八叉树与三维R*树集成的激光点云数据存储结构

针对海量激光点云数据组织与管理困难等问题,结合八叉树在三维空间上的快速收敛能力以及三维R^*树对不规则分布的多维点数据性能稳定的优势,提出了一种八叉树与三维R^*树集成的空间混合索引结构—3DOR^*树。首先,通过对激光点云数据进行八叉树划分;然后,对八叉树叶子节点构建三维R^*树,进而实现3DOR^*树索引结构的构建;最后,对激光点云数据进行特征分析,构建基于3DOR^*树的激光点云数据存储结构,实现基于3DOR^*树的激光点云存储与管理。本文以江西理工大学图书馆激光点云数据为例,进行实验对比分析,证明了基于3DOR^*树的激光点云数据存储结构比三维R^*树、八叉树与三维R树混合树等其他树形结构,具有高效的空间存储与查询等优势,可应用于海量激光点云数据存储、管理与分析应用。     

车载激光扫描数据路坎点云提取方法

车载激光扫描系统能够快速准确地获取街道环境的点云数据,但由于扫描点云的点密度高、数据量大、空间分布不均匀、地物相互遮挡及城市街道环境复杂等特点,难以直接从原始点云数据中提取出路坎点云。本文首先通过分析路坎点云的空间分布特征和局部几何特征,构建包含相对高程、法向量方向、多尺度高程差及多尺度高程方差的点云特征向量;然后,采用SVM提取城市街道环境车载激光扫描数据中的路坎点云,并对提取结果进行聚类去噪,优化路坎点云。最后,通过Street Mapper 360系统和Lynx Mobile Mapper V100 系统采集的4份不同城市街道环境车载激光扫描数据对本文方法进行验证,其中路坎点云提取结果的完整度均超过了94.99%、准确度均超过91.88%、精度亦均达到了90.55%以上。实验结果表明,本文方法能够精确地提取复杂城市街道环境中规则或不规则的路坎点云,且具有较强的稳健性,适用于各类复杂的城市街道环境。     

高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术发展浅析

幅宽是影响高分辨率光学遥感卫星应用的重要指标。本文分析了国际上高分辨率光学遥感卫星宽幅成像的主要途径,介绍了多CCD内视场拼接、多相机外视场拼接、敏捷成像、多星组网等主流宽幅成像方式及其数据处理的技术特点,同时分析了相机垂轨摆扫成像、大面阵相机敏捷拼幅成像等新型星载宽幅影像获取方式,有助于系统地了解高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术进展,对于展望其发展趋势具有一定的参考作用。     

基于车载点云数据的实景可量测技术研究

车载激光扫描系统集成激光雷达扫描技术、定位定向技术、全景获取技术于一身,可同时获取空间三维信息以及纹理信息,在数字城市信息化建设中发挥重要作用。该文通过分析车载激光扫描数据成果,将激光点云作为空间量测支撑数据,实现三维实景可量测功能,在文中详细的阐述可量测原理以及实现实景量测的关键技术,并基于Direct X开发出可量测实景应用实例,为可量测实景服务奠定基础。     

基于全岩心CT的遗迹化石识别及沉积环境分析:以加拿大麦凯Ⅲ油砂区块为例*

遗迹化石研究对于沉积环境分析具有重要意义。以加拿大麦凯Ⅲ油砂区块下白垩统McMurray组为研究对象,利用高分辨率岩心照片和全岩心CT扫描资料,在确认研究目的层遗迹化石发育属种、单体规模、组合类型及指相特征的基础上,分析了主力油砂层的沉积环境。结果表明: 目的层发育遗迹化石10属12种,包括Asterosoma isp.,Chondrites isp.,Diplocraterion isp.,Ophiomorpha nodosa,Palaeophycus tubularis,Planolites beverleyensis,Planolites isp.,Rosselia isp.,Skolithos verticalis,Skolithos isp.,Teichichnus isp.,Thalassinoides isp.;根据遗迹化石产状与围岩沉积特征,建立了Ophiomorpha-Skolithos、Asterosoma-Chondrites-Rosselia和Teichichnus-Rosselia￣Thalassinoides共3种遗迹组合,分别代表潮间带、潮下带以及浅海陆棚沉积环境中的遗迹化石组成特征。研究区油砂层优质储油砂体为潮间带沉积产物,潮汐砂坝、潮成砂脊为沥青的主要储集体。本研究既体现了全岩心CT资料在遗迹化石研究中的应用,也为潮坪沉积环境分析提供了有益参考。     

植被发育斜坡土体大孔隙三维重构模型渗流场的LBM数值模拟

以云南昭通头寨植被发育斜坡土体为研究对象,结合CT扫描试验与数字图像处理技术实现了其三维大孔隙空间结构模型的重构。然后基于格子Boltzmann方法（LBM）的D3Q19模型,将固体土骨架视为渗流场边界,并设置反弹格式的边界条件模拟土骨架与水分间的相互作用,从细观角度研究了水在植被发育斜坡土体大孔隙中的渗流特性。研究结果表明：土体渗流过程中,在大孔隙纵向连通的通道内形成了优先流,且通道中的流速远超其他部位;而在封闭或者连通性差的大孔隙中导水率极小,流速几乎为0。土体中大孔隙通道内的流速由孔壁至通道中心逐渐增大,且流速与至通道中心的距离近似呈二次抛物线的分布特征。沿深度方向土体切片大孔隙率大的截面平均渗流流速Uz也较大,从整体变化趋势来看,截面大孔隙率与平均渗流流速有相似的变化规律,这充分说明植被发育斜坡土体内的大孔隙分布对土壤沿深度方向的渗流特性有重要影响。     

非潮汐海洋运动对地球动力学扁率变化的贡献

通过考察全球海洋环流数值模型以及TOPEX/Poseidon海洋测高数据,得到结论：1997/1998年后的部分J2异常变化可能来自海洋环流变化导致的质量重新分布,具体地说是太平洋环流变化导致的从高纬地区向低纬地区的质量迁移. 本工作表明来自于海洋内部温盐效应的变化对J2异常变化有重要贡献,进一步证实了卫星激光测距资料所得结果的可靠性.     

求解薄板频率特性的边界元法解析研究

根据弹性薄板理论和振动理论,运用边界元法(BEM)分析了薄板弯曲自由振动的频率特性,从薄板自由振动的微分方程式出发,采用动态基本解推导出其相应的边界积分方程式,计算中对边界积分方程进行缩减,应用频率扫描的方法研究薄板的动态特性,准确、有效地得到了其相应的固有频率、给出的数值算例证明了本文的方法简单、可行,且具有良好的解析计算精度。     

机载激光扫描测高数据滤波

机载激光扫描测高数据的滤波和分类是获取高精度数字高程模型的关键,也是国际上目前研究的重点和难点之一。本文详细研究了机载激光扫描测高数据滤波的方法,对现有各种滤波算法进行了综合评价,指出了现有方法的不足,在此基础上首次将"移动曲面拟合预测"滤波算法用于机载激光扫描测高数据滤波处理。试验结果表明该算法自适应性强,计算速度快,滤波效果好。通过对不同测区的数据进行实验,给出了滤波前后的对比结果。     

Nanodeformation in enstatite single crystals: Simulation of micrometeoroid impacts by femtosecond pulsed laser experiments

Space weathering by micrometeoroid bombardment is a cosmic phenomenon on atmosphere-free celestial bodies, a process that is expected to particularly overprint planetesimals and cosmic dust in debris discs. We reproduced micrometeoroid impact craters by femtosecond pulsed laser irradiation on oriented enstatite single crystals (En₉₃Fs₇) to investigate the deformation behavior and its orientation dependence. All microcraters show typical bowl shaped morphologies, a glass surface layer with splash like ejecta material and subsurface layering. Although we could reproduce melting and vaporization as typical space weathering effects in the enstatite experiments, there is no formation of agglutinate particles or metallic nanoparticles (npFe⁰). The shock effects in the deformation layer consist of planar structures like microfractures and cleavages, amorphous lamellae, stacking faults and clinoenstatite lamellae. Their activation and/or orientation depends on the shock direction. In special orientations we observe the activation of glide systems along specific low indexed crystallographic planes. Due to the short timescale and the high strain rates, the most prominent effect is the failure of enstatite by microfracturing along non-rational crystallographic planes. Common deformation mechanisms reported in meteorites like the formation of clinoenstatite lamellae via shearing along [001] (100) occur less frequently. Shear is apparently the dominant mechanism in the formation of the above-mentioned effects and causes also their modification by frictional heating. The wide-spread formation of amorphous lamellae is, for example, interpreted to be the result of this shear heating along planar structures. We interpret this unconventional deformation behavior as a consequence of the small spatial and temporal scale of the experiments, resulting in a short-lived spherical shock wave with high deviatoric stresses in contrast to a long pressure pulse and quasi-hydrostatic compression in large scale impacts that produce typical shock features.