确定射线空间相邻关系的两个非角度算法的时间复杂度分析

以建立节点上弧段之间的拓扑关系为例，对比分析了两个非角度算法在确定射线的空间相邻关系时的时间复杂度，探讨了进一步将应用范围拓展到确定点集的空间关系时两种算法的有效性。研究表明，在这一类空间分析中基子Qi(xi,yi)函数的Qi算法是一个时间复杂度低、可靠性高的算法。     

DSSRM级联分割的SAR图像变化检测

SRM(Statistical Region Merging)分割算法具有快速、稳定和抗噪强的优点,基于此,本文提出一种基于DSSRM(Dynamic Sorting Statistical Region Merging)级联分割的SAR图像变化检测方法。首先,针对SRM算法基于单特征静态排序导致的过分割问题,提出一种动态排序模式的DSSRM算法以减少差异图像分割错误,该算法建立基于合并区域的多特征马氏距离排序准则,在每次合并之后更新区域邻接矩阵并重新排序;然后,基于互信息最小化准则构造多通道差异数据集以提高算法对区域合并的约束能力;最后,提出一种级联分割变化检测框架,第1级利用SRM算法将差异图像映射到超像素空间,第2级采用DSSRM算法对超像素进行动态合并获得收敛的分割结果,第3级采用简化SRM方法进行三次合并获得最终的变化检测图。实验结果表明,该方法可以获得比SRM方法和目前流行方法更好的检测性能。     

一种基于Dijkstra并行线程算法的研究与实现

针对传统Dijkstra算法运行效率的问题,提出了一种基于传统Dijkstra并行线程的算法,该算法动态地将交通网络进行子网分割。通过实验测试了不同网络节点数量和弧段数量下传统Dijkstra算法和本文算法运行时间,实验结果表明本文算法能够缩减网络节点搜索空间,降低算法的时间复杂度,提高算法的运行效率。     

一种改进的ICM遥感影像分割算法

针对传统的迭代条件模式(iterated conditional model,ICM)算法应用于遥感影像分割时容易出现离散斑块和孤立点的问题,提出了一种基于马尔科夫随机场(Markov random field,MRF)的改进ICM遥感影像分割算法。首先,在获取初始标记之前加入保边去噪效果良好的双边滤波器(bilateral filter,BF),用于遥感影像的预处理;并用多阈值最大类间方差法(Otsu)获取初始标记,以克服传统的初始标记获取算法中K-means聚类算法类别数不确定和算法复杂度不易控制以及错分现象明显等问题;然后,利用MRF描述像元的空间相关性,形成顾及上下文信息的ICM遥感影像分割算法。通过遥感影像数据分割实例验证,所提方法的分割精度优于传统的ICM算法。     

超体素约简和谱聚类结合的机载LiDAR点云单木分割

为提高机载LiDAR点云数据的单木分割精度和效率,本文提出了一种基于Nystr?m的谱聚类算法。该算法基于谱聚类方法,同时引入了mean shift体素化和Nystr?m方法,在保持谱聚类算法优越表现的同时,大幅降低了谱聚类算法的空间和时间复杂度。首先,用mean shift方法将点云数据转换到体素空间以合理压缩数据量,使用带有体素权重的高斯相似度函数在体素空间中构造相似图。然后,使用Nystr?m方法计算相似度矩阵的近似特征向量和特征值。接下来,使用K-means方法在特征空间中进行聚类,并将结果映射回原始点集以获得单木的聚类点。最后,直接从单木聚类中获取单木参数。在黑龙江省孟家岗林场的实验结果表明：本算法有效改进了谱聚类算法,以牺牲5%的分割精度为代价将分割效率提升了约96倍;与K-means方法相比,本算法在分割精度和计算效率方面均表现更优;从分割结果中提取的树高参数具有较高的精度,R2和RMSE值分别为0.86和1.62 m。本文提出的基于Nystr?m的谱聚类算法是一种有效的机载LiDAR点云分割方法,可以用来进行单木点云分割和单木因子提取。     

一种基于无人机载LiDAR点云的 电力线安全距离判定算法

针对无人机电力巡检距离判定算法缺乏问题,本文提出了一种基于无人机LiDAR点云分类的安全距离判定算法,该法首先对LiDAR点云进行维度特征分类,然后将电力悬线方程改进为最小二乘法模型,并以分段的方法计算地物到电力悬线的空间距离。实验表明,本文提出的距离判定算法距离测量精度接近于全站仪测量精度,且算法鲁棒性较好,具有较低的时间复杂度,不失为一种高精度无人机载LiDAR点云电力线安全距离判定新方法。     

基于维度特征的RANSAC建筑物点云分割算法

提出一种以建筑物表面形状特征为分割依据的改进RANSAC点云分割算法。该算法以主成分分析算法为基础计算维度特征和熵函数,并以熵函数最小准则确定最优邻域,继而进行表面形状分类,运用法向量夹角作为约束条件对分类结果进行优化。将分类结果作为随机抽样一致性(RANSAC)点云分割算法的模型选择依据,进行建筑物表面分割,采用法向量和距离等约束条件对分割结果进行优化,从而分割出具有不同形状的特征表面。实验表明:文中提出的改进的RANSAC点云分割算法是可行的,能有效保留表面特征。     

高精度曲面模型的解算

为了提高Gass-Seidel(GS)算法的收敛速度,提出了改进的GS算法(MGS),用于解算高精度曲面模型(HASM)(HASM-MGS)。以高斯合成曲面为研究对象,将HASM-MGS与HASM-GS和Matlab提供的函数进行对比,结果表明,达到相同的模拟中误差,HASM-MGS计算时间远小于HASM-GS和Matlab提供的函数;HASM-MGS计算时间与模拟区域的网格数呈非常好的线性关系,时间复杂度比传统的方法降低两个数量级。     

室内三维点云空间自动划分与规则化方法北大核心CSCD

精准空间划分是实现室内语义建模与拓扑结构重建的重要基础。三维点云作为常用的室内空间数据载体,如何基于三维点云进行室内空间语义信息提取与规则化具有重要意义。本文提出了一种基于形态学分割方法实现室内场景的分割,并结合矢量规则化方法完成分割场景的规则化。首先,基于区域增长算法与线性拟合方法提取空间分割要素,通过平面投影生成二进制影像,进而利用距离变换和分水岭算法完成空间分割;然后,对空间分割要素进行线性拟合,进行室内空间格网划分,采用矢栅叠加方法实现空间要素规则化;最后,通过4组实际场景(包含3组ISPRS数据集及1组实际场景采集数据)进行数据验证。试验结果显示,本文提出的室内空间分割与规则化方法可以准确快速地完成室内空间要素的提取。     

基于Quick Shift算法的高光谱影像分类

论述了面向对象分类方法处理高光谱高空间分辨率影像的优势与流程;分析了快速漂移(Quick Shift)算法的原理,该算法在进行模式搜索时具有可控制模态选择和平衡过分割与欠分割的特点。将该算法应用于高光谱影像分割,可得到面向对象分类所需的较理想的同质影像对象。为提高影像分割的效率,提出了一种基于灰度共生矩阵的自适应核带宽确定方法,能够兼顾影像空间特征和光谱特征。最后采用最小距离分类法、支持向量机分类法与提出的分类方法进行了对比试验,实验结果表明了该方法的有效性。     

基于卷积运算的影像镶嵌算法研究

本文将距离加权运算运用到卷积运算上提出了改进的图像镶嵌算法。该算法针对重叠区域图像边缘灰度之间的差异,考虑到中心像元与周围像元之间的相关关系,即临近像元效应,因而需要采用一定的方法来消除或减小这种影响效应,基于空间分析方法给出了像元权重因子的求解,确定出了周围像元对中心像元灰度的影响。之后运用此权重因子采用卷积距离加权算法实现了影像的无缝镶嵌。文中最后对算法在时间和视觉效果上做出了一定的评价。经与其他3种镶嵌算法分析对比,该算法简单易行、耗时少、效率高,达到了良好的视觉效果。     

基于径向基函数神经网络的混合像元分解

遥感图像中普通存在着混合像元。对这部分像元进行分类（即混合像元分解）是遥感图像处理中的难点。基于主分量分析的混合像元分解 法是一种较为成熟的算法，但它存在着计算量大，适应性差等缺点。在深入研究混合像元分解原理的基础上，提出了用径向基函数神经网络拟合分解结果超平面，以实现混合像元分解的算法，实验结果证明：该算法的结果与基于主分量分析的混合像元分解算法结果相近（相关系数达到0．00），而计算量大大减少，具有较强的适应性。     

出租车轨迹数据的南京人群出行模式挖掘

针对现有出租车轨迹数据挖掘中时间序列邻近度量方法存在的问题,提出一种基于DBSCAN算法和改进的DTW距离的时间序列聚类算法提取具有相似性出行特征的时空模式,进而研究城市人群出行行为的时空差异。以南京市为例,结合电子地图对出行模式的空间分布特征进行分析,证明了本文所提出的方法的有效性。实验结果表明:在空间分布上,工作日出租车出行模式按照平均出行频次由高到低排序,从城市中心向四周扩散,呈中心环状分布,出行模式区域界限较为明显,同类出行模式分布区域对应相似的功能。提出了一种基于DBSCAN算法和改进的DTW距离的时间序列聚类算法提取具有相似性出行特征的时空模式,有效地分析城市人群出行行为的时空差异。     

A Spatial Anomaly Points and Regions Detection Method Using Multi‐Constrained Graphs and Local Density

Spatial anomalies may be single points or small regions whose non‐spatial attribute values are significantly inconsistent with those of their spatial neighborhoods. In this article, a S patial A nomaly P oints and R egions D etection method using multi‐constrained graphs and local density ( SAPRD for short) is proposed. The SAPRD algorithm first models spatial proximity relationships between spatial entities by constructing a Delaunay triangulation, the edges of which provide certain statistical characteristics. By considering the difference in non‐spatial attributes of adjacent spatial entities, two levels of non‐spatial attribute distance constraints are imposed to improve the proximity graph. This produces a series of sub‐graphs, and those with very few entities are identified as candidate spatial anomalies. Moreover, the spatial anomaly degree of each entity is calculated based on the local density. A spatial interpolation surface of the spatial anomaly degree is generated using the inverse distance weight, and this is utilized to reveal potential spatial anomalies and reflect their whole areal distribution. Experiments on both simulated and real‐life spatial databases demonstrate the effectiveness and practicability of the SAPRD algorithm.     

旋翼无人机单目视觉障碍物径向光流检测法

针对旋翼无人机在室外复杂环境下传统金字塔LK光流法检测障碍物准确性不高,适应性差的问题,提出了一种基于径向光流的单目视觉自主实时障碍物检测方法。该方法通过融合金字塔LK光流与切向光流求解径向光流,并基于径向光流设计了一种新的障碍物判定策略检测障碍物。试验表明,与传统金字塔LK光流法相比,在不增加算法复杂度的情况下,该方法具有更高的准确性和更强的适应性,可满足工程实践中无人机自主避障要求。     

球面Delaunay三角网的透视投影算法

为解决球面Delaunay构网中的拼接问题,顾及球面数据的位置特点,提出了利用透视投影模型将球面构网整体平面化的算法,其核心是置投影中心于球面,通过球面位置（x、y与z坐标）共同约束,进而构成球面与投影平面位置间的一一映射。实验结果表明,此算法具有有效性及通用性,其时间复杂度取决于所采用的平面Delaunay三角网构建算法。     

基于时间序列相似度的城市功能区识别研究

随着城市化的快速发展,城市空间结构愈发复杂,城市功能区的快速有效识别对资源的有效配置和城市规划具有重要意义.传统的功能区识别缺乏对居民这一城市空间活动主体的动态表征,而长时间序列的出租车数据能动态表征居民出行行为,进而反映城市空间结构.动态时间扭曲(DTW)距离比传统的欧氏距离更能有效挖掘高维数据,泛化后的LB_Keo...     

基于GA-SIFT算法的无人机航拍图像实时拼接

为实现无人机航拍图像的实时拼接,本文深入研究了无人机航拍图像拼接中的关键技术,提出了一种基于遗传算法优化的图像拼接算法。首先利用SIFT算法提取图像的特征点,在特征点粗匹配过程中,采用欧氏距离作为相似度测量,利用遗传算法的并行性优化特征点匹配性能;然后使用RANSAC算法去除误匹配点对并获得转换矩阵,从而完成图像拼接。试验结果表明,采用遗传算法进行特征匹配,可大大降低匹配时间,匹配时间与特征点数量成正比;同时提高了匹配精度,进而提高了图像拼接的实时性和稳健性。     

基于初始规划网的镶嵌线自动生成方法研究

针对地理国情普查底图制作过程中数据量大、时间紧、采用传统的镶嵌线生成方法费时费力等问题,提出了基于初始规划网的镶嵌线自动生成法。该方法先利用顾及面要素法和泰森多边形获得初始规划网,然后利用相关系数算法选择最优镶嵌线,最后进行接边纠正。研究表明,该方法可完全满足地理国情普查DOM制作的精度要求,且能大大提高DOM的生产效率。