太阳轨迹空间连续性的日照分析算法优化

针对日照分析模拟必须考虑众多真三维地形/地物的遮挡因素,传统的日照分析方法难以在现实世界的复杂地理场景中得出高效、准确分析结果的问题展开研究,基于太阳运行轨迹的空间连续性,利用数据缓存方法对遮挡图元进行预判,实现了日照分析算法的优化。应用实例表明,将该方法与空间划分方法配合使用,可以在保证运算结果正确的基础上,进一步提高日照分析的计算效率,从而实现复杂地理场景中准确、快速的日照分析计算。     

LAAS多参考站故障检测和排除方法

设计了LAAS(GPS局域增强系统)参考站故障检测和排除方法；推导了多参考站伪距改正数误差及限值的计算公式。在任意B值排除方法的基础上提出了最大B值排除方法，通过分析得到，该方法有较好的完善性和连续性性能。     

LAAS多参考站故障检测和排除方法

设计了LAAS（GPS局域增强系统）参考站故障检测和排除方法；推导了多参考站伪距改正数误差及限值的计算公式。在任意B值排除方法的基础上提出了最大B值排除方法，通过分析得到，该方法有较好的完善性和连续性性能。     

基于空间约束的神经网络影像匹配

提出了一种可充分利用影像灰度信息和特征信息的基于视差变权空间连续性约束的整体影像匹配方法,并将其映射到 Ｈｏｐｆｉｅｌｄ网络,利用神经网络所固有的大规模并行处理能力,可以高速、可靠、高精度地完成影像匹配,并大大提高了复杂地形条件下影像匹配的可靠性。实验证明该算法具有一定的实用性。     

利用空间连续性进行高分辨率遥感影像道路提取

常规道路提取方法需要初始信息,对窄道路提取效果不佳。针对这一问题,提出了基于空间连续性提取道路的算法模型（RESC）。该方法根据遥感影像道路连续分布的特点,利用邻近像元空间自相关的先验信息提取道路,不要求预先提供种子点,自动化程度较高。实验分析和比较证明,该方法对于高分辨率遥感多光谱影像和全色影像,都达到了较好的效果。     

BDS空间信号连续性的初步评估

针对BDS空间信号的连续性评估问题,分析GPS和Galileo系统的连续性评估情况,并给出BDS空间信号连续性评估的模型和统计步骤。算例采用2013年1月1日至2013年3月24日的数据,评估结果发现:不考虑中断类型,连续性的均值为0.996 235,考虑计划中断的前提下,连续性的均值为0.998 064;GEO星的平均连续性都是最好,MEO卫星的平均连续性都是最差,IGSO卫星居中,对比BDS的公开服务性能规范中的指标,发现三类卫星的平均值都满足指标的要求。     

高层建筑物沉降观测数据连续性探讨

以恢复损坏沉降观测点观测数据为研究对象,通过线性回归等多种数学方法解决了沉降观测数据连续性问题,为高层建筑沉降提供了完整、连续的观测数据,为现场施工和建筑安全提供了技术保障。     

北斗卫星导航系统试运行服务性能评估

针对北斗区域卫星导航系统试运行服务,给出了系统覆盖区、服务精度、服务连续性、服务可用性的测试方法及计算公式。测试结果表明,北斗区域卫星导航系统运行稳定、可靠,能够为覆盖区内用户提供20m（95%）左右的定位精度,且其服务连续性指标优于0.92/h,可用性指标优于90%。随着系统研制建设的全面完成,有望全面达到系统设计的指标要求。     

桥梁自然特征点的快速精确跟踪算法

特征点跟踪作为无人机对桥梁挠度进行视觉测量的关键技术，跟踪算法的速度和精度直接影响测量的实时性和有效性。本文首先通过加速稳健特征（SURF）匹配得到图像序列特征点的初步定位结果，然后使用相位相关法对特征点进行精确配准，并提出了一种基于无人机运动连续性的加速策略，用于桥梁自然特征点跟踪。利用无人机采集的4 K桥梁视频数据对本文算法进行测试，结果表明，本文算法对于桥梁自然特征点能够实现稳定跟踪，跟踪速度为25 FPS，跟踪精度达到亚像素级别，满足测量要求，能够为视觉测量提供技术支撑。     

离散优化框架下的多基线InSAR相位解缠方法

多基线相位解缠技术通过扩展InSAR干涉相位的模糊度区间,突破了单基线解缠的相位连续性限制。然而,相位噪声始终困扰着多基线解缠,聚类分析算法能够在一定程度上抑制噪声,但聚类簇边界的相位连续性难以保障。针对该问题,本文提出了一种离散优化多基线InSAR抗噪相位解缠方法,该方法将经典的多基线解缠模型转化为离散优化问题,构建了多基线解缠解析框架。本文方法以双向遍历的形式求解相位模糊度,针对相位噪声引起的模糊度个数突变问题,采用分块聚类的策略予以校正,提高了算法的抗噪稳健性,解决了聚类簇边界跳变问题。本文基于模拟数据集及实测数据集验证了本文方法的有效性。结果表明,本文方法相对于传统聚类方法,均方根误差减少了约20%。     

一种面向对象的全球多分辨率纹理数据的预处理方法的研究

建立具有多分辨率、海量数据的大规模虚拟地形场景越来越受到人们的关注,海量纹理数据的管理与生成算法是三维地景仿真的关键技术之一。本文在金字塔塔模型的基础上,运用面向对象思想,设计了多分辨率纹理数据的生成方案,对其流程进行了具体实现,对一些相关技术进行了讨论。通过试验表明,采用本文提出的方法,可以灵活地对全球影像数据进行管理和使用,对全球三维可视化具有一定作用。     

A procedural footprint enhancement of global topographic surface with multiple levels of detail

ABSTRACT

Virtual globes are technologies for visual navigation through a three-dimensional, multi-resolution model of the entire planet. Data representations used in virtual globes, however, lack geometric flexibility at high-resolution levels of the planet-wide terrain surface. This is a problem especially if boundaries between individual geospatial features and the terrain are important. A novel integration of individual polygonal boundaries with a specific multi-resolution representation of the planet-wide terrain is developed in this article. In the preparation stage, the integration relies on an original simplification algorithm applied to the polygonal boundaries between geospatial features and the terrain. Its output is a multiple level-of-detail (LOD) geometry, which can be combined with a known multi-LOD representation of the terrain that uses run-time triangulation. This data representation is suitable for storage in existing database systems, avoids any data redundancy across LODs, and is even independent of the subdivision schema that partitions the planet's surface for the sake of dealing with LODs. At run-time, a novel reconstruction algorithm stitches geometric parts from different LODs together in a manner that augments the multi-LOD representation of the terrain. Within a certain proximity range from a given position, the method reconstructs a scene that preserves topological relations between the boundaries of geospatial features with the terrain. The method also guarantees that certain nearest proximity to the given position consists of the best geometries that correspond to the original datasets. Such properties of the method close up the gap between a mere exploratory visualization of static, pre-generated models and the models supporting geospatial analysis, which is deemed crucial for applications in Geographic Information Systems, Building Information Modelling and other software industries. A prototype implementation and experiment results that prove this method are also presented.     

基于多分辨率分析的LiDAR数据处理与可视化

基于多分辨率分析的数据滤波算法对于地形变化单一但地物和地形区别明显的场景,地形多变但连续且地物和地形区别明显的场景具有非常优越的滤波效果.研究基于多分辨率分析的数据滤波算法的基本原理,在Visual C++6.0平台上编程实现该算法,建立LiDAR数据处理与可视化系统,详细介绍各功能模块的实现方法和功能,实现由LiDA...     

一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法

针对传统多分辨率地形绘制算法构网速度慢、T型裂缝不易处理等问题,提出了一种GPU（graphic processing unit）构网的地形无缝绘制算法。首先,引入实时网格细分（tessellation）技术,将地形构网分为CPU粗粒度Tile网格构建和GPU细粒度Patch网格细分两个阶段;然后,Tile网格采用基于视距的细节层次模型进行LoD层次选择,Patch采用基于屏幕空间投影误差的细节层次模型完成网格细分,兼顾了视距和地形粗糙度对地形绘制的影响,实现了地形细节层次的自适应选择;最后,应用C++语言和DirectX 11工具,设计开发了相应的可视化实验系统。实验结果表明,该方法实现了多分辨率地形的自适应无缝表达,保证了地形网格的连续性;并通过合理平衡CPU-GPU负担,显著提升了地形渲染效率。     

基于Clipmap的全球多分辨率地形可视化技术

利用Clipmap技术实现了全球多分辨率地形环境仿真系统。在此基础上通过对地形绘制中的视场范围、简化原则、多线程调度和裂缝消除几个重点问题进行研究和解决,提高了系统的工作效率和显示效果。最后,对Clipmap层数的使用进行了对比测试,提出了相对合理的使用方案,平衡了系统中渲染速度和视觉效果的矛盾。     

基于Direct3D多分辨率地形建模方法的研究

在地形模型的多分辨率建模中,递进网格模型能高效地存储网格信息,并能方便地控制网格的细节层次。本文利用D irect3D三维图形库,给出了一种基于递进网格模型的多分辨率地形数据生成算法,该算法能方便地控制简化过程,显示速度较快,并能很好地保持原模型的几何特征。     

数字高程模型DEM精度研究

用不同地貌类型地区的实验数据对数字高程模型(规则格网DEM)的格网间距与中误差(RMSE)、平均高程、剖面曲率的关系进行研究,采用比较分析的方法,得到格网间距与中误差的数学模型,可以用通式:Y=A BX CX2表示,并且把地形因子(平均高程、剖面曲率)作为自变量,进一步分析通式中3个系数与地形因子的关系,发现两个地形因子与系数函数关系比较相似,并得到Y=A BX CX2 DX3的数学模型。由验证结果表明,所得模型效果良好。     

大规模地形实时绘制的算法研究

讨论了地形模型的多分辨率表示机制、节点评价函数、动态简化算法、裂缝的解决方法、三角网快速构建等地形可视化中的关键问题。实验结果表明，本文提出的算法实时、高效，可以满足大规模地形可视化要求。     

大规模地形实时绘制中的地平线遮挡剔除算法

大规模地形场景包含大量的几何数据,无法一次性载入内存,并具有极高的复杂度,因而无法进行实时绘制。本文提出一种用于大规模地形场景的实时地平线遮挡剔除算法。该算法采用四叉树结构构造地形的多分辨率层次细节模型,按照大致由前向后的顺序遍历地形时构建遮挡地平线,应用地形包围盒技术,把地形区域与地平线相比较,以确定何时它们对于视点来说完全被遮挡并剔除这些被遮挡的区域。实验结果表明在贴地漫游的情况下,显著提高了场景绘制速度,证明了此算法的有效性。     

网络环境下全球地形数据组织

阐述了地理信息系统空间数据库的发展,分析了全球地形数据管理对数据组织结构的要求和数据高效索引的需求。在此基础上提出了适合于网络环境下地理信息系统中海量地形数据管理以及全球地形环境构建的多分辨率四叉树金字塔地形数据管理模型,并阐述了其中涉及到的主要技术问题的解决方案。