面向气象数据可视化的多功能绘图引擎研究与实现

针对气象数据可视化应用中对渲染速度和出图质量的要求,基于抽象工厂模式设计并实现了一款集多种图形渲染技术于一体的渲染引擎。通过实时切换图形渲染技术,该引擎在保持图形显示属性不变的前提下,既能够提供由硬件加速技术所享有的高性能,又能够输出高质量的矢量图形。使用该引擎的气象信息分析处理系统能够实现天气图的交互制作,海量气象数据的实时显示,用于科研论文和业务演示的矢量格式图像文件生成。因此,该绘图引擎能够较好地满足天气预报业务和气象科研两个方面的可视化需求。     

高速公路夜间大雾图像特征及其识别

基于高速公路夜间交通监控图像,选择其附近能见度自动监测数据作为图像是否有大雾的标准,分析有雾或无雾环境对光源及其成像的影响,提取相应的特征值,利用支持向量机的方法建立了大雾识别模型。结果表明:大雾存在时空气消光系数增大,LED电子显示屏、车灯等光源在图像上呈现出亮度减弱而梯度小,散射较明显的特点;纹理特征表明有雾时图片纹理简单、纹理较浅分布均匀,像素之间相关性大,无雾时则反之;模型评估得出临界成功指数为0.74,虚警率为0.18,有较好的识别效果。     

基于矢量波场分离的TI介质逆时偏移

基于两步法分离各向异性矢量波波场,第一步,将各向异性波动方程进行相似变换(使其具有明确直观的运动学和动力学特征),使其投影在各向同性方向上;第二步,各向异性介质传播算子波场分离基础上的波形校正,将投影于各向同性方向上的波场校正回各向异性方向上,最终达到各向异性波场分离的结果。笔者首先对VTI介质进行试算,以证明其可行性;此外,将地表数据进行分解,即所采集到的多分量地震数据在进行偏移成像之前先进行数据分解,得到纯净的q P波数据、q SV波数据以及q SH波数据,通过地表数据的分解将成像过程变成一个可控过程,通过对地表数据输入的控制得到我们所希望的成像结果分量,可以减少无谓的计算;对Hess模型正演炮记录进行了数据分解,并对其进行了逆时偏移成像以验证理论的可行性。     

面向矢量数据叠加分析的拓扑一致性处理研究

在叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析等各种矢量数据分析过程中,首要面对的便是矢量数据拓扑一致性问题。拓扑一致性处理是对GIS矢量数据中由于采集、存储、压缩、转换导致的空间拓扑关系不一致问题进行的拓扑处理,其使得待处理数据在容限范围内具有拓扑一致性,从而便于后续相关分析功能的进行。该文在分析和总结已有拓扑一致性处理算法的基础上,提出了一种更为高效的拓扑一致性处理改进算法,包括弧段间拓扑处理、节点与弧段间拓扑处理、节点间邻近搜索等核心过程。对比实验表明,该算法在保证拓扑一致性处理效果的基础上具有较高的处理性能,是一种实用性较强的拓扑一致性处理算法。     

A support vector machine to identify irrigated crop types using time-series Landsat NDVI data

Site-specific information of crop types is required for many agro-environmental assessments. The study investigated the potential of support vector machines (SVMs) in discriminating various crop types in a complex cropping system in the Phoenix Active Management Area. We applied SVMs to Landsat time-series Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data using training datasets selected by two different approaches: stratified random approach and intelligent selection approach using local knowledge. The SVM models effectively classified nine major crop types with overall accuracies of >86% for both training datasets. Our results showed that the intelligent selection approach was able to reduce the training set size and achieved higher overall classification accuracy than the stratified random approach. The intelligent selection approach is particularly useful when the availability of reference data is limited and unbalanced among different classes. The study demonstrated the potential of utilizing multi-temporal Landsat imagery to systematically monitor crop types and cropping patterns over time in arid and semi-arid regions.     

基于GPU的二维矢量场LIC算法研究

面向海洋环境中矢量场数据可视化的应用需求,提出基于GPU的线积分卷积(Line Intergral Convolution)改进算法,实现数据插值和流线跟踪计算的优化。针对离散场数据,提出利用反距离加权算法来替代GPU默认线性插值方法,保证数据相关性;将数据场分块处理,考察雷诺数来实现混合式流线跟踪计算;依据前后采样点矢量方向夹角动态改变积分步长。结果表明,上述算法生成纹理图像清晰,实时绘制性好,具有一定通用性。     

基于数理统计方法搜索GPS所有异步环

异步环是GPS基线质量检查的重要内容,以便于发现解算粗差,评估GPS平差的质量及精度。利用数理统计的方法,通过GPS测站点在不同时段的重复情况,利用重复点作为异步环搜索的起始点,利用树形搜索的方法判断重复点之间能否构成异步环,在此基础上从GPS基线向量中抓取基线组成异步环,可以快速、无遗漏地搜索出所有的异步环。通过实例验证,取得了很好的效果。     

基于规则格网DEM线状矢量要素三维可视化方法

如何在三维地形表面无缝叠加矢量要素是三维地理信息系统、三维制图等领域面临的一个重要问题。目前矢量要素与三维地形无缝叠加的研究主要集中在矢量数据基于三维地形的实时显示上面,面向三维制图的研究相对较少,导致矢量要素的显示过于简单,地图要素信息传输受限。文中提出一种基于几何法的线状矢量数据与规则格网DEM无缝叠加算法,并通过纹理映射的方式实现矢量数据符号化,最后以道路数据为例进行实验,验证了方案的可行性。     

基于支持向量机的作物叶绿素含量反演模型

针对现有研究在准确估算叶绿素含量方面的不足,该文运用粒子群优化算法和支持向量机构建叶片尺度作物叶绿素含量高光谱反演模型:利用PROSPECT模型模拟作物光谱,并运用所对应的叶绿素含量建立训练数据集,然后采用粒子群优化算法支持向量机学习训练数据集,最后建立实测叶片叶绿素含量估测模型。研究结果表明,粒子群优化算法和支持向量机构建的反演模型能准确预测作物的叶绿素含量,能够解决小样本作物采样点情况下叶绿素含量反演问题,可以作为作物叶绿素含量估测的参考方法。     

川西北江河源区草地退化遥感监测研究

针对川西北江河源区草地退化问题,文章提出了基于光谱混合分析模型的草地退化遥感监测方法,利用1995年和2009年两期Lansat-5TM遥感数据,以川西北江河源区石渠县为研究实例区,提取该地区亚像元级土地覆被分类信息;并运用变化向量分析模型得出研究区14年间草地退化情况及植被增长情况的分布特征与面积统计结果;进一步对监测到的变化结果进行等级划分后,总结出该地区1995年—2009年草地退化情况的时空变化格局。研究结果能够对该地区的具体草地生态环境建设措施提供科学参考,有助于该地区生态环境建设资金、资源的科学合理配置。