测量机器人的关键技术

本文提出了测量机器人概念,重点分析了测量机器人的组成框架及关键技术,聚焦定位与建图、场景感知、路径规划及多机协同等测量机器人前沿研究领域,综述了最新研究进展,并剖析了当前面临的技术难题,简述了测量机器人的发展机遇.     

一种改进的基于 BDS 三频非差观测的周跳实时探测与修复模型

BDS三频观测条件下可以组合得到具有优良特性的虚拟载波观测量,有利于改善非差观测数据的周跳实时探测与修复。文中提出一种基于BDS三频非差数据的周跳实时探测与修复模型:首先,采用消电离层无几何HMW组合观测量探测和修复EWL周跳;然后,将经过修复的EWL观测量与WL组合消除几何相关项,忽略电离层延迟残差进而确定WL周跳;最后采用经过修复的WL观测量与NL组合形成无几何观测量,并通过优化载波相位组合确定电离层延迟的变化量以探测和计算NL周跳,并通过简单变换得到原始载波观测量的周跳值。通过实测BDS三频数据对模型可行性进行验证分析,结果表明,即使在30s的采样率以及电离层活动活跃条件下,该模型都可有效实时探测和修复各类周跳。     

边坡单元的SAR数据特征

针对传统D-InSAR技术以栅格单元为研究对象而无法充分反映地形条件的问题,该文提出了以边坡单位为研究对象的D-InSAR数据特征分析。通过基于边坡单元的区域地形因子与后向散射系数和相干系数关系的分析方法,建立了研究区域SAR数据的可信区域滤波方法,提取出了研究区域SAR数据分析结果的可信区域。该方法提高了SAR数据的有效性,为滑坡早期监测提供了可靠的数据基础。通过对金沙江乌东德区域的SAR数据实例分析,验证了该方法的实用性。     

面向旅游规划的空间信息服务工作流构建

针对现有工作对规划支持不足的问题,该文通过集成空间信息服务、语义网络、Web服务发现与组合等技术,探索并建立了一套完整、有效,能充分提供旅游规划决策支持的空间信息服务工作流构建方法。阐述了面向旅游规划的空间信息服务工作流构建的关键技术,包括基于旅游规划本体库的空间信息服务发现方法,旅游规划语义驱动的空间信息服务组合算法,以及可靠的空间信息服务工作流过程调用机制。在此基础上开展实证研究,实现面向旅游规划的空间信息服务工作流原型系统,并对工作流构建关键方法的可行性进行了验证。     

遥感数据在线信息分析服务技术研究

遥感数据的在线信息分析服务技术是基于在线处理技术,整合各种遥感信息和技术资源,通过标准Web Service调用方式以按需共享的方式提供遥感应用服务。本文就高分遥感数据产品的在线信息分析技术框架及信息分析结果的在线可视化系统实现展开研究,通过整合遥感数据处理算法及处理工具资源进行系统集成,并利用标准Web Service调用的方式为用户统一提供在线数据分析服务,使用户无须安装复杂处理软件就能在线对数据进行处理分析。试验结果表明,在线信息分析服务系统能稳定高效地为3—5级高分影像数据产品提供在线的数据分析功能,能有效降低行业应用高分遥感影像的难度,进一步增强了对高分遥感影像数据的应用能力。     

结合像元分解和STARFM模型的遥感数据融合

高空间、时间分辨率遥感数据在监测地表快速变化方面具有重要的作用。然而,对于特定传感器获取的遥感影像在空间分辨率和时间分辨率上存在不可调和的矛盾,遥感数据时空融合技术是解决这一矛盾的有效方法。本文利用像元分解降尺方法(Downscaling mixed pixel)和STARFM模型(Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)相结合的CDSTARFM算法(Combination of Downscaling Mixed Pixel Algorithm and Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)进行遥感数据融合。首先,利用像元分解降尺度方法对参与融合的MODIS数据进行分解降尺度处理;其次,利用分解降尺度的MODIS数据替代STARFM模型中直接重采样的MODIS数据进行数据融合;最后以Landsat 8和MODIS遥感影像数据对该方法进行了实验。结果表明:(1)CDSTARFM算法比STARFM和像元分解降尺度算法具有更高的融合精度;(2)CDSTARFM能够在较小的窗口下获得更高的融合精度,在相同的窗口下其融合精度也高于STARFM;(3)CDSTARFM融合的影像更接近真实影像,消除了像元分解降尺度影像中的"图斑"和STARFM模型融合影像中的"MODIS像元边界"。     

建筑用途的城市职住空间组织特征研究

针对现有职住空间关系的研究难以在微观维度上有效促进大城市职住功能空间的均衡发展以及规划政策与现状发展存在的时序错位问题,该文以北京市为例,从房屋建筑使用用途的角度切入,运用空间自相关分析模型、热点分析模型和职住用地比三个评价方法,同时借用ArcGIS软件平台进行空间分析与可视化表达,探究北京职住空间在乡镇尺度下的组织特征。研究发现:北京市职住空间表现为聚类分布的空间格局特征,以首都功能核心区为中心,大致呈现出环状圈层分布,北京市职住空间的“热点区”在空间分布上存在差异,而“冷点区”在空间分布上基本相同,职住空间关系存在失衡,与规划目标存在一定的偏差。提出的研究方法从微观维度分析了城市职住空间的组织特征,促进了城市规划与发展时序的有效结合,可在特大城市的职住空间关系的研究中进行推广应用。     

一种改进的病态问题截断奇异值方法

截断奇异值分解方法是通过删除较小的奇异值及对应的特征向量获得病态模型的稳定解.文中首先将线性病态模型表示成近似的秩亏模型,证明秩亏模型的最小范数最小二乘解与截断奇异值解的等价性;然后,根据模型参数间的先验信息,以参数的线性函数的二次范数最小为目标,在残差范数最小条件下给出改进的最小范数最小二乘解,其实质是截断奇异值解的修正.截断参数的选取采用L曲线法.计算实例表明,修正的截断奇异值算法稳定有效,比正则化解和截断奇异值解具有更小的均方误差.     

利用遥感影像土地监测数据的城市化土地利用变化研究——以广宁县为例

珠三角地区的经济发展和城市化的快速推进带动着周边城市的发展。本文针对距离珠三角最近的山区县广宁县,利用2011—2017年的高分遥感影像土地调查监测数据,通过城市扩张的若干指标反映广宁县的城市扩张程度与此期间新增城市用地的来源,并通过计算景观指数分析广宁县县域内各种土地地类的景观分布,探究广宁县城市化扩张对土地的需求变化,找出山区县城市化用地的优化方案。     

跨平台高性能地图渲染技术研究

随着终端设备及操作系统多样化的发展,对地图的渲染性能提出了更高的要求.传统的地图渲染引擎,依赖于相应操作系统图形库,存在不能跨操作系统、渲染性能低、渲染风格不一致等问题.针对上述问题,本文提出一种跨平台的高性能地图渲染技术,采用蒙板绘制技术、纹理字典文本绘制技术,基于OpenGL(open graphics library)图形库,实现了在不同的硬件平台、不同的操作系统下,统一的高性能地图渲染引擎,保持了在不同平台下一致的地图渲染风格,性能比通用地图(MapBox)渲染引擎性能提高了1.75倍,矢量切片渲染性能为MapBox的80倍.