ArcGIS 10.1地理信息系统在地理国情普查项目中的应用

结合正在开展的全国第一次地理国情普查工作,针对地理国情普查内业数据生产的特点,充分利用ArcGIS 10.1强大的数据管理功能,辅以使用一些开放的软件,对国情普查内业作业进行了一系列的研究和改进,特别是对国情普查中数据类型转换、内业数据采集、外业解译样本照片的批量载入等方面进行了开发与应用。此应用不仅为单位节省了大量的资金投入,提高了内业数据生产的效率与质量,而且易于实现、操作简单,可广泛应用于其他测绘工程。     

基于冻融次数-物理时间比拟理论的冻土长期强度预测方法

冻融作用可以改变土的结构,引起其力学特征的变化,从而影响到冻土工程的稳定性。由于冻融周期的设定不尽相同,因此大量的试验结果不能有效地进行对比分析。另外,对于冻融作用下土体力学特征的预测也成为研究的难点。在冻土遗传蠕变理论的基础上,利用球型模板压入仪作为测试方法,提出了一种冻融次数-物理时间比拟的方法。把冻融周期(次数)转化成物理时间(min),将不同冻融周期土的长期强度曲线簇映射到同一坐标中,利用该归一化曲线进行长期抗剪强度的预测,并选取了两种土样进行了测试,分别得到了相关的长期抗剪强度的预测方程。该方法对冻融作用下土体力学行为的成果对比研究以及长期强度的预测有重要的理论意义,对寒区工程稳定性预测分析也具有工程实践价值。     

自适应圆形模板及显著图的高分辨遥感图像道路提取

针对现有基于圆形模板匹配算法需要人工设定模板尺寸的问题,提出一种自适应圆形模板的高分辨遥感图像道路提取算法。首先引入一种改进的局部形态学梯度图,基于形态学梯度图设计了一种自动生成模板尺寸的算法;接着借助改进的道路显著图,按迭代内插的方式搜索起始点与终止点之间其他道路点,搜索过程综合利用了显著图信息和几何夹角信息,使得算法具有更好的识别效果。试验结果表明,本文算法可适用于多种不同条件的遥感图像,能更加有效地从高分辨遥感图像中提取道路信息。     

冻融循环对青藏红黏土物理力学性质影响试验研究

以红黏土为研究对象,使土样在封闭系统下进行不同次数的冻融循环作用,对冻融循环后的冻结土样进行粒度成分和物理力学性质测试,研究不同次数冻融循环作用下冻结红黏土粒度成分和物理力学性质的变化规律。结果表明：粉粒组和黏粒组质量含量受冻融循环作用次数影响较大。红黏土中颗粒在前10次冻融循环过程中向粒径小于0.001 mm及粒径在0.01~0.05 mm范围富集;冻融循环10次之后,随冻融循环次数的增加,粒径范围在0.002~0.005 mm的土颗粒含量明显增加,粒径范围在0.01~0.05 mm的土颗粒含量明显减小,其他粒径范围的土颗粒含量基本不受冻融循环次数的影响。红黏土的液、塑限大体上随冻融循环次数的增加而增加。冻融循环作用对红黏土等效黏聚力强度影响较明显,冻融循环作用10次以内红黏土等效黏聚力强度变化较大,在红黏土地区新修路基应考虑冻融循环作用引起的附加沉降影响。建议采用维亚洛夫或吴紫汪长期强度预报方程预测红黏土长期等效黏聚力强度。     

基于图像分块和线段投票的遥感道路边缘线提取

从遥感图像中提取边缘线是一个经典的课题,不同的边缘提取算法适用于不同类型的图像。实际图像中道路的几何形状不甚规则,因受到建筑和树木遮挡导致对比度较低且噪声影响较严重,道路边缘线会发生断裂,故高分辨率遥感图像道路边缘线提取一直是一个研究热点。针对现有方法很难提取出清晰连续的道路边缘线问题,提出一种遥感图像道路边缘线提取新方法:首先通过方向模板检测边缘点,搜索出分块图像中的子线段;然后延伸子线段并进行投票,连接处于弯曲边缘线的直线段,将长度大于特定阈值的边缘线作为输出结果;最后去除毛刺和分叉,取8个方向道路的并集作为最终道路网。实验结果表明,该方法能够从高分辨率遥感图像中较好地提取带有一定曲率、对比度较低、噪声影响严重的道路边缘线。     

基于Arcpy的影像地图自动处理技术研究

针对影像地图的制作过程中存在重复作业、效率不高等问题,采用基于Arcpy站点包实现了影像地图的自动处理,该方法通过地图模板制作影像地图标准文件,在此基础上进行图面要素和注记信息的自动处理,实现无用户参与情况下高效地制作影像地图。     

高分辨率遥感影像的建筑物轮廓信息提取方法

针对高分辨率遥感影像分割方法提取的建筑物边缘不准确和不规则等问题,提出了一种新的边缘轮廓信息提取方法:首先,通过一维Gabor滤波器获取建筑物的角度纹理特征,并结合光谱特征构造待分割的特征矢量,在运用高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)构造图的基础上,利用图割法(graph cuts)获取建筑物候选点,经数学形态学处理得到建筑物斑块;然后,根据Radon变换检测建筑物主方向,构建最小二乘匹配模板,并利用该模板在建立的轮廓缓冲区内精确地提取建筑物拐角点;最后,连接拐角点,完成了轮廓信息的提取。采用合成图像和高分辨率遥感影像提取建筑物轮廓信息的实验证明了该方法的可行性。     

模板驱动的城市地下管线出图研究

针对城市地下管线数据的特点,设计基于扩展Geodatabase的地下管线统一数据模型,实现管线数据的统一建模。为了解决城市地下管线出图自动化程度低及工作量大的问题,按照国家标准设计适合管线出图的模板,主要包括符号模板、注记模板和图廓整饰模板。以矩形分幅为例,介绍模板驱动下的综合管线出图设计框架,分析其中的关键技术。最后以洛阳市地下管线数据进行实验验证,初步实现城市地下管线出图的智能化。     

一种遥感影像地面控制点动态模板匹配算法

 鉴于影像灰度控制点匹配算法运算量大、识别精度低以及约束条件多等不足，本文对该算法做了改进。主要思路是： 在进行模板运算时，对目标影像采用动态模板进行不等距搜索； 利用灰度相关系数双阈值和等角变换，对目标控制点进行判别； 结合控制点间的空间位置关系，对未识别出的控制点进行定位。文中给出了具体的实施流程，并采用ASTER和TM两种成像差异显著的图像数据，对优化前后的匹配算法进行对比试验。结果表明，改进算法在运算效率、识别精度以及适应性方面，都比传统算法有明显优势。     

利用视角转换的跨视角影像匹配方法

目前遥感影像跨视角匹配技术无法直接使用大幅卫星影像进行匹配,难以满足大范围复杂场景匹配的任务需求,且依赖大规模数据集,不具备良好的泛化能力。针对上述问题,本文在质量感知模板匹配方法的基础上结合多尺度特征融合算法,提出一种基于视角转换的跨视角遥感影像匹配方法。该方法首先利用手持摄影设备采集地面多视影像,经密集匹配生成点云数据,利用主成分分析法拟合最佳地平面并进行投影变换,以实现地面侧视视角到空视视角的转换;然后设计了特征融合模块对VGG19网络从遥感影像中提取的低、中、高尺度特征进行融合,以获取遥感影像丰富的空间信息和语义信息;最后利用质量感知模板匹配方法将从视角转换后的地面影像上提取的特征与遥感影像的融合特征进行匹配,获取匹配的软排名结果,并采用非极大值抑制算法从中筛选出高质量的匹配结果。实验结果表明,在不需要大规模数据集的情况下本文方法具有较高的准确性和较强的泛化能力,平均匹配成功率为64.6%,平均中心点偏移量为5.9像素,匹配结果准确完整,可为大场景跨视角影像匹配任务提供一种新的解决方案。