基于全站仪观测数据的三维平差模型及数据处理

建立基于全站仪多维观测数据的三维网平差模型，用VisualBasic语言编制计算程序，使其自动完成控制网的平差，解决实际应用中全站仪采集数据和成果处理中存在的问题，指导测绘生产，使全站仪更方便地用于地形控制测量、工程控制测量等测绘工程中。     

图形化方式的测量平差程序开发与研究

采用Autolisp[1]及VC++[2]语言编程,按照测量平差[3]的传统模式,在计算机屏幕上绘制控制网草图,用类似于在草图上标注已知数据和观测数据的形式输入数据,然后进行平差计算。程序的使用直观方便,操作简单,容易掌握。本程序能对各种类型的控制网进行严密平差及方差分量估计,并输出平差后的各种信息。     

测量控制网的敏感度分析法优化设计

本文根据已有的解析法和机助模拟法控制网优化设计的特点，提出一种新的控制网优化设计方法——敏感度分析法。在理论上着重分析了以精度和可靠性为目标函数时设计变量敏感度的变化规律；在方法上建立一个计算机辅助设计程序系统，以人机对话的方式进行控制网的优化设计。实践表明：根据对设计变量敏感度分析的理论，利用该程序系统进行优化设计，兼有解析法和模拟法的特点，能方便地设计出满足要求而又切实可行的控制网布设方案。     

一种交互式DEM粗差检测方法

无论用何种方式建立数字高程模型(DEM),都需要有效的粗差检测(质量控制)。本文从数字影像处理的原理出发,将DEM转换成影像,并对其进行影像处理,从而对DEM中的粗差点(亦即DEM影像中的特征点)进行自动定位或消除。整个程序采用菜单及窗口环境设计,用户操作十分方便。试验结果证实了其有效性。     

一种改进的无控制DEM匹配算法

DEM配准是数据融合和超分辨率DEM重建的一个重要步骤,在一些地形条件极其复杂的地区,观测受到限制,很难在图上选取同名控制点进行匹配。在无控制DEM匹配中,ICP算法迭代收敛速度很快,但因计算距离复杂,整体计算效率不高,且对于存在尺度变换的数据无法正确匹配;LZD算法迭代收敛速度较慢,但计算量小,计算效率很高。针对两种经典无控制匹配算法存在的问题,提出一种融合ICP和LZD算法的改进无控制DEM匹配算法,并在最小二乘估计的基础上引入差分模型求模型的抗差解,削弱由于地表变形对匹配结果的影响。最后,通过实验对本文算法的可行性和可靠性进行了分析和验证。     

利用多时相DEM数据的冰雪覆盖体量变化计算方法研究

提出了利用同一研究区不同时相且无地质灾害发生情况下数字高程模型(DEM)的差异来计算冰雪覆盖体量变化的方法。设计实现了两种DEM主要表达形式(规则格网DEM和TIN)的冰雪覆盖体量变化计算方法,提出基于三维道格拉斯-普克算法的DEM数据综合方法,减少离散点数量,从而提高建立TIN网的速度以及体积变化计算速度。最后以天山乌鲁木齐河流域数据为例对两种计算方法进行了实验验证。     

基于Google Earth的地铁亦庄线GPS控制网布设

Google Earth是一款全球卫星地图集成软件,用户除了可以更方便地浏览三维地物、更快捷地获取经纬度和海拔数据外,还可自由地定制图标、线路和漫游方式.地铁亦庄线是拟建的规划线路,经过对测区的分析和现场踏勘后,考虑到在Google Earth上比在普通地图上选点更方便、更直观,采用在Google Earth影像图上布设地铁亦庄线的GPS控制网,这对实地布设GPS控制网有一定的指导作用.     

河流数字高程模型的改进及其应用

数字高程模型(DEM)是河流信息化管理的基础数据,在水利工程的规划设计、实时调度、地形分析等方面发挥巨大的作用。而基于Delaunay三角网构建DEM具有构网灵活、多分辨率、三角形形状良好等优越性。针对具体应用设计了河流DEM的数据结构,并采用将改进的三角形生长法作为核心算法在VC 6.0 MFC环境下实现了DEM的建立、库容计算、二维可视化及属性查询等模块。     

DEM网格尺寸对地形因子精度的影响分析

本文以四川省为研究区,基于SRTM数据和GDEM数据,选取5种不同网格尺寸提取坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率和地表粗糙度等地形因子,比较DEM网格尺寸变化对提取的地形因子计算结果的误差。研究表明,DEM网格尺寸的增大增加了DEM对地形信息的概括,提取的地形因子准确性降低;但是网格尺寸如果过小,会导致数据量快速增大,浪费大量时间和计算机资源。所以在生产实践中,应综合考虑多种因素选择适宜的网格尺寸。     

新旧控制网的相关条件平差

本文从一般条件平差出发,推导出新旧控制网相关条件平差以及计算起始数据误差对平差值函数的影响公式,同时导出对旧网的数据和平差值函数的协因数进行改正的公式。并编制了水准网平差程序,通过算例讨论了起始数据误差的影响问题。     

大型复杂平面控制网闭合差计算程序设计与实现

大型复杂平面控制网闭合差的搜寻是平差程序内业质量自动检查的难点和关键问题,许多关于闭合差搜寻与计算方面的论文都只给出了基本原理和大体思路,未涉及程序的具体设计与实现,本文讨论在平面网内业质量检查闭合环和附合路线自动搜寻与计算中的程序设计与实现。     

基于DEM的地理坐标系下航空摄影技术设计

本文通过分析地形起伏对像片重叠度的影响,提出了在地理坐标系下基于DEM的航空摄影技术设计,研制了的航空摄影技术设计软件系统,将该系统设计的数据结果同实际飞行数据进行了对比,实验证明使用该软件系统敷设的航线像主点更科学、更合理。     

GPS控制网图形应用程序的类设计

根据对基线数据的特点分析,运用面向对象的编程方法,对GPS控制网图形应用程序进行了类设计,包括类层次划分、各类的数据成员及其函数的设计。基于类开发的GPS控制网图形应用程序,实现了对基线数据及其操作的封装,有利于程序对基线数据的处理。同时,利用父类与子类间数据成员、成员函数的继承关系,可以优化GPS控制网图形应用程序的整体设计。     

DEM约束的卫星影像定位法

作为"云控制"摄影测量理论和方法的发展,研究了DEM约束的立体卫星影像区域网平差方法。与DEM仅作为高程控制信息使用,或者是通过DEM表面匹配实现绝对定向的间接定位方法不同,DEM作为平高控制信息被直接引入至基于RFM模型的卫星影像区域网平差之中。本文方法将连接点地面高程与DEM格网内插高程之差作为虚拟观测值构建约束方程,不仅利用了DEM高程信息,并且利用了其地形曲面包含的平面信息,以"云控制"方式在区域网平差过程中有效消除卫星影像RPC参数中包含的整体偏移及区域网内部的扭曲变形,实现了无地面控制点条件下卫星影像平面及高程绝对定位精度的大幅提升。使用覆盖山东全境的330景天绘一号立体卫星影像进行试验,分别以AW3D30、ASTER GDEM和SRTM GL3共3种开源DEM作为控制信息,并使用100个外业实测控制点进行精度评测。试验表明,以DEM作为控制可显著提高区域网平差的平面与高程精度,卫星影像绝对定位精度与DEM自身精度有关。当使用AW3D30作为控制时,可以取得与使用100个外业控制点平差同等精度,平面中误差为5.0 m(约1像素),高程中误差为2.9 m。试验结果证明了DEM替代外业控制点作为平差控制信息的有效性与可行性。     

顾及林草覆盖的大比例尺坡度因子计算

本文针对四川省区域水土流失动态监测对坡度因子计算的新要求,从大比例尺DEM数据快速、准确提取林草和非林草覆盖区坡度因子,以VS2015为开发平台,采用C#开发语言,基于ArcObjects类库进行二次开发,解决了内存溢出问题和林草与非林草覆盖区坡度因子镶嵌问题,开发了新的坡度因子计算程序。本文选取都江堰为实验区,实现了坡度因子快速提取,共耗时2分43秒。本方法能克服DEM计算坡度产生的边缘效应,快速对大批量DEM数据进行坡度因子提取,可用于四川省常态化水土流失动态监测及消长评价工作。     

顾及对中误差影响的洞内导线网精度仿真计算方法研究

各种形式的导线网是长大隧道洞内平面控制测量的主要方法,但是导线测量精度不可避免地会受到全站仪和棱镜对中误差的影响.以往的洞内导线网精度仿真计算均无法顾及对中误差的影响,本文提出通过在测站和棱镜点设计坐标中添加可控随机误差的方式,实现顾及测站点和棱镜点对中误差影响的洞内导线网精度仿真计算.通过对含有对中误差的导线网仿真观测数据的平差计算,验证了本文添加对中误差方法的正确性,说明了对中误差对于导线网精度仿真计算的重要性.本文介绍的方法,可用于长大隧道洞内平面控制网精度设计和横向贯通误差预计,是一种洞内导线网精度仿真计算技术的创新方法,值得在工程实际应用中推广.本文的仿真计算结果还表明,可以通过缩短洞内导线网点对间的横向距离减弱旁折光的影响.     

一种基于ArcObjects的DEM精度检测方法

针对DEM数据的特性,阐述通过C#和ArcObjects研发的程序,利用线性内插方法来自动检查DEM精度,并通过具体实例证明了检测程序的高效性.     

基于线性模型的CPⅢ平面控制网平差北大核心CSCD

本文在分析传统CPⅢ平面控制网平差特点的基础上,提出一个新的数学模型,其函数模型为线性模型,随机模型通过最小范数二次无偏估计来确定。利用该数学模型进行平差计算,不需要计算待求参数近似值,不需要迭代计算,因此具有计算工作量小、形式简单等特点。为验证该模型的正确性,编制了程序,模拟观测数据进行平差计算。通过对大量实验数据的分析,证明该模型是可行的。     

基于经验模式分解的数字高程模型数据伪装方法

提出了一种基于经验模态分解(EMD)的数字高程模型数据伪装技术.首先利用SHA-256单向Hash函数产生由种子控制的伪随机序列,扩充序列后再用经验模态分解生成用于伪装的DEM数据,伪装后的DEM数据具有较高的视觉欺骗性.针对DEM数据提出了直方图的概念,通过修改直方图,在伪装的DEM数据中可逆地嵌入水印.本文方法可在提取水印后完全恢复伪装DEM数据,以及使用种子可完全还原秘密DEM数据,算法安全性高.     

基于线性模型的CPⅢ平面控制网平差

本文在分析传统CPⅢ平面控制网平差特点的基础上,提出一个新的数学模型,其函数模型为线性模型,随机模型通过最小范数二次无偏估计来确定。利用该数学模型进行平差计算,不需要计算待求参数近似值,不需要迭代计算,因此具有计算工作量小、形式简单等特点。为验证该模型的正确性,编制了程序,模拟观测数据进行平差计算。通过对大量实验数据的分析,证明该模型是可行的。