《精密工程与工业测量》课程内容界定与教学设计

针对该课程与部分先修课程内容有交叉重叠现象,加之现有教材匮乏,普遍采用自编教材授课情况,本文对其授课内容及范围进行了大致界定,以明确教学内容,避免无谓的重复学习,并提出了案例式教学和讨论式教学方式,以发挥学生的主观能动性,提高自主学习能力。     

《测量学》与《数字测图原理与方法》教学设计

以《数字测图原理与方法》教材贯通全篇的内容主线和核心要点,规划和分配了《测量学》与《数字测图原理与方法》课程各自的教学主线和内容侧重,分析了其主要区别与相通之处,并一一设计了各自的课堂实验内容,明确了实验方法、步骤、限差要求等,并强调了多次重复学习的重要性。     

应用EKF平滑算法提高GPS/INS定位定姿精度

为了提高城市遮挡环境下GPS较长时间(60s)无法单独定位情况下GPS/INS组合定位定姿精度,研究了扩展卡尔曼滤波及其RTS(Rauch Tung Striebel)平滑算法;同时给出了基于ψ角惯导误差模型的GPS/INS组合系统状态方程和基于位置、速度更新的量测方程。实验中模拟GPS信号失锁60s,应用RTS后处理算法进行了GPS/INS组合数据处理。结果表明,扩展卡尔曼滤波EKF平滑算法可以有效地提高城市遮挡环境下GPS/INS组合定位定姿精度,特别是对GPS失锁的情况。从而很大程度上降低对高成本惯导的依赖。     

查找表方法确定气溶胶类型

针对传统气溶胶类型确定方法的局限性以及当前气溶胶类型确定存在的困难,提出一种使用多波段气溶胶光学厚度数据确定气溶胶类型的方法。基于大气颗粒物的散射与吸收特性分析,通过构建查找表的方法实现气溶胶类型的确定。该方法利用Mie散射理论通过正向模拟不同类型气溶胶粒子数量与多波段光学厚度之间的关系来构建查找表,基于该查找表,使用440 nm、670 nm、870 nm及1020 nm 4个波段的气溶胶光学厚度确定气溶胶类型。使用模拟的多波段气溶胶光学厚度数据开展了气溶胶类型的确定实验,分析了不同波段气溶胶光学厚度误差对气溶胶类型确定结果的影响。结果表明,该方法可根据4个波段的气溶胶光学厚度以较高的精度确定出沙尘性、水溶性和煤烟3种气溶胶粒子的数量,从而确定气溶胶类型。     

基于kd-tree的建筑物散乱点云平面分割

应用kd-tree快速确定散乱点云数据中某一个点的邻域,不需要先验地知道点云数据之间的拓扑(邻接)关系,使得建筑物点云平面分割算法更一般化,应用面更广。根据建筑物平面特征的先验信息,并采用高效数据结构,优化了平面分割算法,给出了散乱点云平面分割的实现和相应结果,说明了基于kd-tree的建筑物散乱点云平面分割算法的有效性。     

数字测图原理与方法课程教学探讨

从广义的学科定义和研究范畴入手,探讨了数字测图的主要研究内容及数字测图系统的软、硬件配置,接着就本课程的教学难点、重点内容进行了设计,在规划理论教学技巧和实现过程的同时,探讨了多种教学手段在其理论和实践教学中的综合运用情况,最后对课堂实验和教学实习等实践教学进行了具体安排,并设计了理论和实践教学的相应考核办法。     

IMU/DGPS辅助车载CCD及激光扫描仪三维数据采集与建模

三维信息快速采集是真实场景建模与三维虚拟现实技术的关键。本文提出了一种基于激光扫描仪、线/面阵CCD相机及GPS与IMU等多种传感器融合的车载移动式数据快速采集系统。各传感器安置在车内稳定平台上并随车保持一致的运动姿态。通过对GPS和IMU数据进行卡尔曼(Kalman)滤波,可推测出整个系统及各传感器的位置和最佳姿态估计;从扫描仪点云数据可提取出街道场景中事物的三维几何信息;线阵CCD相机用于获取路面带状地物等线性特征;面阵CCD采集街道两侧面状纹理信息,从而快速获得城市目标的地理坐标和三维建模信息,由此可重建城市路面街道的三维真实场景。     

深度置信网络算法反演Landsat 8 OLI气溶胶光学厚度

传统的气溶胶遥感反演算法在地表反射率较低、结构较为均一的海洋及浓密植被等区域的气溶胶反演可以达到较高的精度，而在城市、矿区等高亮度、高异质性区域的气溶胶反演中仍面临较大的挑战。当地表反射率较高时，卫星传感器获取的对气溶胶具有标识性的信息不足，导致了气溶胶反演的困难。为更大程度地挖掘卫星信号中对气溶胶具有标识性的信息，本文提出使用深度学习技术的气溶胶遥感反演算法，用于Landsat 8 OLI传感器的气溶胶反演。选择全球不同区域的AERONET站点气溶胶实测数据以及对应区域的Landsat 8 OLI传感器的观测几何角度和表观反射率数据，根据合理的时空匹配原则构建样本数据。选择深度置信网络，在合理设置训练批次和训练次数的基础上对网络进行训练和测试，生成关于卫星传感器数据的气溶胶光学厚度拟合网络模型，实现气溶胶遥感反演。使用独立的AERONET站点气溶胶实测数据对反演结果进行了验证，结果表明：该方法可反演不同地表类型区域连续空间覆盖的气溶胶光学厚度，且达到了较高的精度（R=0.8745，RMSE=0.0391，MAE=0.0616，EE=87.94%）。与传统的方法相比，本方法基于单时相卫星遥感数据即可实现气溶胶的高精度反演，简化了气溶胶反演的步骤，提高了气溶胶反演的稳定性和时空适应性。     

空间认知对等导航电子地图的简化探讨

基于地图功能的改变和移动服务独特的用图环境,提出采用“空间认知对等地图”以满足导航用户的认知需求;介绍“空间认知对等地图”的概念和地图中应表现的认知信息、地图的简化过程和简化过程中的拓扑关系维护,给出地图的简化效果。这种地图不仅能满足空间认知需要,而且能缓解目前在LBS应用中存在的地图数据与屏幕大小的矛盾,适应移动环境下用户的多行为状态和终端硬件特点。     

数字地形测量学易被忽略的细微知识点

本文针对散乱于数字地形测量学课程内容中的若干具体细微知识点展开探讨,尤其对常规教材中没有涉及但却常用的一些知识点,进行了梳理和总结,内容涉及参考面、坐标系、数值计算方法、规则或技巧等的阐述。