基于自然数的线性四叉树优化构造算法

本文提出了一种基于自然数的线性四叉树优化构造算法。该算法以活动结点对照表为中间辅助结构，在图像输入过程中直接生成基于Ｎ码的四叉树叶结点。文中所列试验表明，新提出的优化算法在时间效率及内存开销方面均优于常规的构造算法。     

多值图像的自适应空间索引结构研究

提出一种适于多值图像层次表示的自适应空间索引结构，讨论了该索引结构的构造及检索算法，中所列试验及分析表明，新提出的数据结构提高了多值图像的空间存贮与检索效率。     

基于3D基元拟合的复杂屋顶点云三维重建

几何语义一体化三维建筑物模型是智慧城市建设的重要基础数据，有利于促进建筑设施的精细化管理和智能化应用。当前基于点云的三维重建算法大多关注简单屋顶结构的几何模型构建，忽略了模型的语义表达，且基于数据驱动方法的重建结果容易受噪声影响，存在几何和拓扑错误。为了解决复杂屋顶高精度三维重建难题，本文提出一种基于3D基元拟合的复杂屋顶点云三维自动化重建算法。首先，设计了一套可参数化表达的建筑物3D基元库，包含简单和复杂屋顶。其次，通过点云分割和屋顶拓扑图比较来识别点云对应的基元类型。然后，提出了一种点云与3D基元整体拟合的目标优化函数，采用序列二次规划算法估计基元的正确参数。最后，利用城市地理标记语言（City Geography Markup Language, CityGML）构建几何、语义和拓扑一体化表达的三维模型。采用几种不同屋顶风格的建筑物点云数据进行实验，定性和定量对比分析结果表明本文方法能够高效生成几何和拓扑均正确的CityGML模型，对噪声和局部点云缺失具有一定的鲁棒性，有利于促进几何语义一体化建筑物模型快速自动化构建。     

多值图像的自适应空间索引结构研究

提出一种适于多值图像层次表示的自适应空间索引结构，讨论了该索引结构的构造及检索算法。文中所列试验及分析表明，新提出的数据结构提高了多值图像的空间存贮与检索效率。     

二值图像的紧凑二叉树表示及其编码方法

提出一种用于图像表达的紧凑二叉树方法，讨论了该表示方法的编码及特点，并给出了它与线性四叉树之间的转换算法。文中所列试验及分析表明，新提出的紧凑二叉树表示方法具有较高的时空效率。     

基于Logit 模型的世界主要作物播种面积变化模拟

农作物播种面积动态变化因其重要性已经引起了国内外学者的广泛关注。从“人-地 关系”中人的角度出发, 利用多元Logit 模型初步建立了全球尺度的农作物播种面积变化模 拟系统, 分析研究了未来30 年内世界主要农作物播种面积变化的数量特征和空间格局。模型建立思路是: 作物播种面积变化是农户作物选择行为的直接结果, 而选择何种作物进行播种是由作物效用决定的。因此, 利用离散选择理论, 选择影响作物效用大小的主要解释变量建立效用函数, 动态模拟农户作物选择行为, 并得到这种选择行为所带来的农作物播种面积变 化的时空特征。模型建立后, 利用联合国粮农组织(FAO) 2001-2003 年统计数据和2001 年MODIS 全球土地覆盖数据产品对模型结果进行验证, 结果表明模型运行可靠, 和实际状况吻合较好, 可以应用于未来情景模拟分析。其后, 以5 年为步长, 模型对世界四大作物(水稻、玉米、小麦和大豆) 在2005-2035 年间的播种面积动态变化进行了模拟, 从全球作物总播种面 积变化差异、四大作物播种面积变化的区域差异和不同区域内四大作物播种面积变化差异等方面进行了分析研究, 结果表明: 不同作物播种面积变化的数量特征和空间格局是不相同的。 虽然目前模型还存在一些不确定性, 但仍然能够在一定程度上为理解现在和未来农业土地利用的复杂动态变化提供帮助, 模拟结果可为有关部门提供决策支持和信息服务。     

基于CityGML的明清古建筑三维语义模型扩展及转换研究

针对现有的大量古建筑三维模型缺乏语义信息,不利于精细化和智能化管理等问题,对城市地理标记语言（City Geography Markup Language, CityGML）定义的建筑物模型进行了语义扩展,提出了一种从古建筑几何模型自动识别语义对象并转化为CityGML扩展模型的方法。首先,总结我国明清古建筑构件的共有特征,并使用CityGML的应用领域扩展机制增加斗拱、梁、柱、台基等古建筑通用对象的几何和语义表达。其次,利用古建筑Mesh模型各面片的法向量、坐标范围等特征和自定义规则提出了一套古建筑屋顶、墙面、立柱、门窗等语义对象自动识别方法。最后,依据CityGML扩展模型设计规范,从识别对象自动构建出几何语义一体化表达的古建筑三维模型。采用2个不同风格的古建筑模型进行语义对象提取和CityGML模型生成实验,使用本文提出的Mesh模型到CityGML LoD3扩展语义模型转换方法能够自动提取屋顶、墙面、台基等9类语义对象,每个Mesh模型能转换并生成400多个包含语义信息的平面多边形,95%以上的面片能正确识别。结果表明本文设计的CityGML扩展模型能够有效支持古建筑模型典型构件的显式语义表达,并且识别规则和转换方法能够支持Mesh模型大多数平面对象的提取,有利于CityGML模型的自动化生成和精细化管理。     

一种新的图像拼接方法

在分析了几种图像拼接方法存在的缺点后，依据摄影测量原理，提出了一种基于整体平差的图像拼接方法。实验证明，该方法具有自动化程度高、直接利用图像上的明显特征点、拼接精度高且不限图幅大小等优点。