水上水下一体化三维河道场景构建与展示

随着无人机与新型航拍技术的发展,无人机倾斜摄影技术在大范围地形数据采集过程中发挥了重要作用,三维测绘相关研究得到了极大的促进。而针对水利行业所需的水上地形与水下地形一体化生产过程的研究相对较少。本文布设统一控制点,采用固定翼无人机倾斜摄影测量技术进行水上地形测绘,应用RTK配合测深仪在船上进行水下河道三维地形数据采集,对于涉河建筑物采用BIM软件进行参数化建模。最后,针对水上地形数据,水下河道地形数据及建筑物三维模型进行融合处理,得到水上水下一体化三维河道场景,搭建Cesium平台进行三维展示。其研究成果可为水上水下一体化测绘与可视化提供技术帮助,有助于推进智慧水利的应用发展。     

无人机实时视频与三维地理场景融合

针对无人机视频巡查时无法获取视频要素与周围场景地理要素的空间关系等问题,本文提出了一种无人机实时视频与三维地理场景融合方法。该方法通过设置路线站点获取无人机实时巡查视频,利用高分辨率倾斜摄影模型构建三维地理场景,将视频在三维地理场景中投影,构建视频投影参数规范和无人机数据传输模型,实现无人机实时视频与三维地理场景融合展示;对无人机实景融合的应用流程进行设计,并通过具体案例进行试验验证。试验结果表明,无人机实景融合具有良好的表达效果,视频与三维地理场景融合度高且视频画面变形较小。该方法将无人机视频应用扩展至三维空间,为视频要素赋予了空间参考。     

基于LDCNN特征提取的多核SVM高分辨率遥感影像场景分类

针对卷积神经网络特征维度高且单层特征不能准确表达复杂高分辨率遥感影像语义信息的问题,本文提出了一种提取低维卷积神经网络（LDCNN）深层次特征进行多核SVM分类的场景分类方法。首先将预训练的卷积神经网络改造成低维网络结构,其次提取低维网络的不同深层特征并进行不同核函数的SVM分类,找到对应的最优核函数;然后将多种最优核函数加权融合成为一个新的合成核;最后进行多核SVM分类。试验表明,本文方法不仅特征维度低,且通过多核SVM能够充分结合各层特征的优点,在两个标准数据集上均取得了99%以上的分类精度。此外,该试验还证明了本文方法具有较强的迁移学习能力。     

恐龙谷南缘微地貌地形特征要素提取及分析

地形特征信息是地学研究中的重要依据,用于描述地形变化的总体样貌,决定了基础地形地貌形态特征。本文对禄丰恐龙谷南缘环状微地貌的地形特征进行提取及分析。首先,采用无人机测量技术获取测区影像数据,通过影像数据处理构建测区0.5 m分辨率的DOM数据与点云数据,并基于TerraSolid软件平台搭建滤波规则对点云数据进行分类、抽稀压缩处理,提取测区地面点,以地面点数据为基础数据构建测区2 m分辨率的DEM;然后,通过叠加ArcGIS空间分析中最大值提取与正负地形提取,完成地形特征点的提取分析;并结合ArcGIS中水文分析、平面曲率与坡型组合的方法,完成地形特征线提取分析;最后,在eCognition 9.0中通过面向对象的方法,实现地形面状特征提取。试验结果表明：①提取鞍部点的最佳分析窗口为11×11。②通过鞍部点位及两种方法提取脊—谷线,其中水文分析提取脊线更为细致,整体连贯性更为突出且从山体两侧脊线分布密集,试验区山体崎岖处提取鞍部点,即说明恐龙谷南缘整体受亚热带低纬度高原季风气候影响,山体受一定程度风化侵蚀。③恐龙谷南缘地形面状特征中裸岩、裸地两者面积占比较大,两者相加后占测区总面积64.2%,结合实地干湿分明的气候特点和实际勘察植被相对低矮的特征,在一定程度上说明该区域表层土壤疏松,需注意水土流失引起的生态问题。     

面向复杂城市场景的Sort-First并行绘制系统中负载平衡与性能分析

在高精度建模方法越来越丰富的背景下,三维城市场景往往具有较大的场景规模和较高的复杂性,因此,当单台计算机难以满足实时绘制的需求时,多采用更加适合超高分辨率大屏幕显示的Sort-First方式进行并行绘制。针对现有研究性能量化分析的缺乏,及自适应负载平衡方法的缺陷,本文通过Sort-First并行绘制系统的加速比模型,分析绘制节点数、显示分辨率、网络传输速度、任务划分等因素对系统性能的影响,以及将绘制时间和传输时间的和作为反馈,对现有负载平衡策略进行了改进。本文给出了系统达到最高加速比,即负载完全均衡理想情况下的一个量化的必要条件。最后,基于Sort-First的并行绘制实验验证上述分析。实验结果表明:本文的改进加强了各节点的负载平衡性,在一定程度上提高了性能。     

AutoCAD与ArcGIS数据转换研究与应用

结合珠海市空间数据自适应动态更新系统的建设实践,提出AutoCAD与ArcGIS空间数据转换技术路线。阐述了这一过程中数据标准建立、质量控制和数据转换等关键技术。在此基础上,编程实现AutoCAD与GIS空间数据的相互转换以及空间数据库中GIS数据与AutoCAD数据的直接转换。试验结果显示,AutoCAD空间数据在编码、规整、转换和质检等处理后,可生成符合标准的GIS数据。     

Building footprint database improvement for 3D reconstruction: A split and merge approach and its evaluation

We present a general framework to improve a vectorial building footprint database consisting of a set of 2D polygons. The aim of this improvement is to make the database more proper to subsequent 3D building reconstruction at a large scale. Each polygon is split into several simple polygons guided by a digital elevation model (DEM). We say that this segmentation is vectorial as we produce segmentations that intrinsically have simple polygonal shapes, instead of doing a raster segmentation of the DEM within the polygon then trying to simplify it in a vectorization step. The method is based on a Mumford and Shah like energy functional characterizing the quality of the segmentation. We simplify the problem by imposing that the segmentation edges have directions present in the input polygon over which the DEM is defined. We evaluate the validity of the proposed method on a very large dataset and discuss its pros and cons based on this evaluation.     

基于osgEarth的虚拟校园场景建模研究

osgEarth是一个基于OSG开发的实时地形模型加载和渲染工具。本文对数字地球及其应用进行了介绍,同时探讨了建设虚拟校园场景的关键技术。接着使用osgEarth获取了Google Earth的数据并且建立了数字地球底图,然后使用本地地形数据和3维模型建立了西南交通大学虚拟场景。最后发布了虚拟校园场景,从而使用户能够通过网络浏览该场景。     

用于末制导的SAR图像多子区实时匹配算法

为实现用于无人飞行器末制导的SAR实时影像与多源基准影像的匹配,提出一种新的基于子区位置关系约束的SAR图像匹配算法。首先将SAR图像进行对数变换,并进行小波包分解,在高频子图部分对小波包系数进行收缩,抑制噪声,然后利用断面检测法提取边缘。匹配中将SAR实时图分为多个子区,用子区灰度标准差和频谱直方图判别其可匹配性,并更新不可匹配区。将各子区位置分布关系用作匹配结果的约束条件。为保证算法实时性,匹配采用基于提升小波的金字塔分层搜索策略。用星载SAR图像和卫星光学图像进行了大样本匹配实验,实验结果表明该方法是一种能在精度、实时性和可靠性方面都能满足导弹末制导要求的实时匹配算法。     

低空无人机倾斜摄影测量测图精度实证

为了研究倾斜摄影测量对测图精度的提高作用,以A、B两个测区为例,分别以双片和多片前方交会、竖直和倾斜影像为对比条件,建立立体模型与实景三维模型,并通过对模型和数字线划图中检查点的误差统计,对平面精度和高程精度进行对比分析。相比于基于双片前方交会生成的立体模型,基于多片前方交会生成的实景三维模型精度更高;在地形为高山地的A测区,平面和高程中误差均由分米级提高至厘米级,结合《数字航空摄影测量空中三角测量规范》可以达到1：500比例尺的成图标准。相比于竖直摄影测量,倾斜摄影测量的交会光线更多,因而其模型精度也更高;在地形为山地的B测区,高程精度可与平面精度相当,中误差均在5 cm以内,解决了航空摄影测量因影像采集方式而高程精度较差的难题,基于倾斜实景三维模型进行三维测图,数字线划图中等高线中误差满足《1：500 1：1 000 1：2 000地形图航空摄影测量内业规范》中对1：500比例尺的精度要求。