基于立体标定靶的扫描仪与数码相机联合标定

地面3维激光扫描仪是一种新型测量仪器,应用领域广泛。随着3维激光扫描技术和CCD传感器技术的不断发展,越来越多的3维激光扫描仪配有内置或者外置的数码相机。在对目标的描述上,点云和影像数据各有优势,扫描仪和数码相机的联合标定可为实现两者的优势互补提供基础。目前扫描仪和数码相机的联合标定主要是基于扫描区域的几何特性或者基于2维平面标定靶,这两种联合标定方法具有一定的局限性。这里在设计3维立体标定靶的基础上,提出了一种基于3维立体标定靶的联合标定方法。经过实验验证了联合标定方法的有效性和稳健性。     

面状空间要素相似性度量方法研究

不同尺度、来源的地图上同一要素通常具有一定的相似度。地图空间要素相似度在GIS领域具有广泛的应用。论文在总结前人相关成果的基础上分别从位置(距离)、形状、大小三个方面给出了面状空间要素相似性度量模型:以分形维数和面积/周长(紧凑度)作为相似特征的形状相似度;以中值距离作为相似特征的距离相似度;以面积或周长作为相似特征的大小相似度。最后,以多尺度面状空间要素为实验数据,通过比较分析验证了本文提出的相似性度量模型可行性。实验结果表明:以中值距离、分形维数作为相似度指标的度量模型综合考虑了面状要素局部结构和整体分布,在面状空间要素相似性度量方面具有很好的稳定性。     

3维直角坐标系直接转换算法的研究与实现

测绘工作中经常碰到3维直角坐标系的3维转换问题,本文通过简单的几何平移旋转缩放算法,对3维十六参数的直角坐标系变换,进行了理论描述和几何证明以及数据验证。     

探讨3维地物模型制作过程

自第一台计算机诞生以来,计算机技术迅速发展,并在各行各业中得到广泛应用。3维显示技术是随着计算机软硬件的快速发展而兴起的一个新的应用方向。它能在计算机中为用户提供一个3维的直观环境,通过视觉提高真实感。随着地理信息产业的快速发展,人们对3维地理空间支撑的需求越来越强烈,"数字城市"项目在各大城市如火如荼的发展,3维GIS进入了高速发展和广泛应用的新时期。这里探讨了综合运用3dsMax,Arc Map,creator,CAD,PhotoShop等软件制作3维地物模型的过程。     

基于3维Douglas-Peucker算法的DEM地形特征提取

三维Douglas-Peucker算法在三维数据压缩与地形特征提取方面具有显著优势。本文在现有算法基础上,针对初始基准面、扫描方向选取等方面进行改进与优化处理,并以黄土高原的中山、丘陵以及微丘等3种不同地貌类型为实验样区,以国家1:1万DEM数据为数据源,进行了地形特征点地提取。分别从行、列、正反对角线等四个方向对DEM数据进行压缩和提取,试验结果表明,不同的初始基面和扫描方向,尤其是不同的扫描方向对最终的结果影响巨大,三维Douglas-Peucker算法具有明显的方向性。因此,最后将四个不同扫描方向的结果结果进行合并处理,能有效弥补各自扫描方向所遗漏的地形特征点,进一步完善了基于三维Douglas-Peucker算法的地形特征提取方法。     

LiDAR点云数据的电力线3维重建

利用LiDAR数据进行电力设施提取与建模可以克服传统工程测量电力巡线工作量大,危险性高,效率低下等缺点,但现有的电力线提取研究主要集中在电力线的分离与提取,并且拟合的精度不高。针对此问题本文提出了一种精度较高的电力线拟合方法。首先,根据电力线两端悬挂、中间自然下垂的特点,求解电力线拟合的最佳几何模型;然后,通过电力线的走向和端点,建立电力线拟合的最佳平面坐标系;最后,采用基于二次多项式限制的最小二乘法拟合电力线,解算出最优参数,生成最终电力线模型。对真实数据的处理和精度评价表明,本文方法不仅能够实现电力线的快速3维重建,而且能够达到较高的拟合精度。     

GRACE Level-2数据的RTS状态平滑EI北大核心CSCD

GRACE Level-2球谐系数反演得到的全球地表质量变化存在明显的南北条带噪声,严重影响区域地表质量异常估计的精度。DDK滤波引入信号协方差矩阵和正则化因子,能较好地削弱条带误差,同时保留更多的真实信号。采用状态空间模型表示球谐系数在相邻月份之间的联系,进而通过卡尔曼滤波实现去条带,即为状态空间DDK滤波方法(SS-DDK)。本文提出的SS-DDK方法状态向量只包含球谐系数,反映条带误差统计信息的协方差矩阵被用作状态空间模型中观测噪声协方差矩阵,采用幂律模型设计过程噪声协方差矩阵,通过迭代法求解方差分量因子,最后输出RTS平滑解代替卡尔曼滤波解作为最终数据处理结果。结果表明,在全球范围内,SS-DDK结果不存在明显的条带误差;计算各约束解与mascon解质量异常差异的均方根(RMSD),SS-DDK的RMSD为10.36 cm,小于任意一种DDK滤波。对比五大区域135个月所有约束解的等效水柱高、年振幅及RMSD发现,在格陵兰岛,SS-DDK所导致的信号失真更少,仅为49.8 cm;在其他区域,SS-DDK的去条带和保留信号的能力与DDK3—5滤波有不同程度的相似,在某些时段优于所有DDK滤波。对估计结果进行不确定性分析,SS-DDK解全球的不确定性大小为2.20 cm,其在所选区域的不确定性大小介于DDK2和DDK3之间。对比大地水准面阶误差的结果说明,SS-DDK解的噪声水平低于DDK4—8,保留信号能力与DDK2—3相当。增添仿真试验进一步说明SS-DDK在去条带和保留信号方面具有较好的性能。     

一种基于分形的地表覆盖产品质量评估空间抽样方法

针对地表覆盖产品质量抽样评估中易受空间自相关影响导致的样本代表性不足的问题,该文提出一种基于分形的地表覆盖产品质量评估空间抽样方法,通过引入辅助变量分形维数作为分层变量,代替研究变量(质量评估值),基于地表覆盖产品中每个图斑分形维数的空间自相关性进行第一阶段分层,在顾及空间自相关性影响前提下,构建空间敏感区和钝感区内的分层指标进行第二阶段分层,并在二阶段各层内随机抽样。选择全球地理信息资源建设项目2021年哈萨克斯坦中部区域的10 m地表覆盖产品作为实验验证数据,分别与基于面积空间自相关、基于景观指数空间自相关的分层抽样方法进行对比实验,结果表明该文方法相对“真值”的均方根差较上述两种方法最大可分别减少51.14%、56.9%,能够提供更精确和更稳定的质量评估结果。     

二维Renyi灰度熵和模糊聚类在图像分割中的应用

针对传统二维Renyi熵阈值算法计算复杂度高的问题,提出一种改进的二维Renyi图像分割算法。该算法利用两个一维Renyi熵算法的阈值来代替传统二维Renyi法的阈值,使得计算复杂度大大降低;同时为了改善图像分割效果,综合使用了FCM算法。实验结果表明,改进的算法充分发挥了二者的优势,不仅提高了运算速度,且分割效果更好。     

一种基于位置域的北斗快速整周模糊度确定方法

整周模糊度搜索方法是卫星导航高精度应用技术研究的关键,通常可分为测量域、位置域和模糊度域。其中位置域整周模糊度求解方法因为其计算量大而很少应用于实际,也成为该方向难以突破的瓶颈。首先针对北斗系统特殊星座构型进行了深入研究;然后利用GEO卫星东西向几何构型好的特点,提出一种三维转换为二维位置域模糊度搜索算法。该方法在保证定位精度的同时,能够极大地减少计算量。最后,利用短基线的北斗实际数据进行验证,仿真结果表明了该方法的高效性。