测绘地理信息

Journal of Geomatics

 

   

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高端论坛

  • 基于深度学习的遥感影像地物目标检测和轮廓提取一体化模型

    张晓东;张力飞;陈关州;朱坤;

    随着遥感影像的分辨率不断提升,基于可见光遥感影像地物目标检测和轮廓提取的研究越来越受到关注。基于深度学习的方法提出一个利用遥感影像进行地物目标检测和轮廓提取的一体化模型,旨在解决遥感影像地物目标检测和轮廓提取中繁复的手工标注和传统算法效果不佳的难题。以船舶为研究对象,在HRSC2016遥感数据集上进行验证,单类目标检测精度可以达到79.50%,4类目标检测精度为63.45%,轮廓提取精度可以达到97.40%。结果证明,提出的模型可以实现基于遥感影像的自动化、智能化的船舶目标轮廓提取。

    2019年06期 v.44;No.204 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
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技术研究

  • 图像显著度和信息量均衡的地标链生成方法

    倪文强;方志祥;李灵;

    提出基于图像显著度和信息量均衡的地标链生成方法,该方法建立地标显著度、全景图信息量和地标切换次数的多目标模型,基于遗传算法生成多目标优化的地标链。实验表明,能较好地平衡地标显著度、全景图信息量及地标切换次数等优化目标,生成的地标链具有较高的显著度与较低的视觉认知负担。

    2019年06期 v.44;No.204 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 551K]
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  • 基于众源地理数据的居住环境空间分异研究——以武汉市为例

    龚婧媛;孙海燕;钱志坚;

    以网络爬虫获取的房屋众源地理数据为基础,以居住小区为研究单元,结合绿化率、容积率和物业费3项指标对各居住小区内部环境进行评价,利用GIS技术结合多组群分异指数D(m)和空间修正多组群分异指数SD(m)模型,研究武汉市的居住环境空间分异情况。结果表明,武汉市居住环境评分在小区尺度上呈现出较强的自相关性,且高值聚类区主要分布在非城市中心的湖泊周围。城市居住环境的空间分异现象受区域特征、地价、自然条件与生态环境等因素影响,武汉市中心城区、各辖区及3条环线之间的居住环境分异现象均不明显。

    2019年06期 v.44;No.204 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1111K]
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  • 既有铁路GNSS测量环境评估系统的设计与实现

    韩浩然;花向红;王文昆;刘伟;罗梓河;

    阐述了研发既有铁路全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)测量环境评估系统的必要性,给出了既有铁路GNSS测量环境评估系统总体架构,详细介绍了系统开发过程中实现的关键技术,展示了利用Java语言实现系统的各个模块的功能情况。

    2019年06期 v.44;No.204 16-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
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  • GIS支持下的县乡公路网布局重要度解算方法

    魏瑶;王元庆;王涛;岳军红;

    依据县乡公路网的布局特点和原则,采用交通区位线-节点重要度联合的布局调整方法,在区位线方法的基础上,提出交通规划与数字高程模型结合利用的方法,将研究区域地形表面进行了三维模拟,利用GIS相关工具对节点的重要度进行量化显示以解算主要区位线。分析在路网布局调整中的重要度最大树可能存在的问题,优化经验的最大树求解算法,对于重要度最大树的解算实现了GIS软件自动求解和成图。

    2019年06期 v.44;No.204 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
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  • 土地常态化移动巡查系统的构建

    刘佳;季民;张春生;杨国超;

    针对土地常态化巡查过程中存在的信息采集效率低、数据质量低、工作量难以记录等问题,提出了基于移动GIS的土地变更常态化巡查采集系统架构,探讨了巡查工作管理、信息采集策略以及工作监管等关键技术,设计了地图显示、地类叠加分析、数据采集、轨迹点记录、数据云端同步等系统核心功能模块,经青岛市实践后,证实该系统能满足监察部门对于调查工作的基本需求,提高了常态化巡查的工作效率和采集的数据质量,同时,记录了工作人员的工作量。

    2019年06期 v.44;No.204 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 530K]
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  • 一种应用K-近邻算法优选点云数据生成格网DEM插值的方法

    续东;花向红;王彬;

    提出了一种利用K-近邻算法优选格网数字高程模型插值方法,通过构建最优插值方法的地表样本数据库,提取地形点云数据的特征信息与地表样本数据库中的地表样本进行匹配,从而获得合适的插值方法。给出了方法实现的基本原理和流程,选用RIGEL VZ-1000扫描的点云数据进行实验,证明了方法的可行性。

    2019年06期 v.44;No.204 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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  • 基于非组合精密单点定位的区域电离层建模

    申健;赵文;安向东;

    电离层是地球空间的重要组成部分,电离层延迟是全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)数据处理的重要误差源,电离层的影响主要表现为地面站接收到的卫星载波和伪距信号的附加时延效应,最大可达几十米,精确的电离层模型可以有效提高GNSS单频数据处理的精度。利用GNSS观测值研究电离层,一般采用无几何距离组合的码和相位观测值,使用相位平滑伪距方法得到平滑电离层观测值,但是该方法容易受到伪距多路径和观测噪声的影响,导致电离层估计不准确。因此,先基于非组合精密单点定位(precise point positioning,PPP)提取电离层,利用国际GNSS服务的轨道、钟差等产品,有效减少待估参数个数,提高电离层延迟的估计精度;再使用纬度差和太阳时角差的多项式拟合进行区域电离层建模。利用某省连续运行参考站系统数据提取了天顶方向总电子含量信息进行建模,与PPP解算结果进行比较,在测站天顶方向上的模型值和解算值差异较小(除个别卫星外),可达到2 TECU左右。

    2019年06期 v.44;No.204 31-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 479K]
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  • 利用GPS掩星资料反演大气重力波势能的方法

    于道成;徐晓华;

    介绍了利用GPS掩星资料反演大气重力波势能的方法,给出了从COSMIC(constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate)干温廓线出发,扰动温度廓线提取及势能廓线反演的具体流程,进而对2011年夏季和冬季20~30 km重力波势能的全球分布及季节变化特征进行了分析,结果与国内外已有文献基本一致。

    2019年06期 v.44;No.204 35-37+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
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  • 利用GRACE改正GPS测站垂直方向的周期变化

    熊永合;张厚禄;

    处理青藏高原南部GPS站点多年的观测资料,结合地球重力场恢复和气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)数据反演得到的该区域地表质量变化引起的垂直方向变化值,发现该地区GPS观测的垂直方向时间序列与GRACE反演的地表垂向位移存在较大的相关性,多数站点的相关性在80%以上,部分站点的相关性甚至达到了95%以上。进一步研究发现,GPS和GRACE两种空间大地测量技术获得的时间序列存在较为明显的周期性周期变化,并且振幅和相位较为一致,利用GRACE改正GPS垂向观测值并定量计算其有效性。

    2019年06期 v.44;No.204 38-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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  • 一种基于SRTM高程数据的可视化选取投影面的新方法

    鞠博晓;赵文;陈渠森;陈华;

    在独立坐标系的建立过程中,投影面的选取是一个非常重要的问题。传统的投影面选取方法是选取各个控制点的平均高程面作为投影面,这种做法虽然简单,但是在某些高海拔地区或山区往往由于控制点少且分布不均匀,无法较为准确地计算投影变形来选取投影面。提出了一种基于航天飞机雷达地形测绘任务全球地形起伏数据的可视化选取投影面的方法,可以直观、准确地选取测区投影高程面。与传统方法相比,该方法能够在测区内均匀地选取格网点,克服了传统方法控制点少的缺点,并且利用GMT(generic mapping tools)软件将投影变形按区域直观地呈现出来,实现了投影面选取的可视化。

    2019年06期 v.44;No.204 41-43+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 603K]
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  • 并置站局部连接数据质量分析

    姚向东;成英燕;王福丽;张永浩;

    局部连接是各种空间大地测量技术组合的关键要素。针对当前一些并置站局部连接精度较低,无法满足组合需要的问题,通过各种空间大地测量技术的长期解,对法国国家地理研究所最新公布的并置站局部连接数据进行了质量分析,在此基础上,以赫尔默特变换参数为评价指标,对并置站进行了筛选。结果显示,21%的并置站局部连接残差大于10 mm;从赫尔默特变换参数中发现,并置站局部连接精度较低会导致空间大地测量网发生扭曲,对于网的平移和缩放影响尤其严重;选择出一组高精度的并置站局部连接,其在N、E和U方向上残差的均方根值分别为4.4 mm、4.7 mm和6.4 mm。

    2019年06期 v.44;No.204 44-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 233K]
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  • 多波束水深数据不确定度研究

    孙新轩;佟杰;李磊;

    针对目前多波束水深数据质量评定问题,提出一种基于交叉检查的多波束水深数据质量评定方法。该方法计算原始水深的不确定度信息,利用多波束交叉测线成果水深信息,分析交叉检查区域水深差值与不确定度相符情况。试验结果表明,不同的多波束软件得到成果水深及其不确定度不同,所提方法能检查出多波束成果水深与其不确定度不符程度。

    2019年06期 v.44;No.204 48-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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  • 面向对象灌丛沼泽湿地边界提取方法

    贾永红;杨腊梅;

    以宁夏天湖为例,提出了一种基于面向对象最近邻监督分类法的灌丛沼泽湿地边界提取方法。首先,结合中国湿地调查数据,对试验区一年多期Landsat 8 TM遥感影像进行目视解译分析,确定灌丛沼泽边界特征最明显的时相;其次,将对应时相的高分二号影像融合进行多尺度分割和特征选择,利用最近邻监督分类法进行灌丛沼泽湿地提取,实现边界定位。试验表明,通过该方法提取的灌丛沼泽湿地边界与湿地调查和人工解译得到的边界相比,中误差和平均距离可以满足实际生产的需要,利用面向对象监督分类法提取灌丛沼泽湿地边界的方法可行。

    2019年06期 v.44;No.204 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
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  • 像元二分模型在MODIS水陆混合像元分解中的适用性研究

    赖佩玉;陈浩宁;黄昌;

    遥感数据是地表水监测的重要数据源,用较低空间分辨率的遥感影像探测地表水范围时,混合像元问题常使水陆边界的提取不够准确。有必要对水陆混合像元进行分解,估算混合像元中水体所占百分比,从而为亚像元级别的水域边界制图奠定基础。借助像元二分模型的概念对水陆混合像元进行分解,验证该类模型的适用性。首先,以中分辨率成像光谱仪影像为数据源,分别基于归一化水体指数(normalized difference water index, NDWI)和改进的归一化水体指数(modified normalized difference water index, MNDWI)建立像元二分模型,对云南省高原湖泊进行水域提取及边界混合像元分解;然后,用同期更高空间分辨率的Landsat数据对提取结果进行验证。结果表明,像元二分模型在对水陆混合像元的分解中具有较好的适用性,其中,基于NDWI的像元二分模型精度略高于基于MNDWI的模型。

    2019年06期 v.44;No.204 56-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
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  • GF-1 WFV与Landsat 8 OLI的NDVI交互比较与定量关系研究

    赵兵杰;王贺封;张安兵;曹媛;刘海龙;

    为弥补、修正构建Landsat 8归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)长时间序列中因云层覆盖、影像质量与重访周期导致的数据缺失问题,交互比较高分一号(GF-1)与Landsat 8两类传感器的植被探测能力,并对其植被指数的定量关系进行研究,探讨以GF-1局部镶嵌或全局替换Landsat 8缺失数据构建时序NDVI的可行性。结果显示,Landsat 8与GF-1具有NDVI差异性,具体表现为Landsat 8探测地物信号更强,而GF-1获取地物信息量更多;相同空间分辨率(30 m)下两传感器NDVI数据呈现高度线性相关,经方程转换后,GF-1的NDVI拟合数据与Landsat 8的NDVI关系增强;同时,两传感器的NDVI数据存在区域差异性,且拟合数据可以有效减少差异程度。实验表明,此方法可实现Landsat 8高分辨率时序NDVI的构建,具有一定应用价值。

    2019年06期 v.44;No.204 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • 纹理与几何特征信息在高空间分辨率遥感影像分类中的应用

    马长辉;黄登山;

    为充分利用高空间分辨率遥感影像所包含的纹理与几何特征信息,提高影像的分类精度,应用面向对象技术和Log-Gabor小波来提取影像纹理和几何特征信息,并结合影像光谱信息对影像进行分类。选用的分类器为粒群优化算法优化参数的支持向量机分类器,使用资源三号和高分二号两种不同传感器的卫星影像对方法进行验证,影像数据地物类型包含林地、草地、裸地、沙地、建筑物和道路等典型实体对象。通过对实验结果的目视比较和统计分析结果表明,所提方法分类结果精度较传统方法有所提高。

    2019年06期 v.44;No.204 66-70+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K]
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  • 资源三号卫星影像最优区域覆盖算法研究

    杨曦;颜静;

    利用资源三号卫星(01星、02星)影像进行目标地理区域的立体测图及数字高程模型生产时,在满足同轨立体及数据质量要求的前提下,要求影像尽可能完全覆盖目标空间区域,且影像数量尽量少。如何从大量冗余的影像中获取一组覆盖目标地理区域的最优的影像组是数据生产前期需要解决的一个关键问题。目前,没有一种成熟的算法能够获取最优影像组,生产人员还是采用人工挑选数据的方式获取目标影像。为解决该问题,提出了一种空间切割方式的最优区域覆盖算法,利用影像有效空间范围将目标研究区域连续地切割,直到目标区域被完全切割完,获取最优影像集合。利用资源三号卫星01星影像数据进行算法验证,实验结果论证了本算法较好地解决了影像覆盖区域数据挑选的问题。

    2019年06期 v.44;No.204 71-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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  • 基于球谐分析的EMM-740的计算及实现

    康丽文;陈洁;纪兵;

    针对国内对高精度增强地磁场模型(enhanced magnetic model,EMM)在基于球谐分析时对阶数存在认知偏差、实现模型的软件研究较少以及计算精度不高等问题,考虑了地磁场7要素的关系,建立了基于球谐分析740阶次的EMM模型,给出了Schmidt半标准化缔合勒让德函数,给出了EMM模型的计算步骤,并用MATLAB实现EMM2015模型(2000~2019年)在地球上任意地磁场7要素的计算和等值线图的绘制,将计算值与美国国家海洋和大气管理局公布模型的运行数据进行误差对比分析,各元素的均方根偏差最大为0.86 nT或0.4′,比720阶的EMM模型的精度提高了3倍。结果表明,提供的EMM2015模型软件实现方法具有较高的计算精度,值得推广和应用。

    2019年06期 v.44;No.204 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • DDA算法在地表面积计算中的应用研究

    麻雪丽;巢佰崇;王焰新;

    现有的几种地表面积计算方法复杂,或欠缺考虑,或不便于在工程应用中使用。在实际应用的基础上,提出一种思路简单的地表面积计算新方法及步骤,该方法将栅格数据分成完整栅格和非完整栅格两部分。针对完整栅格,给出单元栅格划分方法及单元栅格地表面积计算理论;针对非完整栅格,详细介绍通过DDA(digital differential analyzer)算法及射线算法计算非完整栅格区域面积。该方法思路简单,并结合实际数据进行验证,取得了良好的效果。

    2019年06期 v.44;No.204 79-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 355K]
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  • 对F-J方法中采样算法的改进

    张彦栋;陈建忠;赵中飞;

    介绍了基于贝叶斯理论的线性-非线性模型的反演方法(F-J方法),在理论上可以求出模型参数的概率分布,可以通过马尔可夫链蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo, MCMC)采样估计参数值及其精度。为了评估F-J方法反演效果,给出了线性-非线性模型的最小二乘方法以及假设检验步骤。针对MCMC采样算法中参数的随机游走步长会影响最佳采样数量的问题,对采样算法作了改进,模拟数据算例表明,改进的采样算法基本消除了部分参数游走步长选取不合适对确定采样次数的影响,解决了随机游走采样难以确定最佳采样点数量的问题。

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  • Geohash编码的周边查找算法优化

    曹浩泽;

    周边查找是一项地理空间分析功能,用于从大范围的海量地理要素中检索出局部的地理要素。基于Geohash网格的空间索引可以很容易地实现周边查找算法。但是目前基于Geohash的周边查找算法在网格筛选过程中存在一些低效的情况。在阐述前人利用Geohash实现周边查找的算法基础上,提出了一些针对网格筛选环节的算法优化策略,进一步提高了周边查找效率。

    2019年06期 v.44;No.204 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]
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  • 一种等高线数据格式与STL文件格式转换方法

    王丽媛;薛铠华;姚山;

    针对大幅面复杂等高线数据格式与增材制造技术标准接口文件STL(stereo lithography)数据格式转换步骤多、效率低的问题,提出了一种基于等距离散与Delaunay三角剖分算法为核心的数据转换方式,将等高线的线性数据转换为点云数据后,通过三角剖分将其转化为STL网格,减少了数据处理过程中冗杂的处理步骤,快速、高效地实现大幅面复杂等高线数据格式与STL数据格式的转换,为增材制造技术人员提供了方便快捷的三维模型获取方法。并以某省地形图等高线数据为研究实例,验证了该方法的可行性。

    2019年06期 v.44;No.204 93-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
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  • 基于WebSocket与WebGL的城市三维协同规划

    徐瑞;

    针对当前扩大化和复杂化的三维规划建模,传统的数据由于不能共享,在本地建模规划应用中已经不能满足多人协同规划开发流程的需求。提出了一种协同三维模型构建方案用以解决现在三维建模过程中遇到的协同困难。将WebSocket和WebGL(Web graphics library)等前端应用技术和计算机协同技术相结合,利用WebSocket建立不同用户之间的长效连接,实时分发和接受数据,WebGL建模及计算机协同模型实现了多人协同构建三维模型的Web应用,为利用最新的Web技术解决三维协同问题提供了思路。

    2019年06期 v.44;No.204 96-98+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 474K]
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  • 机场建设的三维时态场景构建

    赵玮丹;江文萍;赵梦琪;李伟;

    将三维时态可视化技术应用于机场建设过程,对地理要素进行三维时态展示,可以直观地模拟瞬时场景,帮助人们建立全局观念,对于管理建设进度具有重要意义。提出一种描述三维动态地理过程的3级层次表达模型,首先,构建描述地理要素变化特征的视觉变量组,设定时间粒度;然后,通过控制视觉变量组生成地理要素的动态模型;最后,根据地理要素在空间位置上的逻辑关系确定动态模型在时间轴上的叠加顺序,构建瞬时场景,将机场建设过程中地理要素随时间的变化过程展示出来。该方法建立的系统随时间的变化实现了建设过程三维动态展示与空间信息查询,提高了建设过程的管理及决策水平。

    2019年06期 v.44;No.204 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 一种快速精细化的河流三维虚拟仿真方法

    王长鹏;吴闯;孙黎明;齐俊;吴凯;

    为了提高河流流场的动态模拟效果,针对目前对中国复杂河流流场的研究相对较少,并且大部分针对静态流场的情况,在分析现有流场可视化的基础上,采用基于规则格网的多层数据组织形式表述矢量数据,分别创建可扩展的标记语言文档和二进制数据体文件方法,实现数据描述与数据存储的分离,提高数据检索效率,采用轨迹追踪模型利用元胞自动机算法可以模拟旋涡、回流等水动力现象,视觉表现效果逼真,效率很高。

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  • 高铁控制网复测数据处理与控制点稳定性分析

    邵梽;花向红;赵磊磊;陈佳;

    介绍了汉十高铁控制网复测方案,结合复测技术及评判标准阐述了控制网复测数据处理流程,详细分析了控制点的稳定性,最终得到复测坐标成果,同时对原测成果进行了更新。

    2019年06期 v.44;No.204 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 185K]
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  • 一种变系数的ARIMA和GM(1,1)组合高铁沉降预测模型

    李广源;花向红;韩浩然;续东;

    根据高铁沉降监测和预测特点,提出了一种变系数的ARIMA和GM(1,1)组合高铁沉降预测模型,给出了组合高铁沉降预测模型实施步骤。通过某一高铁沉降监测数据,对单一模型和组合模型预测进行分析比较,结果表明,采用变系数组合模型求出的预测值精度更高。

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  • 地铁基坑墙体深层水平位移自动化监测应用

    刘全海;谢友鹏;赵尘衍;

    介绍了基于固定式测斜仪的地铁基坑墙体深层水平位移自动化监测系统组成,详细阐述了系统应用于常州轨道交通2号线一期工程某车站主体基坑监测实施情况。在自动化监测点位旁布设人工监测点位,并比较两种方法的结果。结果表明,该系统实现了监测数据的自动采集、传输及处理,实时提供监测成果并绘制变形曲线。并且自动化监测成果精度可满足施工监测的需求,成果可真实反映基坑墙体在水平方向上的变形情况。

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  • 西山村大型滑坡体GPS监测数据处理与预测模型建立

    李海洋;聂桂根;

    滑坡是严重的地质灾害,为了降低滑坡灾害,必须对滑坡进行变形监测并给出及时预报。以四川省阿坝州理县通化乡的西山村大型滑坡体GPS监测为例,介绍了GPS滑坡监测数据预处理情况,给出了卡尔曼滤波去噪方法,通过卡尔曼滤波处理前后的坐标分别建立线性预测模型,结果表明,卡尔曼滤波可以很好地去除噪声的影响,使模型的拟合精度较高,模型预测值更接近实际坐标值。

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  • 改进的新陈代谢GM(1,1)模型在建筑物沉降预测中的应用

    赵磊磊;花向红;邵梽;赵朋;

    对新陈代谢GM(1,1)模型所采用的灰色预测方法进行了改进,运用新的代数递推方程替代了原始的灰色微分方程,并利用某建筑物的沉降观测数据进行了预测与分析,结果表明,改进后的新陈代谢GM(1,1)模型的预测精度得到了显著提高。

    2019年06期 v.44;No.204 120-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 102K]
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