改进的约束数据域三角剖分算法及应用

在逐点插入算法的基础上,通过深入研究影响算法效率提高的因素,对其中的包容盒、空外接圆检测算法、快速查找点所在的三角形算法、快速查找与约束线段相交的边算法进行优化和改进,提出一种改进的约束数据域三角剖分算法,使得构网效率接近或高于现行的大多数算法,且基于此算法能同时处理约束线段和约束区域相关的多种约束数据类型.     

基于等角边界距离相似性的遥感影像面状图斑匹配研究

基于形态特征的目标匹配是地图空间认知、地表位置自动感知等领域的重要方法。然而,由于不同数据源的遥感影像提取的同一个空间目标在空间尺度和局部形态上存在一定的差异,现有形态匹配算法难以获得较高的匹配精度。本文以等角边界距离编码及相似性算法为核心,提出了面向遥感影像的面状图斑匹配方法。① 从面目标的质心以10°为间隔,顺时针方向从质心向外引36条射线,获取面目标的边缘点,形成等角边界距离编码;② 提出了与该编码相适应的几个综合形态指标,包括自相似度、圆形度、形态复杂度和质心偏移度,并建立了面状图斑相似度算法;在此基础上,结合近邻目标的形态相似度,构建了遥感影像面状图斑匹配算法;③ 从不同数据源的在线遥感影像上提取中国西部湖泊与全球湖泊,开展面状图斑匹配实验。通过实验,发现本文的面状图斑相似度算法相对于按距离采样的相似度算法,召回率提升了13.8%;在添加近邻目标相似度约束的基础上,面状图斑匹配精度达到90%以上。通过算法适应性分析,发现该算法在一定的投影变形下仍能保持一定的匹配精度;如果空间目标及其邻域目标的总体形态和分布接近,不同空间尺度的匹配精度保持在80%以上。本文的研究为地图空间认知、地表位置机器自动感知提供了新的思路和方法。     

滑坡堰塞坝堆积形态影响因素离散元分析

滑坡是形成堰塞坝的最主要原因,在地震、降雨、冰雪融水等作用下均可形成滑坡堰塞坝,而滑坡堰塞坝的堆积形态、范围等对评价堰塞坝的稳定性有着重要的影响。通过离散元方法(DEM),系统分析了三维条件下滑动距离、滑面出口宽度、滑面倾角、河床倾角、河谷形状对堰塞坝堆积形态的影响。研究结果表明:滑动距离和出口宽度对坝体高度影响最大;随出口宽度和坡面倾角的增加,坝长和坝宽分别呈线性增大和减小趋势;滑动距离可以有效控制滑体速度,进而影响堆积角大小;河床倾角主要影响坝长;对坝高、坝长、上下游绝对倾角正切值和堆积角正切值进行回归分析表明,数学模型契合程度高,说明其形态可以预测;引入2个参数λ和χ,对堰塞坝堆积特征进行了描述;河谷形状的影响主要体现在随着河谷底部宽度的增大,滑体爬高爬坡能力增强。研究成果对根据实际地形预测滑坡堰塞坝堆积形态进而评估坝体的安全性具有重要意义,可以为进一步开展堰塞湖溃决研究提供一定的参考。      

接收函数、面波与重力联合约束地壳厚度与波速比

提出了一种利用接收函数、面波频散和重力数据联合约束地壳厚度、v_P/v_S和平均P波速度的改进方法,并基于两种地壳模型对改进后的方法进行了验证。结果显示,改进后的方法不仅可以提高地壳厚度和波速比的估计精度,还能更准确地估计地壳平均P波速度。在此基础上,将该方法应用于华南地区两个固定台站的地壳结构分析,相关结果也证实了该方法在确定地壳结构中的可行性。      

强降雨作用下黄土陡坡开裂特性测试

降雨诱发黄土边坡失稳具有严重的破坏性。为了研究强降雨条件下黄土陡坡的开裂特性,在陕北吴起开展了黄土陡坡现场人工模拟中雨和大雨试验,分析了坡体含水率及土压力响应,总结了边坡开裂特征、开裂模式及土工布隔离槽的工程效应。研究结果表明：24 h中雨条件下黄土陡坡含水率和土压力上升幅度有限,而144 h大雨条件下边坡表层形成较大厚度的临近饱和区且表层土压力增长明显;144 h大雨条件下黄土陡坡的破坏顺序为坡顶开裂—坡面鼓胀—局部滑动贯通,并且坡顶开裂具有易发性和先导性;边坡破坏模式为自坡顶至坡面的贯通浅层破坏。     

兰州市商品住宅价格的空间分异规律

针对住宅价格在城市空间中的分布规律问题,该文以兰州市主城区2015年在售的187个商品住宅样本均价为基本数据,运用空间自相关法对兰州市住宅价格的空间异质性和集聚性进行分析,并利用趋势面分析和空间反距离权重插值法对住宅价格的空间分布格局进行研究。结果表明:兰州市住宅价格总体上呈显著的空间正自相关性,少数地区存在差异性;住宅价格发展不平衡,价格"东高西低";住宅价格由各区行政中心向四周逐级递减,呈多极核分布特征;价格等值线"东密西疏",住宅价格变化幅度空间差异较大。分析发现,区位条件、交通条件及居住环境是影响兰州市商品住宅价格的主要因素。     

近景图像序列线特征约束的建筑物立面重建

针对单纯利用近景图像序列点特征进行建筑物立面重建存在的问题,该文提出一种线特征约束下建筑物建模方法。首先利用运动恢复结构技术恢复相机参数和空间点云数据,并在此基础上利用多视图立体方法生成三维稠密点云;然后对图像序列进行基于梯度方向的边缘检测及顾及方向和长度的直线特征拟合;再利用多约束条件实现直线特征匹配及提取;最后基于三维点、线特征实现建筑物立面的三维重建。实验结果表明,该方法能有效利用近景图像序列点、线特征的优势互补重建建筑物的几何立面,更好地恢复建筑物立面的轮廓信息。     

顾及波浪影响和深度约束的水下控制网点绝对坐标的精确确定

为解决传统海底控制网点绝对坐标确定费时费力、垂直解精度不高的问题,提出一种顾及波浪影响和深度约束的水下控制网点绝对坐标精确确定方法。首先,开展了波浪影响研究,提出水下控制网点间高差确定方法以及利用该高差和GNSS垂直解的网点绝对高程确定方法。在此基础上,提出附加深度约束的圆走航单点绝对三维基准传递法、深度约束的二维自由网平差法及联合点间高精度深度差的组合约束平差法和三维联合约束平差法。最后对提出的方法进行验证。该方法可提高作业效率,将传统方法高程确定精度提高了1个量级。     

Stroke特征约束的树状河系层次关系构建及简化方法

树状河系作为地图骨干要素之一,其简化效果直接决定地图综合的质量。树状河系简化需要考虑其语义、几何、拓扑和结构等多种特征,而现有方法大多只注重了长度、角度和属性等约束性量化指标,致使简化后的空间分布特征容易被破坏。本文首先研究基于树状河系有向拓扑树（DTT）的特征智能识别方法,然后依据Paiva提出的"180°假设"和"锐角假设",从河口出发,自下游向上游建立顾及河流语义、长度、角度约束的树状河系stroke连接,并据此判断树状河系层次关系,最后提出河系整体选取数量确定方法和顾及密度差异的河系分层剔除选取算法,实现树状河系自动化简化。经样本数据测试,验证了该方法的可靠性,同时经实际数据测试,验证了该方法在树状河系简化中的合理性和有效性。     

自适应距离和模糊拓扑优化的模糊聚类SAR影像变化检测

针对模糊聚类算法的不足,结合差分影像的特点,提出一种基于自适应距离（adaptive distance）和模糊拓扑（fuzzy topology）理论的SAR影像变化检测技术框架（FATCD）。FATCD首先基于自适应距离公式提出一种自适应的样本到聚类中心的距离计算方法,优化了聚类过程中像元隶属度的计算公式,提高了模糊隶属度函数的准确程度;而后利用模糊拓扑理论改进传统去模糊化方式最大隶属度原则,从而增强了去模糊化过程。借助这两点,FATCD提高了模糊聚类变化检测的性能。两组真实SAR影像数据的试验结果表明本文方法可行、有效。