结合注意力机制的卫星遥感影像立体匹配

采用立体匹配技术对多视卫星遥感影像进行三维场景重建一直是摄影测量与遥感领域的核心问题。基于卷积神经网络的深度学习方法极大地促进了立体匹配技术的发展,然而其中涉及匹配困难和误匹配问题的相关研究仍然不足。为了提升卫星遥感影像不适定区域中视差估计的精度,本研究提出了一种结合注意力机制的立体匹配深度学习网络,在特征提取模块中加入注意力机制,分别从通道和空间两个维度捕获全局信息,对特征进行优化;在代价体的构建模块中构建新的代价体积,并重新设置视差的回归范围。为了验证本文方法的有效性,在US3D、WHU-Stereo两个数据集上分别与已有方法 Stereo-Net、PSM-Net进行了比较分析。结果表明,本文方法在EPE(endpointerror)和D₁两个指标上均能达到最优,取得了较好的性能,提高了立体匹配的精度,尤其在无纹理、重复纹理、遮挡及视差不连续区域表现出良好的鲁棒性。     

一个可定位视频对象的地理空间表达框架

可定位视频是包含位置信息的视频,它的地理空间表达是集成视频与GIS的关键问题。针对视频添加位置标签空间语义单一的不足,设计了一个可定位视频的地理空间表达框架。该框架包括视频帧与视频片段2个层次,在扩展OGC空间数据库几何要素标准基础上,分别定义了3类共7种对象描述可定位视频的空间信息。（1）视频位置（点）,描述视频帧及视频片段拍摄位置及相机姿态;（2）视频轨迹（线）,描述视频片段拍摄轨迹;（3）视频平面视域（面）与立体视域（体）,分别描述视频帧及视频片段拍摄场景二维与三维空间范围。该框架包含了主要空间对象类型,空间表达范围较为完备,同时支持视频帧、视频片段等不同层次数据,在不改变现有数据结构基础上,实现视频数据与GIS松散耦合与有机集成。本文讨论了视频对象空间数据获取方法,定义了逻辑模型,并以可视化与检索为例进行应用分析。结果表明,该框架扩展了现有空间数据标准,易于实现,在地理可视化、视频检索及分析挖掘方面具有应用价值。     

基于ArcGIS Engine的三维数字校园的设计与实现

以兰州交通大学校园为例,基于ArcGIS Engine设计实现了三维数字校园系统,该系统不仅实现了二维GIS常见的功能(如对地图放大、缩小、分析、查询等功能)。而且也实现了三维GIS的相关功能(如:导航,查询、视频输出、场景输出等功能)。系统通过鹰眼窗口控制三维场景和二维场景,实现了二三维场景互动,更加逼真地展现了兰州交通大学校园三维场景,弥补了传统二维GIS和三维GIS的不足。     

城市三维重心算法与实验分析——以南京市为例

当前对城市重心的研究多以城市平面形态的二维重心进行求解,在城市垂向伸展日益显著的背景下,有必要对城市的三维重心进行变化分析。针对二维平面重心求取方法的深入分析,本文推导了一种由城市建筑高度等值线计算城市实体三维重心的方法,将城市三维实体看作由一层层"薄板"搭建成的组合体,利用组合体的重心计算公式求取城市三维重心。以南京市为例进行了验证,将所求得的城市二维重心和三维重心的转移结果进行了比较分析。结果表明,该计算方法可方便地计算城市实体的三维重心,南京城市三维重心的投影虽然和二维重心有相似的变化特点和规律,但存在一定程度的偏移,偏移方向与高层建筑密集区域相对应。城市三维重心充分考虑到城市垂直方向上的伸展,可有效更全面地反映城市空间变化的规律和特点。     

增强现实地图载体的空间认知负荷特征研究

本文依据增强现实数字地图与地理场景在时空、尺度和语义等的上下文关联性,研究并划分了包括存在上下文关联的地理实体空间载体、模型实体空间载体,以及不存在上下文关联的虚位空间载体三类AR地图载体。选取二维纸质地形晕渲图、三维打印地形实体模型、以及桌面虚位空间3种不同类型载体的AR地图为研究对象,以目标搜索和路径规划为任务目标,开展不同载体AR地图空间认知实验研究。结果表明,在2组实验中三维实体模型载体AR地图的认知负荷指数(CLI)分别为2.53和4.84均显著低于二维地图和虚位载体,具有认知负荷低、沉浸在场感强的认知特征;二维地图载体的认知负荷指数略低于虚位空间载体,但两者并无显著差异;同时,两组实验对比分析结果显示,随着任务难度提升,二维地图载体和虚位空间载体AR地图的认知负荷显著增加,但三维实体模型载体AR地图的认知负荷未显著增加,表明实体模型载体在面向复杂空间认知任务时具有较低认知负荷的优势。此外CLI和任务难度的同步变化也表明脑电数据对空间认知实验敏感,能有效反映空间认知实验过程中的认知特征变化。     

超图平台软件创新:SuperMap GIS 二三维一体化GIS技术体系简介

正北京超图软件股份有限公司有机整合了二维GIS强大的分析功能和基于虚拟现实技术的三维GIS的绚丽可视化效果,自主研发了二三维一体化技术体系,保证二维与三维GIS技术的无缝融合。Super Map GIS从内核层面打造的二三维一体化技术体系,突破了单纯三维软件的应用瓶颈,提供了三维空间数据管理与查询、三维符号体系、二三维空间分析等实用GIS功能。主要包括:二维与三维数据模型、数据存储方案、数据管理、符号、可视化和分析功能的一体化;海量二维数据直接在三维场景中的高性能可视化及三维     

傍河三维与二维井流的电模拟对比试验研究

本文采用连续介质水电比拟法,对不完整河旁三维井流与完整河旁二维井流作了对比研究。结果表明,当其他条件相同时,前者水井出水量只能达到后者出水量的80％左右;实测的两类流场图,显示出三维井流与二维井流的许多重要特征和区别,对此作了详细对比分析,阐明了流量显著变小的机理;指出不完整河旁井流问题按三维流计算的必要性;对当前工作提出了重要且可行的建议。     

土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法

将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明:边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。     

立体视频右通道整帧丢失的差错掩盖算法

立体视频流在传输过程中，网络差错常常会引起整帧图像的丢失。由于视点间的相关性，立体视频右通道中的丢失帧可以利用左通道对应帧的编码信息对其进行掩盖。结合已有的立体视频编码算法对视点间的相关性进行分析，然后提出一种适用于立体视频右图像整帧丢失的运动跳跃（MotionSkip）差错掩盖算法。该算法在相同时刻的左帧中找到丢失宏块的对应宏块，并从对应宏块的编码信息中得到丢失宏块的预测方式，进而采用运动补偿对其进行掩盖，直到恢复出整个丢失帧。实验结果表明，算法能够获得较好的主观质量，与基于时域相关性的TD算法相比，该算法在低丢包率情况下PSNR最高能提高2．62db、最低能提高0．1db，高丢包率情况下PSNR最高能提高6．18db、最低能提高0．95db。     

一种基于分割的立体匹配算法

为获取质量更好的视差图,在图像分割的基础上提出一种新的立体匹配算法,首先采用均值漂移算法对图像进行分割得到不同分割区域,然后采用基于窗口的局部自适应加权方法获取初始视差图,经双向检测后得到可信区域与不可信区域,最后定义一个加入遮挡项的能量函数作为遗传算法评价函数,计算可信区域的平面模型参数,之后在能量函数中加入平滑项,为每个区域选一个使能量函数最小的平面模型,得到最终的视差图。实验数据表明,该算法可较好地处理深度不连续区域和无纹理区域,匹配精度高。     

3维地理信息中3D模型研究综述

介绍了当代3维地理信息系统中3D模型研究的发展状况.主要涉及3D GIS的发展现状、3DGIS空间数据模型的研究进展和有待研究的3D GIS模型理论与技术问题等方面的内容.     

GeoSOT-3D椭球体剖分真三维数据表达

随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。     

二三维联动的虚拟校园设计与实现

传统的2维地理信息系统技术成熟但缺乏3维可视化和分析的能力,而目前的3维地理信息系统发展可拥有3维可视化分析能力,然而还缺少2维地理信息系统的便捷.以二三维联动为开发思路的地理信息系统能够解决这对矛盾.本文基于二三维联动GIS的设计方案,以虚拟校园设计与实现为应用实例,利用ArcEnginefAE)实现二三维联动GIS系统的开发设计,对GIS系统的开发做出了一种新的、有益的尝试.     

机载三维成像系统

本文简要地阐述了新型机载三维成像系统的产生环境、原理、技术结构、特色及应用领域 ,介绍了飞行检测、应用飞行所取得的成果。为实现高效遥感对地观测体系迈出的第一步。     

二维矢量线符号在三维地形表面的贴合渲染方法

二维矢量符号是二维地图的重要组成部分。如何将二维矢量符号准确地贴合渲染在三维地形模型表面是地理信息科学的研究热点之一。针对线状矢量要素（简单线和周期线）中现有方法存在的周期线周期分布不均、渲染精度低、性能受地形模型复杂度影响大、矢量要素与地表贴合不紧密等问题,本文提出了一种基于屏幕像素进行投影反算的渲染方法,以及基于地表延伸长度的周期判断方法。该方法通过预处理计算线要素贴合在地表的真实长度,并将线要素按其实际宽度进行面域化处理;实时计算每个屏幕像素在二维矢量平面内的覆盖范围,通过该范围与矢量面域的位置关系筛选位于其内部的像素;进一步通过线的实际长度进行周期判断以确定像素色彩值。整个过程通过CPU-GPU并行异构计算模型实现,提高了场景交互性能。实验表明,本方法具有周期分布均匀、渲染精度高、贴合结果真实准确和性能不受地形模型影响等优点。     

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3维模型及其在城市道路横断面设计中的应用

作为GIS重要发展特征之一的3维模型，已成为地学研究的重要工具和手段。本文从空间信息表达与传输的角度，阐述了3DGIS中3维模型的可视化机理，包括3维空间数据模型、视觉变量和动态变量等内容；并借助图形实现语言Java 3D，实现了3维模型在城市道路横断面设计中的具体应用。此研究对于利用3维模型进行工程实践应用具有一定的借鉴意义。     

浅析3维地理信息系统技术

本文首先对什么是真3DGIS。以及3DGIS的发展现状进行了分析。然后指出并分析了3DGIS发展的若干关键问题,最后对3DGIS的发展趋势进行了探讨。指出3维城市地理信息系统(3DCMS)和3维地学模拟信息系统(3DGMS)将是3DGIS发展的两大方向。并最终促进3DGIS技术的发展。     

电脑可视化与三维显示

本文简要讨论了电脑三维可视化的基本概念,相对于传统图解的进步、发展现状研究难点与热点,软件系统的功能、发展趋势与应用前景.     

蜂窝网络最大化吞吐率的D2D多播机会调度方案

提出一种最大化吞吐率的D2D机会多播调度方案。文中D2D多播组的源终端不通过基站,直接向多个临近终端发送数据,提高了频带利用率,同时源终端对传统的单播传输技术和广播传输技术进行折中,采用一种能够同时利用单播与广播技术的机会调度方案,从而获得多用户分集和广播增益。仿真结果表明,方案为D2D多播组带来较高的网络吞吐率,能够满足D2D多播组内高速率数据业务用户的服务质量要求。