非专业弱关联影像的地理配准及其精度评估

由非专业弱关联影像自动化构建的三维地理空间模型是地理空间信息的重要来源。非专业弱关联影像在三维重建后必须经过地理配准,具有了绝对地理空间坐标系的位置信息及其准确的空间精度信息后,才有可能成为有效的地理空间信息。本文提出了一种以相机GPS模块获取的地理空间坐标为依据的理配准方法,依据影像的地理空间坐标和其三维重建后得到图像空间坐标的空间相似性,考虑GPS实时测量坐标精度较差和高程测量值不稳定的特点,采用RANSAC方法求解二维和三维两种空间变换参数及地理配准结果。利用差分GPS测量的影像位置数据对地理配准的精度进行了分析,给出了位移、旋转和缩放等误差的定量评估结果,分析了产生错误结果的原因。这种地理配准方法对数据采集设备要求低,过程无须人工参与。试验证明,在参与地理配准运算的照片数量较多时,配准结果正确、空间精度较高。     

GPS数据与低精度底图数据配准方法研究

提出了一种GPS数据与低精度底图数据配准的方法,即利用四参数坐标转换模型与最小二乘多项式结合,在实现GPS数据向底图的坐标系转换后,通过坐标差值拟合实现坐标配准。实验表明,该方法将样本点的GPS数据与底图配准中误差由高于3 m降低至1 m以内。     

融合遗传算法和ICP的地面与车载激光点云配准

车载激光扫描可快速获取大场景点云,由于存在视场限制和遮挡,需地面激光点云作补充。车载与地面点云分别位于大地坐标和局部坐标系统,本文提出结合遗传算法（genetic algorithm,GA）和（iterative closed point,ICP）的自动点云配准方法以统一基准。ICP采用局部优化,效率较高,但依赖初始解;GA为全局优化方法,但效率低。融合策略为当GA配准趋于局部搜索时,采用ICP完成配准。GA配准以地面激光扫描仪内置GPS测量粗略位置限定优化搜索空间。为提高GA配准精度,提出了最大化归一化匹配分数之和（normalized sum of matching scores,NSMS）配准模型。实测数据试验验证了NSMS模型的有效性,GA配准均方根误差（root mean square error,RMSE）为1~5 cm;融合配准比GA配准效率高约50%。     

基于ArcGIS Engine的矢栅基础地理数据空间转换方法研究

随着2000国家大地坐标系的正式启用,实现基础地理数据不同坐标系间的空间转换具有重要意义和实用价值。基于Esri二次开发组件ArcGIS Engine所提供的空间转换和影像配准接口,讨论ArcGIS平台坐标转换和投影变换方法,采用C#语言设计开发空间转换系统,并进行转换误差分析,验证该转换方法的实用性和可靠性。     

GPS/GSM车辆定位跟踪系统中电子地图配准问题

通过GPS/GSM车辆定位跟踪系统中电子地图配准的基本原理以及误差来源的分析和误差模型的建立,,对野外车载GPS采集的数据进行坐标转化及相应处理,在相应的硬件配置条件下,实现与电子地图的配准。尽量减小车辆导航与监控应用中GPS定位测量结果与数字地图的配准误差。     

局域GPS技术应用于工业测量

室内GPS(In-doorGPS)定位系统是参照空间角度前方交会测量原理制造出的非正交坐标系测量系统,由于和GPS定位的原理非常相似,也称为室内GPS(In-doorGPS)定位系统。介绍了系统的组成形式、测量原理、精度分析,并对工程化和应用做了一些简单的介绍。     

车载全景影像与激光点云数据配准方法研究

全景影像与激光点云的高精度配准是车载移动测量系统中多传感器数据集成处理的关键环节。本文针对车载多面阵拼接全景影像与激光点云的配准问题, 提出了一套高精度的数据配准方法。通过高密度的静态激光点云解算每个面阵CCD在激光扫描仪坐标系下的外标定参数, 以实现单张CCD影像与激光点云在扫描仪坐标系下的配准, 在全景拼接过程中全景影像与单张CCD影像精确的映射关系已知, 利用扫描仪坐标系、POS坐标系及WGS-84坐标系间的转换关系即可获得全景影像与激光点云在物方坐标系下的动态、高精度的配准参数。试验表明该数据配准方法精确可靠、适用性强, 能满足基于全景影像与激光点云数据融合的城市道路竣工、部件采集、目标提取、三维重建等高精度量测应用需求。     

光束法区域网平差的地面激光扫描多站点云自动定向方法

地面激光扫描（Terrestrial Laser Scanning）用于工程测量,需通过有限视场、不同视角、不同空间分辨率的多站扫描,多扫描站的自由坐标系下的点云需要纳入到工程指定坐标系。我们以摄影测量的空中三角测量理论为基础,提出基于光束法区域网平差的地面多站点云自动整体配准理论,包括配准标志的布设测量、全区域网的构建、光书法区域网平差。实验表明,配准后点云平面点位中误差为20.8mm,高程中误差为9.7mm,证明了配准的高精度和可靠性。     

无人机数字影像配准技术研究及精度分析

无人机数字影像配准技术是无人机航空摄影测量的基础技术之一。针对无人机遥感影像配准问题,本文选取地物特征点进行坐标系投影变换,从而确定影像空间位置,完成影像配准工作,并进行精度评定。研究表明：(1)通过手动选取控制点进行坐标拟合,可有效将TIF和JPEG影像进行配准。(2)基于灰度共生矩阵的特征点匹配法具有较高的配准精度,基于相位相关的区域配准法适用于处理大面积的影像配准问题。(3)利用TIF影像数据配准精度较高,JPEG影像数据更便于传输与存储。(4)配准的最佳方法取决于所应用的场景。     

车载MMS激光点云与序列全景影像自动配准方法

提出一种车载移动测量系统（MMS）激光点云与序列全景影像自动配准方法。首先采用层次化城市场景目标提取方法自激光点云提取天际线矢量,在全景影像中经虚拟成像与分割角点提取算法生成天际线矢量。然后,将提取结果作为几何配准基元,构建配准基元图,通过最小化配准基元图编辑距离进行匹配,组成共轭配准基元对,解算2D-3D粗配准模型,获得全景影像与LiDAR点云参考坐标系之间的初始转换关系。最后,为消除几何配准基元提取与匹配误差对配准结果的影响,自序列全景影像虚拟成像影像生成多视立体密集匹配点云,继而使用变种ICP算法优化其与激光点云数据间3D-3D配准参数,间接优化全景影像与激光点云间的配准参数,精化配准结果。试验结果表明,本文提出的自动配准方法可以实现车载MMS激光点云与序列全景影像的1.5像素级自动配准,配准成果可应用于真彩色点云生成等点云/影像数据融合应用。     

一种基于WKT自动填充空间坐标参考系到Oracle Spatial的方法

由于多种原因,许多区域空间数据采用了OGC(Open Geospatial Consortium,开放地理空间信息联盟)定义的WKT(Well-known Text,熟知文本)规范建立了自定义坐标系,如何将这些自定义坐标系增加到空间数据库Oracle Spatial中是一个亟待解决的问题。本文把自定义坐标系中的WKT转换成OGC中定义的坐标系对象,根据坐标系对象的参数,把坐标系增加到空间数据库Oracle Spatial中,并使用目前非常流行的Google(谷歌)投影作为示例进行了验证。结果表明,该方法实现将自定义坐标系添加到Oracle Spatial中,并且具有快速、高效、通用等优点。     

曲线坐标系下线状要素名称注记定位模型的研究

提出了在数字空间描述线状要素的一种曲线坐标系,给定了在该坐标系下确定线状要素名称注记定位点的模型体系,并结合注记配置规则,对线状要素名称注记字隙的确定进行了建模,最后提出了曲线坐标系下线状要素名称注记优化配置的宏观逻辑。此方法、模型体系正确可行,实施简单。     

基于线定向设站法建立独立坐标系的探讨及其应用

线定向设站是指全站仪任意设站后,分别测量两个特征点,并以第一个点为坐标原点,第二个点为X轴或Y轴方向,建立独立坐标系并解算测站空间坐标及方位角的设站方法,通过该方法可方便测量出空间特征点至某铅锤面的垂直距离。以徕卡TS60全站仪为例,本文介绍了线定向设站的作业流程及方法,对设站建立的独立坐标系的模型进行了探讨,并以某厂房内单梁桥式起重机两根平行钢轨的变形测量为例,介绍了该方法在工程测量中的应用。     

具有抵偿面任意带高斯正形投影直角坐标系的选择

一项工程的开始首先要选择正确的坐标系统,坐标系统选择得是否合适对整个工程质量至关重要,因此,我们要把坐标系统的选择作为首要重点工作对待。对于项目工程而言,建立独立坐标系统的目的是使投影长度变形控制在允许的误差范围之内。高斯-克吕格投影所建立的平面坐标系,或简称高斯平面直角坐标系,是大地测量、城市测量、普通测量、各种工程测量和地图制图中广泛采用的一种平面直角坐标系。本文根据正形投影的长度综合形变公式,推导出最佳方法。理论和实践均表明,该方法简洁、有效,能较好地抑制投影过程中的边长形变。本文就工程实践,介绍一种选取方法,研究建立城市抵偿坐标系解决变形问题。     

方位角的GPS测量方法

主要研究利用GPS测量方位角的方法,将WGS-84空间直角坐标转换成站心坐标的模型,介绍了如何利用模型计算两点间的方位角。通过算例计算了两点间的方位角,并进行了精度评定。     

我国建立现代大地基准的思考

提出了现代大地基准要考虑和顾及高精度、涵盖全部国土、三维、地心、动态、国际接轨等6个要素。建议在国家GPS2000网的基础上，进一步加密GPS网点和永外性跟踪站，构建有足够数量和密度合理分布的新的大地坐标框架点。现代大地基准应为用户在我国任何地点、任何时间测定高精度的三维地心坐标提供可靠的地理空间基础框架。     

非直视区域的普通平面镜辅助地面三维激光扫描方法

地面三维激光扫描是获取对象表面几何信息的主要方法之一,扫描对象的完整性是三维激光扫描数据获取的基本要求。为解决实际扫描过程中,因作业空间受限等原因引起的扫描死角而导致点云缺失的问题,本文根据平面镜反射光线原理提出了针对非直视区域的普通平面镜辅助激光扫描数据的获取方法。分析了普通平面镜对激光光束传播路径与距离的影响机理,推导了激光扫描经普通平面镜反射像点对应的物点坐标解算方程;顾及激光扫描特性,设计了包含球标靶和普通平面镜的镜面反射系统,阐述了系统构建、系统检校与系统坐标系构建方法;并通过试验验证了本方法的可行性和精度。     

方位角的GPS测量方法

主要研究利用GPS测量方位角的方法,将WGS-84空间直角坐标转换成站心坐标的模型,介绍了如何利用模型计算两点间的方位角。通过算例计算了两点间的方位角,并进行了精度评定。     

我国大地坐标系的换代问题

首先指出了我国现有大地坐标系在先进性和实用性方面存在的问题，提出了我们面临的选择与采用地心坐标系的建议，然后就地心坐标系的定义和实现、参考椭球常数、正常重力公式等问题提出了初步意见，并就坐标系改变对旧地形图的影响问题进行了研究。我国大地坐标系应由局部坐标系更新为地心坐标系。我国大地坐标系的定义应与IERS(国际地球自转服务)协议相一致，采用国际常用的参考椭球和正常重力公式。本文提出的参考椭球和正常重力公式符合这些原则，提出的地形图坐标系变化改正方案应是基本可行的。     

2维DLT变换用于建筑物变形监测的试验研究

直接线性变换(D irect LinearTransformation)解法是建立观测点像方空间坐标和同名点物方空间坐标之间直接线性关系的算法。本次试验通过使用普通数码相机,并应用2维直接线性变换进行了建筑物变形监测的试验研究,试验结果表明,使用普通数码相机代替常规测量方法能够满足变形监测三等精度要求。