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Inpho 在无人机应急测绘保障中的应用
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应用Inpho处理无人机数据案例报告及结果分析
文：代理产品事业部
发布时间：
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试用概况&&&&& 日至日，对田阳新山铝工业园区和全州白宝乡两个区域的无人机低空航飞数据进行空三加密及DOM生成。&&&&& 1. 人员及设备情况：&&&&& 人员名单：初爱萍，张小明，全昌文，伍水珍。&&&&& 硬件：台式电脑4台，立体设备2套。&&&&& 软件：Inpho软件1套；AutoCAD。&&&&& 作业依据：&&&&& 《1:500、1:0地形图航空摄影测量外业规范》&&&&& 《1:500、1:1000 、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》&&&&& 《1:500、1:0地形图航空摄影测量数字化测图规范》&&&&& 2. 数据情况：&&&&& ⑴ 无人机低空航拍数据：&&&&& 田阳新山铝工业园区：相机焦距51.1485mm，像素大小6.4μm，飞行高度600m，15条航线，飞行片数755片，并附有像主点曝光点GPS记录一份。&&&&& 全州白宝乡：分两个区飞行。第一区：相机焦距51.1485mm，像素大小6.4μm，飞行高度600m，12条航线，共计1171片，并附有像主点曝光点GPS记录一份；第二区：相机焦距51.1485mm，像素大小6.4μm，飞行高度600m，12条航线，共计1175片，并附有像主点曝光点GPS记录一份。两个区域间有一条航线重叠，重叠片数为96片。&&&&& ⑵ 地形图数据：&&&&& 田阳新山铝工业园区：1:500地形图一份，dwg格式；1:10000 DOM2幅。&&&&& 全州白宝乡：1:1000数字线划图一份，dwg格式；1:10000 DOM4幅。具体实施情况&&&&& 1. 像主点曝光点GPS坐标修改&&&&& Inpho软件利用像主点曝光点GPS坐标，将像片排列，然后进行自动匹配生成连接点，完成相对定向。由于inpho自动匹配处理对于参数的初始值要求比较高，GPS点位精度越高，自动匹配生成的连接点的效率、精度越高；GPS坐标精度太低则无法进行自动匹配，需手工添加同名点进行模型连接，像片较多时，则增加很多工作量。&&&&& 对于此次无人机低空航拍提供的像主点曝光点GPS坐标，精度较低，最大偏移有90米，而inpho对其要求是能将差值控制在20米以内。&&&&& 由于提供的GPS曝光点记录与实际坐标差值较大，且毫无规律，差值不稳定，因此我们对田阳新山铝工业园532片、全州白宝乡478片进行全手工量测像主点坐标（约1分钟/张），工作量较大。&&&&& 下图为新山铝工业园区提供的GPS坐标部分轨迹图&&&&& 而新山铝工业园区实际的GPS部分轨迹图（加密完成后得到）如下：&&&&& 2. 地形图上选取像控点，检查点&&&&& 在田阳新山铝工业园区1：500地形图上人工选取平高控制点45个、检查点13个。&&&&& 控制点的选取原则是：航向每5条基线、旁边每3条基线选取一个控制点，且选取的控制点为地形图上明显的特征点，在影像上容易识别。控制点分布如图（红色标记）：田阳新山铝工业园区&&&&& 3. Inpho空三加密&&&&& ⑴田阳新山铝工业园区：&&&&& 根据地形图范围，选取15航线、532张像片、45个像控点，利用最新的相机检校文件进行空三加密。&&&&& 首先，在Inpho中建立工程，设置测区参数，引入像片（tif格式）以及像主点曝光点坐标（即手工定位量测的像主点曝光点坐标）。影像金字塔生成后，开始自动匹配连接点并平差计算，像点连接中误差为1个像元大小。然后，对其进行控制点量测，空三加密解算。解算报告如下：表1& 控制点解算报告表2& 检查点报告&&&&& ⑵全州白宝乡：根据地形图范围以及飞行区域，选取白宝乡两个区域共计474片，不添加控制点，直接进行相对定向，模型连接、像点连接中误差为0.8个像元大小。具体分区如下：&&&&& 第一区：8条航线，264片；&&&&& 第二区：8条航线，214片。&&&&& 4. Inpho 提取DTM&&&&& 空三加密解算完成后，对加密区域自动提取DTM（数字地面模型）。&&&&& 5. Inpho DOM生成&&&&& 生产过程：对空三加密后的成果利用Match-T模块自动提取DTM，利用OrthoMaster生成单幅的正射影像DOM，然后在OrthoVista模块下进行镶嵌匀色处理。&&&&& 利用自动提取得到的DTM（未进行编辑），对单张像片进行纠正，得到单张像片的正射影像；&&&&& 然后利用Inpho的自动镶嵌匀色模块OrthoVista，对整个区域的单张正射影像进行自动镶嵌、匀色，并按标准分幅输出DOM（正摄影像）。&&&&& 田阳新山铝工业园输出1:2000 DOM 15幅；全州白宝乡输出1:2000 DOM 12幅。总结与建议&&&&& 1. 无人机低空航飞数据分析评价：&&&&& 总体上说这几次的无人机影像质量都没有严格到达要求，首先由于摄影时的俯仰角和滚转角控制不好，导致像片的拉伸比较大，而且导致影像的重叠度不一致，部分影像重叠度不够，增加了空三处理的难度。例如全州白宝乡数据2，0520片、0521片的航向重叠只有47%，0247片、0343片的旁向重叠只有17%。&&&&&&& GPS数据误差也很大，无论是跟我们手工在地形图和1:10000DOM上找的像主点在地面坐标系中的坐标，还是经过给定的旋转角修正之后的摄影中心坐标，偏差都很大，而且不是固定值，也就是说可能不是因为延时的影响，所以最后一般没有采用它给定的GPS坐标。曝光点实际轨迹图&&&&& 建议：由于最小二乘匹配和自检校光束法区域网平差对参数的初始值要求都很高，所以对GPS坐标和摄影时的旋转角要求都比较高。影像重叠度低的情况下，Inpho也可以处理，但是效果不会太好；如果要生成较好的DSM用于三维建模，航向和旁向重叠度都要求很高，航向重叠要求80%以上，旁向重叠度要求70%以上。&&&&& 2. 空三加密精度分析评价：&&&&& 对田阳新山铝工业园区进行像控点布点、空三加密解算，添加检查点检查：控制点解算报告、检测点检测报告见 “表格1”；由控制点解算报告可以看出，控制点的平面误差较大，产生这种情况的主要原因是对控制点的选取不精确，影像与地形图的判别具有一定的差异，导致部分控制点坐标不够精确。&&&&& 田阳新山铝工业园区无人机数据地面控制点布设：将无人机影像与1：500地形图套合，在1：500地形图上选取明显地物特征点，如宽度较小的道路交叉点、田埂交叉点等；对于整个测区来说地形占绝大部分，居民区较少而且影像范围较小，房屋侧面被遮挡，故房角点选取难度大，如图：&&&&& 而对于细小的线状地物交叉点，虽然在500图中细化为单线形式，而实际应该有一定的宽度（一般为50公分以下），所以测量控制点的时候就会存在一个范围误差，难以识别实地测量的确切位置。&&&&& 控制点布设应该是在控制点精度比较高的情况下才能下结论，但是还可以从理论上提出一些建议。在控制点的控制范围内，如果影像的质量比较高，GPS和IMU数据精度都很高的情况下（也就是说平差解算的初始值比较好的情况），理论上只要在区域周围布设4个平高控制点就能满足精度要求；如果只有GPS数据(当然精度要到达要求)，可以布设在区域周围布设4个平高控制点，然后在航带间适量的布设一些高程控制点；如果初值精度都不高的情况下，就必须加密控制点才能保证精度，所以，总的来说，要减少控制点的布设就必须提高POS数据的精度。&&&&& 检查点的精度报告见表格：&&&&& 可以看出，检查点误差相当大，出现此种情况的原因：一是检查点在地形图上的选择本身带有误差；二是可能此次空三加密的控制点布设密度达不到要求，需要实际操作后再得出结论。&&&&& 建议：控制点的选取及量测一定要精确。&&&&& 3. DOM精度分析评价&&&&& 影像正射纠正精度与DTM精度有关，而DTM精度与空三加密精度息息相关。镶嵌过程也是自动生成拼接线，并对颜色存在差异的像片做自动匀色处理。（新山铝工业园1:2000 DOM叠加1:500地形图，局部）&&&&& 田阳地区：生成单幅532张正射影像，地面分辨率0.1m，按照1:2000图分幅分成15幅，其中满幅2幅、13幅不满幅；随机选取2幅与已有1:500地形图套合，并均匀分布选取适量的同名位置点，在AutoCAD中量取误差距离，详见下表。&&&&& 影响精度的原因主要是：空三加密控制点的选取具有误差。&&&&& 空三加密后提取的DTM，在地形平缓处匹配较好，在房屋以及地形变化较大处匹配较差。因精确修编需要大量的时间，且我们想检验一下在不进行任何人工编辑情况下的精度如何，所以未对DTM进行任何编辑，直接生成DOM。&&&&& 建议：要想提高DOM的精度，必须在保证空三加密精度满足成图要求的情况下，对提取的DTM进行人工编辑，这样才能保证DOM的精度。&&&&& 4. Inpho软件试用评价&&&&& 使用Inpho软件先后对田阳新山铝工业园区和全州白宝乡地区两个区域做了空三加密及DOM生产。从自动化程度上讲，inpho除了在控制点的量测上需要人工干预，其余基本实现处理的自动化（自动空三、DTM、DOM的生成及自动镶嵌匀色）。&&&&& Inpho软件主要优势：Inpho软件处理数据自动化程度很高，主要体现在影像自动匹配处理、DTM自动提取、DOM自动镶嵌匀色，且效果较好。&&&&& Inpho软件对数据的要求：对初始数据即影像像主点曝光点坐标精度有一定的要求。&&&&& 软件比较：使用PixleGrid和适普对同一区域影像进行空三处理，由于无人机影像质量的不稳定性，自动相对定向和模型连接失败率高。具体表现在：如果要达到影像匹配的可靠性，需要反复进行相对定向解算来剔除粗差；转点容易失败致使模型连接不成功，主要是这两方面降低了空三处理的效率。&&&&& 软件接口方面：Inpho软件空三加密成果如何导入VirtuoZo、苏武影像，目前还在处理中。成果形式及预览&&&&& 成果数据：&&&&& 田阳新山铝工业园1：2000 DOM 15幅 ；&&&&& 全州白宝乡1：2000 DOM 12幅。&&&&& 1. 成果预览：&&&&& （新山铝工业园1：2000 DOM 单幅）问题汇总及分析&&&&& 1. 控制点残差非常小，而检查点残差却比较大，则最终的解算报告能否真实地反映出最后的加密精度？&&&&& 在空三加密的时候，最后加密的结果应该是综合考虑控制点、GPS、IMU以及加密的连接点和构建的立体像对的情况。此次无人机数据的加密过程中，尤其是最后的绝对定向精度的反应上，唯一可以参考的就是控制点信息。同时，由于无人机影像的图幅较小，控制点的可控范围，尤其是高程上的要远远小于常规航测的控制范围，所以高程上的相互检验没有什么可行性，由此导致作为控制点的时候，基本是完全以这个点的高程作为解算信息。所以，最后结果非常精确的mm级自然是不可靠的。而当这个点作为检查点的时候，该点位所在的解算坐标仅是通过参考其他控制点而得到的，同样由于这个参考信息非常有限，所以与检查点实际坐标相比会存在很大误差，最大达10m。&&&&& 2. 如果Inpho的控制点解算报告反映的是控制点解算完的最后坐标（与给定的一致），但报告中的平面差值相对来说又较大，有的差值达1m以上？而高程又不完全相等，误差仅在mm级？&&&&& 从测试结果看，如果在处理过程中控制点位置正确，量测规范，Inpho的控制点精度报告中，平面的精度报告是可信、有效的，因为控制点的平面坐标相互之间是完全可以相互检验的。理论上而言，任何一个平面坐标系至少3个点就确定下来了，控制点平面坐标相互之间的相关性很强，完全可以实现很好的交互检验。这也是为什么我们在常规的航测处理时，布设控制点时测区的平面高程点可以很少，而高程点要求很多的原因。&&&&& 3. 无人机地面控制点的布设方法及密度&&&&& 关于无人机控制点的布设问题，目前尚没有任何定论。在设定这样的一个标准或规范时，也将是非常有难度、有挑战性的一个问题。因为姑且不说内业处理要求或外业控制点的规范等标准，就是无人机外业航拍时的情况也同样是非常关键的，即使是设定了一个这样的标准，针对同一区域在不同的航拍条件下也将会存在不同的问题。所以，目前应用INPHO处理时，能确定的是现有条件下控制点越密越好。如果确实需要这样的一个规范或参考，综合而言，可以参考以下信息：控制点根据成图比例不同设置的疏密程度不同，一般要求边界每条航线不低于3个/公里，区域内部航线控制点可适当减少，不低于2个/公里；要求分布均匀，承规则的方格网，或多边型网。
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Inpho.UASMaster.v5.6.3 1CD 无人机数据航测处理系统
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Inpho.ApplicationsMaster.v5.3.0.Win32_64 2CD
Inpho.ApplicationsMaster.v5.1.Win32 1CD
Inpho.DtMaster.v1.0.0 1CD
Inpho.Match-AT.v4.06 1CD
Inpho.Match-T.v4.0 1CD（自动空中三角测量软件。带有INPHO独有的高级图像处理算法）
Inpho.OrthoVista.v4.5.0.Win32_64 2CD
Intergraph SSK v6.1-ISO 2DVD
Inpho Summit v5.3 1CD
Inpho.Scop.Plus.Plus.v5.3 1CD（用来对任意大小的 DTM（数字地面模型）项目进行处理的工具）
Inpho.WIBU.CodeMeter.v4.01.Win32_64 2CD
SCOP++.v5.4.5.Win32 1CD
电.话TEL： &客服 Q.Q： &
　UASMaster无人机航测系统是继Trimble开发TBC之后的一款非常优秀的无人机数据处理系统，可以处理任意无人飞行系统获取的数据，包括
固定翼、无人直升机和无人飞艇等。该系统包含一键式操作获取结果模式和逐个过程人机交互进行质量控制的模式。
　　近年来,无人飞行系统测绘手段已广泛应用到应急测绘和大比例尺航测领域中，并在最近频发的地质和自然灾害应急响应中准确快速的获
取区域范围内受灾区的高空间分辨率影像，对防灾减灾和快速应急响应起着至关重要的作用。另外无人飞行系统还广泛应用于:国家基础测绘
及地图修测补测、数字城市建设、国土资源及土地利用重点工程监测、城市动态监测及拆迁补偿调查、突发事件实时监测调查、军事侦察、灾
情调查、生态保护及数字林业、覆盖及种植调查、数字农业及环境治理调查、地质矿产开发调查等领域。目前广泛应用的无人飞行系统有固定
翼无人机、旋翼无人机和无人飞艇等。
　　无人机摄影测量集成了高空拍摄、遥控、遥感、以及航空摄影测量的新型应用测绘技术。其优势在于无需专业机场起降，只需要一块简单
的起飞跑道，或者占用场地很小的弹射架，携带方便、快捷、摄影周期短，天气条件要求相对较低，可在云下摄影，可获取从0.05米到1米的
多种高分辨率影像，机动灵活，现势性强，系统维护相对简单，安全风险相对较低。但因无人飞行系统重量轻、抗风性能差、姿态稳定性差，
影像像幅小，后期处理工作量大；非量测性相机焦距短，影像投影差变形大，并且影像畸变差较大。以上均对后期处理软件具有很高的要求。&
　　UASMaster无人机航测系统是既Trimble开发TBC之后的一款非常优秀的无人机数据处理系统，可以处理任意无人飞行系统获取的数据，包
括固定翼、无人直升机和无人飞艇等。该系统包含一键式操作获取结果模式和逐个过程人机交互进行质量控制的模式。这两种模式可保证操作
人员在不具备摄影测量知识和经验的情况下也能采用该系统获取高精度和高度可靠的航测成果。另外，UASMaster采用一台移动工作站和一个
优盘大小的软件狗即可在室外场所或应急救灾现场完成无人机应急测绘中快速DEM/DSM和DOM成果的获取。&
　　UASMaster集成了inpho软件的空三加密、DTM/DSM提取和编辑、正射校正和镶嵌匀色的所有模块功能。革新化的航测流程，无需航线设计
等前期资料，基于POS、影像、相机参数即可恢复工程，不需要航测专业技术人员即可进行工程建立。强大的同名点匹配，针对弱纹理地区、
沙漠、林地、山地、水田均可全自动进行连接点提取，连接点的提取为全自动软件进行，真正达到不需要任何手工添加和编辑连接点。全像素
DSM提取，可达到每个影像的像素匹配一个高程点，支持3D彩色点云提取，可全角度立体查看点云剖面与立体模型。支持真正射校正，通过DSM
结合特征线针对高架桥、高大城区进行真正射校正。除此之外，UASMaster含&黑匣子&处理模式，在建立工程后一键式即可获取空三加密成
果、DEM和DOM成果。因此UASMaster无人机数据航测处理系统将集快速DEM、DOM获取与基础测绘生产于一体，能充分满足无人机航测内业数据
产品生产和应急测绘中由无人机快速获取DEM/DSM和DOM的各种需求。
UASMaster功能划分
　　空三加密部分对具有重叠的航空影像进行自动匹配连接点，从而获取每张影像的相对姿态位置。自动匹配的连接点在整个测区具有非常密
集的分布。经测试，在弱纹理地区具有非常好的匹配质量。便捷的控制点量测，全自动平差解算，相机自检校和多种质量检测等工具确保高精
度的空三成果。
UASMaster空三加密
彩色3D点云提取和编辑&
　　采用以上空三成果可以自动匹配3D点云，其密度可达到一个像素一个高程点。通过逐点捨色功能使得提取的DSM/DTM彩色化，其效果可以
和影像加DSM的三维模型相媲美。DSM的提取采用噪声滤波、边缘建模和边界探测等技术，以获取精细的表面模型。&
　　全自动的点云分类算法可自动将地面点和非地面点进行分类，结合一系列的点云设置高程，抬高/降低特定点高程等工具获取最终成果的
DTM。另外在立体编辑模式下可将影像、DTM和等高线等进行叠加编辑，编辑结果所见即所得。
UASMaster彩色点云提取与显示
正射/真正射影像生产&
　　采用以上空三成果和编辑DTM结果，全自动、一键式进行正射影像纠正和镶嵌匀色。从而获取测区经过正射校正，地理标定和匀光匀色的
色彩均衡一致的正射影像。&
　　结合DSM和立体采集的三维特征点，特征线等进行真正射校正可获取真正射校正的TDOM，并且镶嵌匀色中自动绕开建筑物生成拼接线。
不参考特征线获取DOM（左）和采用UASMaster基于特征线获取DOM（右）对比
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作 者 中 心
审 稿 中 心
读 者 中 心
下 载 中 心
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2014年&0卷&2期
刊出日期：
测绘地理信息学科动态研究
基于经验模式分解的滤波去噪方法研究进展
张恒璟 程鹏飞
回顾经验模式分解技术的原理和滤波性质，及目前基于经验模式分解的滤波去噪算法，包括部分本征函数模态分量重构法、软阈值法、最优信号重构算法等；分析上述滤波方法在分离信号噪声方面的适用性及其可能的改进措施；最后讨论传统的周期函数拟合模型在GPS高程时间序列噪声提取中应用的局限性，提出经验模式分解应用于GPS高程时间序列噪声提取与研究的新思路。
2014&Vol. 0&(2):&1-4
基于Von Mises分布的PPP宽巷相位偏差计算方法
赵兴旺 张翠英
针对相位偏差小数对精密单点定位（PPP）模糊度固定的影响，给出宽巷相位偏差小数的估计方法；采用统计假设检验理论对其分布特性进行了验证，结果表明更好的服从Von Mises分布；进一步基于Von Mises分布给出了相位偏差小数的计算公式，最后以IGS跟踪站双频GPS观测值为数据来源进行算例分析，结果表明单站相位偏差小数估计的最大标准差为0.060周，并且具有较好的空间一致性，可用于PPP模糊度的相位偏差改正。
2014&Vol. 0&(2):&5-9
基于PPP的CGCS2000坐标计算方法研究
陈仲怀 廖超明 宋传峰 秘金钟
当前基于精密单点定位（PPP）方法获得的坐标是基于ITRF框架下表示的，而CGCS2000坐标系是我国建立并大力推广的全球地心坐标系，很多测绘成果最终都需要转换到CGCS2000系下。本文对ITRF与CGCS2000坐标转换方法进行了研究，并以广西CORS站PPP定位结果为例，验证了转换方法的可行性及正确性。
2014&Vol. 0&(2):&10-12
对流层水平梯度对PPP的影响
曹文涛 郭际明 谢翔 周命端 贾效燕
基于精密单点定位（PPP）技术，采用参数估计法来解算对流层延迟，讨论不同天气和不同截止高度角情况下，对流层水平梯度改正对PPP定位结果的影响，得到一些有益结论。
2014&Vol. 0&(2):&13-15
省级CORS组网技术研究与服务模式探讨
结合我国CORS的发展情况，对省级CORS组网互联互通共享服务的关键技术方案展开研究与探讨，并提出了若干有益的建议。
2014&Vol. 0&(2):&16-19
基于K-means聚类分析的球冠谐函数拟合高程异常方法
孙佳龙 崔旭升 郭淑艳
利用球冠谐函数拟合高程异常曲面时，GPS/水准数据的分布和选取，对最后的拟合精度有较大影响。本文提出了一种基于K-Means聚类的球冠谐函数拟合方法，即利用K-Means聚类分析方法对高程异常数据点进行有效分类和选择，再结合球冠谐函数的逼近方法，提高了高程异常曲面的拟合精度。通过与实测高程异常数据进行比较，基于K-Means聚类分析的球冠谐函数拟合方法优于多项式拟合法、移动二次曲面拟合法、多面函数拟合法和球冠谐函数拟合法。
2014&Vol. 0&(2):&20-22
病态线性模型参数估计的主元加权迭代法
王永弟 赵好好
在测量数据处理中的病态性问题往往会导致参数最小二乘估计的性质显著变坏，如何分析模型的病态性质、克服或减弱模型病态性、取得更为准确的参数估值是测量数据处理中无法回避的一个重要问题。本文将主元加权迭代法引入到测量数据处理中，就其在良态和病态两种平差问题中的表现与传统方法进行了对比和分析。计算结果表明：在良态法方程平差问题中，主元加权迭代法能得到与传统方法完全一致的计算结果；在病态法方程平差问题中，主元加权迭代法比传统方法法更加接近真值。
2014&Vol. 0&(2):&23-25
一种迭代求解特征值的定姿方法
刘晓辉 党亚民
首先介绍定姿的关键问题、常用定姿方法的分类及其特点。然后详细分析了常用的两种最优化定姿算法以及它们存在的问题，并提出一种新的最优化定姿方法。文中详细叙述了推导过程以及解算的步骤，为了对新方法进行验证，使用仿真数据对所提方法的罚函数和解算精度进行了详细分析。结果表明本文所提方法和其它两种最优化方法的定姿结果一致，都具有很高的定姿精度。本文所提方法由于不需要对矩阵进行奇异值分解或计算出所有特征值和特征向量，因此对计算机要求比较低，易于编程实现。
2014&Vol. 0&(2):&26-29
基于地球剖分的卫星成像调度研究
安丰光 宋树华 程承旗 濮国梁 李滨 陈东
鉴于云是卫星成像重要约束条件以及目前卫星影像中云信息描述简单、云的空间分布信息不足特点，本文提出基于GeoSOT云区位标识编码模型，对气象卫星影像中云进行标识与编码。利用气象卫星影像云区位标识编码中隐含的空间信息与卫星轨道或拍摄区域范围相结合，可准确计算卫星拍摄区域云覆盖情况，并将云覆盖空间范围信息作为卫星关闭相机的约束条件，避开对有云区域的拍摄，实现对卫星成像调度，达到获得高质量的卫星影像的目的。最后，通过仿真实验表明，基于GeoSOT云区位标识编码可用于卫星成像调度，具有一定应用价值。
2014&Vol. 0&(2):&30-33
基于半全局多视近景影像匹配的三维建模方法
邹峥嵘 邹小丹 刘合凤 张云生
利用半全局约束提高立体影像匹配的可靠性，提出多片前方交会优化迭代方法来剔除可能的匹配错误，有效融合多视影像的冗余信息，获取可靠密集的三维点云。在此基础上，利用Poisson表面重建方法重建出三维模型。2组近景影像试验结果表明本文方法能有效获取具有纹理的三维模型。
2014&Vol. 0&(2):&34-36
透视投影下的月面撞击坑地形恢复算法研究
徐辛超 徐爱功 刘少创 徐宗秋
针对嫦娥三号将携带巡视器在月面展开科学探测任务过程中对高精度撞击坑地形的需求，提出了透视投影下基于SFS的月面撞击坑地形恢复算法。采用Lommel-Seeliger反射模型模拟月表反射，得到透视投影下的反射方程，通过撞击坑边缘点梯度约束以及地形表面连续性约束，将反射方程正则化，最终通过求解，实现了撞击坑在透视投影下的三维恢复。采用模拟影像和真实月面影像对算法的正确性和可行性进行了测试。实验表明，所提出的算法能够有效的进行透视投影下的撞击坑地形恢复，且精度高于现有SFS算法。
2014&Vol. 0&(2):&37-41
单视图多约束相机内参统一计算方法
王美珍 刘学军 刘丹
相机自标定是机器视觉、摄影测量学、计算机视觉等领域的重要命题，但目前随着图像获取设备、方式等多样化等特点，使得图像之间的匹配越发困难，增加了相机标定的难度。本文提出了一种针对单视图的相机自标定方法，该方法将图像中的几何特征以及标定过程进行统一表达和计算。本文首先总结了不同的不变量对相机内参的约束情况；以互相垂直的灭点作为中间计算过程的核心，着重讨论了其他不变量向其的转化方法，使得几何特征表达统一化；以绝对二次曲线为纽带，将互相垂直的灭点约束求解；进而根据几何约束的数量求解相应的相机参数模型。本文所提出的方法无需图像之间的匹配，在约束信息充分的情况下可仅利用单幅图像进行相机标定，方法具有方便性；方法无需传统标定方法中的标定模板而选用场景中存在的对象，因此方法具有普适性，尤其适合结构化的室内外场景；方法将几何特征的和标定过程进行统一描述和计算，因此方法还具有统一性。室内外场景的测试表明本文方法具有可用性。, 相机自标定是机器视觉、摄影测量学、计算机视觉等领域的重要命题，但目前随着图像获取设备、方式等多样化等特点，使得图像之间的匹配越发困难，增加了相机标定的难度。本文提出了一种针对单视图的相机自标定方法，该方法将图像中的几何特征以及标定过程进行统一表达和计算。本文首先总结了不同的不变量对相机内参的约束情况；以互相垂直的灭点作为中间计算过程的核心，着重讨论了其他不变量向其的转化方法，使得几何特征表达统一化；以绝对二次曲线为纽带，将互相垂直的灭点约束求解；进而根据几何约束的数量求解相应的相机参数模型。本文所提出的方法无需图像之间的匹配，在约束信息充分的情况下可仅利用单幅图像进行相机标定，方法具有方便性；方法无需传统标定方法中的标定模板而选用场景中存在的对象，因此方法具有普适性，尤其适合结构化的室内外场景；方法将几何特征的和标定过程进行统一描述和计算，因此方法还具有统一性。室内外场景的测试表明本文方法具有可用性。
2014&Vol. 0&(2):&42-45
无人机航摄影像快速拼接方法改进
刘如飞 卢秀山 刘冰 田茂义
为提高无人机航摄影像快速拼接速度和精度，文章针对无人机影像处理特点，提出重叠区分块并行处理策略；通过对不同图像分辨率和尺度下的特征匹配情况进行分析，提出分块阈值自适应调节方法来改进SIFT算法；利用匹配点距离中误差进行粗差去除，获取最优RANSAC样本，得到更精确匹配点对。实验结果证明，改进策略既保证拼接的精度，又提高了拼接的效率。
2014&Vol. 0&(2):&46-49
基于骨架特征的多光谱遥感影像飞机目标识别方法研究
蔡栋 陈焱明 魏巍
飞机目标的自动提取，是信息处理领域的重要研究内容。提高飞机目标的识别率，可以准确的把握区域动态，为相关决策提供支持。由于数学形态学特征和复杂几何结构等特征相对抗干扰性较强，而骨架线由地物的边界形态决定，不受其他因素影响，具有良好的稳定性。据此，研究选取香港机场多光谱遥感影像作为实验数据，基于骨架线几何特征参数与网络测度，提出了一种由多光谱遥感影像自动提取飞机目标的方法。研究选择基于边缘的多光谱遥感影像分割方法，提取矢量地物边缘；基于约束Delaunay三角网自动提取地物骨架和主骨架；通过选取对飞机目标识别具有良好区分度的特征参数，最终实现飞机目标的自动识别与定位。
2014&Vol. 0&(2):&50-54
静态多分辨率层次模型技术的研究与实践
朱光 杨耀东
在研究瓦片金字塔与图像压缩技术的前提下，基于线性四叉树结构，采用重采样、分层分块的方法构建了海量栅格静态多分辨率层次模型，并以该模型为基础设计实现了一个Web3DGIS平台。实验证明，该平台能够满足海量地形及影像数据的实时三维可视化要求。
2014&Vol. 0&(2):&55-58
越南沿海潮汐类型分布及极值天文潮位
团文征 李建成 裴氏坚贞
采用最小二乘法,首先对越南从北至南的33个沿海验潮站的长期（最短是5年，最长是53年）观测资料进行潮汐调和分析得到各站的调和常数，再根据分潮O1、K1、M2的振幅值计算指数 V=(HO1+HK1)/HM2，进而结合各站的V值和实际观测资料，指出：越南北部沿岸潮汐性质类型为正规全日潮，潮汐振幅在2.5?4.5m范围内；越南中部沿岸潮汐性质较复杂，该海岸具有三种潮汐类型，包括不正规日潮，不正规半日潮和正规全日潮，潮汐振幅较小，大致在0.5?2.5m范围内；越南南部沿岸潮汐性质为不正规半日潮，潮汐振幅在3.0?4.0m左右；越南西南部沿岸潮汐性质类型为不正规日潮，潮汐振幅大致在1.0?2.0m范围内。从上述33个潮站中选取了12个验潮站，计算了各站包括114分潮的潮汐调和常数，采用潮汐预报法推估出各站20年间（）的天文潮位序列，从天文潮位序列中取出最高和最低值。因为这些验潮站的观测时间跨度较长、潮高数据序列较稳定、潮汐调和分析精度较高，均方根都小于?10cm，并有较高可靠性。最后，对本文研究结果提出了几点认识和建议
2014&Vol. 0&(2):&59-62
星间高精度测距系统精度测量方法的研究
郭学卫 王春晖 金仲和
2014&Vol. 0&(2):&63-66
国产POS 与SWDC集成检校精度分析
韩晓冬 杨娜 李峰 刘宗杰
结合项目国产化集成设备对基于POS直接地理定位中集成检校关键技术进行简要阐述，给出集成检校技术路线，并利用实际航摄资料检校集成系统中视准轴误差，分析了基于WGS-84坐标系下不同检校条件的检校结果，以及国产POS直接对地定位目标的精度。试验表明：经过严密检校之后的POS，在WGS-84系下可以获得较高的直接地理定位精度，能够满足大比例尺测图要求，同时在硬件上将IMU测量中心、相机中心、GPS天线相位中心尽量安置在载体坐标系的一条垂线上，更容易成功实现DG。最后本文对后续试验提出一些建议。
2014&Vol. 0&(2):&67-71
地面三维激光扫描仪精度测评方法和误差改正模型研究
冒爱泉 朱益虎 郝思宝 郭海泉 宋伟凯
随着三维激光扫描技术应用的发展，对扫描仪精度的测评是三维扫描技术应用必须解决的问题。本文利用高精度基线场，采用实验方法得到仪器测距与实际距离的差值，通过基线比较计算扫描仪器的加、乘常数，给出误差改正模型，为扫描点云后续的纠正处理，提供了理论依据和数据模型。
2014&Vol. 0&(2):&72-75
基于Landsat TM影像的冰川提取
金姗姗 张永红 吴宏安
以杂多县冰川为研究对象，为了精确提取冰川信息，根据冰川在TM影像上存在的光谱差异，将冰川划分成两类。分析较难与周边地物区分的冰舌与其他地物之间的光谱特征区分性，选择最优的冰川提取波段。同时利用波段运算得到对冰川信息提取更有利的波段。将所有优选波段经过最佳指数计算和地物可分离性分析，得到波段间相关性最低，冗余信息最少，冰川与其它地物可分性最强的波段组合进行监督分类，有效地分离出冰川。将本文方法提取的冰川面积与高分辨率影像中提取的冰川面积相比较，结果表明本文提出的冰川提取的技术方法是有效的。
2014&Vol. 0&(2):&76-79
利用影像匹配点云进行DLG等高线制作
盛志鹏 吴迪 朱萍
在Inpho摄影测量工作站中，利用已确定内外方位元素的数码影像根据同名点匹配的方法可以生成高密度的DTM点云数据。本文将讨论如何利用立体采集特征点线的方法在TerraSolid中精化匹配点云的高程和改正植被高，并利用改正后的点云数据自动提取DLG高程点等高线成果。
2014&Vol. 0&(2):&80-82
基于改进的逐行双向标识法机载LiDAR数据滤波技术
王刃 朱新慧 江振治
分析现有主流滤波算法的优缺点，针对缺点，提出了POBL(progressive one-dimensional and bidirectional labelling )滤波算子，该算子在滤波时同时采用三种分类尺度，即高程差、坡度差、长度，有效地克服了现有滤波算法分类尺度单一，不能适应各种复杂地形的缺点。最后对POBL滤波算子进行了试验，试验表明该算子能够适应各类复杂地形，特别是地形突变以及地物表面与地形表面之间高程差异不大的区域，所获取的滤波结果的正确率相对于其他滤波算子有显著的提高
2014&Vol. 0&(2):&83-86
地下建筑物三维测绘技术初探
郭岚 陈迅 杨永崇
针对城市中地下空间建筑物的广泛开发和利用，探讨了地下建筑物的三维测量和三维可视化技术，并基于AUTO CAD和Sketchup绘制了地下建筑物的三维地形图。三维表达的地下建筑物能给管理和规划人员直观的展示地下空间信息，且能进行各种量算和分析，可以帮助其进行分析决策。因此，地下建筑物的三维测绘技术及据此建立的地下空间信息系统可广泛应用于城市地下空间规划、城市地下空间管理以及城市地下建筑物内部管理。
2014&Vol. 0&(2):&87-89
基于PDA全站仪对盾构机空间圆的检测
徐寿志 程鹏飞 吴秀娟
利用PDA控制全站仪，通过全站仪自由设站的方法对空间圆形物体进行数据采集，根据空间球面拟合和空间平面拟合联合解算出空间圆形物体的圆形参数，通过在PDA嵌入该算法对全站仪采集到的数据进行实时解算。结合盾构机制造过程中对工件的设计要求，以盾构机的法兰为例，利用此方法对其进行检测。在工业测量中，由于场地限制，全站仪经常需要搬站测量，此时需要进行坐标转换，本文给出了具体的转换过程。法兰的检测结果与常规测量结果比较差别很小，该方法操作简单、方便快捷，因此具有一定的应用价值。
2014&Vol. 0&(2):&90-92
昆明三维地下管线系统应用与研究
毕天平 周京春
为解决海量地下综合管线三维信息管理系统建设。方法 以昆明全市2万多公里的实际管线探测数据，330平方公里的DOM、DEM和数字地物模型数据为基础，通过二三维一体化的综合管网库设计，以C#.net为开发语言，整合ESRI公司ArcGIS Server和AutoNavi公司AnGeo Uniscope两大平台，采用视点相关球面LOD算法，面向服务的构架进行三维管线系统开发。结果 成功建立了高效、快速的地上、地下全景的昆明三维地下管线管理信息系统，并具有流向分析，挖方分析，剖面分析，爆管分析、排水管网内涝水淹分析等强大的管网分析功能。结论 为三维数字城市建设，特别是为三维综合管线信息化建设提供借鉴。
2014&Vol. 0&(2):&93-96
基于碰撞检测的交互式三维场景漫游系统研究与实现
曹丹丹 朱彩英 刘晓春
交互漫游是三维虚拟场景的重要组成部分，也是实现虚拟现实沉浸感和交互性的关键所在，本文重点对交互式三维场景漫游的相关关键技术，包括键盘漫游、路径漫游、碰撞检测、天空构建等进行了研究。并且，为了保证以不同方式对任何场景进行漫游，本文研究了多种漫游器，并实现快速方便的切换。利用贝塞尔曲线获取平滑的漫游路径，消除漫游时转角的抖动问题；实现实时的动态检测；利用球形的天空盒构建一个逼真的天空模型。将该成果应用到三维近海场景，取得了很好的效果。
2014&Vol. 0&(2):&97-100
基于GIS和RS的土地利用碳收支核算模块设计与开发
张梅 章志 黄贤金 谈俊忠 赖力 揣小伟
针对当前土地利用碳排放研究的需要，本文提出设计并实现基于GIS和RS的土地利用碳收支核算模块，进行了模块功能需求分析、总体设计、功能实现以及模块参数计算等工作，并使用江苏省1995年和2010年的土地利用遥感数据对模块进行了具体应用。
2014&Vol. 0&(2):&101-103
基于三维数字社区信息系统的社区管理方法研究
从当前社区管理的现实需要出发，探索通过集成数字化、可视化、集成化、信息化等科学手段，并依托地理信息系统管理平台，实现&管理信息化、服务集成化&的新手段、新方法，并通过一个三维数字社区的成功建设对研究结构进行验证。
2014&Vol. 0&(2):&104-106
面向规划管理的重庆都市区三维模型数据库建设
建立三维模型数据库是高效管理海量三维模型数据并实现网络化应用的基础。本文阐述了建立重庆都市区三维模型库的体制机制及技术路线，同时针对重庆山地城市地形复杂、建筑密度高、三维模型数据量大的特点，对三维模型细节程度划分及覆盖策略、模型数据分层及组织管理，以及三维引擎开发模式等关键技术问题提出了解决思路。
2014&Vol. 0&(2):&107-111
考虑地图空间认知的大比例尺城市影像地图集设计初探
分析城市居民通过阅读城市影像地图集进行空间认知的过程及其认知特点，以及重庆城市居民的城市意象空间结构，尝试从城市居民的认知角度出发来设计重庆市城市影像地图集，从而使地图用户更容易解读图集所展示出的城市信息，使图集更符合用户的需求。
2014&Vol. 0&(2):&112-114
激光跟踪仪与球形反射器综合性能测试研究
杨凡 李广云 王力
激光跟踪仪进行测量的合作目标是球形反射器，比如角隅反射器、猫眼反射器、工具球反射器等。不同反射器的特性不同，主要表现在反射器大小、入射角范围、光学中心误差和球形度误差等。本文研究了激光跟踪仪与球形反射器测量精度的诸多影响因素，并以Leica AT901_B激光跟踪仪和CCR1.5&P反射器为例，进行了反射器球形度精度测试、反射器入射角精度测试、系统精度稳定性测试、断光续接精度测试及动态测量点云离散度测试等实验。该系列实验验证了AT901_B和CCR1.5&P系统测量的综合性能，具有较强的代表性，同时验证了以上测试方法的可行性。
2014&Vol. 0&(2):&115-118
基于Quest3D的虚拟测绘实验室的设计与实现
范冲 周凤平 周敏
针对测绘学科实验教学环节中存在仪器不足及容易受天气影响等问题，在研究了虚拟现实技术的基础上，提出了基于Quest3D的虚拟测绘实验室的解决方案。本文介绍了基于Quest3D的开发流程，并详细说明采用3D MAX+Quest3D技术路线设计并实现测绘虚拟实验室的具体步骤。
2014&Vol. 0&(2):&119-121
测绘地理信息教学
测绘工程专业天文学课程设置的探讨
汪海洪 罗佳 罗志才 钟波 邹贤才
天文学是自然科学的基础学科之一，与测绘学有着密切联系。从素质教育和专业基础两个方面论述测绘工程专业开设天文学课程的必要性，并结合武汉大学测绘学院天文学教学经验，对测绘工程专业天文学课程的设置和课程内容进行探讨，为完善测绘工程专业课程体系提供有益的参考。
2014&Vol. 0&(2):&122-124
测绘地理信息论坛
关于海洋无缝垂直基准体系建立的思考
崔杨 暴景阳 许军 孙文川
探讨海洋无缝垂直基准体系建立的重要意义，提出了建立该体系的总体思想与关键环节，进而针对性地总结了现有的相应研究成果，分析了所存在的主要问题与不足，提出根据各海域潮汐特点分别选取适宜的无缝垂直基准面，在不同垂直基准间建立转换模型，在临界海域建立过渡模型，最终确定适用于全部海域的海洋无缝垂直基准体系的思路,可望为海洋无缝垂直基准体系的最终建立提供指导作用。
2014&Vol. 0&(2):&125-127
浅析智慧中国建设对测绘地理信息事业发展的机遇与挑战
从生产和应用服务变革、技术创新、市场拓展、数字城市建设等方面分析了智慧中国建设给测绘地理信息事业发展带来的机遇，从地理信息资源建设与共享、技术、标准化、安全等方面分析了智慧中国建设给测绘地理信息事业发展带来的巨大挑战。
2014&Vol. 0&(2):&128-130
测绘地理信息企事业单位科技创新调查分析
孙威 乔朝飞
科技创新是推动测绘地理信息事业又好又快发展的不竭动力。测绘地理信息企事业单位是测绘地理信息科技创新的主体，其科技创新水平的高低是测绘地理信息科技创新水平的重要标志。本文通过开展问卷调查，分析了我国测绘地理信息企事业单位科技创新状况，对提高测绘地理信息企事业单位科技创新水平提出了相关建议。
2014&Vol. 0&(2):&131-134
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