三维激光扫描的龙柱倾斜观测方法

针对城市高耸建筑物倾斜观测作业时间长、信息量少的问题,将三维激光扫描技术应用到城市高耸建筑物变形监测领域,探讨对无观测标志、不可或不便攀登的城市高耸建筑物进行倾斜观测的施测方法。以龙柱为例,制定了可行的测量方案,并采用高斯曲面拟合算法对其表面进行拟合,精确计算出龙柱的倾斜量,且与全站仪倾斜观测结果进行对比。结果表明,该方法可以快速、全面的获取观测对象的整体信息,且能够满足高耸建筑物倾斜观测的精度要求。     

一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法

针对传统多分辨率地形绘制算法构网速度慢、T型裂缝不易处理等问题,提出了一种GPU（graphic processing unit）构网的地形无缝绘制算法。首先,引入实时网格细分（tessellation）技术,将地形构网分为CPU粗粒度Tile网格构建和GPU细粒度Patch网格细分两个阶段;然后,Tile网格采用基于视距的细节层次模型进行LoD层次选择,Patch采用基于屏幕空间投影误差的细节层次模型完成网格细分,兼顾了视距和地形粗糙度对地形绘制的影响,实现了地形细节层次的自适应选择;最后,应用C++语言和DirectX 11工具,设计开发了相应的可视化实验系统。实验结果表明,该方法实现了多分辨率地形的自适应无缝表达,保证了地形网格的连续性;并通过合理平衡CPU-GPU负担,显著提升了地形渲染效率。     

基于核密度估计的点群密度制图应用研究

随着信息技术的发展,点状专题数据激增,需要突破传统制图方法的表达局限,利用海量点群数据对专题信息进行快速、直观、综合的制图表达。文中以南京市银行的ATM网点数据以及全国KTV营业点分布为制图数据源,探讨了点群数据核密度估计图以及三维核密度曲面图的制作方法,并对其中的关键技术作了深入的研究。研究表明,基于核密度估计的网点密度制图方法,消除了边界分隔对密度计算精度的影响,能更好反映点群数据的空间分布密度、区域差异、动态变化等特征,具备更丰富的表现力。     

区域似大地水准面精化的方法探讨与精度分析

阐述与GPS/水准高程拟合相关的基本理论及区域似大地水准面精化的原理与方法,并结合区域的具体实例,重点比较二次多项式曲面拟合法、三角剖分双线性内插法、加权平均推估法的精度情况,从中得到结论。实验表明,在没有足够重力数据的支持下,三角剖分双线性内插法获得比较理想的精度,利用该方法精化似大地水准面获得的高程可以代替四等水准。     

基于多分辨率层次分类的机载LiDAR点云滤波方法

针对复杂地形环境滤波的需求,提出一种具有较强抗差稳定性的多分辨率层次分类滤波算法。该方法首先对原始点云数据进行格网化,主要通过设置格网分辨率值将数据分为3个层次,在每一层通过改进的局部最小值法选取初始地面种子点;然后利用薄板样条函数迭代内插生成栅格曲面,根据定义的残差阈值判定方法,完成点云的分类;分离出的地面点作为下一次迭代的种子点用于构建栅格曲面。利用ISPRS提供的15个训练数据对该方法进行实验,将实验结果与8种经典滤波算法进行对比分析,证明该方法在适应不同地形环境方面具有较强的稳健性。     

四川长宁地区岩石圈磁场分布

基于四川长宁地区平均点距为2 km的952个地磁总强度测量数据,经过日变化改正、主磁场剥离以及曲面样条插值等数据处理,得到长宁背斜附近地区的岩石圈磁场分布。结果表明:岩石圈磁场总强度范围为-400～200 nT,中值约为-4.4 nT,90%的数据位于(-4.4±32)nT。长宁背斜内部对应岩石圈正值区域,背斜边界对应负值区。边界区域内最显著的负值区域位于长宁背斜的西北端,背斜东北侧以正值区域为主,背斜南侧以负值区域为主。罗场向斜与建武向斜之间的高地震活动区域对应岩石圈磁场的正值区域。岩石圈磁场空间分布说明长宁背斜东、西部之间存在岩石圈磁场的局部负值嵌入体,该嵌入体或许造成了背斜东、西两部分的地震活动性的差异,背斜东、西部的岩石圈磁场梯度呈现西高东低的差异性分布。     

基于机载LiDAR的DEM数据处理及高程基准换算——以上海海岸带区域为例

以上海海岸带区域为例,介绍基于机载LiDAR采集DEM数据的基本处理流程,并重点论述将DEM数据从WGS-84大地高转换到1985国家高程基准正常高的二次曲面拟合模型的构建及精度分析。结果表明,高程基准转换模型的转换中误差为0.05 m,经模型转换后的DEM数据的高程中误差为0.33 m,能够满足海岛海岸带调查1∶10 000比例尺的数据精度要求。     

多项式曲面拟合和BP神经网络GPS高程拟合方法的比较研究

为了研究不同GPS高程拟合方法的拟合精度及差异性,选择二次多项式曲面拟合法和BP神经网络法进行比较研究.对已知数据进行分组,采用二次多项式曲面拟合法和BP神经网络法分别对各组数据进行处理、分析,计算精度指标,比较拟合点的分布、拟合点的数量和拟合方法对精度的影响.试验算例表明采用相同方法时拟合点的数量越多、分布越均匀拟合精度越高;在点的数量相同且较多,分布都相对均匀的前提下,BP神经网络法拟合的精度高于二次多项式曲面拟合法;在点的数量相同且较少,分布都相对均匀的前提下,BP神经网络法拟合的精度低于二次多项式曲面拟合法.     

二次与三次曲面存在拼接的条件和算法

利用计算机代数的方法，在数学软件的辅助下，初步研究不同次曲面拼接的问题即二次与三次曲面存在拼接的条件和算法，给出它们在不同情况下的存在拼接曲面的条件和算法。     

确定恒星表面有效温度的曲面拟合方法

恒星表面有效温度是恒星的一个重要物理参量，是恒星光谱差异的决定因素。本文提出了一种确定恒星表面有效温度的曲面拟合方法，所使用的拟合曲面模型是多项式的指数函数。首先对历史光谱数据进行PCA处理，再根据PCA特征数据与其表面温度的对应关系计算拟合曲面。通过实验，我们发现使用2维PCA数据和指数为3次多项式，根为10的指数函数模型所得到的拟合曲面，不仅有效好的拟合精度而且有很好的鲁棒性。本文的研究结果对恒星表面有效温度的自动测量具有重要的意义。