基于射线追踪的视场范围算法

在海量地形数据可视化技术中，视场范围计算方法直接影响显示效率。本文提出了基于射线追踪法的视景体投影算法，投影后在二维平面上进行二次裁减。试验表明，该算法具有较高的效率。     

一种沿公垂线方向投影的城市地下管线高效精准碰撞检测算法

城市地下管线碰撞检测对于管线设计、管线探测、城市安全等具有重要意义。针对当前城市地下管线碰撞检测算法精度低、效率不高且较多依赖现有商用平台的问题,提出了一种沿公垂线方向投影的城市地下管线高效精准碰撞检测算法。该算法将两管段的三维空间关系归结为共面和异面两大类,当管段中心线呈现平行、共线、相交等共面空间关系时,直接利用管段中心线的几何关系及两管半径大小进行判断;当管段中心线呈现空间异面关系时,则首先沿公垂线方向进行投影变换,实现空间降维,然后结合圆与椭圆之间的最值求解方法计算管段之间的最小表面净距,从而实现精准碰撞检测。实验结果表明,该算法对三维空间管线不仅具有精准的碰撞检测结果,而且具有良好的计算效率。     

一种利用镜像理论的射线跟踪改进算法

针对射线跟踪算法计算速度慢、计算精度低的问题,提出了一种高效的射线跟踪算法。该算法基于镜像理论,通过正向搜索建立可视多边形、棱边和场点,构建虚拟源点层次树,反向搜索建立射线传播路径,同时将数据库高效的检索技术贯穿在整个流程中,加快了计算速度,实现了三维环境下电磁波场强的预测。仿真结果表明,该算法具有良好的预测精度,可为三维城市中电信基站的辅助决策提供依据。     

设施POI分布热点分析的网络核密度估计方法

设施POI(point of interest)在城市地理空间中往往聚集分布,呈现热点特征。对该类POI分布热点的分析大多采用基于欧氏距离的空间密度估计,忽略了城市空间通达、连接是沿着街道路径的事实,从而很难准确、客观地反映城市功能的热点布局。本研究针对该缺陷,利用基于网络路径距离的核密度计算方法确定热点的区域密度,并提出了一种简单、高效的网络分析算法。该算法扩展二维栅格膨胀操作,以一维形态算子的连续扩展计算POI在网络单元上的密度值,通过评价试验表明,该算法比现有算法具有更好的性能和可扩展性。通过实际POI数据分析发现,考虑街道网络约束的热点范围可凸显设施功能沿交通网络布局的空间特征,为区域规划、导航以及地理信息查询等应用提供有价值的空间知识与信息服务。     

基于改进SVM算法的高分辨率遥感影像分类

针对面向对象高分辨率遥感影像分类样本维数多、数据量大的特点,提出了一种简单的支持向量机(support vector machine,SVM)改进算法。首先对原始样本数据进行主成分分析(principal component analysis,PCA)实现降维,对降维后的样本数据进行SVM分类器训练,利用网格搜索法得出降维数据的最佳参数;以此参数作为基准,对基于原始样本数据的SVM分类器参数搜索范围进行重新设定,从而快速获取原始样本数据的最佳SVM分类器参数,并实现分类。利用2景World View2高分辨率影像分别对城市土地利用以及林木树种进行分类实验,比较分析传统SVM算法、仅基于PCA降维样本数据的SVM算法以及改进的SVM算法在分类精度与效率方面的差异。实验结果表明,改进的SVM算法能够快速有效地寻找最佳SVM分类器参数,并获得较高的分类精度。     

一种面向异常检测的高光谱图像降维算法

针对高光谱数据预处理中传统降维算法的不足,文章提出采用线性局部切空间排列(LLTSA)算法进行降维,并在低维空间中,以数据点到背景流形的最小距离为度量进行异常目标检测。面向异常目标检测问题的降维算法,需要考虑计算量和异常污染两个问题:为减少计算量,选择图像中一部分具有代表性的训练数据进行LLTSA降维并求取用于泛化的投影矩阵;为避免异常信息对背景特性的影响,应该选择不含异常的背景训练数据建立背景流形。背景训练点的选择基于递归多层分割算法,结合分割块的大小和分割块被近邻点重构的误差,去除分割结果中可能包含异常的区域并尽可能多地保留背景信息。实验结果表明LLTSA可以利用少数特征有效区分背景和异常,基于LLTSA的检测算法比经典RX和核RX算法具有更好的异常检测性能。     

侧扫声呐图像分割的中性集合与量子粒子群算法

针对现有的侧扫声呐图像分割方法存在分割准确率不高和效率偏低的问题,提出了一种基于中性集合和量子粒子群算法的侧扫声呐图像阈值分割方法。通过基于中性集合计算图像灰度共生矩阵,实现了侧扫声呐图像精细纹理的表达,提高了分割精度;基于二维最大熵理论,采用量子粒子群算法计算二维最优分割阈值向量,实现了分割阈值向量的快速准确获取,提高了分割效率和精度。最终实现了高噪声侧扫声呐图像目标的准确、高效分割。通过对含有不同目标的侧扫声呐图像的分割试验,验证了该算法的有效性。     

基于GIS的复杂环境空间通达性预测方法研究

在野外无拓扑道路的空间环境中进行快速行军和野外抢险工作时,快速准确地实现空间目的点最佳路径的构建,是提高行军和抢险效率的关键。针对复杂空间环境中路径搜索问题,提出了一种基于GIS的复杂环境空间可达性预测方法。引入高程、坡度、植被等地形因子,通过对地形因子权重关系的分析,实现算法的改进。利用GIS技术结合改进A*算法,实现对空间地域通达性的预测,为空间复杂环境中的最佳路径搜索和选择提供决策支持。以桂林市某山区地形DEM数据为例,采用改进A*算法实现空间最佳路径的分析和计算。仿真和实测结果表明,该方法具有一定的实用性。     

基于四叉树索引和双缓存机制的GIS动态可视化模型设计与实现

针对GIS数据的多维、海量、动态性等特点,本文设计了基于四叉树和双缓存机制的GIS动态数据可视化模型,并详细地介绍并阐述该模型的数据存储规格和数据可视化方法及其特点。基于四叉树索引结构和多线程双缓存机制,构建GIS动态数据可视化模型,探讨多线程分层绘制动态对象方法和GIS空间数据库实时更新方法,实现GIS海量数据的动态化、序列化、实时可视化表达。并测试对比了常见可视化算法与本算法之间的显示效率,发现本研究算法针对多种GIS图形类型、大数据量GIS数据显示,均有较高的效率提升,实验证明该方法稳定可行,可为其他GIS动态数据的可视化提供参考。     

多级存储优化的大规模全局光照快速计算

针对大规模复杂场景渲染的全局光照计算量大从而影响其渲染实时性的问题,提出了一种基于多级分辨率纹理存储结构的改进体素锥追踪全局光照算法。算法首先采用基于人眼视觉特性的多级分辨率纹理存储结构高效存储光照信息,并在直接光照计算时,结合存储结果特点,然后采用混合存储的GPU硬件加速与无贡献节点丢弃的软件加速相结合方法,进一步提高光照渲染效率,最后基于多级纹理及闭合体节点自适应合并对锥波滤器进行改进,实现全局光照的高效计算。试验结果表明,改进算法减少了光照计算量,降低了系统内存占用,并取得了与经典算法相近的场景光照渲染效果,从而验证了其在大规模光照计算的有效性。     

论我国城市群的聚集方式和特色

如果对我国这些初露端倪的城市群进行比较就会发现,我国城市群的形成和发展虽然借用了国外城市群的理论和概念,但自一开始就表现出了自己的特色,它们既有和国外城市群发展相似之处,也表现出自己鲜明的特点。     

智慧城市的理论与落地建设

指出智慧城市=数字城市+物联网+云计算+智慧应用,智慧应用是智慧城市的落脚点。分析总结了智慧城市与数字城市相比的3个共同点和5个不同点,提出了智慧应用与数字应用的区别,并指出物联网、云计算、二三维一体化GIS技术、移动GIS技术是当前智慧城市建设的4大技术特征。文中还介绍了Supermap两个中心(云服务中心和城市运行管理中心)+n个应用的智慧城市务实解决方案。     

遥感技术在城市研究方面的应用探讨

遥感技术是二十世纪快速兴起的一门技术学科．目前在城市研究中得到了广泛的应用。本文介绍了城市典型地物(水体、植被、道路以及工矿建筑等)的波谱特性，在此基础上探讨了遥感技术在城市规划与城市环境方面的应用。     

数字城管基础部件巡检系统的研究与实现

数字城管是城市发展的必然趋势,应用数字化、信息化的手段来进行城市管理能够提高城市管理人员的工作效率,及时解决城市基础部件出现的问题。城市部件是数字城管的基础要素,数字阜新地理空间框架建设项目,围绕数字城管部件信息的采集、巡检、回传等问题展开研究。基于移动地理信息系统,在．Net Framework框架下,以Windows Mobile为开发平台,运用面向对象的语言C#语言开发了数字城管基础部件巡检系统。初步实现了城市部件数据的加载,移动数据采集和属性更新的实时性,通过Socket通讯技术与后方服务器进行实时的数据传输。     

基于空间基本网格的城市公共管理体系

针对网格化城市管理机制中网格的空间划分方法,拓展并提出利用空间基本网格作为构建城市公共管理体系的基石,分析了空间基本网格的含义和特征,指出其空间划分的关键问题、技术路线和地理编码,并提供了一个成功实例。     

智慧城市建设中的数字孪生与元宇宙探讨

随着城市管理和空间大数据、5G、人工智能等新型技术的深入结合,新型智慧城市相关的应用成为地理信息行业领域与社会重点关注的对象。本文主要介绍了智慧城市的背景与概念、理论与技术,阐述了数字城市、智慧城市及数字孪生城市三者的关系,总结了数字孪生城市现状及趋势,并探讨了元宇宙时代的智慧城市。智慧城市的萌芽期依靠空间信息技术、数据库技术、虚拟现实技术及计算机网络技术等构建数字城市,发展期在数字城市基础上融合人工智能技术、物联网技术、云技术及时空大数据技术等建设新型智慧城市,建设期结合新型智慧城市相关技术和实景三维技术等实现数字孪生。展望了跨时代的元宇宙智慧城市,或许会在数字孪生的基础上融合增强现实、扩展现实、脑机接口与体感设备等技术或设备,实现人类生活在两栖世界的美好憧憬。     

基于City-3 D 3维城市场景的制作

随着“数字地球”、“数字城市”概念的不断深化，作为“数字城市”最基础、最关键的技术“3维城市场景的制作”已成为数字化测绘的新技术亮点；本文在讲述3维城市场景制作的一般原则、方法和关键技术的基础上，着重讲解了在City-3D软件下制作城市3维场景的基本步骤和具体实施方案。     

海口市规划信息化测绘体系建设

探讨了规划信息化测绘的概念、基本特征、定位、服务内容和方式,总结了勘测单位为海口市规划管理提供测绘服务而建立的测绘服务体系,并提出几点措施深入推进面向服务的城市规划信息化测绘体系建设,为城市规划管理建立了完善的信息化动态测绘跟踪服务体系。     

虚拟城市建设方法与技术探讨

随着虚拟现实技术的发展,虚拟城市作为数字城市的重要组成部分也得到了快速发展。以虚拟城市建设特点为依据,论述了城市三维建模的基本理论和技术,包括建模方式、模型要求、数据组织等方面的内容,并提出了相应的实施建议和解决方案。     

GPS RTK技术及其在“数字城管”中的应用

概述了RTK技术作业模式的基本原理,分析了RTK技术的误差来源及解决对策,讨论了RTK技术在数字城管控制测量及部件测量中的应用。