基于图像语义分割的动态场景下的单目SLAM算法

在恢复场景信息和相机运动时,传统的SLAM算法是基于静态环境假设的。场景中的动态物体会降低算法的稳健性和最终的定位精度。本文提出将基于深度学习的图像语义分割技术与传统的视觉SLAM算法结合,以减少动态物体对定位结果的干扰。首先,构建有监督的卷积神经网络对输入图像中的动态物体进行分割,获得语义图像;然后,从原始图像中提取特征点,并根据语义图像剔除动态物体特征点,保留静态物体特征点;最后,利用静态物体特征点采用基于特征点的单目视觉SLAM算法对相机运动进行跟踪。在ApolloScape自动驾驶数据集上的试验表明,与传统方法相比,本文算法在动态场景中定位精度提升约17%。     

双目序列影像三维运动参数确定

结合立体视觉的特点．介绍了一套双目视觉系统与完整的、由双目序列影像确定场景中目标运动信息的方法。其主要步骤包括相机检校、运动与立体影像的匹配、运动前后三维特征点的对应以及运动参数的求解。并给出了从真实双目序列影像中获取物体匀速直线运动和匀加速直线运动参数的实验结果。     

基于深度学习的室内动态场景下视觉SLAM技术研究

视觉同步定位与建图（visual simultaneous localization and mapping,VSLAM）技术是近年来机器人和计算机视觉领域的重点研究方向之一,但当前的主流算法主要面向静态环境,当场景中存在运动的物体时,算法的定位精度和稳定性会受到很大影响。为了解决上述问题,提出了一种惯性测量单元（inertialmeasurementunit,IMU）积分与YOLOv4语义分割结合的VSLAM前端动态特征点剔除算法,通过YOLOv4网络对图像进行语义分割,识别图像中有运动可能的物体;再将IMU积分与语义分割结合,对目标检测框内有运动可能的特征点进行重投影误差的解算,识别并剔除环境中运动的特征点。在TUM Visual-Inertial Dataset上验证该算法,结果表明,在包含运动物体的室内场景下,该算法可以有效剔除环境中的运动物体,显著提升SLAM系统的定位精度和稳定性。     

基于激光扫描技术的建筑物三维重建

三维激光扫描技术作为一种新型高精度的全自动立体扫描技术,区别于传统的单点式测量,它能够快速获取被测物体表面大量的三维空间坐标。同时获得的点云数据不仅能够直观地表现出物体属性,还能构造出目标物的三维模型进行规划分析,大大推动了数字城市的建设进程。而本文详细介绍了三维激光扫描技术,并结合实际案例来阐述利用地面激光扫描仪对青岛市某高层建筑进行外业测量以及点云数据处理,最终利用Realworks和Sketchup软件对点云数据进行三维重建及展示。     

利用横向切片进行地物三维重建

提出了一种基于横向切片的地物可量测性三维重构方法,利用平面单应变换和未标定的多视图完成三维重建。通过对重构物体成像进行轮廓约束及场景约束,假设一组平行平面切割重构地物,通过单应变换得到切片的轮廓线构成物体的形状,进而恢复各层轮廓线的三维值,并加入参考高度,求得重构物体的高度。实验证明了此方法对规则与不规则物体的重建均有效,使得整个三维的求解过程具有可测量性。     

三维城市动态仿真的应用实例

本文结合杭州市西湖风景区三维仿真项目建设，对如何实现三维城市仿真进行了初步的探索，重点介绍了建立三维城市的方法和三维场景的建模方法。     

面向海洋承灾体的三维动态监测超融合平台

本文针对典型的海洋承灾体以房屋(点状)、防波堤(线状)、养殖蚝排(面状)等，基于卫星、无人机等遥感影像数据，利用深度学习方法开展台风影响下承灾体灾变、灾损演化特征及其对海洋灾害作用强度归一化响应机理研究，构建海洋承灾体智能识别模型；然后结合地理时空网格及区域脆弱模型(HOP),基于承灾体自身材料、结构、年份等属性及动力学相关模型，建立不同场景的承灾体脆弱性评价体系，实现区域化的承灾体评价脆弱性评价；最终基于Arcgis、skyline等二维、三维GIS展示技术，集成上述模型研发面向海洋承灾体的三维动态监测超融合平台。该平台实现对复杂海洋情景的模拟和预测，对海洋防灾减灾工作的辅助决策，以及最大限度地减少海洋灾害损失具有十分重要的意义。     

地图三维可视化研究

信息化时代的来临使传统的二维信息已不能满足需要，计算机的发展使显示和描述物体的三维几何特征和属性特征成为可能，研究三维环境下地图信息的表达是当前的一项紧迫任务，本文分析了三维地图研究现状，阐述了地图三维可视化研究的意义，提出了研究的主要内容。     

三维GIS场景与多路视频融合的对象快速确定法

虚实融合技术是视频增强三维虚拟地理场景的关键环节之一,对提高真实沉浸式视觉体验具有重要作用。现有基于视频投影的虚实融合方法,在三维场景动态更新时,通常需要对用户视角下新场景内所有渲染对象进行遍历,来筛选出摄像头范围内需融合的对象,导致融合过程耗时长、效率不高。本文提出一种顾及拓扑关系的多路视频与三维GIS场景融合的对象快速确定方法。首先对三维场景视锥体内视频对象集渲染对象动态建立拓扑网络模型;然后基于拓扑网络模型建立视频与渲染对象的拓扑关系,完成融合对象的快速确定及融合渲染;最后利用滕州市三维场景进行了验证。试验结果表明,本文提出的方法在视频与三维GIS场景融合时,整体耗时少、效率高,极大地降低了融合的计算代价,具有良好的可行性及稳健性。     

基于线性参照技术的铁路三维场景快速建模方法研究

针对铁路三维场景建模速度效率低、计算程度复杂等问题,本文利用铁路空间数据的线性分布特征设计了基于线性参照技术的铁路三维场景建模方法。首先,对铁路三维场景中的实体对象进行了抽象简化;然后,对设备设施模型属性表和事件表进行设计;最后,利用动态分段技术和几何约束法进行铁路三维场景的快速建模工作。实验表明：利用线性参照技术进行铁路三维场景快速构建在一定程度上提高了铁路三维场景构建效率,能够较好地支持空间数据和属性数据的统一表达,在铁路三维地理场景的快速构建和分析方面具有优势。     

数字城市规划的空间数据基础探讨

分析了表达单一独立空间对象的数据与表达关联空间对象的数据在空间构成和拓扑关系方面的特征,形成了城市规划数字式信息的三个层次,提出了针对不同类型数字规划信息所采取的不同操作方式.     

基于GeoDatabase的多源海图数据融合研究

由于空间数据的数据来源、数据格式、数据结构的不同,需要采用一定的技术方法才能将它们合并在一起使用,这就产生了数据融合问题。本文提出了Geodatabase海图数据库的建库方案,并探讨多源矢量海图数据融合的理论和方法,结合S-57数据模型与通用的shape数据模型,我们设计一种适用于数据库结构的统一数据模型,并且对空间数据融合中的几个关键技术进行了探讨。     

土地利用更新调查的技术路线

介绍了三种土地利用更新调查工作所采用的技术方法,分析了采用不同的技术方法所表现出的工效效应,并指出了其首选技术方法。     

不同空间数据格式的数据量实验研究

针对一些通用的空间数据的数据交换格式进行了研究，并就不同数据格式的数据量进行了对比实验。结果表明，在栅格数据中，．bmp格式的数据量最大，.jpg格式和．gif格式的数据量较小；矢量格式的数据量的大小与空间数据的属性有关，在几种常用的矢量格式中，．e00格式的数据量最大。     

面向对象的数据转换实现——MapInfo数据与标准数据之间的转换

采用面向对象的方法 ,针对两种数据不同的组织形式 ,提出了一种较为实用的实现两者之间相互转换的方法。它包括MapInfo格式数据到标准格式数据的转换、标准格式数据到MapInfo格式数据的转换两个模块 ,在图形数据转换的基础上 ,做到了图形数据与相应属性数据的匹配     

Enrichment of topographic road database for the purpose of routing and navigation

With growing demand on multi-purpose or multi-modal navigation, the route calculation needs to traverse semantically enriched road networks for different transportation modes. Currently, operational route planning algorithms reveal rather limited performances or their potential for comprehensive applications are constrained by the unavailable or insufficient interoperation among the underlying geo-data that are separately maintained in different spatial databases. To overcome this limitation, a novel approach has been proposed to integrate the routing-relevant information from different data sources, which involves three processes: (1) automatic matching to identify the corresponding road objects between different datasets; (2) interaction to refine the automatic matching result; and (3) transferring the routing-relevant information from one data-set to another. In process (1), the Delimited Stroke Oriented algorithm is employed to achieve the automatic data matching between different datasets, which has revealed a high matching rate and certainty. However uncertain matching problems occur in areas where topological conditions are too complicated or inconsistent. The remaining unmatched or wrongly matched objects are treated in process (2), with the help of a series of interaction tools. On the basis of refined matching results after the interaction, process (3) is dedicated to automatic integration of the routing-relevant information from different data sources.     

关于PDF与跨平台发行文件的解决方案

PDF是Adobe公司开发的一种可以跨平台的文件格式。文中主要探讨了PDF文件格式的特点与应用，将其与PostScript进行了对比说明，并介绍了PDF的工具软件与PDF的制作和网上发布方法，以及如何利用PDF跨平台发行文件。     

地学信息系统中自适应数据访问机制初步研究

自适应数据访问机制主要是指针对不同类型的商业数据库系统,建立其自有的数据类型、数据结构和数据字典等,基于适宜的数据访问引擎,采用统一的友好的用户交互界面,在软件开发和软件使用的过程中自行组织和选择,形成访问数据库的机制,实现不同软件版本的开发。在多个地学信息类软件系统的开发过程中,均建立了自适应数据访问机制,这种开发方式既大大节省了软件的生产周期,也提高了软件的生产效率。     

CAD制图数据与DLG建库数据的转换

CAD制图数据和DLG建库数据是对空间对象的不同描述,CAD数据侧重于地图显示与输出,DLG数据侧重于空间分析。利用现有的CAD数据建立DLG数据库,可实现高效、快速的数据转换。研究了2种数据的本质区别,指出了制图过程导致的差异,从概念角度提出了数据转换的方法,并以实例验证了数据转换的可行性。     

山西省1∶10 000地形数据库图库一体化的设计与实现

随着数字测绘时代的开启,作为同一空间要素的不同表达形式,GIS的地形数据和制图数据以各自独立的设计思想和生产技术手段在不同的领域发挥着重要作用,但地形数据与制图数据的分离已不适应多专业领域不同层次综合应用和分析的需求。所以本文根据山西省1∶10 000标准分幅数据现状,基于Arc GISEngine开发了相关程序,并利用1∶10 000制图数据管理工具试生产了一批图库一体化的标准1∶10 000分幅数据。