基于路网惯导载体路径匹配的ICCP算法改进

惯性导航作为一种独立、便捷、稳定的导航方式,在众多对导航定位有特殊要求的领域正发挥着难以替代的作用。但惯性导航的误差会随时间逐渐积累,以至于出现较大偏差,直接影响了导航定位效果,因而在实际应用中是否能准确快速实时修正定位误差至关重要。针对目前普遍使用的轨迹匹配方法 ICCP算法,在数字化路网中惯导机动载体的路径匹配基础上对该算法的几个主要环节进行了改进。最后对照实验进行验证,实验表明,改进后算法的效率和精度有了显著提高。     

顶点重要度调整的三维场景集成简化方法

针对地形模型随视点简化时,容易引起边界的变化,使得地物模型与地形模型简化过程中产生"裂缝"或翻转现象的问题,文章提出一种改进方法:在对三维地形和地物进行集成后,采用递进格网表示方法并在边折叠过程中采用条件约束对其简化;在边排序的基础上,根据顶点重要度进行排序。该方法优点是计算时间短,且权值定义能够很好地反映局部几何特征,能够保持三维地形、地物模型边界原始信息和格网三角面的基本方向,并消除集成模型之间的"裂缝"或悬空现象。最后通过对整个三维场景进行动态实时绘制,证明该方法具有良好的可视化效果。     

CityEngine三维建筑模型的简化算法研究

分析City Engine的使用规则,为批量构建三维城市建筑模型,从模型的墙体、屋顶和纹理3个方面进行分类。探讨了实现多分辨率三维数字城市的技术方法,通过使用最小特征面平移算法实现对City Engine三维模型的简化。     

基于路网的城市子区域提取技术研究

2016年起我国的城市规划管理开始实行"开放社区"的政策,城市规划向街区转型,新建住宅也要推广街区制。针对城市街区单位获取难度大的问题,提出了一种矢栅一体化的城市区域分割技术流程。首先将矢量形式的路网数据转换为栅格数据,随后利用数学形态学运算去除碎屑多边形,其次运用Hilditch图像细化算法提取路网骨架,最后通过两次扫描算法标记连通区域,提取路网分割的城市区域。该操作流程简便、高效,结果实用性强,可为后续城市空间分析提供一种有意义的基础底图数据。     

SWARM卫星简化动力学厘米级精密定轨

联合星载GPS双频观测值与简化的动力学模型,在卫星运动方程中引入适当的伪随机脉冲参数,对SWARM卫星进行精密定轨。采用星载GPS相位观测值残差、重叠轨道以及与外部轨道对比等3种方法对SWARM卫星简化动力学定轨结果进行检核。结果表明:SWARM星载GPS相位观测值残差RMS为7~10mm;径向、切向以及法向6h重叠轨道差值RMS均在1cm左右,3个方向均无明显的系统误差。通过与欧空局(ESA)发布的精密轨道进行对比分析,径向轨道差值RMS为2~5cm,切向轨道差值RMS为2~5cm,法向轨道差值RMS为2~4cm,3D轨道差值RMS为4~7cm;SWARM-B定轨精度优于SWARM-A与SWARM-C。因此,采用简化动力学法与本文提供的定轨策略进行SWARM卫星精密定轨是切实可行的,定轨结果良好且稳定,定轨精度达到厘米级。     

面向四维变分资料同化的NSAS积云深对流参数化方案的简化及线性化研究

GRAPES全球四维变分资料同化系统需要积云深对流参数化方案的线性化与伴随方案,直接采用原始复杂参数化方案进行线性化并不可行,需要发展简化光滑方案来减缓非线性与非连续性特征。GRAPES全球模式采用NSAS积云对流参数化方案,积云深对流对环境的反馈主要通过补偿下沉来实现,研究突出补偿下沉作用,忽略降水蒸发、动量反馈等贡献,形成简化方案。采用输入温、湿度廓线加入不同幅度小扰动方法,评估参数化方案计算的温度、比湿时间倾向对输入扰动的敏感性,检验非线性与非连续特征。提出避免或减缓非连续“开关”的方法,在简化方案的基础上发展了简化光滑方案。简化光滑方案与原始积云深对流方案相比,在对流触发上一致,在对流的位温与比湿倾向、降水的时序模拟等方面相似,而在减缓非线性、避免非连续性方面显著优于原始方案。基于简化光滑方案发展的线性化方案表明,对小于2倍分析增量幅度的扰动,线性化方案可以较好地模拟非线性方案的扰动发展。发展的简化光滑方案具有合理性和实用性。      

京津冀地区污染过程的气溶胶遥感反演

针对地面监测站覆盖范围有限且成本高的不足,该文采用遥感卫星与地面站点数据相结合的方式,利用简化的气溶胶反演算法反演京津冀地区2013年秋、冬季节两次污染过程的气溶胶光学厚度,分辨率为500m。以气溶胶自动观测网在北京站点的监测数据作为简化的气溶胶反演算法的输入参数,分析气溶胶光学厚度与气溶胶自动观测网对应地面站点的相关性;将所反演气溶胶光学厚度与京津冀地区空气质量监测站点的细颗粒物浓度24h均值进行相关性分析,发现除近海城市外,相关性均较高。结果表明,简化的气溶胶反演算法适用于区域污染过程中的气溶胶光学厚度反演,反演精度高,对空气质量具有较好的监测能力。     

露采矿山三维可视化分析应用

针对三维激光扫描技术在数字矿山中应用不足的现状,文章以实现露采矿山的三维可视化及空间分析为目标,研究了矿山点云TIN模型的建立方法及基于离散平均曲率的边折叠简化算法,得到了能快速流畅浏览且保留较多特征的矿山模型,最后给出了模型的基础空间分析功能的实现方法,并通过实验验证了算法的可行性。