一种基于ArcGIS的LiDAR点云数据生成等值线的方法

对于LiDAR点云数据,采用传统方法(由TIN直接生成)提取的等值线平面位置抖动大,锯齿多,存在破碎的线段和独立的多边形。提出了一种基于ArcGIS 10.2的LiDAR数据提取等值线的方法:首先创建LAS Dataset,然后构建Terrain数据集细化数据,再转换为栅格构造更为平滑的表面,最后通过栅格表面提取等值线。某海岸船载LiDAR数据的对比分析表明:该方法通过栅格化点云的方式抑制了高频噪声,具有速度快、等值线平滑的特点。     

滩涂机载LiDAR点云数据滤波方法研究

机载LiDAR点云数据滤波是制作高精度数字地形产品的重要环节。通过分析常用滤波算法基本原理、滩涂机载LiDAR点云数据的特点,提出了一种基于潮汐水位高程约束,移动窗口滤波与三角网渐进加密滤波组合的滤波方法。试验表明:该滤波方法获取的滩涂地形有效点云数据质量与人工滤波结果相当,在一定程度上提高了滩涂区域机载LiDAR点云数据滤波的效率,为快速获取滩涂区域数字高程模型提供了有效途径。     

江苏滩涂机载LiDAR测量数据处理技术

江苏滩涂地理环境特殊,采用常规测量方法作业难度较大。结合工作实际,总结了江苏滩涂测量发展、滩涂测量的必要性和特点。按照《海道测量规范》要求,分析了机载LiDAR测量技术应用的能力和可行性。基于已有机载LiDAR数据源,完成了机载LiDAR数据处理技术设计,为江苏滩涂机载LiDAR测量技术的应用奠定了基础。     

移动平台下栅格海图数据快速显示方法研究

移动平台下移动式ECDIS开发的基础且关键环节为海图数据的前台快速调度显示。受制于移动平台硬件弱点,数据显示调度前,需对原始数据进行瓦片金字塔模型化处理。以栅格海图数据为例,通过栅格海图数据瓦片金字塔模型构建与组织,利用瓦片快速定位和三级缓存机制实现了移动平台下栅格海图数据前台快速显示,并通过实验验证了方法的可行性。     

一种基于无线传输的海岸气象监测的实现方案

基于无线通信技术,为近岸的海洋气象数据实时传输提供了一套经济、安全、有效的方案。利用无线传输模块XStream—PKG模块搭建无线的RS-232数据链路,采用VisualBasic6．0作为工具所开发的监控软件,成功地实现了数据的有效传输。     

低空旋翼无人机载LiDAR系统在海岛测绘中的应用

低空旋翼无人机载LiDAR系统通过无人机平台集成三维激光扫描仪、定位定姿系统(Positioning and Orientation System,POS)为快速获取海岛、海岸带等测区地理信息提供了一种新的解决方案。首先比较了旋翼无人机LiDAR系统与传统机载LiDAR系统的不同之处,然后在海岛测绘实例中分别使用中海达ARS-100机载LiDAR系统和华测AS-300H机载LiDAR系统进行了同一海岛地形测绘,期间使用GNSS RTK技术采集地面特征点三维坐标作为校核点,检验了两种国产旋翼无人机载LiDAR测量系统在海岛测绘中的定位精度,实验结果表明两种国产设备绝对精度均达到±10 cm以内,验证了旋翼无人机载LiDAR技术在海岛礁测绘中的可行性。     

可视化水下航行体控制系统数学仿真软件设计

提供一种水下航行体控制系统数学仿真软件的设计方案,在该仿真软件平台上可以完成水下航行体控制系统数学仿真研究、水下航行体水动力参数辨识实验和实航内测数据及仿真实验结果三维可视化显示。详细设计了该软件包含的 4 大模块：水下航行体数学模型及仿真模型模块、控制算法模块、流体动力参数辨识模块和图形界面人机交互模块,并对仿真模型的配置做了简单介绍。     

基于物联网的土壤盐渍化实时监测管理系统设计

全球约有10亿ha的土壤受到盐渍化的危害,对其的监测、评价、预警对于农业开发及粮食增产具有重要的指导意义。基于物联网技术研发了一套原位滨海盐渍土的监测管理系统,系统包括上位机、下位机及传感器终端。其中传感器终端采用四针型传感器进行测量,同时测量温度和含水率等参数以对电导率进行校正。下位机由中央控制模块、通讯模块、测量模块及电源管理模块组成。中央控制模块采用CC2530微控制器,而通讯单元则采用GTM900-C GSP/GPRS通讯模块进行数据的原位传输。上位机采用兼容性与扩展性良好的MVC架构,数据调用采用Data Service和Map Data Service模块相结合,以实现数据的空间和图层的同步调用功能。此外,网络协议软件和客户端应用程序的设计使得整个监测系统可以时分发、存储、查询和管理测量土壤盐化数据。该套系统的设计研发为滨海盐渍土的开发管理提供了一种新的手段。     

海洋调查测量信息系统(二):应用软件

针对调查测量任务、数据管理和人机交互操作的需求,设计了由系统管理模块、调测管理模块和辅助功能模块组成的应用软件,为调查测量信息系统提供了软件支撑,实现了系统配置管理、调查测量任务规划和作业指挥控制、调查测量信息的显示存储和设备实时监控,有效提升了调查测量船数据信息综合管理和测量作业的集成化、自动化水平。     

水质监测浮标数据采集和接收系统设计及其应用

1)文章设计了水质监测浮标数据采集系统, 该数据采集系统包括CPU模块、控制保障模块、通讯定位模块以及接口扩展模块; 采用CF2主板为CPU模块, 辅助以单片机为核心的多功能板, 主要用于完成采集数据、保存数据、通讯等工作; 控制保障模块设计有双“看门狗”, 实现了无人值守、全天候、全过程安全工作。2)文章还设计了水质监测数据远程接收系统, 该远程接收系统主要包括数据接收模块、数据处理模块、系统预警模块和数据显示模块等四个部分, 具有操作简便、自动化程度高、图形显示直观简洁易读等特点, 实现了数据接收、存储、显示及预警等功能。     

一种针对滩涂LiDAR强度信息的条带噪声修正方法

针对滩涂机载激光雷达(LiDAR)数据的强度信息中存在的条带噪声,提出一种基于非线性RANSAC拟合强度联合直方图的修正算法。所提方法首先利用两个航带重叠区域数据的最近点构建强度联合直方图,之后强度联合直方图上利用二阶多项式构建归一化模型,再利用非线性RANSAC算法对二阶多项式进行拟合,最后利用拟合的二阶多项式对一条航带的数据进行强度修正,从而消除两个航带点云强度信息的不匹配现象。实验表明,相比于直接利用权重最小二乘法或RANSAC方法匹配联合直方图的强度修正方法,本文方法修正效果更好,且修正后航带重叠区的点云强度具有更好的同质性。     

边远岛视频监测数据可视化模块的设计与实现

边远岛利用与监控综合数据处理系统是集信息发布、信息提取与分析模块集成、数据管理等功能集成的综合性系统.针对系统中视频监测数据不方便管理和显示的弊端,设计并实现了一种基于开放式、模块化、面向对象设计(OOD)思想,运用Visual C#语言编程,ADO.NET访问数据库的边远岛视频监测数据可视化功能模块.     

基于机载LiDAR与潮汐推算的海岸带自然岸线遥感提取方法研究

海岸线对于海岸带保护与管理具有重要意义。海岸线现场测绘施测周期长且在地形复杂的区域施测难度大,基于遥感影像的海岸线判绘对解译人员的要求高,难以获取严格意义的海岸线。针对上述问题,本文提出一种基于机载LiDAR与潮汐推算的自然岸线遥感提取方法:基于机载LiDAR系统获取的航空正射影像解译瞬时水边线,应用LiDAR系统提取的DEM和建立的高程系统转换模型,通过潮汐数据推算研究区域的海岸线。通过与“908专项”航空遥感调查岸线结果比对,按本文方法所提取的3种自然岸线(砂质岸线、基岩岸线和淤泥质岸线)的均方根误差分别为1.66,5.23和32.48 m。结果表明,该方法可用于砂质岸线和基岩岸线的提取,且具有无需开展现场测量工作的优势,可提高海岸线提取的效率。     

基于无人机多源遥感数据海岛植被叶面积指数协同反演研究

无人机多源遥感数据的获取、融合以及应用是当今研究的热点和难点。文中以城洲岛为例,针对海岛特殊的地理生态环境,获取无人机多源遥感数据。结合无人机多光谱遥感数据定量分析各遥感植被指数与植被叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)的响应关系,构建单因子遥感反演模型;基于无人机激光LiDAR点云提取海岛植被冠层高度模型(Canopy Height Model,CHM),并将其作为自变量引入到多源统计回归分析中,从而构建多源遥感数据协同反演模型,对区域尺度下海岛叶面积指数(LAI)进行估算,开展验证和精度评价。结果显示,加入植被冠层高度因子的协同反演模型的判定系数R2为0.92,绝对平均误差系数为12.29%,预测精度要优于单因子反演模型(判定次数R2为0.86,绝对平均误差系数19.95%)。研究表明,加入了植被冠层高度因子的协同反演模型能在一定程度上提高乔木植被LAI的预测精度。实践证明,无人机多源遥感技术在生态学定量研究中具有巨大的潜力和广阔的应用前景。     

基于Landsat-8遥感影像和LiDAR测深数据的水深主被动遥

主被动遥感结合反演远海岛礁周边水深信息,不仅可以有效弥补传统测深方法覆盖范围小且费时费力的不足,也可为航运安全、海洋减灾、生态环境保护等领域提供基础资料。以夏威夷瓦胡岛周边水深反演为例,应用Landsat-8多光谱遥感数据和机载Li DAR测深数据,开展了不同密度Li DAR测深数据对水深多光谱遥感反演精度的影响分析、不同水深网格化处理方法对水深遥感反演结果的影响分析和基于少量Li DAR控制区块的大区域水深反演能力分析三方面的研究工作。结果表明:(1)Li DAR测深数据密度的改变对水深反演结果的影响不大,变化后的水深反演结果与原始的水深反演结果相比,平均相对误差变化在0.3%以内,平均绝对误差变化在0.03m以内;(2)采用均值格网处理方法的多光谱遥感水深反演精度要略高于采用中值格网处理方法的水深反演精度,具体体现在均值的平均绝对误差要比中值的低0.04~0.05 m,平均相对误差低1%~10%,反演结果的残差分布显示在0~2 m和20~25 m的水深段内均值统计法的残差分布更集中且其平均值接近于0 m,而在其它水深段二者的残差分布基本相同;(3)基于少量Li DAR控制区块的大区域遥感水深反演结果较为理想,两个检查区块的水深反演结果 R2、平均绝对误差和平均相对误差分别为:0.877,1.66 m,3.5%和0.941,1.62 m,28.4%。反演结果分段分析表明各水深段内反演的精度都比较理想,平均绝对误差除20~25 m水深段外,均低于2.5 m,平均相对误差除0~2 m,2~5 m外,均低于25%。     

基于机载激光技术的浅海水深测绘应用分析

受船载仪器、海况等要素限制,传统水深测量中浅水区域无法对浅海水深进行测量。为克服此困难,利用近年来新兴的机载激光测深系统(light detection and ranging system,简称LiDAR)进行浅海水深测量,用LiDAR获取的点云数据进行处理后得到的水下地形等深线与海图图载水深进行直观对比,同一坐标点下的点云水深与截图水深进行定量分析。结果表明,LiDAR获取的水深精度高,水深点密集,可更快获得浅海区域详细的高精度的水下地形。这些优点使其在近岸浅海海岸防护、围海造田、港口建设等海洋工程项目中应用前景广阔。此外目前国内LiDAR技术主要用于陆地,应用于浅海水深测绘还很少,本研究对机载LiDAR进行水深测量的研究进行了补充。     

基于激光雷达的海滩垃圾快速识别

全球日益增多的海滩垃圾,不仅造成海洋环境污染,严重威胁海洋生态系统健康,也对生物栖息地有着不可估计的影响。如何高效准确地对海滩垃圾进行监测和识别,是处置海滩垃圾过程的技术难点之一。基于此,本文以长江口南汇边滩为实验区,通过在海滩上设置常见垃圾样品,随后利用激光雷达记录的全波形数据和BP神经网络模型,以快速鉴别海滩垃圾类型。结果表明:基于激光雷达提取的垃圾全波形数据中回波振幅和回波宽度的差异,可用来识别海滩垃圾。构建的BP神经网络可有效将海滩垃圾分为泡沫类、布类、金属类、纸类及塑料类,最高识别率达到79%。此外,由于不同材质海滩垃圾的原材料成分存在相似或同质,会对精确识别区分垃圾类型造成一定的干扰,从而影响神经网络的识别率。可见,将激光雷达应用于识别海滩垃圾,为海滩垃圾的监测提供了新的方法。     

机载LiDAR点云的Delaunay三角网快速生成算法

为了提高机载激光点云的Delaunay三角网生成效率及稳定性,基于分块算法的思想,改进了点云数据的分块方式,利用点云的凸包及重心点进行数据分块,并结合子块中激光点个数阈值进行三角形子块的细分,从而避免了传统子块合并过程中复杂的相邻三角形搜索及优化处理,仅需简单的一步优化即可完成相邻子块的合并,大大提高了算法的效率。经实验证明,该算法简单、高效且稳定性好,尤其对于大数据量的机载LiDAR点云Delaunay三角网生成具有明显的优势。     

基于WebGIS技术的PANDA断面海洋主题数据库系统可视化查询的设计与实现

在PANDA断面海洋主题数据库开发项目的背景下,通过对系统总体结构的分析,确认了多种查询方式的组合方案.基于WebGIS技术,经过个性化的定制和开发,提出并实现了可视化查询的解决思路,简要说明了可视化查询模块的实际运行情况.结果表明基于webGIS能够高效地实现可视化网络数据共享系统的数据查询功能,丰富系统的显示和查询手段,进而促进海洋环境数据的共享和应用.