综述

• 基于深度学习的地理要素类别语义匹配研究进展

  蔡荣锋;谭永滨;王宏;

  随着地理数据采集手段的发展，产生了海量的地理空间数据资源。然而，不同分类体系下的地理空间数据存在语义异质性问题，导致数据在应用中无法有效融合，产生了“地理空间数据供需错位”的问题。语义匹配是解决这一问题的关键，但现有方法依赖专家知识且扩展性有限。本文探讨了地理要素类别语义匹配的进展，重点关注了相似度计算方法和向量化表示方法的研究，讨论了在缺乏专家知识的情境下如何实现地理要素类别的语义匹配。在此基础上对地理要素类别语义匹配的研究前景进行了展望。

  2025年01期 v.39 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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学术探讨

• 基于海洋浮标GNSS PWV的海洋降水量短时预测

  龚非非;

  本文基于18天的全球导航卫星系统（GNSS）浮标观测数据，对大气中的可降水汽含量（PWV进行了反演，并进行了精度验证。探讨了GNSS PWV与实际降水量之间的关系，引入了随机森林方法，基于PWV数据对降水期间的降水量进行了预测。结果表明，浮标GNSS PWV与固定站GNSS PWV之间的差异较小，平均差值小于1 mm，标准差为0.4 mm，表明基于GNSS浮标进行PWV反演的精度较高。分析GNSS PWV与实际降水量之间的关系发现，在降雨发生前，PWV值会逐渐增加，达到峰值后开始降雨；降雨期间，PWV呈现波动状态；降雨结束后，PWV值明显下降，逐渐恢复到正常水平。在集中降水期间PWV与降水量的相关性高达65.5%。使用随机森林算法构建降水量预测模型，模型预测的结果与实际观测结果高度一致，在降水量超过0.5 mm时，预测降水量的相对误差小于25%。利用控制变量法对输入特征的重要性进行分析，结果显示PWV对于海洋降水量预测的重要性远大于相对湿度。

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• 基于多源城市感知的工业园区活力恢复时空特征分析

  白国锋;周琦;

  2020—2022年受疫情影响，工业园区作为城市经济发展的主动能遭遇了停工停产潮，传统的对工业区的生产活力调查通常反映经济产出指标、大宗能源消耗等方面，缺乏城市多源动态感知和重大事件前后的对比分析。本文利用陆地9号卫星（Landsat 9）载荷的热红外数据（TIRS）、电力能耗数据、夜光影像、手机信令定位数据为主的多源城市感知动态数据，构建城市工业园区活力恢复综合指数，对疫情前城市工业园区活力及疫情后恢复情况进行时空特征分析。结果表明：(1)城市工业园区活力指数受疫情影响波动变化较大，城市工业园区活力恢复综合指数IUIR均值从疫情前2019年10月的2.78锐减至疫情中2020年10月的0.98，再回升到疫情后2023年10月的2.11，目前已基本恢复至2020年疫情前IUIR的75.6%；(2)研究区内22.2%的工业园区具有在疫情期内存在活力逆势上涨现象，这与产业功能和疫情期社会需求密切相关；(3)工业园区活力恢复总体呈现“先锐减后逐步回升”的特征，并与各园区产业功能和结构密切相关，恢复速度存在空间差异。

  2025年01期 v.39 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 3020K]
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• 基于雷达与AIS数据的快速融合方法

  杨笑天;阴晓刚;李伟;王梁;谭金林;吴意;曹小敏;

  雷达数据与船舶自动识别系统（AIS）的数据信息有不同的优势，进行数据融合可实现两类数据信息的互补。使用常规方法，在查找匹配数据时每次需对大量AIS数据进行解析，较依赖于计算机硬件资源，严重影响运行效率。针对大量AIS数据匹配难，循环遍历搜索慢的问题，文本利用轻量型数据库存储数据方便、查询便捷的优势，通过将一次解析的大量AIS数据存入数据库，避免了AIS数据的重复解析，减少了对计算机硬件资源的依赖。实验表明，针对3万条雷达数据与10万条AIS数据，本文方法可将大规模主动雷达数据与AIS采集的数据匹配融合耗时由原先的1 225 s减少为335 s，实现雷达数据与AIS数据的高效查找匹配，提升数据融合效率。

  2025年01期 v.39 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]
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• 深度学习驱动的占用耕地建房监管平台设计

  洪圳材;蒋昌晶;赵洋峥;

  针对占用耕地建房传统监管方式效率低、时效性和准确性差以及缺乏主动性等弊端，本文通过分析占用耕地建房对象特征，利用卷积神经网络（CNN）深度学习网络模型对多时相遥感影像进行解译处理，自动识别提取占用耕地建房疑似违法图斑。同时利用Egg. js开源框架、PostgreSQL数据库、地理信息系统（GIS）等构建占用耕地建房监管平台，通过个人电脑（PC）端占用耕地建房信息管理子系统对占用耕地建房疑似违法图斑进行精确提取，利用占用耕地建房核查举证应用程序（App）进行现场信息核实，有效提升了占用耕地建房违法行为监管效率，及时制止了违法行为并责令整改恢复。基于深度学习的占用耕地建房传统监管平台自投入使用以来取得了较好的应用效果，占用耕地建房疑似违法图斑提取效率和准确率均得到了大幅度提升，能够准确识别获取占用耕地建房行为信息，为耕地资源保护监管提供了便捷可靠的辅助工具。

  2025年01期 v.39 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2077K]
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• 曲率特征约束的多视点云CPD配准方法

  张银屏;董明;毛力妹;

  针对概率模型方法不适用于大场景点云配准的问题，本文提出了一种点云局部主曲率特征约束的匹配方法，通过匹配下采样特征四元数，计算对应特征在原始点云的最近邻质心，对该点集使用连贯点漂移算法。斯坦福（Stanford）数据集的实验表明，本文算法相比现有主流方法，在小规模点云配准上有较快的速度和较高的精度，且对点云初始姿态要求不高，初始位姿差异较小时，在Bunny数据取得了6.073×10~(-3) mm的均方根误差；初始位姿较差时，迭代最近邻点算法（ICP）无效，本文算法取得了3.743×10~(-1) mm的均方根误差，在Dragon数据的均方根误差为1.639 mm。武汉大学地面站扫描点云配准基准（WHU-TLS）数据集的实验表明，本文算法可以自动为ICP算法提供良好的初值，能够推广至大场景点云配准应用。

  2025年01期 v.39 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 3967K]
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新型基础测绘与实景三维中国

• 可量测全景视频流在胡同实景三维建设中的应用

  刘凤珠;赵亚丽;马新建;曹明亮;毛明楷;

  北京首都功能核心区的传统胡同狭窄且空间分布广，通过精细三维重建方式实现胡同实景三维建设的成本极高，在航飞受限的情况下可采用新的地理空间表达方式——可量测全景视频流来获取立体化、可视化、可量测的胡同全景视频流数据。可量测全景视频流集成了视频和地理信息的双重优势，具有可视化、可量测、时空信息丰富的特点。本研究针对核心区500余条胡同，通过优化车载激光测量系统、研究大范围胡同区域的视频流数据采集和处理路线，形成胡同可量测全景视频流地理数据，结合中轴线申遗项目中对于传统胡同风貌监测的需求，提取胡同不协调风貌兴趣点（POI），探索了基于视频流数据的胡同风貌监测应用。总体上，本研究实现了全景视频流的胡同实景三维建设，助力了中轴线申遗项目中传统胡同风貌监测的地理信息数据采集工作，提供了全景视频流的时空信息服务经验，扩展了实景三维的应用。

  2025年01期 v.39 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2734K]
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• 基于无人航飞的超高层建筑三维点云校准测量

  洪炯;

  传统技术在超高层建筑测量中，存在测量精度较低的问题，且整体测量模型的稳定性较差。针对该情况，本文提出一种基于无人航飞的超高层建筑三维点云校准测量方法。布设无人机（UAV）航测控制网，在获取清晰的超高层建筑图像的基础上进行模型计算，提升测量有效性，减少模型三维误差，确保测量数据处于较高的收敛程度中，完善建模测图以及数据处理机制，由此提高测量精度。根据实验结果分析可知，该测量方法能够有效减少测量误差，整体测量精度提升了24%，表明该方法能够有效完成无人机航测技术在超高层建筑测量中的应用。

  2025年01期 v.39 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1920K]
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• 点云建模技术在部件级古建筑构件三维可视化中的应用

  杨雪;王龙帅;殷文彦;黄钻;

  古建筑保护是传统文化继承与发展的一项重要课题，构建古建筑的精细三维模型对古建筑保护有着不可替代的作用。为了解决古代木质建筑结构复杂、建筑细部结构数据获取难度较大、模型构建困难等问题，本文采用站式三维激光扫描技术与手持式三维激光扫描技术相结合的方式，将取得的多元点云数据，通过点云坐标转换、配准、分割等技术手段进行处理，进而获取古代木质建筑台基、木构框架、屋顶等部件的结构数据。以此为基础构建古代木质建筑各部件的三维模型，通过模型组装，实现具有完整结构的古建筑建模。本文以朗润园为例，构建中心三栋建筑的三维模型，模型与建筑物结构的吻合度较好，精度较高。由此证明三维激光扫描技术应用于古建筑测绘具有可行性，且有成本低、效率高、精度高的特点，能够为古建筑的维护修缮以及仿古建筑的重建提供基础资料，为建立文物保护综合系统提供完整的空间信息基础。可为后续研究提供理论参考和技术支持。

  2025年01期 v.39 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1666K]
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• 智慧城市视角下社区服务数实融合建设路径与场景设计

  王媛;仇晨思;

  当前，智慧城市建设不断向基层社区精细化、功能性延伸，社区服务作为社区智慧化转型的内生动力，成为前沿数字技术广泛应用的场域，应通过数字赋能大力创新社区服务思维、内容和方式，破解当下社区服务资源浪费、质量不高、成本高昂、协同乏力、参与失效和空间失配等难题，激活社区智慧化发展，推广智慧城市高质量建设。本文基于5G网络增强版（5G-A）、物联网、区块链、云计算、人工智能、拓展现实技术（XR）等技术集成，构建空间建设智慧化、复合平台网络化、资源整合共生化、智能产品超市化四大数实融合路径，创新设计社区治理、服务、生活多元场景的耦合重塑与自发生长，促进服务供给效率、质量和价值提升。本文的研究对于智慧社区乃至智慧城市建设具有重要的现实意义。

  2025年01期 v.39 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K]
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自然资源调查监测

• 高分2号影像在秦岭北麓西安段非农化建设用地遥感监测的应用

  郑晨;赵燕伶;孙晨红;李紫涵;杨欢腾;

  秦岭区域保护区众多，山前平原地区人类活动较多，为保证秦岭区域自然资源、山前平原地区耕地合理合规使用，减少区域范围内乱采乱挖、环境污染等现象，文章以高分2号影像为底图，采用基于全卷积神经网络（FCN）框架的深度学习图像分类方法，对秦岭北麓西安段区域非农建设用地信息进行提取。利用分类结果比较法进行变化信息提取，并分析变化原因。为后续国土部门土地利用决策科学化、拆除违建及复耕、复绿监管精准化以及土地资源公共服务便民化，提供强有力的技术支撑。

  2025年01期 v.39 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K]
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• 基于GIS的北京市城市用地适宜性评价

  刘梦霞;

  随着经济发展和城市规模迅速扩张，城市建设用地资源需求日益增加，对城市用地进行适宜性评价能够有效提高城市用地资源的利用效率。以北京市为研究区，结合北京市的高程、坡度、水系道路等数据集，选取7个评价因子，采用综合层次分析法构建指标体系，使用地理信息系统（GIS）软件的空间分析工具对研究区城市用地适宜性进行综合评价分析。结果表明：最适宜和较适宜建设区占研究区总面积的29.74%；基本适宜建设区占研究区总面积的36.31%；不适宜和最不适宜建设区占研究区总面积的33.95%。空间分布特征上，北京市城市用地建设区适宜性较高的区域位于北京市域中部及东南部。研究结果可为北京市土地利用优化布局及资源可持续利用提供参考，对促进该地区实现宏观经济和社会发展具有重要意义。

  2025年01期 v.39 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K]
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• 微信群打卡小程序在国土变更调查外业中的应用

  靳婷婷;张筠卓;张琛;靳超;

  国土变更调查是继“三调”后开展的一项重要常态化工作，旨在摸清自然资源类型、范围、面积等方面的变化情况，从而保持“三调”成果现势性、继而满足规划和自然资源管理各项工作的需求。外业调查是确保调查准确性的关键环节，本文旨在介绍利用微信群打卡小程序统计反馈外业调查中未成功举证图斑情况，保证作业单位与区、镇等单位可进行有效沟通，从而提高作业效率与准确性。

  2025年01期 v.39 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2704K]
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• 热融湖塘的提取方法

  王浩;李诗彤;魏莹莹;

  热融湖塘是多年冻土退化所引起的热融灾害之一，其中准确地监测热融湖塘的分布和变化是评估这一灾害的前提。根据以往对热融湖塘的研究发现，小型热融湖塘较多，但由于热融湖塘分布在湿地、草地等不同区域，部分热融湖塘在影像上与周边环境出现同谱异物的现象，导致无法对小型热融湖塘进行准确统计。本文选取高分六号影像作为数据源，分别采用归一化差异水体指数（NDWI）阈值法、面向对象提取法、LBV变换法对研究区内热融湖塘进行提取。通过解译结果分析，LBV变换法提取精度最高；GF-6影像经过LBV变换之后，水体与其他地物之间的差异更加突出，对小型热融湖塘的提取有较好的适用性。

  2025年01期 v.39 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
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• 基于GEE平台的吉林省马铃薯遥感提取

  周铠文;张凤;周恒毅;

  传统地面调查手段虽在马铃薯种植面积的估算研究中被广泛应用，然而其时效性与精确度上的局限性日益凸显。在谷歌地球引擎（GEE）平台对典型地表覆盖物遥感反射特性的研究，经归一化处理后采用随机森林算法实现了马铃薯种植区与非作物区域的精准分割。构建了混淆矩阵，并进行了精度评估与对比分析。结果显示：依托GEE平台进行的吉林省马铃薯种植区分类，分类精度达90.5%，优于传统方法。Kappa系数为0.912，整体图像分类精度良好。本研究成功实现了马铃薯种植区域的大范围精准识别与提取，在实际应用中具有广泛价值与深远意义。

  2025年01期 v.39 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1606K]
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• 同震位移量与应变分析：以日本3.11地震房总半岛为例

  肖欣政;严丽;

  针对大地震发生时对周边区域产生同震位移影响的问题，本研究基于日本房总半岛区域密集的全球导航卫星系统（GNSS）观测网络，计算了2011年日本东北Mw9.0级大地震期间该区域的同震位移量、应变、膨胀率等。结果表明：大地震所释放的能量对房总半岛区域产生了显著影响。同震期间房总半岛的最大水平位移超过970 mm，最大垂向位移达到220 mm；区域内应变主要集中于房总半岛北部，最大值超过15×10~(-5) a~(-1)，而最大剪切应变达到9.4×10~(-5) a~(-1)，远高于震前的1.9×10~(-7) a~(-1)；区域膨胀率变化表明地震后房总半岛地块快速膨胀。房总半岛同震应变分析结果为进一步理解大地震对区域地壳变形的影响提供了重要的科学依据。

  2025年01期 v.39 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1976K]
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技术应用

• 基于小波包分解的TCN-RBF神经网络模型在桥梁沉降预测中的应用

  吴昌程;

  静荷载与动荷载在沉降监测数据中表现出不同的特性，直接对非线性、非平稳性沉降监测数据进行预测，无法体现沉降监测数据的不同特性，限制了预测精度。因此，本文引入小波包分解方法，对沉降监测数据进行自适应分解与重构。对于低频重构结果，使用趋势性预测能力较强的时域卷积神经网络（TCN）模型进行训练与预测；对于高频重构结果，使用规律性预测能力较强的径向基函数（RBF）神经网络模型进行训练与预测，重构不同频段预测结果得到最终预测结果。使用苏通大桥实测静力水准数据进行实验，结果表明，本文模型较对比模型预测精度更高，验证了本文模型的有效性。

  2025年01期 v.39 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K]
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• 基于Jason-3和GNSS浮标的HY-2B测高数据质量分析

  毛万里;

  本研究针对我国海洋二号B(HY-2B)卫星的测高数据质量评估问题，综合利用同期的杰森3号（Jason-3）卫星和全球导航卫星系统（GNSS）浮标的测高数据，采用了交叉点相对定标与GNSS浮标绝对定标两种方法，对HY-2B卫星测高数据进行了全面的质量评估。结果表明，HY-2B卫星数据的完整性为95.97%，其中第115周期的数据缺失最为显著，平均数据编辑比例达到6.01%。HY-2B卫星在自交叉点与互交叉点的海面高度异常差值分析中显示其数据质量良好，自交叉点海面高异常差值的平均值为0.02 mm，标准差为42.3 mm；互交叉点海面高异常差值的平均值为-4.4 mm，标准差为53.9 mm。此外，与GNSS浮标观测的海面高相比，HY-2B卫星测得的海面高差值在5.3～3.8 cm，表明其测高精度较高。综合以上分析，HY-2B卫星测高数据的完整性、有效性及精度均达到了较高水平，为海洋学、气候变化研究及相关领域提供了可靠数据支持，证明了其在全球海平面监测与研究中的应用价值。

  2025年01期 v.39 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1761K]
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• 复杂地理背景下电力线自动提取方法

  袁晨鑫;陈良良;

  为实现电力线走廊更加快捷、有效的巡检，本文提出了一种从机载激光雷达（LiDAR）扫描点云数据中提取电力线的方法。首先，利用不规则三角网（TIN）滤波和角度滤波对原始点云数据进行电力线粗提取；其次，采用基于高斯核的霍夫变换方法来检测和提取电力线；最后，使用最小二乘拟合法对电力线进行分段拟合。实验结果表明，使用该方法提取电力线的准确率达到97.5%，误判率低于1.5%。电力线直线拟合误差在5 cm以下，满足电力线巡线的要求。该方法能够更快速、准确地获取电力线数据，提高电力线检测和监测的效率和可靠性。

  2025年01期 v.39 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1407K]
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• 直线元上任意一点严密精度及其可视化分析

  胡圣武;任治钢;

  为了得到直线元上任意一点的严密精度，本文在现有研究的基础上，考虑直线元的误差以及任意点到其直线元端点的误差，研究了其任意一点的严密精度计算公式及其误差椭圆。通过实例分析，对比直线元任意点在三种情况下的位置协方差矩阵，并利用Matlab编程绘制其误差椭圆，得到了不同的精度大小和不同的误差椭圆。研究结果表明，直线元上任意一点严密精度对于精密工程测量都具有一定的作用。

  2025年01期 v.39 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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企业采风

• 《北京测绘》编委杨伯钢获得北京市科技进步奖

  李诏宇 ;张保钢;

  <正>近日,由北京市测绘设计研究院牵头完成的“特大城市地下管线智能探查与健康监测关键技术及应用”项目(以下简称“项目”)荣获2023年度北京市科学技术进步二等奖,《北京测绘》编委会主任、全国工程勘察设计大师杨伯钢为第一完成人。项目形成了一整套城市地下管线全生命周期智能化管理解决方案,研发了多源数据融合的城市地下管线三维智能平台,为特大城市安全运行与精细化治理提供了有力技术支撑。地下管线是城市安全、城市建设和城市精细化治理的重要组成部分。然而长期以来,我国对地下管线的探查和病害识别方法较为粗放。一旦地下管线出现堵塞、淤积、损坏等问题,工作人员往往只能依靠物理开挖的方式进行检测与修缮。这种方式不仅效率低下,而且成本较高。北京市测绘设计研究院等7家单位依托北京市地下管线普查、国家科技重大专项等项目开展研究,形成了一整套城市地下管线全生命周期智能化管理解决方案。

  2025年01期 v.39 128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K]
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