测绘科学技术

陈君颖，田庆久

王志刚，边少锋

李晓峰，张树清，韩富伟，等

郝燕玲，唐文静，赵玉新，等

程鹏飞，文汉江，成英燕，等

陶超，谭毅华，蔡华杰，等

薛存金，周成虎，苏奋振，等

孙海燕，黄华兵，王喜娜

刘慧敏，樊子德，邓敏，等

骆剑承，盛永伟，沈占锋，等

雷小奇，王卫星，赖均

谭衢霖

杨必胜，魏征，李清泉，等

季顺平，袁修孝

安晓亚，孙群，肖强，等

李德仁

郭仁忠，刘江涛，彭子凤，等

张新长，郭泰圣，唐铁

张兴福，李博峰，魏德宏，等

李正强，许华，张莹，等

谢一凇，李东辉，李凯涛，等

龚健雅，李小龙，吴华意

吕志平，魏子卿，李军，等



测绘科学技术

高分辨率遥感植被分类研究

陈君颖，田庆久

摘要：以南京市区的植被覆盖为研究对象，基于IKONOS遥感影像，采用决策树分类算法，根据各种植被光谱特征建立知识库，提出基于光谱信息的植被分类方法，继而结合高分辨率影像特有的纹理特征引进局部一致性指数对该方法进行改进，提出结合纹理信息的高分辨率遥感植被分类方法，分类总体精度从仅利用光谱信息的83.16％显著提高到91.89％，Kappa系数达到0.8886。采用Quickbird遥感影像对该方法进行验证，分类总体精度为91.94％，Kappa系数为0.8783，表明该植被分类方法能有效地对植被进行分类与识别，精度较高，且对于不同数据源的植被分类具有一定的普适性，为实现植被的自动化提取提供了理论依据和有效的方法途径。 迭代最近等值线算法（ICCP）是一种重要的匹配导航算法，文中首先介绍ICCP算法的基本原理，随后在0.2′×0.2′重力异常数据库的基础上，利用ICCP算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。最后为了验证匹配位置是否可用于修正惯导误差，提出将匹配位置误差作为观测量，用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计。由最后的仿真结果可以看出，ICCP算法可有效抑制惯导纬度误差的增长，且最大纬度误差不超过2''，以匹配位置误差作为观测量可以用来估计惯导方位误差角。 在高分辨率遥感影像上进行道路提取一直被认为是一项具有重要意义但很困难的工作。尤其一些与道路光谱相近的地物，分类后与道路相互连接，难以区分。基于面状道路和边缘相互验证和辅助的思想，提出一种高分辨率遥感影像上提纯道路信息的方法。该方法首先在面状和边缘两个方面同时提高提取精度，然后由他们之问的逻辑互运算分割道路与非道路对象，并应用有效的形状指数（如：极惯性矩和狭长度指数）刻画和区分道路与非道路面状目标（如楼房等），最终达到提纯道路的目的。实验结果表明了该文方法在去除非道路目标，提纯道路网络方面的有效性。 同一地物在不同来源的地图上通常存在着差异，其识别或匹配对于不同数据源的地图编制来说很关键。面状地物要素在很多地图表示中都占有很大的比例。基于人眼综合已有信息来识别同名实体的思想，该文提出了基于空间相似性的面实体匹配算法。该算法将面实体作为一个整体看待，采用加权平均法来综合面实体的位置、形状、大小等特征的相似度，进而根据获得的总相似度大小确定匹配实体。算法在确定位置相似度时选择形状中心点对面实体进行惟一标识；采用形状描述函数来计算形状相似度，不容易受各种干扰而影响精度，避免了形状信息的丢失；面实体的大小通过其覆盖面积来度量。实验结果表明该方法具有良好的稳定性和可靠性。 根据2000国家大地坐标系（CGCS2000）的定义及其所定义的4个基本椭球常数，推导CGCS2000椭球的主要几何和物理book=40,ebook=44参数，比较这些参数与GRS80和WGS84椭球相应参数之间的差异，给出CGCS2000椭球与GRS80及WGS84椭球定义的正常重力值的差异，并分析在CGCS2000及WGS84系下同一点坐标的差异。研究表明：CGCS2000椭球上的正常重力值与GRS80，WGS84椭球上的正常重力值的差值分别约为-143.54×10-8m/s2和0.02×10-8m/s2。同一点在CGCS2000与GRS80和WGS84下经度相同，纬度的最大差值分别为8.26×10-11"（相当于2.5×10-6mm）和3.6×10-6"（相当于0.11 mm）。 提出一种高空间分辨率遥感影像城区建筑物自动提取方法。该方法将面向对象的思想融入到基于邻域总变分的建筑物分割方法中，并通过分析分割后不同类型建筑物提取的难易程度，提出一种多特征融合的建筑物对象分级提取策略：首先通过形状分析检测一部分分割完整的矩形建筑物目标，然后采用新提出的多方向形态学道路滤波算法将建筑物与邻近光谱相似的道路目标分离，确保每一个候选建筑物目标都是独立的对象，最后利用初提取的建筑物对象和已剔除的非建筑物对象作为样本建立概率模型，根据贝叶斯准则进行建筑物后提取。实验表明：该方法可以检测同一幅影像中具有不同形状结构和光谱特性的建筑物目标，准确率高、鲁棒性好。 根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析，以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象，提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性，将其分级抽象为过程对象系列，进一步探讨过程对象及过程对象间逻辑关系，并设计其UML模型结构及物理存储结构。通过抽象的过程对象隐式地记录地理实体动态变化机制，及自定义的过程对象存储表提供演变机制的函数接口模式，实现连续渐变地理实体的过程化组织、存储与动态分析。最后，以海洋数据的过程化组织与分析为例，构建时空过程模型原型系统（海洋过程对象一关系数据库系统与功能分析平台），验证和评价该模型的实用性。 用一个水准网说明依据改正数进行粗差处理可能导致错误，而且粗差能否被正确处理与其所处位置有关。为解决此问题，提出局部分析法。局部分析法从多维平差问题的函数模型出发，根据设计矩阵得到一个被观测量的多个独立观测，包括被观测量的观测值和其他观测值的函数，并给出根据平差问题的设计矩阵确定这些函数的方法。根据被观测量的独立观测数即可判断其观测值能否容忍粗差。在此基础上提出一种基于局部分析法的粗差探测方法，最后给出一个测角网示例。 以等高线地图为例，提出一种基于空间认知的等高线信息的层次度量方法。首先，分析现有基于Shannon信息论的地图信息度量方法。然后解析地图等高线信息的产生原理，并将等高线信息划分为3个层次，分别为单条等高线信息度量层次（即元素层次）、基本地貌单元邻接等高线信息度量层次（即邻域层次）、全局地图等高线信息度量层次（即整体层次）。在此基础上，依据空间信息的多样性和差异性特征，分别建立了各层次信息定量度量方法。最后，通过试验初步验证本文所提的等高线信息定量度量方法的合理性和正确性。 以LANDSAT卫星遥感数据为信息源，在归一化差异水指数（NDWI）计算的基础上，采用“全域一局部“的分步迭代空间尺度转换机制，将全域分割、全域分类、局部分割与分类等计算过程有机地结合起来，分阶段地融合了水体信息提取所需的不同层次知识，并建立迭代算法实现了水体最佳边缘的逐步逼近，获得了高精度的水体信息提取。通过对青藏高原试验区湖泊信息提取的实验表明。该方法除了能够实现对复杂多样的水体信息进行高精度自动提取外，还可有效避免与阴影等信息的混淆。 提出一种基于局部灰度一致性的图像分割方法并结合形状特征进行道路提取的方法。该方法首先对图像进行分割，对分割结果使用形状特征进行道路段的选择，可以获取直线和曲线道路段，克服了许多方法只能提取直线道路段的缺点，然后在确定的道路段上选择种子点进行区域增长，从而实现自动选取种子点并提取道路网的过程，最后结合边缘信息和形态学方法规整化道路网。提出的方法能适用于高分辨率遥感图像中直线和曲线道路段的提取。经过实验分析和比较证明：该方法对于路面灰度均匀性较好和路面灰度均匀性较差的图片，都达到了较好的效果。 城区高空间分辨率遥感数据由于存在大量同物异谱和异物同谱现象，应用传统的基于像元光谱分类的方法进行建筑物分类提取难以取得满意的效果。发展一种从高分辨率IKONOS卫星影像上基于知识规则的面向对象分类提取城区建筑物方法，包括如下步骤：1）融合1 m全色和4 m多光谱波段影像，生成1 m分辨率的多光谱融合影像；2）分割融合影像；3）执行基于对象光谱的最近邻监督分类；4）应用模糊逻辑分类器结合光谱、空间、纹理和上下文特征等知识规则进行建筑物分类。统计试验表明，该分类方法提取城区建筑物精度可达到93％。 以车载激光点云数据为研究时象，提出一种适合于其快速分类与目标提取的点云特征图像生成方法。首先将扫描区域进行平面规则格网投影，通过分析格网内部点云的空间分布特征（平面距离、高程差异、点密集程度等）确定激光扫描点的定权，从而生成车载激光扫描点云的特征图像。利用生成的点云特征图像，可采用阈值分割、轮廓提取与跟踪等手段提取图像分割的建筑物目标的边界，从而确定边界内部点云数据，实现目标分类与提取。本文以Optech公司的车载激光扫描数据为试验对象，脸证本文提出方法的可行性和实用性。 提出一种基于有理多项式模型（RFM）的高分辨率卫星遥感影像自动匹配方法。首先利用RFM进行高分辨率卫星影像直book=42,ebook=46接定位和同名点预测，并分析预测精度；然后基于投影轨迹建立近似核线方程，并分析核线精度；接着采用金字塔影像策略进行核线约束的近似一维影像匹配，并经最小二乘影像匹配精化匹配结果；最后采用RANSAC算法剔除误匹配点以获取最终的匹配结果。试验结果表明，该方法的匹配成功率和稳定性高于传统的二维灰度匹配方法和现流行的SIFT匹配方法，能够很好地解决高分辨率卫星遥感影像自动匹配中不同成像模式、多时相、大姿态角等情况导致的匹配难题。 利用多级弦长函数和中心距离函数从全局整体到局部细节逐级描述几何形状，建立通用多尺度空间数据几何相似性度量模型。基于高斯概率统计模型改进传统的Hausdorff距离，引入信息检索中的相关反馈技术解决相似度量模型中各指标阈值的确定问题。最后将相似度量模型分别应用于不同比例尺数据匹配和空间目标化简前后的相似度量，试验表明，基于该描述方法的相似度量模型可有效实现不同比例尺水域数据的匹配和相似度量。 2012年1月9日，我国成功发射了第一颗民用三线阵立体测图卫星资源三号测绘卫星，资源三号测绘卫星配置2台分辨率优于3.5 m、幅宽优于50 km的前后视全色TDI CCD相机，1台分辨率优于2.1 m、幅宽优于50 km的正视全色TDI CCD相机和1台分辨率优于5.8 m的多光谱相机；为了保证精度精度和可靠性，资源三号测绘卫星采用大平台、并配置双频GPS以及多个陀螺，经过处理，资源三号无控制点直接定位优于15 m，带控制点高程精度优于3 m，平面精度优于4 m，完全满足1∶ 50000测图精度。 基于测绘和地理信息产业发展背景，针对日益增长的数据融合、实时共享、深度处理和个性化的需求，对数字城市中测绘服务特征进行分析，重点介绍符合云计算模型的开放式计算环境、多路径数据更新、多源数据一体化集成、全尺度城市编码、自适应空间数据处理和动态在线制图等理论、方法与关键技术。在此基础上，研制开发了开放式空间基础信息平台，并成功应用于数字深圳的建设中。 针对GIS增量更新中存在的一致性维护与空间冲突问题，提出一种自适应的矢量数据增量更新方法。以同名对象匹配为切入点，探讨变化对象的检测与增量更新的方式。在综合考虑空间距离，语义相似度及拓扑一致性约束的基础上，提出接边匹配度的计算方法并设计自适应的对象接边算法。同时，介绍矢量数据增量更新中基于约束规则的空间冲突检测与处理方法。并以矢量地形图试验数据验证文中所提出的模型与算法。 针对模型尺度参数ae对高程异常计算的影响进行数值分析；利用各模型位系数方差信息及区域高精度GPS/水准数据分析book=43,ebook=47国际上新近公布的ITG-GRACE2010S、AIUB-GRACE03S、EIGEN-6C、GOCO02S、DIR_R3、TIM_R3、SPW_R2、gif48以及EGM2008多类重力场模型对应不同谱域的位系数精度；提出采用简单谱组合方法和加权谱组合方法来提高高程异常的计算精度。在试验区域，计算结果表明，各模型的中低阶（约135阶）位系数整体精度要优于EGM2008模型，gif48和EIGEN-6C模型的整体精度均优于同阶次的EGM2008模型，简单谱组合方法和加权谱组合方法均能提高区域模型高程异常精度。 结合2013年1月北京区域严重灰霾污染，介绍了太阳-天空辐射计、激光雷达、多波段CCD相机等遥感监测手段，分析了地-空基、主-被动等遥感方法获得的灰霾气溶胶特性遥感结果，讨论了不同遥感监测手段的特点及联合使用，结果表明：主动遥感手段在严重污染、夜间等情况下具有观测优势，而被动遥感信息含量大，具有获得气溶胶复杂特性参数的能力；地面遥感点、垂直分布线监测数据与卫星遥感的面观测数据相结合，可以初步实现灰霾的主被动遥感立体监测。 为了解北京地区2013年1月严重灰霾污染过程中大气气溶胶特性，基于地基太阳-天空辐射计CE318观测数据，反演了气溶胶光学和微物理参数，并据此对1月份第2次严重污染过程进行了详细分析。研究表明：1）2013年1月北京地区灰霾污染天气下，气溶胶光学厚度比同时期清洁天气有所增大，在440 nm处均值达到0.87，在个别严重污染天气下高达3左右；2）气溶胶光学参数与灰霾过程密切相关，Ãngström指数由清洁大气时的1.3降到灰霾污染时的0.95，复折射指数虚部均值由污染前的0.04下降为污染过程中的0.01，单次散射反照率均值则由0.73增大到0.92，同时不对称因子均值从0.58增大到0.67；3）灰霾污染过程中细模态气溶胶比例较高，占总体积比例平均达到73.0％，最高达90.5％，在灰霾污染中气溶胶细模态平均峰值半径随光学厚度增大而增大，清楚表明了灰霾过程中颗粒物的吸湿增长效应，粗模态平均峰值半径随光学厚度的增加而减小，在污染最严重时，粒子谱分布峰值半径约为0.43 μm。 为满足动态目标与传感器等实时观测数据获取、存储、管理、分析与可视化的要求，需要发展一种新型地理信息系统-实时GIS。本文根据实时GIS中各种地理要素的特点以及存储管理要求，提出一种面向动态地理对象与动态过程模拟的实时GIS时空数据模型，它将时空过程、地理对象、事件、事件类型、状态、观测等相关要素整合在一个时空数据模型中。基于该模型研发了新一代实时GIS，并以4种动态地理对象（包括移动对象、原位传感器对象、视频对象和过程模拟对象）的时空数据的实时接入、存储与可视化为例，验证模型的可行性。 CGCS2000启用后，用于地形图图廓线和坐标网变换的高精度坐标转换格网模型的建立成为实用中的重要问题。本文阐述我国CGCS2000高精度坐标转换格网模型的建立方法。一是讨论坐标转换最小曲率方程，该方程同时具备整体光滑和局部光滑特性，可以更好地符合地图线状要素坐标转换时的连续光滑性；二是提出格网节点迭代计算方法以及拟合推估两步极小法构建区域性格网模型的方法，构建了格网模型数据结构；三是给出全国范围CGCS2000高精度坐标转换格网模型的最优格网间距和转换精book=44,ebook=48度，按48433个2000国家大地控制网点坐标构建了BJS54和XAS80到CGCS2000坐标转换格网模型，转换后的点位外符精度分别为0.26 m和0.03 m。

关键词：高分辨率遥感；植被分类；知识库；决策树；纹理 迭代最近等值线算法；重力辅助惯性导航；匹配；卡尔曼滤波 道路信息提取；高分辨率遥感影像；互运算；极惯性矩；狭长度指数 面实体；匹配；空间相似性；形状描述函数 大地坐标系；地心坐标系；2000国家大地坐标系；WGS84；GRS80 高分辨率遥感影像；建筑物提取；面向对象；形态学；贝叶斯准则 时空过程模型；过程对象；连续渐变；原型系统 局部分析法；改正数；粗差位置；组合观测；粗差探测；真误差 分步迭代；水体；信息提取；面向对象 遥感影像分割；道路提取；形状特征；道路种子点；区域增长 面向对象影像分析；模糊逻辑；分割；分类；建筑物提取 车载激光扫描；数据分类；目标提取；图像分割 影像匹配；核线方程；RANSAC；RFM 多级描述；相似性度量；空间数据几何相似性；数据匹配 资源三号测绘卫星；精度验证 数字城市；空间地理信息；共享服务；空间信息平台；多路径更新；一体化集成；按需数据处理 自适应；增量更新；数据一致性；空间冲突 地球重力场模型；高程异常谱分析；谱组合；GPS高程转换；精度分析 灰霾；遥感；气溶胶；主被动遥感监测；地基激光雷达 地基太阳-天空辐射计；北京；灰霾；气溶胶光学与微物理特征 实时GIS；时空数据模型；时空过程；地理对象；事件类型；状态 2000中国大地坐标系；格网模型；坐标转换；最小曲率法；数据结构；拟合推估

来源出版物：遥感学报, 2007, 11(2): 221-227 入选年份：2012

基于ICCP算法的重力辅助惯性导航

王志刚，边少锋

来源出版物：测绘学报, 2008, 37(2): 147-151，157 入选年份：2013

基于多重信息融合的高分辨率遥感影像道路信息提取

李晓峰，张树清，韩富伟，等

来源出版物：测绘学报, 2008, 37(2): 178-184 入选年份：2013

基于空间相似性的面实体匹配算法研究

郝燕玲，唐文静，赵玉新，等

来源出版物：测绘学报, 2008, 37(4): 501-506 入选年份：2013

2000国家大地坐标系椭球参数与GRS80和WGS84的比较

程鹏飞，文汉江，成英燕，等

来源出版物：测绘学报, 2009, 38(3): 189-194 入选年份：2013

面向对象的高分辨率遥感影像城区建筑物分级提取方法

陶超，谭毅华，蔡华杰，等

来源出版物：测绘学报, 2010, 39(1): 39-45 入选年份：2013

面向过程的时空数据模型研究

薛存金，周成虎，苏奋振，等

来源出版物：测绘学报, 2010, 39(1): 95-101 入选年份：2013

多维平差问题粗差的局部分析法

孙海燕，黄华兵，王喜娜

来源出版物：测绘学报, 2012, 41(1): 54-58 入选年份：2013

地图上等高线信息度量的层次方法研究

刘慧敏，樊子德，邓敏，等

关键词：等高线；地图；层次；信息量

来源出版物：测绘学报, 2012, 41(5): 777-783 入选年份：2013

分步迭代的多光谱遥感水体信息高精度自动提取

骆剑承，盛永伟，沈占锋，等

来源出版物：遥感学报, 2009, 13(4): 604-615 入选年份：2013

一种基于形状特征进行高分辨率遥感影像道路提取方法

雷小奇，王卫星，赖均

来源出版物：测绘学报, 2009, 38(5): 457-465 入选年份：2014

高分辨率多光谱影像城区建筑物提取研究

谭衢霖

来源出版物：测绘学报, 2010, 39(6): 618-623 入选年份：2014

面向车载激光扫描点云快速分类的点云特征图像生成方法

杨必胜，魏征，李清泉，等

来源出版物：测绘学报, 2010, 39(5): 540-545 入选年份：2014

基于RFM的高分辨率卫星遥感影像自动匹配研究

季顺平，袁修孝

来源出版物：测绘学报, 2010, 39(6): 592-598 入选年份：2014

一种形状多级描述方法及在多尺度空间数据几何相似性度量中的应用

安晓亚，孙群，肖强，等

来源出版物：测绘学报, 2011, 40(4): 495-501，50 入选年份：2014

我国第一颗民用三线阵立体测图卫星——资源三号测绘卫星

李德仁

来源出版物：测绘学报, 2012, 41(3): 317-322 入选年份：2014

开放式空间基础信息平台的发展特征与技术内涵

郭仁忠，刘江涛，彭子凤，等

来源出版物：测绘学报, 2012, 41(3): 323-326 入选年份：2014

一种自适应的矢量数据增量更新方法研究

张新长，郭泰圣，唐铁

来源出版物：测绘学报, 2012, 41(4): 613-619 入选年份：2014

多类重力场模型的精度分析及联合确定GPS点正常高的方法

张兴福，李博峰，魏德宏，等

来源出版物：测绘学报, 2013, 42(1): 6-12 入选年份：2014

北京区域2013严重灰霾污染的主被动遥感监测

李正强，许华，张莹，等

来源出版物：遥感学报, 2013, 17(4): 919-928 入选年份：2014

基于地基遥感的灰霾气溶胶光学及微物理特性观测

谢一凇，李东辉，李凯涛，等

来源出版物：遥感学报, 2013, 17(4): 970-980 入选年份：2014

实时GIS时空数据模型

龚健雅，李小龙，吴华意

来源出版物：测绘学报, 2014, 43(3): 226-232 入选年份：2014

我国CGCS2000高精度坐标转换格网模型的建立

吕志平，魏子卿，李军，等

来源出版物：测绘学报, 2013, 42(6): 791-797 入选年份：2013