锥束CT图像重建算法的快速实现

本文基于锥束CT滤波反投影重建的FDK算法,通过两种算法改进并结合基于共享内存的OpenMP并行技术和代码优化,实现了锥束CT图像的快速重建.基于锥束CT实际投影数据的重建结果表明,图像重建速度得到了较大的提高,断层图像重建质量与FDK原型算法相当.     

无人机倾斜摄影三维模型在城市雨洪风险评估中的应用

研究城市雨洪风险问题,对提高城市洪涝灾害监测、预报的准确性,以及促进城市防洪决策制定具有重要的意义。鉴于高精度的城市三维模型可以提供丰富地理信息,便于准确分析淹没情况,本文针对当前城市洪涝模型对地形数据的高敏感性,且雨洪风险评估研究的准确性受限于地形数据精度的问题,提出利用无人机倾斜摄影测量技术重建高精度实景三维模型,并结合GIS的空间分析功能,以淹没深度为关键指标进行研究区的雨洪风险评估。通过提取不同重现期下研究区的淹没深度信息,进行可视化渲染实现三维淹没分析,可以直观地看到研究区的淹没情况,作为暴雨内涝风险管理依据,同时对城市规划布局有一定的参考价值。     

城市文化战略导向下上海演艺空间的演变

摘要：后工业时代,文化资源的挖掘利用正日益成为各国政府引导城市更新、城市转型的重要手段。上海也积极利用各种文化资源来塑造国际文化大都市的形象。论文在回顾上海文化战略发展的基础上,分析了文化战略导向下上海对演出场馆资源的五种开发利用模式,并重点剖析了城市文化战略的实施对上海演出空间的塑造作用。在当前上海打造国际文化大都市的进程中,演出场馆的空间分布格局正日趋成形,同时,这种文化符号效力也带来了显著的空间效应,包括全球文化消费引领地的形成,艺术表演集聚区的初现以及演出空间的专业化拓展等。塑造与提升上海演艺文化空间格局成为上海加快建设国际文化大都市的必经之路。     

国外乡村空间研究的进展与启示

任何空间都是社会的产物。在工业化、城镇化、信息化和政策的驱动下,中国乡村空间正在发生剧烈重构。乡村空间研究作为国外乡村地理学研究的核心内容之一,具有多学科、多视角、多维度、多方法的特点,形成了一个丰富的研究图景。为了更全面地把握国外乡村空间研究的进展,论文对国外近40 a的乡村空间研究文献进行了梳理。研究发现,国外学者从物质、想象和实践等层面诠释了乡村空间的内涵,并通过建立“乡村空间的三重模型”,强调了日常生活实践的重要性,引入了生活空间,构建了较为系统的乡村空间研究架构。在理论视角上,国外乡村空间研究经历了功能主义、政治经济学和社会建构主义3个阶段;在时间的演进上,实现了由生产主义空间研究到后生产主义空间研究的转换;在空间维度上,实现了聚落空间、经济空间、社会空间和文化空间的多重叠加。国外乡村空间研究实现了从物质层面到社会表征、从客体性空间到主体性空间、从静态单维空间到动态多维空间的转变,启示我们对乡村空间进行跨学科研究以及“社会-文化”研究的重要性。中国乡村空间建设要重视农民的主体性地位、强调乡村空间的多功能性、尊重乡村空间的“地域性”和“差异性”、恢复乡村空间的意义生产功能。     

基于动态极坐标参数化的遥感影像匹配方法

图像匹配作为三维重建至关重要的环节,其精度直接影响了平差优化、正射校正等模块的精度。对于城镇、农场等特征密集型区域,特征距离小,相似性强,易于匹配图像;而针对草地、沙漠等特征不明显区域,特征距离大,如果使用特征点匹配的方法,严格阈值下难以获得足够数量的匹配对,放宽阈值又将引入较多误匹配对,这也是导致稀疏点云不够均匀的原因之一。在此场景下,本文提出了基于动态极坐标参数化的无人机正视影像匹配算法,首先对图像做极坐标参数变化,采用动态策略解决极轴方向采样不均匀的问题,使用最小二乘法对得到的极坐标影像对做位移方向上的匹配,匹配后得到的旋转量和平移量,将该结果和SIFT算法的结果做比较。本文设计了2组实验,即参数已知的解算实验和参数未知的解算实验,且每组实验进行3次。在同等配置的计算机上,对两张7360像素×5400像素,32位的影像,本文方法的位姿解算时间相比SIFT的时间减少约57%,二者求得的位姿差通常小于1%。结论表明二者的结果在精度上表现相当,在时间上明显优于SIFT算法,具有实际的应用价值。     

时间尺度重构EEMD-GRNN改进模型预测PM2.5的研究

合理构建PM_2.5浓度预测模型是科学、准确地预测PM_2.5浓度变化的关键。传统PM_2.5预测EEMD-GRNN模型具有较好的预测精度,但是存在过于关注研究数据本身而忽略其物理意义的不足。本研究基于南京市2014-2017年PM_2.5浓度时间序列数据,分析PM_2.5浓度多尺度变化特征及其对气象因子和大气污染因子的尺度响应,基于时间尺度重构进行EEMD-GRNN模型的改进与实证研究。南京市样本数据PM_2.5浓度变化表现为明显的天际尺度和月际尺度,从重构尺度（天际、月际）构建GRNN模型更具有现实意义;同时,PM_2.5对PM₁₀、NO₂、O₃、RH、MinT等因子存在多尺度响应效应,以其作为GRNN模型中的输入变量更具有时间序列上的解释意义。改进后的EEMD-GRNN模型具有更高的PM_2.5浓度预测精度,MAE、MAPE、RMSE和R²分别为6.17、18.41%、8.32和0.95,而传统EEMD-GRNN模型的模型有效性检验结果分别为8.37、27.56%、11.56、0.91。对于高浓度天（PM_2.5浓度大于100 μg/m³）的预测,改进模型更是全面优于传统EEMD-GRNN模型,MAPE为12.02%,相较于传统模型提高了9.03%。     

无人机倾斜影像自动检索及影像姿态恢复

无人机倾斜摄影测量颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,在三维建模中有广泛的前景。针对有些无人机倾斜影像数据无相机标定参数、无航带信息（无序）、无POS信息的现状,本文以计算机视觉中基于内容的影像检索方法与改进的渐进式SFM方法为基础,提出一种“三无”影像自动检索、空中三角测量及影像三维重建的方法。该方法首先通过提取的特征检索出相似影像并建立网络结构,然后将影像进行两两匹配增强对应关系并进行连接点的追踪,最后利用光束法平差方法对其进行平差,获取影像集的三维点云,提高大规模影像检索、影像匹配速度的同时,提高重建的精确性和鲁棒度。本文选取三组典型试验区大数据量倾斜影像数据进行试验,立体实测控制点中误差可以达到平面0.16m/高程0.18m,试验验证了方法的稳定性、可靠性和实用性。     

基于加权约束的单体建筑物点云表面重建算法

建筑物点云表面重建在高精度城市测绘、虚拟现实等领域有十分广泛的应用前景。由于建筑物的几何形态多变,重建算法普遍存在计算速率慢、拟合精度低和模型结构不完整的问题。为此,本文以单体建筑物为研究对象,提出基于加权约束的单体建筑物点云表面重建算法,在表面初始化过程中充分考虑数据对结构拟合的贡献。在此基础上,构建基于正则集的单体建筑物表面重建算法,实现建筑物拟合过程中的加权拟合误差、近邻结构平滑的同步优化。针对多类建筑物三维点云的实验结果表明,相比传统的建筑物重建策略,本文的加权约束方法可根据不同类型的点云数据设计自适应权重,并选择模型拟合中最优的权重函数,在高噪声、低精度点云数据下能得到更高精度的单体建筑物表面模型。     

基于DINEOF的静止海洋水色卫星数据重构方法研究

静止轨道海洋水色成像仪(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI)提供了时间分辨率达小时级的海洋水色数据,使得对海洋环境的逐时变化监测成为可能。然而受到海洋上空云、雾和霾的影响,数据出现连续高缺失率甚至完全缺失的情况,使得数据使用价值大大降低。在经验正交函数重构法(Data INterpolating Empirical Orthogonal Functions, DINEOF)的基础上,突出时间要素在重构中的地位,运用异常像元检测、拉普拉斯平滑滤波和时间模态2次分解插值,提出了适用于静止海洋水色卫星数据的重构方法——DINEOF-G。利用此方法对杭州湾2017年的GOCI总悬浮物质量浓度数据进行重构,结果表明该方法相比经典方法在重构精度上提高了8%,数据重构率提高了36%,且重构结果较好地反映了杭州湾总悬浮物质量浓度的季节变化规律和空间分布特征。     

基于数字全息显微的海洋浮游生物三维形貌快速重建方法研究

针对海洋浮游生物实时探测中,三维形貌特征难以快速获取的问题,本文提出了一种海洋浮游生物三维形貌快速重建的方法。基于离轴菲涅尔数字全息显微系统,通过改进相位恢复方法预消除相位畸变,直接得到正确的相位信息,进而对浮游生物三维形貌重建。该方法不需要进行后期复杂的相位补偿计算,就可以对浮游生物三维形貌进行快速重建,有利于对动态、微小尺寸的浮游生物进行实时探测及分析。论文对青岛近海岸浮游生物桡足类和夜光虫进行了三维形貌重建,分辨率可达到3.5μm。实验结果为离轴菲涅尔数字全息显微系统用于海洋浮游生物原位、实时探测的可行性提供了依据。