三维点云在轨道板快速检测中的应用

针对现有的CRTSⅢ型轨道板检测方法效率低下、设备组装复杂、部分还需人工操作等不足,基于三维点云数据实现了轨道板外形尺寸的高精度快速检测。利用轨道板标准三维模型建立相关检测特征,在完成轨道板三维点云数据相关预处理后,将点云数据精确配准至标准三维模型,利用模型上已建立的特征拟合计算轨道板表面点云数据的检测特征,获得轨道板各检测指标的测量值;计算测量值与标准三维模型设计尺寸之间的偏差,从而实现轨道板外形尺寸的快速检测。实验表明,与常规的检测手段相比,该方法具有检测精度高、速度快、检测结果稳定可靠、检测项目齐全等优点,具有良好的应用前景。     

集成学习和条件随机场的影像招弧角识别

无人机巡检是目前电力部门主推的一种巡检方式,招弧角是一种重要的电网设备、但其呈现细长的几何形状特征,其测量需要优于1 cm空间分辨率的影像.为了从无人机获取的高分辨率影像上提取招弧角,该文提出了基于随机森林、集成学习、全连接条件随机场的无人机影像分类和招弧角提取方法.首先,提取了影像的12个光谱和纹理特征.接着,建立训练样本库,训练了多个独立的随机森林分类器、并形成随机森林集成模型进行影像分类.最后,利用全连接条件随机场优化分类结果.该文采用5000张无人机影像进行了实验.实验表明,该文提出方法的整体分类精度达到85.5％,招弧角识别的正确率为98.3％、完整率为74.3％,表明该方法具有潜在的工程应用价值.     

使用安置参数优化的无人机点云与影像精配准

针对现有的无人机激光点云与影像配准方法主要基于仿射变换建立点云与影像之间的配准模型,无法描述激光点云与影像之间的复杂变换关系问题,该文提出一种基于安置参数优化的无人机激光点云与光学影像精确配准方法.以相机安置参数为优化参数,以归一化互信息作为点云特征影像与光学影像之间的相似性测度,采用改进Powell算法作为优化策略,获得最优配准参数,实现无人机激光点云与无人机影像之间的精确配准.基于实验数据与现有两种配准方法进行精度对比.实验表明,基于相机安置参数优化的配准方法优于两种常规配准方法,可以实现无人机激光点云与光学影像之间的自动化配准,并达到像素级的配准精度.     

三维激光扫描技术点云数据采集与配准研究

点云数据采集与配准的精度决定了建筑物三维建模的精度。围绕建筑物点云数据采集与配准的精度问题,分别采用基于标靶的模式、基于形状匹配的模式和基于测站后视的模式进行建筑物表面点云数据的采集与配准处理,并从配准精度、特征点、特征边3个方面进行了对比分析。结果表明,基于形状匹配的模式的精度较低,其他两种模式克服了"同名点"的问题,在配准精度上有明显优势;而在数据采集与配准整体效率方面,基于测站后视的模式优于其他两种模式。     

PPK在sUAS航测中的应用及精度分析

探讨了在不使用GCP,仅依靠GNSS动态后处理(PPK)技术获取的具有精确定位的影像实现地理配准,并把基于GNSS实时动态(RTK)技术获取的地理配准成果和通过地面GNSS-RTK技术采集的检查点进行比较.研究分析结果表明在相机校准的前提下,不采用GCP仅依靠GNSS动态后处理(PPK)技术获取的具有精确定位影像的地理配准成果也可以达到cm级定位精度.     

一种LiDAR平面配准方法辅助的IMU室内定位算法

室内环境由于缺乏观测条件,无法使用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)进行定位,而单独惯性导航系统(inertial navigation system,INS)由于传感器的误差累积,定位结果快速偏移且无法受到限制.因此,针对室内未知环境下移动背包的定位问题,提出激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)与惯性测量单元(iner?tial measurement unit,IMU)的组合导航系统,使用LiDAR平面配准获得的载体速度作为扩展卡尔曼滤波器观测量,对IMU位姿推算的误差进行修正.结果表明,该方法可以有效控制惯性导航误差的漂移,从而提高室内定位精度.     

锦江流域秋季一次突发致洪暴雨综合分析

利用常规观测、雷达、卫星和NCEP1°×1°再分析资料,从形势场配置、水汽条件、动力机制、能量条件等方面,对铜仁市东部锦江流域2013年9月一次突发致洪暴雨的形成机理进行综合分析。结果表明:500 h Pa上西太平洋副高稳定少动,阻挡了由贝湖向东移出的低涡槽速度,使槽前引导南下的冷空气在铜仁区域内与中低层低涡切变线结合,形成了此次大暴雨到特大暴雨过程;K指数达到37~39℃,SI指数为-2.36,CAPE值达到1 677.5 J/kg及以上,为暴雨的发生、发展提供了充足的能量基础,当对流有效位能转换为上升运动的能量时,对应了强对流、强降雨天气开始的出现;其TBB强负值中心及高值的雷达回波,在铜仁东部维持是造成锦江流域致洪暴雨形成的主要原因。     

建筑物高度对上行闪电触发以及传播影响的数值模拟

为了探讨建筑物高度对单个上行闪电触发以及传播的影响,设定了一个固定的背景电场,并结合自行触发的上行闪电随机放电参数化方案,进行了二维高分辨率上行闪电放电的模拟试验。结果表明:(1)上行闪电在初始阶段分支比较少;发展到离地面2 km左右后,闪电开始出现大量的分支,闪电通道开始出现明显的分叉:一部分通道继续向高电荷密度中心垂直传播,另一部分通道绕过高电荷密度中心,向外水平传播;模拟的上行闪电只能垂直传播到4 km处的负电荷中心,不能穿过0电势线向上方的正电荷区传播。(2)建筑物高度对上行闪电的触发起了关键作用,建筑物越高,越容易触发上行闪电。(3)建筑物高度对上行闪电传播具有一定的反作用,随着建筑物高度增高,模拟出的上行闪电的水平和垂直传播距离都有所减小,通道的分形维数变小,通道传播的总长度也逐渐减小。     

漠河冰雾及相关气象要素特征分析

利用黑龙江省漠河国家基准站1958—2013年地面观测资料,对漠河县近56a冰雾日数变化的特征和冰雾形成的影响因子进行了分析总结。得出：（1）漠河多年平均冰雾日数为16.3d,出现最多的月份是12月和1月。（2）近56a冰雾日数平均每10a减少了1.9d,且与日最低气温≤-40℃日数密切相关;（3）冰雾出现条件是：气温在≤-40℃,温度露点差为4.0～6.6℃,冰面饱和水汽压为0.1h Pa,相对湿度为55%～65%,静风或微风。漠河每年冬季都有冰雾现象,是当地最为严重的灾害性天气,通过对漠河冰雾现象的分析,为今后高寒、高纬度地区冰雾天气预报和防寒减灾提供重要的依据。