基于SWE的传感网技术整合研究

随着传感器、传感器系统和传感器网络的发展和广泛应用,传感网应运而生。现实中,各种传感器监测着我们生活的方方面面,为我们提供各种服务,也给我们带来挑战:怎样对分布式传感器资源进行有效整合并将其用来发现和实现更高级的信息与资源共享是目前亟待解决的问题。本文基于OGC提出的SWE架构,研究SWE的核心组件传感器观测服务SOS流程,设计基于SWE的SOS服务架构,并利用Python,Tomcat结合Istsos技术对该SOS架构进行了实施部署,测试结果表明该整合服务架构可以有效获得所需传感器数据。     

多镜头组合型全景相机两种成像模型的定位精度比较

根据多镜头组合型全景相机的严格成像机理,分析了广泛采用的全景理想成像模型系统误差的来源,推导出误差分布规律,并深入比较了严格成像模型和理想成像模型之间的差异.首先,分析了理想模型的单片物方定位误差和像方后方交会误差,理论公式表明其误差分布和物像间距及视角大小相关;其次,分析了全景立体像对的理想核线误差,并证明误差受像对间的旋转角和Z坐标影响.最后,分别采用室内、外数据对两种模型的空间后方交会、核线模型、光束法平差进行比较分析.试验结果表明,室外条件下由于物距接近于全景投影面、立体影像间旋转角较小等因素,两种模型的差异很小,且都达到了相当于1像素左右的测量精度;在狭窄的室内条件下,由于物距小、旋转角大等因素,严格模型在测量精度上明显优于理想模型.     

流变应力恢复法地应力测试及装置

深部软岩体应力测试难度大,尚无有效测试技术。对此,研制了一种适用于软岩体应力测试的三向压应力传感器,提出了相应的解算方法,并对传感器进行了标定试验、干扰试验和室内模型试验。标定试验结果表明,传感器的线性度、重复性等静态性能良好。当荷载不断增大时,传感器的测量误差先逐渐减小,直至为0,而后又逐渐增大,但误差基本上都在10%以内,说明传感器能较精确地测量量程范围内的应力大小。干扰试验结果表明,传感器3个传感面之间的相互干扰可以忽略不计。模型试验结果表明,随着加载次数的增加,传感器所感知的力越来越接近所施加的力,最后趋近于相等,进一步表明了该传感器基本满足工程实践要求。此外,初步探讨了传感器的优化设计方向等问题。     

温度和风速对湿度传感器动态特性的影响

研究温度和风速对湿度传感器动态特性的影响.利用湿度传感器动态特性校准装置在不同的温度和风速条件下对湿度传感器的动态特性进行了测试,分别运用图解法、湿度变化法和非线性最小二乘法计算了湿度传感器在不同温度和风速条件下的阶跃响应的时间常数.计算结果表明:在15～30℃温度范围内,随着温度的升高,湿度传感器时间常数变小;在0～4 m/s风速范围内,随着风速的变大,其时间常数变小.在进行湿度传感器的动态特性评价时必须考虑温度和风速的影响.     

The Kinect: a low‐cost,high‐resolution,short‐range 3D camera

We present a novel application of the Kinect?, an input device designed for the Microsoft® Xbox 360® video game system. The device can be used by Earth scientists as a low‐cost, high‐resolution, short‐range 3D/4D camera imaging system producing data similar to a terrestrial light detection and ranging (LiDAR) sensor. The Kinect contains a structured light emitter, an infrared camera (the combination of these two produce a distance image), a visual wavelength camera, a three‐axis accelerometer, and four microphones. The cost is ~ US $100, frame rate is 30 Hz, spatial and depth resolutions are mm to cm depending on range, and the optimal operating range is 0.5 to ~5 m. The resolution of the distance measurements decreases with distance and is ≤1 mm at 0.5 m and ~75 mm at 5 m. We illustrate data collection and basic data analysis routines in three experiments designed to demonstrate the breadth and utility of this new sensor in domains of glaciology, stream bathymetry, and geomorphology, although the device is applicable to a number of other Earth science fields. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Spatio-temporal regression kriging for modelling urban NO2 concentrations

ABSTRACT

Recently developed urban air quality sensor networks are used to monitor air pollutant concentrations at a fine spatial and temporal resolution. The measurements are however limited to point support. To obtain areal coverage in space and time, interpolation is required. A spatio-temporal regression kriging approach was applied to predict nitrogen dioxide (NO₂) concentrations at unobserved space-time locations in the city of Eindhoven, the Netherlands. Prediction maps were created at 25 m spatial resolution and hourly temporal resolution. In regression kriging, the trend is separately modelled from autocorrelation in the residuals. The trend part of the model, consisting of a set of spatial and temporal covariates, was able to explain 49.2% of the spatio-temporal variability in NO₂ concentrations in Eindhoven in November 2016. Spatio-temporal autocorrelation in the residuals was modelled by fitting a sum-metric spatio-temporal variogram model, adding smoothness to the prediction maps. The accuracy of the predictions was assessed using leave-one-out cross-validation, resulting in a Root Mean Square Error of 9.91 μg m^?3, a Mean Error of ?0.03 μg m^?3 and a Mean Absolute Error of 7.29 μg m^?3. The method allows for easy prediction and visualization of air pollutant concentrations and can be extended to a near real-time procedure.     

基于多智能主体的动态导航模型研究

动态交通信息下的路径导航是智能交通研究的热点之一。本文通过分析动态路径导航的需求特点,提出了一种基于多智能主体的动态导航系统的模型,分析了系统构成的多个主体的功能、结构以及主体之间的结构和行为相关性,讨论了动态导航的主体间进行协作和通讯的模型,并在此基础上给出了试验原型系统,比较分析了该方式与传统路径规划方式的优缺点。     

基于GPS罗经的感潮河段ADCP测验精度研究

受外部磁场、底质流动及仪器性能等因素影响,利用声学多普勒流速剖面仪（ADCP）自带的磁罗经及底跟踪技术难以为流速确定提供准确的方位和船速基准,从而降低了ADCP流速测量精度并限制了其应用。为此,借助GPS和罗经等外部传感器,提出了一种ADCP流速精确测量方法和全套数据处理模型,替代了ADCP测量中的速度和方位基准,显著提高了ADCP成果精度。实验验证了该方法的有效性。     

一种结合SIFT和边缘信息的多源遥感影像匹配方法

针对多源遥感影像间几何变形和灰度差异造成的匹配困难问题,提出一种结合SIFT和边缘信息的影像匹配方法。首先在高斯差分尺度空间进行特征点检测,并采用相位一致性提取可靠的边缘信息;然后结合改进的SIFT和形状上下文对特征点进行描述;最后将欧氏距离和χ2统计作为相似性测度获取同名点。相比于SIFT算法,本文方法可有效地提高匹配正确率,并获得更多的同名点。     

关于遥感影像处理智能系统的若干问题

当前,研究开发遥感影像处理智能系统已经是一项紧迫的任务。讨论研究了这类系统的几个重要的问题。这一系统应以影像分割形成的像斑作为分析处理的对象,为此,需要采取多尺度分割方法。针对每一地物类别选择最佳尺度或尺度组合,而不是对所有地物类别采用统一的所谓最佳尺度。系统应以地域性地物分布为其特点构建知识库,而不是要求所谓的通用性。采用地物分布语义网的方式,在其节点上建立起与相应地物类型相关的数据、算法的联系,包括影像特征选择、算法选择,并在此基础上讨论了有关数据库、算法库、知识库的问题以及人机协同问题。