格式转换软件开发

对徕卡DNA03电子水准仪线路测量模式及GSI-8数据存储格式进行了研究,基于Visual C++6.0平台MFC对话框,编写GSI-8数据格式向Excel电子表格水准记录簿格式的转换软件,实现DNA系列电子水准仪内置的5种线路测量模式GSI-8数据自动向满足国家水准测量规范的Excel电子手簿记录格式转换,测站各项限差指标自动检核并定位,水准测量等级满足从一等到四等以及等外水准的要求,相同等级和同一类型的线路数据文件实现批量格式转换。     

多智能体的城市精细尺度人口估算模型

针对传统人口空间化模型普适性较差,且数据处理较依赖人工操作等缺陷,该文提出了一种基于多智能体模型从微观个体的居住选择入手,在以往学者研究的基础上同时考虑居民居住建筑的内、外部环境因素模拟人口居住空间分布。创新性地以人口智能体为中心,结合GIS利用地理国情数据、POI兴趣点数据、夜间灯光数据、遥感影像数据来模拟居住环境,将心理学和经济学观点引入到智能体对居住地选择的决策行为中,结果表明,基于建筑物内、外部环境的多智能体人口空间分布模型,可以获取高空间分辨率的人口分布情况,且更接近于实际人口分布。     

结合形态学和TIN三角网的机载LiDAR点云滤波算法

针对传统不规则三角网滤波精度依赖于初始种子点选取的问题,提出一种结合形态学与不规则三角网的机载LiDAR点云滤波算法。首先采用KD树粗差剔除方法对异常点进行剔除,然后利用数学形态学滤波算法对粗差剔除后的点云进行粗滤波,最后采用改进的不规则三角网滤波算法对上述结果进行精滤波。三角网迭代滤波过程中每次对滤波得到的地面点进行整体构网,减少了构网次数以及离散点之间的相互影响。实验选取国际摄影测量与遥感协会提供的3组测试数据进行滤波,结果表明本文方法能够有效降低I类误差和II类误差,验证本文滤波算法的可靠性。     

卫星激光测距系统的异常检测及其稳定性监测

针对卫星激光测距系统(SLR)的稳定性问题,该文分析了北京房山kHz地靶观测数据,根据系统延迟的统计信息构建异常辨识统计量,剔除异常数据。地靶有效数据在一个较小的范围内集中,变化幅度0.25ns左右;分析了单次系统延迟变化在0.2ns左右;通过ARMA时间序列分析方法,确定2018年北京房山SLR系统延迟的变化规律,建立SLR系统延迟变化的预报模型;最后,根据预报模型,对系统延迟进行短期预报,以检测SLR系统异常,实现对SLR系统运行稳定性监测的目的。     

利用夜间灯光数据的城市群格局变化分析

针对传统的统计数据具有行政单元统计约束的缺点、DMSP/OLS夜间灯光数据存在分辨率低、像元辐射值饱和的问题,该文使用NPP/VIIRS夜间灯光数据、城区边界、列车时刻表、百度地图API等数据,通过空间统计、标准差椭圆、位序-规模分布、空间联系测度研究中国九大城市群2012与2017年的空间格局变化。结果表明:长三角、珠三角、京津冀城市群的灯光总量和平均灯光均位于前列;长三角、珠三角、成渝、哈长、关中平原城市群灯光变分散,京津冀、长江中游、中原、北部湾城市群灯光变集中,成渝城市群夜间灯光重心移动最大,向重庆方向移动;长江中游城市群接近捷夫分布,中原城市群为序列分布,其他城市群为首位分布;长三角、珠三角、京津冀城市群的总体联系强度最高,各城市群边缘中小城市与核心城市空间联系较弱。     

地理国情统计分析的服务内容和对象及领域探讨

针对地理国情统计分析面临的深度应用、业务目标、快速响应等服务需求,该文提出了地理国情统计分析服务框架,并从服务的内容结构、对象模型、领域构成3个层面展开论述。地理国情服务内容涉及基本统计、综合统计和专题分析,将地理国情数据成果转化为统计信息和决策知识服务;地理国情服务对象涵盖了各级政府、专业领域和社会公众;地理国情统计分析成果在国家重大战略和重大工程、国土空间开发、资源环境审计、国土空间用途管制、生态环境保护等方面具有非常广泛的应用服务领域。