测绘学报专刊，测绘学报审稿
本文内容基于《测绘学报》 2023年第12期（授权号GS京（2023）2441）。
国产星载激光雷达全链路森林回波模拟及森林结构参数反演研究
蔡龙涛
桂林电子科技大学电子工程及其自动化系，桂林市，541214
资助项目：人力资源科学研究启动基金（UF22019Y）；博士后专项基金（C22RSC90BX01）；广西壮族自治区自然科学基金（2020GXNSFAA159091）
作者简介：蔡龙涛（1990—），男，2021年6月毕业于东北林业大学，获工学博士学位（讲师：邢艳秋教授），研究方向为林业定量遥感。邮箱： cailongtao@guet.edu.cn
引用格式：蔡龙涛. 国产星载激光雷达全链路森林回波仿真及森林结构参数反演研究[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2223-2223. DOI: 10.11947/j.AGCS .2023.20220517
蔡龙涛. 国产星载激光雷达全链路森林回波模拟及森林结构参数反演研究[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2223-2223. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220517
阅读全文：http://xb.chinasmp.com/article/2023/1001-1595/20231217.htm
作为一种主动遥感技术，全波形星载激光雷达测距在估算森林结构参数方面具有其他森林资源调查方法无可比拟的优势。例如ICESat激光测高卫星在森林类型识别、树高估算、陆地森林生物量估算等方面取得了一定的成功。为了进一步提高森林结构参数估算精度，高精度估算国内和全球碳储量，日本发射了全波形星载激光雷达测高卫星。动态监测提供了新型数据和技术支持。定量研究国产星载激光雷达回波波形在森林结构参数估算中的适用性。首先，建立全链路回波仿真系统，利用相对成熟的回波波形数据来验证系统的有效性。然后，利用该仿真系统，结合国产星载激光雷达的负载参数和野外调查数据，最后根据国产星载激光雷达的回波波形，最终得到国产星载激光雷达的仿真波形，对森林类型、最大森林类型进行识别和估算。冠层高度和地上森林生物量。主要研究内容如下。 (1)为了构建光点内地面信息的3D模型，我们将有限元原理与森林地形的不规则起伏和不同单树冠层的结构特征相结合，构建了随机地形。通过建立单棵树的3D模拟模型，完成真实的林分情况，对地形进行高精度的3D建模。考虑到星载激光雷达的激光脉冲受大气散射、吸收和折射的影响，我们增加了激光脉冲辐射传输模型，以实现星载激光雷达回波波形的高精度模拟。 (2)为了验证本文构建的全链路回波仿真系统的有效性，我们选取较为成熟的GLAS波形数据作为验证数据，并与GLAS仿真波形进行相关性分析。研究结果表明，GLAS发射波模拟波形与实测发射波波形之间的平均皮尔逊相关系数为0.96，GLAS回波模拟波形与实测发射波波形之间的最大皮尔逊相关系数为0.96 .该值显示为0.96。回波波形为0.95，平均值为0.77。 (3)为了提高国产星载激光雷达回波波形的森林类型识别精度，基于回波模拟原理和森林冠层特征，对国产星载激光雷达回波波形进行了理论分析，并提出以下建议。将森林类型的波形特征参数R_cafit1-47和K1-47与其他森林类型的波形特征参数AGS和SGS相结合，针阔叶林森林类型的总体识别精度为96.43。 %，对落叶林、混交林等森林类型总体识别准确率为81.08%。 (4)为了提高森林最大树高的估计精度，根据冠层结构特征分析激光雷达回波波形，提取与冠层高度相关的波形特征参数，建立与森林树高相关的变量。最大树高估计模型。研究结果表明，W1参数与TS参数组合的森林最大树高建模精度最高，0~10、0~20、0~30条件下的估计精度Adj.R2 为0.88和0.83。 0.73，RMSE 分别为1.04、1.76 和1.62m。针叶林、阔叶林和混交林的树高估计精度Adj.R2分别为0.79、0.83和0.80，RMSE分别为1.60、1.07和0.92m。 (5) 为了提高地上森林现有量估算的准确性，基于森林冠层结构特征对国产星载激光雷达回波波形进行分析，提取与地上森林现有量相关的冠层回波能量值参数E。地面森林.然后使用该参数建立地上森林生物量的线性估计模型。
研究结果表明，0~10、0~20、0~30坡度上森林生物量估算精度Adj.R2分别为0.94、0.92、0.91，RMSE分别为9.53、11.50 ，13.66t。已找到。针叶林、阔叶林和混交林的估计精度Adj.R2 分别为0.92、0.96 和0.93，RMSE 分别为11.26、5.8 和13.61 t/hm2。
地基时变微重力数据处理与场源模型解释
杨静玲1,2
1. 闽江学院测绘工程学院，福建福州350108；2. 中国地震局地球物理研究所，北京100081
基金项目： 国家自然科学基金项目(42104091)
作者简介：严静琳（1986—），女，2022年7月毕业于中国地震局地球物理研究所，获重力研究方向理学博士学位（导师：陈实研究员）。邮箱： yangjinling@mju.edu.cn
引用格式：杨金玲. 地面时变微重力数据处理与场源模型解释[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2224-2224. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220524
杨金玲. 地面时变微重力数据处理及场源模型解释[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2224-2224. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220524
阅读全文：http://xb.chinasmp.com/article/2023/1001-1595/20231218.htm
地面时变重力观测距离震源较近，观测精度较高，目前广泛用于监测地壳内部物质的变化。陆基重力观测是在地球表面固定测量点安装重力仪，测量重力，获取地球重力场数据。但测量过程受到观测设备误差、水文、环境干扰等多种因素的综合影响。对相对重力仪的仪器参数误差、测量网络的场源监测能力等不确定因素的量化和研究，将有助于获得更可靠的深层地下场源信号。基于贝叶斯重力平差法和时变重力等效源时空平滑法，估计仪器参数的不确定性，评估测量网络的场源监测能力，并从重力角度分析着陆时间。 进行研究。场源因素和模型解释变重力观测研究。论文的主要任务如下。 (1)利用贝叶斯重力平差方法，对2015—2018年华南地区多时段陆地重力观测数据质量进行了评价，定量评估了相对重力仪的非线性漂移和网格系数的影响，并进行了分析。结果表明，四种相对秤均存在非线性漂移，仪器间差异明显。残差结果和分段差异统计参数表明贝叶斯调整结果优于经典方法。初始网格值系数与优化网格值系数之间的偏差约为10-5至10-4。华南测量网观测数据由于相对重力仪的非线性漂移和网格系数的不准确，会造成约2010-8 m/s2的不确定度，但贝叶斯重力平差方法降低了仪器误差.可以有效抑制。 0.25、0.5、1三种不同尺度的探测板模型试验结果表明，目前我国南方地区重力网络探测到空间尺度大于0.50.5的磁场源物体。以便能够有效识别。测量网络和相应的场源的空间分辨率约为55公里。 （2）开展2017年九寨沟7.0级地震前时变重力场研究。基于2014年至2017年7期重复高精度混合重力观测数据，采用贝叶斯平差方法，研究了2017年九寨沟7.0级地震前震源区及周边地区微重力水平的时间变化，得到重力信号。空间分辨率大于75公里。绝对重力交叉验证结果表明，贝叶斯重力平差后的绝对点偏差在2010-8 m/s2范围内，贝叶斯重力平差方法消除了仪器网格值和误差带来的偏差。漂移，可以有效降低确定性。采用等效源时空平滑法对青藏高原东缘重力网的探测盘测试结果表明，青藏高原东缘重力网的场源分辨率优于75公斤以上。噪声测试结果表明，等效源时空平滑方法可以有效恢复噪声水平为5%（对应地表约1210-8 m/s2的高频噪声）下的场源参数。是。基于该方法，分辨率为0.75的源体对应于15 km厚、1 km深的水平层，对应源体视密度变化为0.59%~0.74%。九寨沟7.0级地震前，重力场显着变化区由西向东北变化，逐渐出现与构造方向一致的显着重力变化梯度区。震中周边等效电磁波源结果分析表明，震前两年震中西南地区可能存在地壳流体运动。表观密度变化梯度区与活动地壳边界区重合，表明引起重力场变化的场源主要受构造控制。地壳的垂直变形和地表附近水的变化对重力的变化影响不大。 2017年九寨沟7.0级地震前，与构造相关的区域重力场的空间变化过程和变化特征主要反映了该区域地壳深部的流体和质量运动过程。 （3）开展2016年蒙根6.4级地震前时变重力场研究。平差结果显示，2016年门源6.4级地震发生在重力差变化明显的高坡带，且位于零值线的转折点。
采用等效源时空平滑法对青藏高原东缘重力网进行探测板测试和噪声测试表明，青藏高原东北缘重力网场源分辨率约为100 km。可能的重力异常大小约为8010-8 m/s2。采用等效源时空平滑反演方法，1分辨率的场源体积相当于10 km、1 km深度的等效层内源体积视密度变化为0.74``~0.81``。是。区域GNSS速度场显示，青藏高原东北缘水平运动总体呈东北偏东方向，震级为2.611.8毫米/a，速度由西南向西南方向呈逐渐减小的趋势。正在显示。东北。冷龙岭断裂带具有较强的活动特征，断裂带两侧GNSS运动速度大小差异很大，门源震源附近应变积累更为明显。区域主应变特征主要分布为东北向主压应变，一般表现为挤压变形，表面应变率主要表现为收缩和挤压特征。 Mon震源震中位于高剪应变和高面应变峰值附近，剪应变最大年变化率约为1.410-8 mm，面收缩年变化率为0.9 10-8 毫米。当地近地表水（如土壤水或雪水）引起的重力年变化率约为0.0510-8 m/s2。降雨引起的最大重力变化为610-8 m/s2，最大地表垂直变形率引起的重力变化为1.1710-8 m/s2。由水文因素和垂直表面形变引起的重力随时间变化约为810-8 m/s2。根据体波图像等结果，得知蒙根地震后地下30至40公里处存在低速层，推测该地区地壳内部可能存在流体运动。电磁勘探结果表明，任龙岭断裂受青藏高原挤压并向东北方向挤压，断裂南北两侧物性存在显着差异。 2016 Mongen Ms 6.4 地震前重力场的变化可能与分布在地壳深处的低速层物质向较浅部分的迁移有关。
基于时空上下文的运动物体位置预测与推荐方法研究
刘春阳
安徽科技大学空间信息与测绘工程学院， 安徽淮南232001
资助项目：安徽省自然科学基金面上项目（2108085MD130）；安徽省自然科学研究重点项目（KJ2020A0312）；国家重点研发计划（2016YFC0803108）
作者简介：刘春阳（1991—），男，2020年6月毕业于中国矿业大学，获工学博士学位（导师：王健教授，刘继平研究员）研究方向为时空大场数据分析。邮箱： cyliu6666@163.com
引用格式：刘春阳. 基于时空上下文的移动目标位置预测与推荐方法研究[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2225-2225. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220529
刘春阳. 基于时空上下文的移动目标位置预测与推荐方法研究[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2225-2225. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220529
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因此，在本文中，我们提出了一种基于时空扩展卷积生成网络的注意力点推荐方法。首先，我们引入条件概率生成模型，并使用堆叠扩展因果卷积网络和可并行计算的残差结构对用户的移动序列进行建模。然后，利用连续的地理距离信息对用户的个人空间偏好进行建模，并综合两类时间周期模式对用户的个人时间偏好进行建模。实验表明，与一些先进的兴趣点推荐方法相比，我们的方法在准确性和效率上都具有明显的优势。 (4)为了解决车辆运动位置预测任务中建模轨迹序列长期依赖的问题以及现有基于循环神经网络和卷积神经网络的模型计算效率低的问题，本文提出了一种分层模型基于使用增强卷积生成网络的车辆运动位置预测方法的注意力机制。首先，为大规模车辆轨迹数据建立复杂的地理网格表示，获得运动轨迹的网格编码序列，并将原始轨迹数据用作预测模型的输入。然后，通过集成分层注意力机制、扩展因果卷积网络和残差结构，我们创建了一种简单高效的生成方法，用于学习车辆运动轨迹的深层重要特征和时空运动模式。实验表明，该方法能够有效学习序列的长期依赖性，不仅提供了更高的预测精度，而且显着提高了模型的运行效率。本文的研究成果不仅为移动物体位置预测和位置推荐问题提供了思路和技术储备，而且完善了时空数据挖掘和机器学习等现有技术，具有重大的理论意义和实用价值。的基础理论可以进一步丰富。
短墙塌陷区高架路施工适宜性评价方法及应用研究
郭松
南昌工程学院水利与生态工程学院，江西省南昌市330099
资助项目：国家自然科学基金项目（51974292）
作者简介：郭松（1990—），男，2021年12月毕业于中国矿业大学，获工学博士学位（导师：郭光利教授），研究方向为变形监测与沉降控制。邮箱： guosong@nit.edu.cn
引用格式：郭松. 短墙塌陷场地高架道路施工适宜性评价方法及应用研究[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2226-2226. DOI: 10.11947/j. AGCS. 2023.20220530
郭松. 短墙塌陷区高架高速公路建设适宜性评价方法及其应用[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2226-2226. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220530
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煤炭资源长期高强度开采留下的大面积采空区塌陷区作为典型的不良地表条件，不仅严重限制了场地的建设和利用，而且还可能发生塌陷区。由于各种内外荷载因素的影响，产生较大的移动和变形，导致其上方建（构）筑物变形、损坏。本文综合运用理论分析、数值模拟、数学建模、现场调查等多种研究方法，揭示了短壁工作面采空区裂隙岩体的变形机制及残余。移动和变形表面的规则。基于Gouf场地桩基附加应力扰动深度，构建创新系统，综合评估短墙工作面Gouf塌陷场地高架道路施工的适宜性。 (1)基于短墙工作面高空作业面场地稳定性影响因素和高空高架路桩基结构性能影响因素分析的决策评价试验方法(DEMATEL)。 )确定了16个沟塌陷点的适宜结构，并对影响因素及相对位置进行了相关分析。戈夫地区和拟议项目。在此基础上，我们以拟建建（构）筑物的场地稳定性S和地基稳定性定量指标C为自变量，建立定量表征建筑物施工适宜性的适宜性函数F=S。 C 栋楼。在戈尔夫塌方现场做爱。 (2)根据短墙狭窄工作面裂隙覆岩的空间结构特征，建立了短墙狭窄工作面自然平衡应力拱力学模型，及其挠度方程和弯矩方程被创建.推导了短墙狭窄工作面应力拱，揭示了短墙狭窄工作面、工作面内覆岩运动时空演化特征、自然平衡应力拱发育规律。控制机制提供了理论平衡应力拱，这是准确预测短壁Gorf 破坏部位残余变形的基础。 (3)建立了基于两侧固体煤层短壁工作面残余变形的概率积分预测模型。戈铁矿残余变形对应于屈服剥落后的短壁工作面戈铁矿区煤壁变形与当前开采情况的差异，以及煤体运移变形的差异墙。采空区位置被用作残余变形的估计。利用数值模拟软件FLAC3D对Goff地层的运动和地表变形进行了模拟，并与随机积分法预测的结果进行了对比分析。发现等效估计法预测的残余运动变形与数值模拟基本吻合。模拟。我明白了。结果证明了该方法的可行性和有效性。 (4)基于地基反力系数m法对群桩基础水平荷载和沉降变形进行理论分析，并利用Midas GTS有限元软件构建群桩基础有限元数值模型。给戈夫中心部分和戈夫内边界赋予不同的地表水平位移，得到不同桩位、不同竖向应力下桩基承受水平位移的内力、剪弯矩和位移变化加载情况：分析了.根据影响深度HDz-5P计算群桩基础的扰动荷载深度，该深度为上部结构荷载（5P）的5倍，并采用Logistic函数模型定量表达群桩基础的稳定性。 (5) 对Gorf塌陷区稳定性的影响因素进行主成分层次聚类和降维，根据收敛度和时间确定Gorf区稳定性的时间权重向量，并计算时间序列权重使用平均算子。采用二次赋权结合模糊熵的方法，建立了短壁Gorf塌陷场地稳定性动态评价模型。以适宜性作为表征峡谷场地建设适宜性的定量指标，基于适宜性函数，提出了峡谷场地建设适宜性的分级量化区间。 (6)以山东省济宁市矿山短墙戈壁区公路高架桥建设工程为背景，提出了动态综合评价群桩基础适宜性的方法和流程建造。
预测试验场上覆岩层自然平衡应力拱结构最大发育高度为13.5 m，概率积分法预测地表最大残余沉降为62 mm，最大残余坡度为预计为62毫米。值为0.39mm/m，残余曲率最大值为0.002mm/m2，试验区群桩基础施工适用断面为（0.65，0.85），可满足高架道路施工要求。
利用宽带卫星高度计监测内陆湖泊水位和河流流量的研究
杜文
昆明理工大学国土资源工程学院， 云南昆明650093
基金项目：国家自然科学基金项目（41721003；41974020；42192531）
作者简介：杜斌（1988-），男，2022年6月毕业于武汉大学，获工学博士学位（导师：李建成院士）研究方向为卫星测高。邮箱： bdu@kust.edu.cn
引用格式：杜斌. 宽带卫星测高仪内陆湖泊水位和河流流量监测研究[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2227-2227. DOI: 10.11947/j.AGCS. 2023.20220544
杜斌. 宽带高度计湖泊水位及河流流量监测研究[J]. 测绘学报， 2023, 52(12): 2227-2227. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220544
阅读全文：http://xb.chinasmp.com/article/2023/1001-1595/20231221.htm
地表水对于生命至关重要，水位监测有助于地表水资源的利用和保护，并有助于增进对环境、气候和天气的了解。卫星高度计获取了大量水面高度数据，促进了海洋学、水文学和大地测量学研究的进步。然而，现有的卫星测高任务只能观测星下点，需要在空间和时间分辨率之间进行权衡，且轨道间距宽、重访周期长，导致内陆水域动态监测困难，无法满足卫星测高的需求。现有的先进卫星主要针对海洋调查，水文数据作为辅助产品，由于陆地干扰，水位精度较低。广域卫星测高技术包括成像雷达干涉仪测高仪，可以对星下点轨道两侧数十公里的宽频带进行扫描，具有空间和时间分辨率，对地表水和海洋地形都可以考虑和观测。此次观测任务（地表水和海洋地形任务（SWOT））是搭载Ka波段雷达干涉仪（KaRIn）的宽带卫星测高任务。除海洋观测任务外，还将首次开展陆地水域监测任务本文的目的是系统分析星下高度计的精度，以根据湖泊水位了解陆基湖泊河流的水位变化，星下高度计确定的SWOT湖泊水位监测能力研究了高度计和模拟SWOT湖泊水位观测数据，研究了SWOT湖泊水位精度的时空特征，并
OT卫星基线翻滚角误差校正方法进行了改进；然后，针对SWOT宽刈幅观测数据确定河流流量，改进了不依赖先验信息的河流流量计算方法，提高了计算精度。论文主要研究内容和贡献如下。(1) 星下点卫星测高水位监测精度分析。SWOT陆地水位数据仿真需使用现有星下点卫星测高数据。论文首先分析星下点高度计确定陆地湖泊与河流水位变化的精度。以贝加尔湖为例，评估了Jason-2、SARAL和Sentinel-3A使用不同重跟踪算法的表现；对于更难获得精确水位的河流，使用多颗星下点卫星测高数据，分析了不同重跟踪算法提取河流水位的效果和影响因素。结果表明：Jason-2、SARAL和Sentinel-3A均可较精确地监测贝加尔湖的水位变化趋势，推荐使用ICE1进行重跟踪。河流水位监测时，对于SARAL、Jason-3和Sentinel-3A卫星，推荐使用ICE1和阈值法进行重跟踪。Sentinel-3A和SARAL可获得比Jason-3更高的水位精度。卫星测高水位监测效果与卫星的工作方式、使用的重跟踪方法、足印区环境的同质性、水文站与卫星轨迹的距离及相交长度等有关，变化复杂。(2) 宽刈幅卫星测高监测湖泊水位能力分析。现有研究多集中在验证SWOT监测湖泊整体水位变化的能力，忽略了SWOT宽刈幅水位数据在湖泊内不同位置的精度差异。论文基于星下点卫星测高数据仿真了贝加尔湖SWOT宽刈幅水位数据，将其与Jason级星下点卫星测高数据和实测水位数据进行比较，首先分析了其监测湖面水位变化的性能，其次分析了湖面不同区域的水位数据精度差异及其影响因素。结果表明：SWOT宽刈幅水位数据受残余系统误差影响难以达到Jason级星下点测高的精度，需对残余系统误差进行校正；此外，SWOT宽刈幅水位数据的精度与其空间位置、距星下点的距离和观测值之间的时间间隔有关，位于靠近星下点、重复观测次数多和时间间隔均匀位置处的数据精度更高。该结论可为将来SWOT数据使用提供参考。(3) 宽刈幅湖泊水位数据误差的局部交叉校正。SWOT官方使用局部估计中间内插的方式进行基线翻滚角等系统误差的校正。但该方法只能改正基线翻滚角误差的长波部分，其残余短波部分仍严重影响着宽刈幅水位的精度。论文提出了针对基线翻滚角误差短波部分的局部交叉校正方法，在贝加尔湖，基于仿真的SWOT宽刈幅水位数据对局部交叉校正方法进行了验证。结果表明：论文提出的局部交叉校正方法较好地削弱了基线翻滚角误差的短波部分，提升了SWOT宽刈幅水位数据的精度，对高分辨率SWOT宽刈幅水位数据精度的提升尤其显著。该方法可作为官方校正方法的补充，进一步提高SWOT监测陆地水体水位的能力。(4) 宽刈幅卫星测高河流流量监测。SWOT除监测陆地水体的水位外，还具有类似遥感卫星监测水面面积的能力，可提供河面宽度信息。多站水力几何(at-many-stations hydraulic geometry, AMHG)算法仅利用河面宽度即可计算河流流量，但其精度较低。鉴于此，论文首先基于遥感影像仿真了SWOT河流数据用于提取河面宽度，然后使用AMHG算法计算河流流量并分析其精度，在此基础上提出了基于河岸坡度和基于先验流量的两种算法改进方案，并在长江中下游的3个水文站进行了验证。结果表明：利用SWOT河面宽度数据，基于河岸坡度的改进AMHG算法不仅提升了流量估计的精度，其趋势也与实测数据更一致，同时改善了原始AMHG算法流量估计的系统偏差，有利于平均流量的计算。基于先验流量的改进AMHG算法也可大幅提升流量估计精度，在SWOT数据发布后，利用SWOT河流产品联合其他流量算法计算的先验流量即可实现较精确的流量估计。 GNSS浪潮参数反演方法与应用 单瑞1,2 1. 中国地质调查局青岛海洋地质研究所, 山东 青岛 266237;2. 同济大学测绘与地理信息学院, 上海 200092 基金项目：青岛市自然科学基金(23-2-1-217-zyyd-jch; 23-2-1-65-zyyd-jch); 国家自然科学基金(41406115);中国地质调查局项目(DD20230643;DD20191003) 作者简介：单瑞(1985—)，男，2022年9月毕业于同济大学，获工学博士学位(指导教师：李浩军教授)，研究方向为GNSS波浪潮汐参数反演。E-mail: shanrui416@163.com 引文格式：单瑞. GNSS浪潮参数反演方法与应用[J]. 测绘学报，2023，52(12)：2228-2228. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220578 SHAN Rui. Research on inversion method and application of wave and tide parameters based on GNSS technology[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2023, 52(12): 2228-2228. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220578 阅读全文：http://xb.chinasmp.com/article/2023/1001-1595/20231222.htm 论文系统研究了基于GNSS技术的海洋波浪和潮汐参数反演方法，内容涵盖GNSS浪潮参数反演基础理论、海洋动态环境精密单点定位(PPP)及测速性能评估、GNSS波浪测量及特征参数反演方法与验证、GNSS潮汐测量分析预报方法及应用等，主要研究内容和结论如下。(1) 优选了适用于GNSS浮标波浪潮位测量的PPP及精密单点测速模型。采用无电离层组合模型时，事后PPP的E、N、U方向的定位精度分别为0.085、0.027、0.057 m；基于北斗PPP-B2b服务的海洋动态实时PPP在46 min后可实现N、E、U 3个方向上的整体首次收敛，E、N、U方向的定位精度分别为0.092、0.026、0.061 m。采用高频GNSS观测数据时，载波相位历元差分(time-differenced carrier phases，TDCP)测速模型具有更高的动态测速精度，尤其是在浮标等低机动运动载体上可以达到2~3 cm/s的测速精度，并且通过单频接收机即可实现。(2) 分别采用统计分析法和频谱分析法进行了波高、周期参数反演，并与现有行业最高测量精度的波浪骑士浮标进行了比测及精度验证；跨零法结果表明，通过两款浮标记录的波面位移反演得到的有效波高相差4 cm，有效波周期相差0.58 s，平均波高相差1 cm，平均波周期相差1 s；经周期图法得到的波浪特征值结果表明，两套浮标反演得到的有效波高相差1 cm，有效波周期相差0.2 s，平均波高相差1 cm，平均周期相差0.9 s；频谱分析法显著提升了有效波波高、周期参数反演的精度水平。(3) 在波浪方向谱分析方面，通过GNSS浮标速度构建方向谱时，利用速度频谱结合传递函数得到位移频谱的方法，有效避免了在时间域采用速度直接积分变换位移时存在的累积误差影响；采用三参数方向谱时，GNSS浮标位移数据反演得到的结果与波浪骑士浮标结果平均差-4.75°，GNSS浮标速度数据反演得到的结果与波浪骑士浮标结果平均差-3.75°，符合相关行业测量规范要求；另外，综合利用GNSS浮标三维位移与速度信息，得到了分辨率更高的六参数方向谱。(4) 利用GNSS浮标开展了定点式潮汐测量分析及预报研究工作；引入人工蜂群优化BP神经网络算法实现短期余水位预测，并修正了调和分析预报的天文潮位；基于30 d GNSS浮标实测数据，对未来7.5 d的潮位预报精度从9.4 cm提升到3.2 cm，效果显著；引入分潮信息时频域相关性指标，统计结果表明，经余水位修正后的预报潮位与实测潮位在全日潮族时频域上的相关性得到显著提升；在此基础上，探索了在时间域直接对潮汐进行短时预报，基于10 d GNSS浮标实测数据，对未来72 h的潮位短时预报精度相对于GNSS浮标实测潮位为5.82 cm。(5) 结合船载GNSS数据，开展走航式潮位测量应用试验，重点研究了GNSS短期失效时PPP/INS组合模式下的无验潮水深测量；与采用预报潮位改正模式相比，基于PPP/INS紧组合解的远海无验潮水深测量模式，可获得精度更高的成果水深数据，在水深大于50 m的海域，其水深测量准确度可达0.14 m；同时，可有效解决GNSS短期失效带来的在航潮位数据缺失问题。 多变量时空Kalman滤波及其在变形分析中的应用研究 石强 江苏海洋大学海洋技术与测绘学院, 江苏 连云港 222005 基金项目：江苏省高等学校自然科学研究面上项目(22KJB420001);江苏省双创博士项目; 江苏海洋大学人才引进项目(KQ22013) 作者简介：石强(1992—)，男，2021年12月毕业于中南大学，获工学博士学位(指导教师：戴吾蛟教授)，研究方向为变形监测与分析。E-mail: qiangshi@jou.edu.cn 引文格式：石强. 多变量时空Kalman滤波及其在变形分析中的应用研究[J]. 测绘学报，2023，52(12)：2229-2229. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220595 SHI Qiang. Multivariate spatio-temporal Kalman filter and its application in deformation analysis[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2023, 52(12): 2229-2229. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220595 阅读全文：http://xb.chinasmp.com/article/2023/1001-1595/20231223.htm 当前获取的变形监测数据不仅包含变形体的变形量，还包含了与变形量密切相关的变形影响因素。这些变形监测数据具有复杂的时空相关性且呈现多源、多变量及异质等特点，传统的空间和时间序列分析方法难以满足时空变形分析的需求。为更准确地获取变形时空演化规律，提高变形预测的精度，增强变形物理解释和反演分析能力，论文结合当前变形监测数据多源、多变量及异质的特点，发展基于时空Kalman滤波的时空变形分析相关理论与方法，提出了一种能够融合多源、多变量及异质数据的多变量时空Kalman滤波模型，并建立顾及变形影响因素的动态时空统计变形分析方法。具体内容如下。(1) 推导了时空Kalman滤波的公式，建立了基于时空Kalman滤波的动态时空统计变形分析方法，从基本原理及试验两方面对比分析了kriged Kalman filter、space time Kalman filter和spatio-temporal mixed effects 3种典型时空Kalman滤波模型的性能。结果表明：3种模型均基于空间基函数及动力学模型描述时空数据的时空相关性，其时空滤波去噪、数据插补和变形预测性能均优于普通Kalman滤波、Hermite时间插值、Kriging空间插值及Kalman滤波+Kriging组合预测。(2) 提出了基于数值优化算法的自适应时空Kalman滤波模型，降低了时空Kalman滤波建模精度对模型参数初始值的依赖性，提高了时空Kalman滤波模型的实用性和可靠性。该模型利用数值优化算法估算变异函数的变程，并基于EM算法估计模型参数的最优值。模拟试验和美国南加州CORS网变形数据试验结果表明该模型具有更高的缺失数据插补和变形预测精度。(3) 提出了一种顾及变形量与变形影响因素时空相关性的多变量时空Kalman滤波模型，克服了已有时空Kalman滤波模型无法顾及变形影响因素的问题，并以此建立了顾及变形影响因素的动态时空统计变形分析方法。该模型可以利用变形影响因素对变形量进行协同时空滤波以提高时空滤波、插值及预测的精度，也可以反演变形影响因素的时空演化规律，进而为研究灾害机理提供服务。利用模拟数据及美国硅谷地区的地下水和GPS地面沉降数据对该模型反演地下水水位及预测地面沉降的效果进行了试验分析。试验结果表明多变量时空Kalman滤波模型可以有效地建模多变量时空变形数据，具有较高的变形预测及反演精度。(4) 为提升多变量时空Kalman滤波模型处理海量数据的效率，提出了一种具有降维功能的固定秩多变量时空Kalman滤波模型。该模型利用固定阶数的空间基函数描述变量的时空变化，极大地降低了海量变形监测数据的维度，提高了多变量时空变形分析效率。模拟试验及硅谷地区的地下水和InSAR地面沉降数据试验检验了该模型建模海量多变量数据的有效性。结果表明：基于建立的固定秩多变量时空Kalman滤波模型，利用InSAR地面沉降数据可以反演更精细的地下水水位数据，为有效管理地下水资源，防止过度开采，减缓地面沉降提供技术支撑。(5) 针对变形监测数据存在复杂空间异质性的特点，提出了一种顾及先验空间分布约束的多变量时空Kalman滤波模型，显著提高了空间异质性变形监测数据的时空建模精度。该模型基于空间随机效应模型分层布设多组空间基函数构建套合变异函数，从多个尺度描述空间变异。模拟试验及洛杉矶地区异质地表变形数据试验结果表明顾及先验空间分布约束的建模方法能考虑不同区域监测点相关性的差异，具有较强的空间适应性。 对象视角下的黄土坡地自动分类及应用研究 那嘉明 南京林业大学土木工程学院, 江苏 南京 210037 基金项目：国家自然科学基金(41930102) 作者简介：那嘉明(1992—)，男，2021年12月毕业于南京师范大学，获理学博士学位(指导教师：汤国安教授，杨昕教授)，研究方向为数字地形分析。E-mail: jiaming.na@njfu.edu.cn 引文格式：那嘉明. 对象视角下的黄土坡地自动分类及应用研究[J]. 测绘学报，2023，52(12)：2230-2230. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220599 NA Jiaming. Automatic recognition and its application of sloping lands in the Loess Plateau of China based on the prospective of geographic object[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2023, 52(12): 2230-2230. DOI: 10.11947/j.AGCS.2023.20220599 阅读全文：http://xb.chinasmp.com/article/2023/1001-1595/20231224.htm 论文以坡地广泛分布的黄土高原地区为切入，对坡地相关问题展开研究。首先，深入探讨了坡地的概念内涵和组成机制，明确了坡面单元、坡地系统和坡地资源的基本属性；然后，采用面向对象影像分析(object-based image analysis，OBIA)框架，在厘清坡面单元“坡度、坡向、坡型”等基本属性的基础上，提出了面向对象视角下，基于DEM的地形特征组合优化尺度自适应黄土坡面单元自动划分方法；其次，基于坡面单元自动划分结果，根据坡地系统“坡位、坡形、坡用”等基本属性，设计了坡地对象层级的对应属性信息提取方法；然后，提出了基于空间-属性双重聚类的坡地系统自动分类方法；最后，参考前人在资源调查评价方面取得的研究成果，在小流域和区域尺度下分别选取典型样区和黄土水土重点流失区进行了实例研究，在坡地对象视角下分别对比了坡地系统坡形陡缓分类与传统坡度分级方法的差异，分析了坡地资源在不同区域的空间分布的差异，评价了坡地资源的水土保持效应，以及分析了水土重点流失区坡地资源坡形、坡用条件与区域贫困县分布的关系。研究主要内容与结论如下。(1) 坡地相关研究认识论上，基于地理实体对象视角系统地梳理了“坡面单元-坡地系统-坡地资源”的基本概念、基本组成、基本特征和核心属性。从地理实体角度归纳总结了坡面单元层级的“坡度、坡向、坡型”、坡地系统层级的“坡位、坡形、坡用”及坡地资源的“坡质”等核心属性。在此基础上参考前人地貌分类方案，依据坡地系统的核心属性提出了不同研究尺度下的坡地系统分类方案。针对当前坡地相关研究中多“定性”而少“定量”，多“像元”而少“对象”的研究现状，对传统基于栅格像元的数字地形分析研究范式进行了解析重构，提出了基于面向对象数字地形分析的坡地研究范式。总结归纳了数字坡地模型的基本概念，明确了其表达方式、基本属性和基本应用，并对今后的可扩展方向进行了一定的展望，深化了坡地相关理论问题的认识。(2) 坡面单元划分方法论上，鉴于OBIA目前在坡地这一地理实体的提取分类任务中鲜有前人探索，论文在继承前人在黄土高原其他地貌实体提取的研究成果基础上，针对目前OBIA中广泛使用的多尺度分割(multi-resolution segmentation，MRS)算法存在的不足，考虑融合DEM原生高程、坡面单元“坡度、坡向、坡型”核心属性及地形纹理特征，提出了基于地形特征优选的尺度自适应坡面单元自动划分T-MRS(topographic-aided multi-resolution segmentation)分割策略，实现了黄土坡面单元的自动划分。在T-MRS分割特征优选、分割参数优化及分割结果评价等方面做出了相应的思考和改进，克服了传统MRS分割方法需要大量迭代调参、算法可解释性不强的缺点。试验结果表明，论文设计方法可以很好地在两个研究尺度上实现坡面单元的自动划分。不同尺度的分割最优组合和分割最优参数存在一定的差异，印证了对地观测数据空间尺度与实际地学问题分析尺度需一一对应。分割评价结果再次证明了融合原生高程、基本地形因子及地形纹理特征的方法可有效提升基于DEM的OBIA分割任务精度。(3) 坡地系统分类方法论上，在明晰坡地资源“坡位、坡形、坡用”3大基本属性的基础上，实现了基于坡面单元分割结果的坡地系统自动分类方法。坡地对象的坡位信息主要通过正负地形划分得到；对于坡形信息，重新设计了对象层级的基于拟合平面法向量的总坡度和总坡向计算方法；针对坡用信息，区域尺度基于土地利用公开数据集得到，小流域尺度设计了基于随机森林的土地覆盖分类方法，并讨论了随机森林分类特征重要性对分类结果的影响。考虑到由坡面单元到坡地系统的自动聚类过程中需同时顾及空间邻接和属性一致的双重要求，设计了一种空间-属性双重聚类算法实现了坡地系统的自动分类。试验结果表明，该方法可以有效地实现坡地系统的自动分类，进而服务于坡地资源调查工作。(4) 坡地资源评价方法论上，在区域尺度和小流域尺度以样区实例对坡地资源调查和评价工作做出了一定探索。对坡地资源坡形陡缓分类与传统坡度分级方案对比分析表明，传统坡度分级方案虽存在“一刀切”问题，但在中尺度对地观测数据中具有一定的合理性。然而对于近年来由于技术革新而出现的米级、亚米级乃至厘米级高分辨率DEM，传统坡度分级方案存在较大偏差，逐像元窗口分析得到的坡度计算结果往往过多地表征了地表微地形起伏，不宜用于宏观分析和分区任务。对坡地资源面积结构及坡度坡长因子统计结果表明，坡地资源的空间分布及水土保持效应在不同研究尺度、不同黄土地貌子类型、水土重点流失区贫困县与非贫困县内表现出一定的空间差异。论文立足黄土高原，提出了对象视角下黄土坡地研究的完整理论范式与方法框架，探索了面向对象数字地形分析在坡地相关研究中的应用前景，实现了不同尺度的坡面单元有效分割，坡地系统自动分类以及坡地资源调查评价，希望对数字地形分析和坡地相关研究有所贡献。 初审：张艳玲 复审：宋启凡 终审：金 君 资讯
