国家级基础地理实体构建技术的设计与实践

针对传统测绘生产的矢量要素数据是二维形式,对现实世界的数字化抽象表达,难以完全满足在三维数字空间中分析、计算与使用的实际需要问题,该文以我国1∶50 000基础地理信息要素数据为主要数据源,研究设计国家级基础地理实体数据构建的生产流程与关键技术,并结合工程实践,详细阐述了地理实体数据转换重构、语义信息补充完善、实体语义关系构建等关键技术的实现过程。形成了一套切实可行的构建地理实体的工艺流程,较好地发挥了地理实体在信息承载、表达、共享和关联等方面的优势。首批国家级基础地理实体数据产品表明,该文阐述的生产流程可以快速有效地构建地理实体数据,可为国省市多尺度地理实体的衔接整合提供数据和技术支持。     

考虑内在关联性的城市路网交通运行效率评价

为实现大规模城市路网下的交通运行效率评估,立足于深圳市福田区、南山区以及罗湖区的浮动车轨迹数据,提出了一种结合交通可达性与道路交通流特性的评价方法。通过地图匹配与网络重构获得路网重构图,对其进行社区发现与聚类以挖掘路网内在联系并进行交通运行效率评价。该评价方法兼顾路网结构与交通属性,在考虑路网内在关联性的情况下进行城市路网交通效率评价,并通过评价结果对实际路网提出针对性改进建议。相比传统方法,该文提出的评价方法能够识别出道路间相互影响关系,在局部路网的尺度下修正评价结果,使评价结果体现出实际路网不同区域内交通效率的内在联系。     

基于SMVF的高频雷达自适应多目标检测

针对高频雷达强海杂波和干扰环境下的多目标检测问题,结合S-method时频分布和Vitcrbi算法提出了一种多分量线性调频信号瞬时频率估计方法—SMVF法(S-method viterbi fitting),然后根据所提取的瞬时频率的直线拟合性能,提出了一种自适应多目标检测算法。实测数据的处理结果,表明了该算法在低信噪比时,与WDM法(wigncr distribution maxima) , WDV法( wigncr distribution vitcrbi)相比,估计精度提高约2000,验证了该算法的可行性和有效性。     

基于主方向的SIFT误匹配点剔除方法

针对RANSAC方法在剔除SIFT误匹配点方面的不足,提出了一种基于主方向的SIFT误匹配点剔除方法。结果表明,该算法与RANSAC相比,耗时较少,剔除效果更好,保留的正确匹配点数更多,且当误匹配点数量多于正确匹配点时也能得到很好的剔除效果。     

基于植被分区的多特征遥感智能分类

为了有效地提取大范围地形复杂区域的土地利用/土地覆盖遥感信息,以位居青藏高原与黄土高原过渡地带的青海东部地区为研究区,研究基于蚁群智能优化算法(ant colony intelligent optimization algorithm,ACIOA)的土地利用/土地覆盖遥感智能分类。首先选用TM图像、DEM、坡度和坡向数据作为分类的特征波段;然后利用归一化植被指数NDVI对实验区数据进行植被分区;最后利用ACIOA算法进行分类规则挖掘,并依据分类规则进行土地利用/覆盖信息的提取。研究表明,基于植被分区的多特征蚁群智能分类的总体精度为88.85%,Kappa=0.86,优于传统的遥感图像分类方法,为大范围地形复杂区域的土地利用/土地覆盖遥感信息提取提供了有效的方法。     

基于HJ-1B星热红外数据的大亚湾海温反演模型及其应用

为进一步推进HJ-1B星IRS4热红外数据在大亚湾核电站温排水动态监测中的应用,基于常用的海表温度反演算法,利用数值微分手段,从理论上对影响温度反演误差的大气总水汽含量、卫星观测角度以及地物比辐射率等参数进行敏感性分析;以单窗算法为温度反演模型的基础,利用2011年12月18日和22日大亚湾核电站地区的HJ-1B星IRS4数据以及与卫星过境时段对应的CE312实测红外辐射温度和气象观测数据,通过最小二乘线性回归方法,对反演模型参数进行修正,得出单窗算法修正值a=1 163.4,b=-4.013 4。最后,基于反演模型,利用2010和2011年HJ-1B星IRS4单通道数据开展了大亚湾核电站温排水研究。     

分块立体重建的PMVS算法研究与实现

大场景的三维重建一直是计算机视觉、摄影测量领域研究的重要专题。近年来随着倾斜摄影技术的发展,使得对城市、地形的全自动三维重建成为可能。由Furukawa提出的PMVS算法在多视重建中表现出优越的性能,但其具有高度的时间复杂度和空间复杂度,无法适应海量数据的三维重建。针对这一问题,提出了一种分块立体重建的PMVS算法。该算法通过对稀疏重建结果进行聚类分析,分块使用PMVS算法进行稠密重建,最终将各个重建结果进行简化合并,完成对大场景的三维重建,解决了PMVS算法无法适应海量数据重建的局限性。实验结果验证了改进策略的有效性和实用性。     

线状要素自适应标注算法的设计与实现

线状要素是道路、管线、界限等实体的抽象表达,是地图显示中最基本的组成部分。对线状要素进行标注能帮助人们直观地了解对象的地理特征。标注算法是GIS软件的基本功能,过自适应标注算法实现了对任意形态线状要素的自动标注,方法简单有效。     

道路网匹配的蚁群算法求解模型

目的 利用蚁群算法的群体优势,寻找全局最优的道路网同名实体匹配方案。首先从几何矢量误差和结构特征两方面建立了匹配问题的数学约束模型;然后阐述了蚁群算法求解匹配问题的基本原理,设计了问题求解模型,并引入自适应和局部搜索策略提高了算法效率;最后给出了求解的关键步骤。实验证明,利用蚁群算法进行道路网匹配是有效、可行的,为求解匹配问题提供了新思路。     

导航卫星卷积码序列MAP译码算法分析与改进

在对导航卫星卷积码序列应用MAP算法译码时,计算机会产生数值稳定性问题,输出错误的译码误码率,进而对定位结果的有效性和定位精度产生重要影响。针对该问题进行了具体分析,并对算法进行了改进,给出了一种基于最大状态度量的归一化MAP译码算法,在保持原算法最优性能的同时很好地解决了数值稳定性问题。通过仿真进一步验证了这种改进算法的有效性。