地基可见光全天空云图云量图像处理识别方法

为增强地基可见光全天空云图中云与天空的特征和区别,提高云检测率,基于图像复原和图像增强技术提出一种改善云图质量的方法。该方法采用暗通道去雾算法进行图像复原;采用亮度直方图均衡增强图像纹理细节;综合两种方法,先图像复原,再图像增强。按低能见度薄云、低能见度厚云、高能见度薄云、高能见度厚云4种情况分别进行讨论,结果表明:除高能见度薄云采用单一的图像复原使云检测效果降低外,图像复原和图像增强都能使云检测和云量识别准确率提高;综合二者,云检测和云量识别准确率进一步提高;该方法对薄云和低能见度云图的改善最为显著。     

气象数据云数据存储技术及应用

针对气象数据种类多、信息量大、精度高等特点,传统的关系型数据库系统在存储处理、数据读取等方面存在负载饱和、读写性能不理想等问题,利用云数据存储技术,结合气象数据特征,设计了基于云数据存储平台的气象数据存储和处理方法。通过分析气象数据的结构化、半/非结构化特征,采用云关系型数据库存储结构气象数据;采用NoSQL对象库存储半/非结构化气象数据;在数据的存储过程中,应用了气象数据分块压缩技术,进行气象数据存储和传输。结果表明,所讨论的方法具有很好的存储传输效率,能够满足大规模气象数据在业务应用中对存储查询和处理速度的要求。     

激光云高仪与可见光测云仪观测试验对比

选取激光云高仪观测的云高和可见光测云仪观测的云量,通过对比两种地面云观测设备观测数据在相同条件下的差异,分析不同要素对设备观测性能的影响,结果表明:在相同观测条件下,两种地基云观测设备的观测结果不同;激光云高仪和可见光测云仪受雾、霾、降水等天气现象以及云物理特性的影响,云观测数据会出现的漏报和误报的现象;激光云高仪还受自身探测高度和垂直分辨率的影响,对高云和薄云的捕获率较差。     

基于机载Lidar数据辅助的林地信息提取

利用机载Lidar数据进行了林地信息提取,并对提取结果进行了矢量化处理,结合高分辨率航空RGB影像进行进一步林地信息快速分类.通过对比,可以看出分类精度得到了显著的提升,解决了单一RGB高分影像分类困难的问题,为Lidar数据的进一步研究提供了新的思路与方法.     

环境感知应用系统的数据传输与安全

环境感知应用系统广泛应用在工业生产、日常生活等领域.本文主要研究环境感知应用系统中的数据收集、安全传输和安全管理等技术,提出了环境感知应用系统架构图,包括环境数据采集单元、数据传输网络及云数据中心,从数据的收集、传输、存储、应用、管理等多个方面保护环境数据的安全性.首先,本文阐述了数据在环境感知应用系统中的收集和传输流程,然后,分析数据从环境数据源传输到现场控制单元,再接入互联网传输到云数据中心采用的安全传输方式.最后,研究了可应用于云数据中心的多种安全防护方法以保护数据安全,包括敏感数据加密、数据隔离、访问控制、权限管理、审计日志、备份恢复等.     

一种基于线性KD树的点云数据组织方法

常规KD树索引对大规模点云数据进行组织和管理时,指针的存储往往耗费大量的内存空间。本文结合线性索引的编码思想,提出了一种线性KD树索引的构建和查找方法,存储点云时可以充分利用内存空间,通过自然数编码表示结点间的关系,并给出了线性KD树的构建和邻域查找方法。最后通过与开源最临近搜索库ANN库进行对比试验,证明本文的线性KD树索引可以明显减少点云组织时的内存消耗,并与基于指针的ANN库具有相近的临近查找效率。     

简易平面标靶下的三维扫描与数据配准

为实现对物体表面三维信息的自动获取和多方位扫描结果的数据配准,提出了一种基于简易平面标靶的标定方法,并构建了相应的线激光三维扫描系统.首先,设计制作一个含有10个特征点的平面标靶,并利用平面标靶中的特征点对扫描系统进行姿态和位置标定;其次,利用平面标靶中的特征点计算其平面方程及平台平面方程;然后,在扫描时可以利用上述所得的平面方程求出激光平面方程,进而采用几何知识计算得到三维点云数据;最后,根据移动前后标靶图像上特征点信息计算出扫描系统的外部参数——平移旋转矩阵,从而可以实现多方位扫描数据的配准.试验结果表明,在距离45 cm处,几何投影变换求得的平面方程误差小于0.5％,每幅图像处理的时间小于60 ms,误差低于1.15 mm,基本满足三角测量的稳定可靠、精度高、成本低、比较适合现场标定等要求.     

基于切片点云中心的形变监测

针对建筑物特征表面的特性,提出基于横断面的切片点云中心的变形监测方法,利用建筑物的某个侧面点云作为约束面,建立约束面和用于提取切片基准面之间的关系,根据基准面与特征表面点云法向量之间的关系模型,确定最佳基准面搜索方法。利用得到的基准面逐层地确定切片点云,对每个切片点云进行分区段重心的求取,通过计算整个区段重心的中心获取切片的重心。利用无变形的建筑物对点云精度进行评价,并将其用于指导隧道的变形监测。通过对比不同期切片重心的变化实现隧道的变形分析。     

基于 TLS 的高压线塔倾斜度监测

高压线塔属于杆状构筑物,对倾斜变形非常敏感,倾斜度是检测其稳定性的重要指标。传统的单点测量方式,无法反映高压线塔的整体变形,提出基于地面三维激光扫描技术监测高压线塔倾斜度的方法,采用分层处理的方式,通过边界提取、直线分割、直线拟合等过程处理点云数据。采集山西省柳林某高压线塔点云数据进行实验,求取各层切片的中心坐标并计算高压线塔的倾斜度,对计算结果进行分析,得出线塔仍处于安全运行状态的结论。     

一种基于投影变换的深度图像生成算法

深度图像的表示是实现三维目标识别、配准等工作的前提。针对地面三维激光扫描得到的点云数据,提出一种基于投影变换的深度图像生成算法。采用投影变换将三维点沿观察坐标系的法向量投影到观察平面上,使投影向量和观察平面垂直,这样观察点和观察平面间的距离就不会影响物体的投影大小和形状,有效避免了"失真"现象的发生。利用灰度图像生成深度图像,使用方案对地面激光扫描系统获取的建筑物实验数据进行具体处理。结果表明,文中基于投影变换的图像生成方法更能直观地反映建筑物表面的几何分布特征,为后续特征的提取奠定基础。