多模式一体化指挥监控系统框架设计与实现

针对现有指挥监控系统集成复杂度高,交互不友好,扩展性差等问题,提出了多模式一体化指挥监控系统框架解决方案。介绍了多模式一体化指挥监控系统的原理,将现有指挥监控系统按模式进行划分,并详细描述了实现多模式管理的技术。设计了多模式一体化指挥监控系统的框架,利用插件技术实现了系统业务逻辑的有效集成;并通过测绘导航分队指挥监控系统验证了该系统框架的可行性与实用性。     

面向交通应用场景的增强现实地图载负量 及多尺度显示模型

为探究解决AR Maps表达中普遍存在的视觉过载问题的方法,基于实景视觉信息量提出了一种新的面向交通应用场景的AR Maps载负量计算方法;以此为基础提出了AR Maps多尺度显示模型构建方法,建立了AR Maps多尺度显示模型;根据此模型进行了AR Maps POI标签的显示控制方法的研究;实现了AR Maps原型系统并进行实验。结果表明,在交通应用场景下,AR Maps载负量计算方法和多尺度显示模型可以有效解决AR Maps中存在的视觉过载问题,并具有一定的实用性和可靠性,能够为AR Maps表达的研究提供科学性依据。     

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。     

开放式位置态势系统设计与实现

位置态势是战场环境感知的重要内容,为辅助指战员高效地掌控战场位置态势,本文结合定位导航服务,设计了开放式位置态势系统框架。基于定位导航服务在军事中应用现状,探讨了位置态势系统构建的关键技术,结合北斗系统短报文功能,构建了位置报送网络;基于GIS插件式开发方法,提出开放式位置态势系统框架的设计原则,并设计了开放式位置态势系统框架和功能插件;结合军事地形学应用需求,构建了军事地形学野外训练考核系统,验证了该框架的可行性。     

以用户为中心的地图分析研究

随着地图使用人群和应用领域的不断扩大,地图的适人化、个性化特点逐渐被重视。以用户为中心的地图凭借其"以用户需求和感受设计地图"的理念脱颖而出。目前,以用户为中心的地图只注重技术和应用的研究,缺少完善的理论体系作为支撑。基于上述的问题,本文对全息位置地图、个性化地图和增强现实地图3种以用户为中心的地图进行了分析和研究,在前人的基础上扩充了其概念、内涵和特点。研究分析了3种地图的空间认知过程、空间认知特点、表达内容以及表达方法,并对比分析得出结果。     

2D地图的建筑物场景结构提取方法及其在城市增强现实中的应用

城市AR中,场景结构的自动获取,对自适应信息表达具有重要意义,是解决“层叠式”信息表现形式引发的信息指示不明、场景感知混乱等问题的关键步骤。然而,场景结构信息隐藏在场景图像中,直接提取十分困难。2D地图描述了地理实体的位置、轮廓和空间布局,可作为场景结构提取的先验信息。针对城市AR中场景结构获取难、效率低的问题,本文提出一种基于2D地图的建筑物场景结构自动化提取方法。在地理配准的基础上,首先根据2D地图中建筑物的轮廓和属性信息,构建场景图像语义分割的结构线索;然后将其作为过分割处理后场景图像合并的依据,生成多个包含语义信息的图像区域;最后根据图像区域与2D地图中建筑物轮廓之间的映射关系,提取出场景图像中的区域轮廓、场景深度和平面朝向等场景结构信息。试验选取了格拉茨地区32个建筑物场景进行测试。结果表明本文方法能实时地提取建筑物场景结构,且建筑物立面提取的质量明显优于对比方法。提取的场景结构能应用于城市AR多种自适应信息表达方法中,使信息标注更明确,遮挡关系更清晰。     

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。     

面向城市增强现实信息标注的建筑物场景结构提取方法

在信息标注中融入场景结构信息能有效解决城市增强现实（augmented reality, AR）信息指示不明、空间遮挡表达不清和视图布局叠置等问题。针对城市AR信息标注中场景结构缺失的问题,提出了一种考虑地理语义且兼顾精度、效率和稳健性的建筑物场景结构提取方法。首先构建了面向建筑物场景结构提取的场景感知网络,从单张场景图像中提取语义、深度和法向量信息;然后将其转化为建筑物立面角点和朝向等结构特征,并计算与2D地图中建筑物轮廓之间的最佳匹配;最后将场景图像按建筑物立面进行重构,提取区域轮廓、场景深度和立面朝向等场景结构。试验采用Google街景数据生成的9 470组样本训练和测试场景感知网络,并在Graz地区32组建筑物场景中测试场景结构提取的有效性。结果表明,所提方法能够达到近实时的效果,且立面轮廓更规则。在存在一定配准误差或局部遮挡的条件下,立面提取的质量显著优于基于地图解析场景图像的方法,具有更好的稳健性。     

GIS系统发展下界面设计要求与原则的理论研究

首先介绍了GIS发展的两个阶段,从而引出了新阶段对于GIS软件设计开发提出的新要求,而界面设计作为软件设计开发的重要组成部分,也有更高的要求;再针对界面设计的新要求,提出了新的界面设计原则;最后介绍了常见的3种界面设计实现方式。     

纸地图增强现实对准技术研究

纸地图在认知地理环境过程中具有不可替代的作用,经过增强现实技术改造,将会在立体化、动态性和交互性等方面发生质的飞跃。探讨了纸地图增强现实研究的特点,设计了一种可行的增强现实流程;结合纸地图图形特征,研究了基于视频处理方法的纸地图增强现实对准技术,提出了利用地图标识库实现自适应处理标识信息的方法流程;对纸地图增强现实对准的关键问题进行了论述,并进行了设计实践,构建了纸地图增强现实原型系统。