“易智瑞”杯《测绘学报》2024年度优秀论文评选（①–⑮号摘要）

学术 2024-11-20 10:18 北京

“易智瑞”杯《测绘学报》2024年度优秀论文评选活动由《测绘学报》编辑部与易智瑞信息技术有限公司联合主办，旨在促进前沿测绘地理信息科学成果的传播与推广，增强测绘地理信息学科前沿技术的交流与互动，进一步营造良好的学术科研氛围。本届“易智瑞”杯《测绘学报》优秀论文评选采用专家评审与网友投票相结合的方式进行，范围为本刊近一年所刊出的论文，按照被引频次、下载量、选题方向等综合指标遴选出30篇入围论文，最终根据综合得票确定20篇获奖论文。

希望喜欢并支持《测绘学报》的读者，关注并参与本次活动，积极转发投票页面，扫描下方二维码选出您心目中的《测绘学报》2024年度优秀论文。

识别二维码投票

论文评选结束后将向获奖论文作者颁发证书，后续活动将在《智绘科服》微信公众号上公布，敬请期待。

以下为编号1-15的优秀论文：

（点击论文标题阅读全部）

1 联合UNet++和多级差分模块的多源光学遥感影像对象级变化检测

王超1, 王帅1, 陈晓1,4, 李俊勇1, 谢涛2,3

1. 南京信息工程大学电子与信息工程学院, 南京 210044;

2. 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院, 南京 210044;
3. 青岛海洋科学技术国家实验室区域海洋学与数值模拟实验室, 青岛 266237;

4. 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044

摘要：随着传感器技术的飞速发展，基于多源光学遥感影像的变化检测已成为遥感领域中的研究热点。由于传感器成像差异，同一景象在多源光学遥感影像中通常呈现出不同的表现形式，因此面临着更加突出的“伪变化”问题。为此，本文提出了一种联合UNet++和多级差分模块的多源光学遥感影像对象级变化检测方法。该方法首先提出了一种多尺度特征提取差分（multi-scale feature extraction difference，MFED）模块，以增强模型对“伪变化”的识别能力；在此基础上，利用UNet++网络输出的多尺度特征对变化区域进行多角度精细刻画，并提出了一种自适应证据置信度指标（adaptive evidence credibility indicators，AECI）；最后结合影像分割与Dempster-Shafer（DS）理论设计了加权DS证据融合策略（weighted dempster shafer evidence fusion，WDSEF），从而实现了深度网络像素级输出至对象级结果的映射。通过对不同地区的4组高分多源光学影像数据集进行试验，并与多种先进的深度学习方法进行对比分析，结果表明：在不同空间分辨率和时相差异条件下，本文方法的总体精度（overall accuracy，OA）和F1 score分别可达91.92%和63.31%以上，在目视分析和定量评价均显著优于对比方法。

关键词：多源光学遥感影像变化检测 UNet++ 多尺度特征提取差分自适应证据信度指标加权DS证据融合

2 L波段差分干涉SAR卫星基础形变产品分类

李涛1, 唐新明1, 李世金1,2, 周晓青1, 张祥1, 许耀宗1,2

1. 自然资源部国土卫星遥感应用中心，北京 100048;

2. 中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州 221116

摘要：L波段差分干涉SAR卫星(陆探一号，LT-1)是我国第1组以干涉为核心任务的L频段全极化民用SAR卫星星座，LT-1由1型2星组成，利用差分形变测量技术完成指定区域的形变监测任务。本文综合研究了我国形变监测需求以及卫星观测能力，提出了基础形变产品的3个层次。第1层次为形变场产品，是使用同一地区两景检校的单视复数(single look complex, SLC)影像进行差分干涉生产的。第2层次为形变速率场产品，是使用同一地区多景检校的SLC影像，通过对其形变场产品进行加权堆叠生产的。第3层次为形变时序产品，是使用同一地区多景检校产品，通过时序建模生产的。本文以覆盖山西省大同市云冈区的Sentinel-1数据为例，对形变产品进行了研究分析，并对产品的特性和结果进行了初步说明。本文提出的形变产品体系能够为产品的业务化生产提供参考。

关键词：陆探一号差分干涉堆叠多时相干涉基础形变产品

3 融合分散自适应注意力机制的多尺度遥感影像建筑物实例细化提取

江宝得1,2, 黄威2, 许少芬2, 巫勇2

1. 中国地质大学(武汉)计算机学院, 湖北武汉 430074;
2. 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心, 湖北武汉 430074

摘要：遥感影像建筑物准确、高效的自动提取方法有着广泛的用途。针对现有遥感影像建筑物提取方法难以兼顾不同大小的建筑物, 导致小尺度建筑物不同程度上漏检及提取的建筑物轮廓边界模糊等问题, 本文提出一种融合分散自适应注意力机制的多尺度遥感影像建筑物实例细化提取方法(MBRef-CNN)。首先采用融合分散自适应注意力机制的遥感影像多尺度特征提取网络(SA-FPN)学习多尺度建筑物的特征, 然后利用区域候选网络(RPN)预测单个建筑物实例的目标框位置, 最后使用边界细化网络(BndRN)迭代获取精确的建筑物掩膜。在WHU aerial imagery dataset数据集上, 通过与现有主流方法进行对比试验表明, 本文方法的建筑物掩膜提取精确度比其他表现优秀的主流分割算法更高, 在多尺度的建筑物提取上表现出良好的综合性能, 且在小尺度的建筑物提取上具有明显的精度优势。

关键词：建筑物细化提取分散注意力网络自适应注意力机制多尺度遥感影像深度学习

4 顾及声速结构时域变化的海底基准站高精度定位方法

赵爽1, 王振杰2, 聂志喜2, 贺凯飞2, 刘慧敏3, 孙振2

1. 中国测绘科学研究院, 北京 100036;
2. 中国石油大学(华东)海洋空间与信息学院, 山东青岛 266580;
3. 中国地质调查局青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071

摘要：目前广泛采用GNSS-A联合技术进行海底基准站定位, 高精度位置反演通常基于声速剖面数据采用等梯度声线跟踪方法实现。但该方法使用的离散声速剖面忽略了声速结构的时域连续变化特性, 制约海底点定位精度。本文顾及声速结构时域变化, 引入三次B样条函数表征扰动声速, 基于声线跟踪理论, 构建“分步迭代-渐次修正”的位置信息和声速信息迭代反演模型, 进行海底基准站坐标和扰动声速的渐次修正。采用南海实测数据进行验证, 结果表明: 传统不施加声速修正、基于二次多项式声速修正, 以及基于三次B样条函数声速修正的方法, 对应的观测值残差均方根误差分别为1.43、0.44和0.21 ms; 施加声速修正的反演模型有效消除了声速结构变化引起的声速相关系统性误差, 显著提高了海底基准站定位精度。

关键词：GNSS-声学定位声速结构时域变化海底基准站

5 GNSS-声学位置服务中声速误差修正方法

陈冠旭1,2, 高柯夫3,4, 赵建虎5, 刘经南3,4,5, 刘焱雄1,2,5,6, 刘杨1,2, 李梦昊1,2,6

1. 自然资源部第一海洋研究所, 山东青岛 266061;
2. 自然资源部海洋测绘重点实验室, 山东青岛 266061;
3. 武汉大学卫星导航定位技术研究中心, 湖北武汉 430079;
4. 国家卫星导航定位技术研究中心, 湖北武汉 430079;
5. 武汉大学测绘学院, 湖北武汉 430079;
6. 河海大学地球科学与工程学院, 江苏南京 211100

摘要：声速误差是GNSS-声学定位中的主要误差源, 制约了GNSS-声学位置服务的精度。基于海洋时空基准网的思路, 本文研究了GNSS-声学位置服务中声速误差的修正方法。首先, 提出了一种声速剖面时域变化分层模型, 以削弱声速的时空代表性误差; 然后, 针对没有声速剖面的海域, 借鉴GNSS对流层误差的处理方法, 提出了GNSS-声学位置增强服务的方法; 最后, 面向潜航器位置增强服务, 进行了海洋声速层析方法的分析。利用南海水深3000 m海域的实测数据对上述声速误差修正方法进行验证, 结果表明: 经验正交函数法分层构建的声速场能以分米级精度确定海底控制点的位置; 基于海底的控制点, 利用本文所提出的GNSS-声学位置增强服务方法可为水平距离3000 m范围内的测船提供分米级精度的位置增强服务; 层析的海洋声速剖面, 在深度大于潜航器的区间内精度优于3.5 m/s。

关键词：GNSS-声学定位声速误差经验正交函数映射改正声速层析

6 电离层时变特性约束的BDS长距离RTK定位算法

李军, 祝会忠, 徐爱功, 路阳阳, 雷啸挺

辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁阜新 123000

摘要：电离层误差是影响长距离GNSS定位性能的主要因素, 通常采用无电离层组合消除电离层误差的影响, 但无电离层组合存在观测噪声放大、在多系统多频数据时无法对单个频率的观测值进行单独处理, 直接消除电离层参数使得无法对电离层参数施加约束, 而电离层的先验信息, 时空约束信息更易获得, 为此本文对非组合定位模型中电离层误差的时变特性进行研究。在非组合定位模型中电离层参数常被估计为随机游走, 功率谱密度决定了随机游走的过程, 也表达了电离层误差的时变特性, 通过对功率谱密度的研究, 对电离层参数进行合理的约束来改善定位的性能。不需要经验模型及人为的给予电离层参数时变约束信息, 而是通过顾及电离层实时特性的电离层观测值确定功率谱密度值, 提供了简单实用的电离层时变约束方法。通过试验验证采用Vondrak平滑方法进行电离层延迟的最佳平滑, 能在削弱观测噪声的同时反映电离层实时变化, 求得的电离层功率谱密度能显著提升整周模糊度收敛时间, 使定位性能达到最优。对电离层时变约束的BDS三频观测数据长距离RTK定位试验表明: 静态和动态定位模式下均能实现模糊度的快速固定, 可满足高精度实时定位的需求。

关键词：长距离电离层延迟功率谱密度时变特性 Vondrak平滑

7 倾斜摄影建筑物模型自动纹理重建

程昫1, 葛亮2, 张帆1, 黄先锋1

1. 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北武汉 430079;

2. 天津市测绘院有限公司, 天津 300381

摘要：构建高精度、高真实感的建筑物模型依赖精确的几何边界与清晰的纹理贴图。在建筑物单体化建模过程中, 窗户、弧形阳台等附属部件的简化或省略破坏了原本的几何结构, 导致纹理映射时模型表面存在纹理偏移、错位的现象。针对上述问题, 本文提出了一种针对建筑物单体化模型的自动纹理重建方法: 首先引入单体化模型的几何误差, 对纹理接缝产生的位置进行约束, 减轻接缝两侧的错位; 然后利用跨接缝的直线结构进行配准, 对齐接缝处的错位; 最后进行色彩一致性调整。试验结果表明, 本文方法能为多种不同复杂程度的建筑物单体化模型生成几何轮廓连续、颜色过渡自然的纹理结果, 有效提高了建筑物单体化建模过程中纹理处理的效率。

关键词：建筑物单体化模型纹理映射纹理融合倾斜摄影

8 基于图像全站仪的天文大地垂线偏差测量及其精度分析

詹银虎1, 张超1, 李飞战2, 骆亚波3, 米科峰4, 张旭1, 张志峰1

1. 信息工程大学地理空间信息学院, 河南郑州 450001;
2. 自然资源部第一大地测量队, 陕西西安 710054;
3. 长沙理工大学, 湖南长沙 410001;
4. 61363部队, 陕西西安 710054

摘要：高精度天文大地垂线偏差在地球重力场模型精化、区域大地水准面模型验证等领域具有重要的应用。目前，数字天顶仪是最为常用的天文大地垂线测量仪器，但存在结构复杂、体积庞大、设备笨重、价格昂贵、运输不便等缺点。本文提出了一种利用图像全站仪实现高精度、全自动垂线偏差测量的方法。简要介绍了垂线偏差测量的基本原理和数据处理方法，并利用Leica公司生产的TS60图像全站仪，在河南郑州和陕西泾阳进行了为期1 a共计23个夜间的野外试验。结果表明，观测时间为12 min时，垂线偏差的内符合测量精度达到0.18″~0.23″；观测时间增加到96 min时，内符合精度提升至0.13″~0.19″，外符合精度优于0.2″。与数字天顶仪相比，图像全站仪兼具了测量精度和效率，甚至具备单人观测的条件，因此具有广阔的推广应用前景。

关键词：垂线偏差图像全站仪恒星图像天文定位精度分析

9 改进U-Net的遥感图像语义分割方法

胡功明1, 杨春成1,2,3, 徐立1, 尚海滨1, 王泽凡2, 秦志龙1

1. 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心, 湖北武汉 430078;

2. 中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室, 湖北武汉 430074;

3. 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院, 湖北武汉 430078

摘要：利用深度神经网络进行遥感影像语义分割是遥感智能解译的一个重要内容, 在城市规划、灾害评估及农业生产等领域具有十分重要的作用。高分辨率遥感影像具有背景复杂、尺度多样及形状不规则等特点, 使用自然场景语义分割方法处理遥感图像往往存在分割精度低的问题。针对上述情况, 本文在U-Net模型基础上, 提出了一种多尺度跳跃连接方法来融合不同层次的语义特征, 获取准确的分割边界与位置信息; 引入注意力机制和金字塔池化解决复杂背景下的精细分割问题。为了验证本文方法的有效性, 在WHDLD和LandCover.ai数据集上进行试验, 并与主流语义分割方法进行对比。试验结果表明, 本文方法的mIoU分别达到74.28%和82.04%, F₁均值达到84.47%和89.76%, 均优于其他对比方法; 相比于U-Net的分割结果, IoU在建筑物、道路等占比较少的类别上提升明显, 且优于其他对比方法。

关键词：遥感语义分割 U-Net 注意力机制多尺度跳跃连接金字塔池化

10 面向遥感图像场景分类的GLFFNet模型

王威1, 邓纪伟1, 王新1, 李智勇2, 袁平3

1. 长沙理工大学计算机与通信工程学院, 湖南长沙 410114;
2. 湖南神帆科技有限公司, 湖南长沙 410011;

3. 长沙市竟网信息科技有限公司, 湖南长沙 410010

摘要：传统场景分类模型不能轻量高效地完成遥感图像中多尺度的关键特征提取, 深度学习方法普遍存在计算量大、收敛速度慢等缺点。针对以上问题, 本文充分利用CNN结构和Transformer结构对不同尺度特征的提取能力, 提出了一种全局-局部特征提取模块(global and local features fused block, GLFF), 并基于此模块设计了一个轻量级遥感图像场景分类模型(GLFFNet), 该模型具有较好的局部信息和全局信息提取能力。为了验证GLFFNet的有效性, 本文使用开源遥感图像数据集RSSCN7与SIRI-WHU测试GLFFNet与其他深度学习网络的复杂度和识别能力。最终, GLFFNet在RSSCN7与SIRI-WHU数据集上分别取得了高达94.82%和95.83%的识别准确率, 优于其他先进的模型。

关键词：遥感图像场景分类卷积神经网络 Transformer GLFFNet模型

11 基于多特征聚类的复杂环境机载点云层次滤波方法

郭娇娇1,2, 陈传法1,2, 姚喜3, 刘妍1,2, 刘雅婷1,2, 刘盼盼1,2

1. 山东科技大学测绘与空间信息学院, 山东青岛 266590;
2. 山东省基础地理信息与数字化技术重点实验室, 山东青岛 266590;

3. 山东省水利勘测设计院有限公司, 山东济南, 250013

摘要：机载激光雷达(LiDAR)点云滤波是点云数据处理的关键步骤, 决定着后续派生品应用的精细程度。针对复杂场景区各种地物的交错性和多态性、地形的突变(断裂)性、相邻地物和地面点高程的相似性等导致的难以区分地物点和地面点瓶颈, 本文提出了一种基于多特征聚类的点云层次滤波方法。本文方法首先耦合点云几何和物理信息进行多特征点云聚类, 然后发展一种顾及地形断裂的地面点簇识别方法捕捉各类地面点, 最后利用捕捉到的地面点构建初始地面参考面, 并借助多尺度层次点云滤波方法进一步查找原始点云中的地面点。以4组地形复杂且建筑物和植被混杂区点云数据为试验数据, 将本文方法与6种代表性滤波算法对比表明, 本文方法的平均总误差最小、滤波性能最优、稳定性最高。

关键词：点云滤波机载LiDAR 点云聚类多特征

格式塔原则与图形凸分解结合的建筑物群直线模式识别方法

魏智威1,2, 丁愫3, 童莹4, 程璐4, 刘洋4

1. 中国科学院网络信息体系技术重点实验室, 北京 100830;
2. 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100830;
3. 浙江农林大学环境与资源学院, 浙江杭州 311300;
4. 武汉大学资源与环境科学学院, 湖北武汉 430079

摘要：建筑物群空间分布模式是重要的城市结构特征。以往研究多基于格式塔原则将建筑物作为整体认知分布模式, 忽略了从建筑物局部到整体的视觉认知过程而导致模式的漏识别。本文提出结合格式塔原则和图形凸分解识别直线模式方法: 首先, 基于三元组和格式塔原则定义直线模式; 其次, 结合图形凸分解识别直线模式, 图形分解时顾及了建筑物图形的直角化特征。试验结果表明, 本文方法能有效识别建筑群中直线模式, 相比已有直线模式识别方法准确率和召回率分别提高了15.7%和30.5%。

关键词：空间分布建筑物直线模式凸分解格式塔原则

顾及地表散射贡献与多基线参数线

性相关性的PolInSAR植被高反演方法

林东方1,2, 朱建军3, 李志伟3, 付海强3, 梁继1, 周访滨4, 张兵5

1. 湖南科技大学测绘遥感信息工程湖南省重点实验室, 湖南湘潭 411201;
2. 武汉大学测绘学院, 湖北武汉 430079;
3. 中南大学地球科学与信息物理学院, 湖南长沙 410083;
4. 长沙理工大学湖南省公路先进建养技术国际科技创新合作基地, 湖南长沙 410114;
5. 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁阜新 123000

摘要：单基线PolInSAR受观测信息不足影响常假设体散射占优极化方式地体幅度比为零, 以实现植被高参数的反演, 该假设导致植被高参数反演存在较大偏差。利用多基线观测数据, 可补充观测信息实现地体幅度比参数的反演。然而, 多基线反演模型引入过多模型参数, 造成部分参数存在近似线性相关性, 引起反演模型病态, 常规算法难以得到准确的模型参数估值。鉴于此, 本文提出了植被高反演多基线分步解算方法。首先, 基于多基线体散射占优极化数据构建多基线反演函数模型, 利用正则化方法处理模型病态问题, 获得模型参数正则化估值, 并通过均方误差分析方法筛选模型参数估值, 确定出可靠的地体幅度比参数估值; 然后, 利用地体幅度比参数估值重估多基线纯体相干性, 并基于最小二范估计准则融合多基线纯体相干性反演植被高参数。试验结果表明, 本文方法可有效提高植被高反演精度, 相较于三阶段算法与多基线常规解法, 反演精度提高了26%, 具备较好的可行性和有效性。

关键词：多基线植被高地体幅度比 PolInSAR 病态问题

语义驱动的地理实体关联网络构建与知识服务

凌朝阳1, 李锐1, 吴华意1, 李江3, 桂志鹏2

1. 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北武汉 430079;
2. 武汉大学遥感信息工程学院, 湖北武汉 430079;
3. 湖北省自然资源厅信息中心, 湖北武汉 430071

摘要：知识服务是GIS的重要应用方向, 海量文本数据中蕴含的丰富隐式地理信息的分析与挖掘成为热点研究问题。在自然资源管理领域, 一定时空范围内的自然资源分布相对独立和分散, 文本中的丰富语义信息零散、庞杂且高度非结构化, 缺少有效的组织表达、关联整合与综合应用方案。本文面向自然资源管理领域的文本数据和自然资源实体, 提出了语义驱动的地理实体表达框架, 通过语义描述、空间位置、属性特征和时间演化四元组来组织表达文本内蕴的地理实体多域信息, 并从概念、空间、属性和时间4个维度定义并表示实体间的多类语义关系; 继而按照地理实体信息抽取、信息存储和语义关联构建等步骤, 给出了多维度地理实体关联网络的构建方法, 并设计了基于关联网络的知识问答服务算法; 最后, 以建设用地审批为例, 利用审批过程电子文本数据, 完成建设用地信息的实体化表达、建设用地实体关联网络的构建及知识问答服务的实现。试验与分析结果表明, 本文的理论与方法能有效促进自然资源管理领域文本中地理信息的有机整合、充分关联与科学管理, 为提升自然资源领域信息的应用与社会化服务水平提供切实可行的途径。

关键词：文本数据语义驱动地理实体表达框架关联网络知识问答服务

15 融合地理条件驱动效应和图卷积的土地利用演化模拟CA模型

赵冰冰, 谭骁勇, 杨学习, 石岩, 邓敏

中南大学地球科学与信息物理学院地理信息系，湖南长沙 410083

摘要：针对现有土地利用演化建模方法受限于欧氏空间约束，从而无法有效建模土地在地理条件驱动下产生的跳跃式增长模式，本文提出一种融合地理条件驱动效应和图卷积的土地利用演化模拟CA模型。首先，通过在卷积神经网络中引入空洞卷积层建模元胞的空间邻域多尺度效应；然后，基于元胞的地理条件向量构建区域地理条件相似图，并应用图卷积神经网络提取相似图中的区域发展潜力特征；最后，融合人工神经网络模型与元胞自动机模型进行土地利用演化模拟。本文凭借对地理条件驱动效应的建模增强了模型对跳跃式增长模式的捕捉能力，实现了城市土地利用演化的有效模拟。本文分别在长沙市芙蓉区、南京市玄武区及南昌市这3个研究区域进行试验。试验结果表明，相比于经典的只考虑欧氏空间邻域特征的土地利用演化建模方法，本文方法在总体精度、Kappa系数和figure of merit(FoM)系数上都有不同程度地提高，能够更为准确地模拟土地利用演化。

关键词：土地利用演化元胞自动机图卷积神经网络地理模拟地理条件驱动效应

以下为入选30篇优秀论文名单：

（点击论文标题阅读全部）

1 联合UNet++和多级差分模块的多源光学遥感影像对象级变化检测

作者：王超,王帅,陈晓,李俊勇,谢涛

第一作者单位：南京信息工程大学电子与信息工程学院

2 L波段差分干涉SAR卫星基础形变产品分类

作者：李涛,唐新明,李世金,周晓青,张祥,许耀宗

第一作者单位：自然资源部国土卫星遥感应用中心

3 融合分散自适应注意力机制的多尺度遥感影像建筑物实例细化提取

作者：江宝得,黄威,许少芬,巫勇

第一作者单位：中国地质大学(武汉)计算机学院