综合PNT应用服务体系：概念框架、技术路线与应用展望

综合定位、导航与授时(positioning, navigation and timing, PNT)体系是我国数字化经济社会运行发展的重要支撑,以北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)为核心的综合PNT应用服务是我国未来时空信息领域技术与产业的发展重点.本文首先定义了“按需弹性可伸缩综合PNT应用服务体系”概念,提出了“一体白盒(软件定义节点)+统一网络(弹性可伸缩系统)+网信场图(智能运管服务)+智能博弈(复杂任务决策)”的应用服务框架,设计了“固基、强网、增效”的综合PNT应用服务技术路线,给出了“公网+专网+机动网”的综合PNT应用服务模式,并对应用前景进行了展望.未来以“北斗+低轨+5G+伪卫星+位置大数据”为核心的综合时空应用服务体系将为多层次、多领域用户提供北斗室内外泛在空间云端协同的精准位置服务,助力全社会数字化转型.     

惯性测量单元辅助的LiDAR动态点云剔除方法

针对动态场景下动态目标影响激光雷达同时定位与建图算法(LiDAR SLAM)的精度和成图效果问题,该文提出一种基于惯性测量单元(IMU)辅助的多层次模糊综合评价动态点云剔除方法。通过标定IMU/LiDAR外参统一两类传感器坐标系,再将每帧点云聚类分割为若干点云簇,以此为基础,利用IMU信息辅助建立相邻帧各点云簇间的配对关系,构建点云运动状态多层次模糊综合评价模型,判定各点云簇的运动状态,最终将动态点云簇从原始点云数据中剔除。为验证该文方法的可行性和精确性,设计了动态点云剔除实验,并将剔除动态点云后的点云数据输入激光雷达里程计与建图算法(LOAM)进行定位与建图。实验结果表明,该文方法动态点云的剔除成功率为98.67%,静态点云的误剔除率为2.01%,能够有效地提高点云数据质量。相比基于原始点云数据的LOAM算法,均方根误差降低了66.06%,最大误差降低了72.78%,实现了厘米级精度的定位,并且优化了建图效果。     

一种面向Stop/Move抽象的轨迹时空关系

从轨迹Stop/Move模型出发,基于Stop/Move对象来分析轨迹之间复杂的时空关系。首先扩展Stop/Move模型,提出关联于地理空间要素的时空关联Stop/Move模型,在此基础上,以Stop/Move对象为分析粒度,分析Stop/Move对象在地理空间中的拓扑关系,提出轨迹主体相对于地理空间要素的时空模式,接着从Stop-Stop、Stop-Move和Move-Move三方面重点研究轨迹时空模式之间的关联关系,最后以两个典型检索请求为例讨论该模式在轨迹时空关系分析方面的应用。     

多尺度地图面目标变化分类、描述及判别

基础地理空间数据的持续更新是制约地理信息服务的重要因素,而变化信息的获取是空间数据持续更新的基础。将不同时相多尺度地图面目标基本变化类型归纳为出现、消失、扩张、收缩、移动、旋转、分裂、合并和先分裂后合并等9种,并分别进行了形式化定义和描述。进而顾及制图综合操作产生的不同尺度地图中同名面目标表现的"伪变化",利用4交差拓扑关系模型区分真实变化和制图综合引起的几何差异。最后,采用1∶2 000和1∶10 000比例尺居民地地图数据进行实验验证,结果表明,所提的变化分类、描述及判别方法具有有效性和适用性。     

一种新的近似平行沟渠群的典型化方法

提出并实现了一种针对近似平行沟渠群的典型化方法。首先,建立沟渠的方位关系图,通过生成关系图中各连通分量的极大完全子图,提取近似平行的沟渠;然后,依据视觉认知规律定义沟渠间的认知距离,并基于最小生成树的剪枝对沟渠进行分组;接着,运用K-means ++算法对分组后的沟渠进行重新表达;最后,通过比较综合前后沟渠群的外轮廓相似性以及沟渠分布密度的差异,对典型化结果进行了评价。对广州市数据进行了实验,结果表明该方法能有效进行近似平行的沟渠群的典型化。     

熵值法在地面沉降危害评价中的应用

地面沉降是一个多因素耦合的复杂系统,针对地面沉降的复杂性、模糊性及不确定性,构造了基于熵权的模糊综合评价模型,通过熵权使权重由主观判断转为由各指标数据之间的关系来确定,根据自然灾害风险分析的基本原理从五个方面选取18个评价因子,定量地对研究区域进行危害性评价。评价结果表明,熵权模糊综合评价法是科学可行的,为地面沉降危害趋势预测以及危害等级划分提供了良好的分析方法,并有较高的应用价值。     

基于元胞自动机的多尺度下制图综合效应研究

研究基于数学形态学中的膨胀、腐蚀运算结合元胞自动机等理论,利用Python脚本编写的相关程序将1:10000研究区土地利用数据分别综合至1:25000、1:50000、1:100000,分析了多尺度下土地利用数据的制图综合尺度效应。研究结果表明：1.随尺度的增大,研究区各地类斑块数目明显降低,最小上图面积增大,斑块趋于整体化,综合概括程度增大。2.各地类面积综合前后变化各异,但总面积保持平衡。其中,林地、采矿用地等面积随尺度的增大而增大;城镇用地、其他农用地面积等随尺度的增大而降低。耕地等面积保持不变。     

基于微服务架构的自然资源综合监测平台构建研究

为了解决“山水林田湖草”自然资源监测过程中的标准规范不统一、平台多源、数据共享交换难以及分析结果冲突等问题,迫切需要搭建一套自然资源综合监测平台,实现自然资源精细化、动态化以及智能化监测管理。本文利用GIS、GPS、云计算以及移动互联等技术,结合当前流行的微服务架构,梳理了自然资源从调查、规划实施、开发利用到保护修复的全周期监测体系,构建了自然资源监测大数据库,开发了自然资源综合监测平台,有效地提高了自然资源监测水平。     

面向复杂坡面地形航摄的无人机优视航摄面提取算法研究

针对自然坡面、人工边坡及滑坡、崩塌地带等复杂坡面地形研究提取一种与复杂坡面地形相适应的无人机优视航摄面,用来解决无人机影像数据采集过程中分辨率不均及采集精度不均的问题。文中通过研究坡面DEM的地细节化处理方法、简化模型顶点聚类、基于法矢约束的样点采样算法以及空间平面处理算法,实现了优视航摄优视面的计算提取。     

GPS高程拟合方法及精度分析

GPS高程拟合的方法及其所能达到的精度,已成为测绘界关注的一个热点。拟合方法是否恰当,拟合后的精度能否满足要求,直接关系到GPS高程在实际工程中的应用。本文结合应用实例来研究GPS高程拟合的方法,主要包括二次多项式法、多面函数和加权平均法,并利用MATLAB编程实现高程异常的曲面拟合。通过对各种拟合方法的精度分析,得出如下结论:二次多项式法比较适合本应用实例,若选取合适的已知点点位分布、密度,该方法能够达到毫米级精度。