基于GIS的城市应急系统研究

介绍了以GIS为核心的应急系统模型,用于城市中突发性灾害事故救助的辅助决策,它集成了GIS、RS、GPS三者的优势,发挥了GIS可视化和空间分析的特有功能,对事故现场和救助机构实时动态监视和控制,对人力、设备和车辆等进行实时调度和配置。此系统提高了事故处理的效率和响应速度,为抗灾、减灾和灾后救助工作提供了有效的辅助手段。     

基于CPU与GPU/CUDA的数字图像处理程序的性能比较

测绘系统通常有大量图像处理工作,而户外图像采集系统更需要极高的实时性。通过对GPU与CPU分别进行数字图像处理性能测试,结果表明GPU并行计算可以大幅提高图像处理性能:可优化图像预处理、后处理速度,使测绘系统更加实时高效。     

面向人脑电信号实时监测管理的WebGIS系统设计与开发

为了解决传统的脑电监护系统难以对突发疾病用户实施及时救助的问题,基于便携式脑电信号实时采集设备,应用安卓APP实现了脑电信号和位置信息的实时传输,设计开发了面向人脑电信号实时监测管理的WebGIS原型系统。该系统实现了用户实时位置监测、脑电数据异常判断、应急响应和最佳救援规划,同时并将所采集的脑电信号实时显示和动态分析;在脑电信号判断异常时,系统将启动应急响应模块,并基于用户所在当前位置进行最佳救援规划。研究内容为未来面向移动智慧健康的相关研究提供了一种解决思路和参考方案。     

户外增强现实技术及其在地下管网3维可视化中的应用

增强现实(Augmented Reality,简称AR)是把计算机生成的虚拟图像或其他信息有机、实时、动态地叠加到用户所看到的真实世界中的一种技术,户外增强现实是近年来增强现实领域的一个研究热点.在回顾近年在该领域所取得的研究成果的基础上,提出基于RTK GPS和测角传感器相结合的户外混合增强现实系统,探讨在地下管网3维可视化中的应用,并在室内进行相关实验验证.     

地理信息在户外应急救援的应用

户外应急救援是户外运动的安全保障,空间位置信息是户外应急救援工作的核心需求,本文对地理信息在户外应急救援的整合应用进行探讨,分析两者的密切联系和应用特性,介绍了当前现状下户外救援和地图导航工作的快速开展方式,设计并实现基于地理信息的户外应急救援系统,为信息化的户外应急救援体系建设提出了实效方案。     

基于位姿传感器的户外ARGIS注册技术

针对传统基于计算机视觉注册方法的局限性,提出并实践将GPS与位姿传感器进行组合应用于户外环境下增强现实地理信息系统的注册过程。设计了一套在户外注册单元硬件设备系统,推导阐释了实虚融合坐标转换关系,解决了不同设备间涉及的硬件配准集成问题。实验结果表明,该系统的实时性与准确性指标能够达到校园环境下户外注册的技术要求。     

基于Android的农田干旱遥感动态监测系统研制

为了满足用户对农田干旱等农情观测的实际需求,在Android移动平台上建立了一套农田干旱遥感动态监测系统。该系统针对用户野外传统手工记录农田数据低效的问题,结合移动端设备的轻便和全球定位系统(global positioning system,GPS)定位服务,实现了户外农田数据采集与管理,完成了从作物数据录入、分析至成果导出的处理流程。同时,系统以用户实时干旱动态监测需求为目的,充分利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)遥感云计算平台的优势,引入了Landsat,MODIS和Sentinel等多源遥感数据,采用Flask框架实现了GEE平台Python接口接入方案,完成了研究区遥感数据源选取、干旱监测模型实时计算和干旱专题图绘制等实用的农田干旱动态监测功能,为用户提供了一种易于携带、方便应用的技术平台。     

户外增强现实地理信息系统原型设计与实现

探讨了户外增强现实技术与移动地理信息系统相结合的模式,设计了户外增强现实地理信息系统的总体框架,重点研究了三维注册等若干关键技术,并实现了一个原型系统。     

面向ArGIS的多传感器混合跟踪注册研究

针对传统注册方法主要应用于室内范围的局限性,提出并实践将GPS与惯性传感器组合进行注册,并成功应用于户外环境下ArGIS混合跟踪注册技术。设计了一套户外注册单元硬件设备系统,解决了不同设备间涉及的数据同步与坐标融合问题。实验结果表明,该系统的注册精度能够达到校园环境下注册的技术要求。     

一种改进的户外移动增强现实三维注册方法

针对目前移动增强现实三维注册实时性不强和鲁棒性差的问题，提出一种基于改进加速鲁棒性特征（speed up robust features，SURF）算法和角点跟踪算法（Kanade-Lucas-Tomasi，KLT）的移动增强现实户外三维注册方法。该方法通过结合快速视网膜关键点（fast retina keypoint，FREAK）算法改进了SURF算法（简称SUFREAK），提高算法描述子构建效率，并保持了算法的鲁棒性。利用视频帧间的相关性，采用KLT光流跟踪算法对户外场景的自然特征点进行跟踪预测，以提高三维注册的实时性。实验结果表明，在户外复杂环境条件下，改进SURF算法具有较高的实时性和鲁棒性，且基于改进SURF和KLT算法的移动增强现实三维注册具有良好的实时性和图像识别效率。     

基于北斗卫星的渔船监控系统设计

针对目前渔船遇险搜救不及时的问题,设计出一种基于北斗卫星的渔船监控系统。该监控系统以Linux操作系统为交互平台,结合计算机技术和北斗卫星导航技术实现对船舶位置的动态实时监控,并将渔船的位置信息嵌入到内置的电子地图中。该系统利用北斗卫星监控范围广、可靠性高、稳定性好以及独有的短报文通信优势,能有效解决远海区域无线通信网络覆盖不够的问题,且成本低、效率高。经试验表明,该系统运行稳定,达到预期设计目标。      

基于GNSS与网络通信融合定位的隔离者管理系统的设计与实现

针对中高风险地区入境人员在隔离期内管控难的问题,设计了一种基于全球卫星导航系统(GNSS)与网络通信融合定位的“隔离管家”管理系统. 该系统融合GNSS定位、无线蜂窝网络定位、无线局域网室内定位、云计算平台、地理信息系统等技术,实现了隔离者定位、隔离者运动轨迹上报、电子围栏设定、体温上报、体温监控、出圈告警和运动轨迹追踪等主要功能. “隔离管家”系统可为企事业单位提供隔离人员安全、有效地层级管理,做到对号入座、实时掌控、轨迹追溯.      

城市户外广告选址定位信息系统的构建

分析了我国城市户外广告的发展和管理现状 ,指出了建立城市户外广告选址定位信息系统的重要性和必要性 ,通过对影响城市户外广告选址定位因素的分析 ,提出了构建城市户外广告选址定位信息系统的思路、系统功能和系统构建框架。     

基于GIS的户外广告审批系统的设计与实现

＂户外广告审报系统＂引入了GIS技术用以户外广告的审批,实现了户外广告审批与管理的无纸化办公,提高了户外广告管理部门的工作效率,对＂数字哈尔滨＂建设具有深远意义。     

战场环境仿真中粒子系统应用研究

粒子系统是战场环境仿真中对不规则动态对象建模的有效方法之一。战场环境仿真中可以应用粒子系统对各种自然现象(雨、雪、云)和人工现象(喷泉、爆炸、尾迹、烟火)进行建模。在阐述粒子系统基本原理的基础上,详述了战场环境仿真中应用粒子系统进行自然现象和人工现象建模的方法和实践。     

一种基于手持移动终端的ARGIS原型系统

手持移动终端具有越来越强的计算与信息处理能力,本项研究拟将简化的3维地理信息与增强现实技术加以结合,在移动终端上构建一套增强地理信息系统（ARGIS）,该系统可以利用3DGIS实时提供的数据,以及传感器数据,在用户利用手持移动终端获取环境视频或影像时,自动将一些不可见的地理信息增强到视频或影像之上,从而为用户在户外活动提供3维导航、信息查询,以及信息交换等应用服务。我们以北京大学校园为实验环境,开发了相应的原型系统,实验证明该方法实用可行,具有很好的发展前景。     

基于ARToolKit的地下管网增强现实研究

利用ARToolKit在室内实现了管网三维可视化的相关实验。取得了较为满意的效果。同时根据户外的实际情况，提出了以GPSRTK和INS相结合进行精确定位，以电子罗盘和倾角计相结合测定视线方向的混合注册方法，并对地下管网增强现实系统的框架及功能作了进一步的探讨。     

UAV navigation system using line-based sensor pose estimation

Abstract

This work presents a mapping and tracking system based on images to enable a small Unmanned Aerial Vehicle (UAV) to accurately navigate in indoor and GPS-denied outdoor environments. A method is proposed to estimate the UAV’s pose (i.e., the 3D position and orientation of the camera sensor) in real-time using only the on-board RGB camera as the UAV travels through a known 3D environment (i.e., a 3D CAD model). Linear features are extracted and automatically matched between images collected by the UAV’s onboard RGB camera and the 3D object model. The matched lines from the 3D model serve as ground control to estimate the camera pose in real-time via line-based space resection. The results demonstrate that the proposed model-based pose estimation algorithm provides sub-meter positioning accuracies in both indoor and outdoor environments. It is also that shown the proposed method can provide sparse updates to correct the drift from complementary simultaneous localization and mapping (SLAM)-derived pose estimates.