一种面向室内导航的通行区域模型及其自动提取算法

面向室内位置服务中路径规划与导航的应用需求,提出一种基于栅格空间的通行区域模型及其自动提取算法。首先,在栅格模型基础上引入了相邻栅格和途经栅格,结合具体示例阐述了通行区域模型的基本原理;然后,根据室内地图数据特征,通过室内栅格模型初始化、通行区域初次提取和邻域融合,设计了通行区域的自动提取算法;最后,选取西单大悦城一楼室内地图数据进行了不同栅格尺度的通行区域自动提取和路径规划试验。结果表明,该算法针对走廊内存在障碍等复杂室内环境具有较好的适用性,并且通行区域模型相比网络模型的路径规划结果更加符合复杂室内环境的路径行走特征。     

基于车道驾驶态势的拓扑构建与路径规划

首先分析了国内外高精度地图车道模型的研究现状,针对车道模型在自动驾驶中的融合应用,提出了一种基于车道驾驶态势的拓扑构建和路径规划方法。车道驾驶态势是指在遵循正确交通规则的前提下驾驶车辆通过车道后将达到的空间方位和通行状态。利用车道驾驶态势可生成车道级可通行区间集合,并构建可通行区间之间的拓扑关系,再利用Dijkstra算法可进行最优路径规划。可通行区间内部通过驶入和驶出接口点列表达可任意变道的拓扑关系,快速完成车道级路径规划,为自动驾驶多源数据融合与二次规划提供基础参考。     

分布式多级道路网的最优路径服务应用系统设计

详细研究了分布式多级道路网的最优路径服务应用系统的设计思想、数据集成方式、服务端和客户端的制定,以及工作流程的表达等,提出一套较为完善的设计方案。从应用实例分析可知,多级道路网的最优路径服务系统是可行的,且路径分析效率较高,能够切实解决大区域道路网路径分析服务的集成与应用问题。     

对等导航服务网格平台的设计与实现

针对网格环境下导航地图数据的共享与管理问题,文章提出以多级分区空间索引目录结构为基础的对等导航服务网格体系结构:分析了对等导航服务网格平台实现的关键技术,并基于Globus Toolkit设计实现了对等导航应用服务网格实验平台,提供了全国范围的地图浏览、定位监控、路径分析等服务。实验结果表明该平台能为位置服务应用提供高效的服务。     

“数字城市”地理空间框架数据建设研究

“数字城市”通过整合大比例尺城市基础地理信息数据为社会提供详尽、准确的地理空间数据服务。完整、规范的地理空间框架数据是“数字城市”的基础。通过对“数字城市”地理空间框架数据技术指标的研究分析,探索科学、高效的数据生产方式,规范数据生产流程,从而为“数字城市”建设提供可靠的数据保障。     

面向服务的地理信息公共平台关键技术研究

地理信息公共平台是数字城市地理空间框架建设的重要内容。基于面向服务的体系架构,本文设计和研究了地理信息公共平台应用的总体模型。空间信息目录服务为分布式地理资源共享集成提供索引,数据在线维护更新和网络空间分析服务实现了多源多专题空间数据的分布式互操作机制。实验采用开放松耦合接口跨部门共建应用模式,在数字城市地理空间框架建设中实践验证本文关键技术具有应用价值。     

基于水流扩展思想的网络空间Voronoi图生成

Voronoi图是地理空间设施分布特征提取的重要几何模型,基于不同的空间距离概念可建立不同的Voronoi图。本研究顾及城市网络空间中设施点的服务功能及相互联系发生于网络路径距离而非传统的欧式距离的事实,针对网络空间Voronoi图模型,建立一种网络空间Voronoi图生成的栅格扩展算法。首先对图结构的边目标剖分为细小的线性单元,称作网络空间的栅格化,引入水流扩展思想,将事件点发生源视为“水源”,以栅格单元长度为扩展步长,让水流方向沿着网络上的可通行路径同时向外蔓延,直至与其他水流相遇或者到达边的尽头。该算法可方便地加入网络图结构中的多种约束,如街道边的单向行驶、结点的限制性连接等实际空间限制条件。通过大规模实际数据的“数字城市”POI点服务范围的试验表明该算法的效率高。     

一种自动提取室内通行网络的方法

针对当前从建筑物设计图中提取通行结点网络的方式存在人工干预过多和效率较低等问题,该文提出了一种自动化构建室内通行网络的方案。在总结当前以CityGML LOD4格式存储的建筑物通行数据存在的各类典型问题之后,进行对应性的数据错误修正和补全;然后结合室内可通行空间特点,引入正交多边形分割算法和邻近关系分析算法,完成室内通行网络提取。实验结果证明,该方法所提取的基于CityGML LOD4文件的基本通行结点网络,能够在保持空间定性连通关系的基础上融合空间定量属性,满足人员室内路径规划应用的多重需求。     

基于3S技术的人防工程管理系统建设

近年来,随着经济社会快速发展,城市地下空间被大量开发利用,作为城市地下空间主体的人防工程管理日趋迫切。为满足人防工程科学规范化管理需求,本文探讨了人防工程管理系统建设方案,该系统基于3S技术和网络技术将地理信息数据、人防工程专题数据、GPS数据在地图上以可视化的方式表现出来,并提供了信息查询、路径分析、预案分析、专题图等多种功能,为人防工程管理提供有效地支持。     

城市空间立体单元在CIM建设中的探索实践

CIM基础平台的建设使得城市大量的时空与非时空数据汇聚,为智慧城市提供丰富数据源的同时,数据的融合使用也遇到了新挑战。本文针对CIM平台建设中多源数据融合存在的问题,利用地球网格空间编码规则、知识图谱、多源语义模型等先进技术和模型,重点研究空间网格与CIM数据融合的关键技术,在CIM1-7成果的基础上提出城市空间单元的概念,构建多层级的三维空间立体单元,实现以城市空间为基本单元的海量城市底板和城市空间的多种要素信息融合,为城市提供更便捷、更安全的城市信息基础服务。     

区域资源环境承载力评价信息平台设计与实现

结合资源环境承载力综合评价技术与方法,设计开发了资源环境承载力评价信息平台。本平台主要实现了资源环境承载力基础数据管理、导入和导出、资源环境承载力评价8大类指标的计算及等级评价、评价结果展示等功能,最终实现资源与环境的科学管理和合理应用,为我国区域协调、生态安全、资源保证能力、重大设施建设、国土开发利用、国土资源规划提供信息服务。同时,也为资源环境承载力综合评价的研究工作提供技术支撑。     

浮动车轨迹点地图匹配及插值算法

针对带有定位误差和异常值的浮动车轨迹点数据,该文设计并实现了滑动窗口最优路径地图匹配算法,在综合考虑轨迹点的空间几何关系和路网拓扑关系基础上,为轨迹点匹配最优道路并纠正轨迹点误差。其次,针对稀疏且时间间隔不稳定的匹配后轨迹点,设计改进的Hermite插值法拟合车辆运动状态,并对稀疏轨迹点进行时序插值。利用南京市出租车轨迹点数据进行匹配算法与插值算法的验证,实验结果表明匹配算法具有较高准确性,插值算法能有效还原车辆行驶状态。     

复杂地理背景下耕地分布监测与形成机理研究

针对复杂地理条件下,遥感影像中地物纹理复杂、光谱多样,耕地难以提取的问题,该文提出了一种基于动态时间弯曲算法的耕地提取方法。采取动态时间弯曲法计算NDVI时间序列的相似性,将耕地与林地、草地等其他有相似物候特征的地物区分开来,并解决不同作物的时间序列曲线的弯曲和平移问题。实验表明,此方法提高了耕地提取的精度,长株潭城市群2013年耕地信息提取的正确率达82.08%,完整率达81.63%。使用景观格局指数定量计算耕地空间分异信息,以经济社会数据作为潜在驱动因子,使用冗余分析方法对驱动因子进行约束性排序分析,结果表明人口因素、经济因素、农业因素是影响长株潭地区耕地分布的主要驱动因素。     

空间尺度上推转换对影像信息的影响分析

针对尺度上推转换在不同空间分辨率遥感影像的应用结果中所产生的光谱扭曲和失真现象未受到普遍重视这一现象。以福建省河田盆地马尾松林样区为研究对象,采用同时相的1～16m卫星多尺度观测影像,基于最邻近法、双线性内插法、三次卷积内插法以及像元聚合法4种方法,将原始影像转换生成一系列低分辨率影像,并分别与同尺度真实卫星影像的光谱反射率、植被指数、光谱空间结构和影像产品数值进行对比分析,以定量评估升尺度转换对影像光谱信息的影响。结果表明:伴随升尺度倍数的增加,升尺度转换影像的光谱均值、NDVI以及变化趋势与真实观测尺度影像相比呈显著差异;经不同倍数尺度上推后的影像空间信息量和清晰度逐渐下降,其幅度明显低于真实影像的变化结果。建议通过构建经验统计方程对不同传感器数据进行光谱转换,以充分利用多尺度遥感观测优势并保证结果的准确性。     

基于多层次特征的江苏省陆路交通地理国情监测

江苏省陆路交通发达但地区差异明显。本文围绕江苏省陆路交通地理国情监测实践,通过分析陆路交通的空间特征、功能特征、社会经济影响效应等特征,构建了基于多层次特征的江苏省陆路交通全景式监测指标体系。依托多源时空信息和互联网大数据,研究了支撑陆路交通各特征指标监测的系列关键技术,形成了江苏省陆路交通地理国情监测技术路线。     

陕甘宁蒙粮食生产与耕地资源安全分析

针对粮食生产与耕地资源的变化规律对区域粮食安全等问题,该文采用变异系数法、修正后的耕地压力指数及GM(1,1)模型,对陕甘宁蒙能源富集区粮食生产与耕地资源的变化情况进行分析与预测。研究结果表明,陕甘宁蒙粮食产量不断提高,耕地压力呈现减小趋势,区域粮食安全问题得到一定缓解,并可通过提高粮食单产、控制人口增长、提高农作物复种指数及粮食播种面积占总播种面积的比重进一步保障区域粮食安全。     

多源空间大数据支持下的南京高校区位优势度分析

基于城市空间大数据,综合生活、交通、环境、人口因素构建了高校区位优势度的评价指标体系,结合专家打分及熵权法对南京高校区位优势进行评估。结果表明：①南京高校综合区位优势度在空间上呈现以南京新街口地区为中心并且向四周递减的结构,区域化特征差异明显;②高校生活区位优势呈现“一超多强”且沿地铁线路分布的多核心空间格局,生活评分变化幅度与所在区域的商业辐射能力呈正相关关系,并且随着范围的扩大两极分化程度加深;③高校交通区位优势以新街口地区为中心,呈现中心评分高、四周低,并主要沿轨道交通线路分布的空间格局;④综合评价表明南京的3个大学城中,江宁大学城发展最好,其次为仙林,浦口最差,但均与主城区内高校群存在较大差距。本文评价结果可为南京市城市基础设施建设,大学城完善及新建大学城规划布局提供科学参考。     

顾及系统间偏差的BDS/GPS单钟差定位法

在多系统定位中,因接收机硬件延迟难以与钟差分离,导致传统方法需要对每个系统考虑一个接收机钟差项,使得在遮挡环境下存在因卫星少参数多,导致定位结果不可靠的问题。针对这一不足,研究一种顾及系统间偏差的BDS/GPS双系统单钟差定位算法。在卫星数足够时利用传统方法估计系统间偏差参数,当卫星数过少时,将已获得的参数作为已知量,从而只估计一个钟差参数。采用Trimble NetR9与UBLOX M8T两种接收机数据对算法进行验证,以提高截止高度角的方式模拟遮挡环境。实验结果表明,相较于传统方法,当卫星数过少时,Trimble NetR9平面和高程分别提高118.8%(1.374 m)与41.3%(1.434 m),UBLOX M8T平面和高程分别提高9.5%(0.654 m)与242.9%(10.165 m),可更好地应用于导航领域。     

基于地理国情的重点开发区监测评价研究

为开展常态化主体功能区监测,动态地掌握主体功能区的运行态势,优化国土空间开发格局,本研究依托地理国情普查数据和社会经济统计数据,结合江苏省情,针对江苏省重点开发区的功能定位,构建了包括4个指标组和14个指标项的监测评价体系框架,并以这套评价体系为基础获取了重点开发区2015年的本底数据,为监测主体功能区规划落实前后的差异提供了数据支撑。     

一种放电检测中紫外和可见光图像配准方法

为了将紫外图像和可见光图像进行融合让人们及时清晰地观测到设备故障,该文提出了一种基于相机模型和相机间透视变换的图像配准方法和相应的标定装置,能够实现高精度、小计算量的高效紫外图像和可见光图像的对齐。紫外和可见光的信息融合不仅能够探测目标发射的紫外光谱,还可以对目标进行清晰成像、精确定位,生成的多光谱图像改善单一光谱成像信息的局限性。利用多源图像的信息互补,提高图像检测的准确性、及时性,也更适合计算机的后续分析与处理。