球面全景影像相对定向与精度验证

对传统的5点法相对定向算法的共面误差计算方法进行改进,提出了一种适合球面全景成像特点的相对定向计算流程。与传统方法相同,该算法首先计算本质矩阵,然后对本质矩阵进行奇异值分解得到旋转矩阵和平移矢量的候选解,最后利用重建的物方三维点坐标排除错误解。本文的贡献在于推导了球面全景共面条件公式,并使用点到核线平面的球面距离作为球面全景共面条件的误差项。模拟数据试验显示:当图像特征点的随机噪声在[-0.5,0.5]像素范围内时,3个姿态角的中误差约为0.1°,由相对定向恢复的相对平移量与模拟值的夹角中误差约为1.5°。使用车载全景相机配合POS获取的数据进行试验的结果显示:横滚角和俯仰角的中误差可以达到0.2°以内,航向角的中误差可以达到0.4°以内,由相对定向恢复的相对平移量与POS平移量的夹角中误差可以达到2°以内。采用本文相对定向算法的结果生成球面全景核线影像,提取影像之间同名点坐标并计算其列方向误差,结果显示核线影像同名点列坐标差的中误差在1个像素以内。     

基于直线特征检测的道路边线自动提取方法

针对如何从车载激光点云数据中快速、准确地提取道路边线的问题,本文提出一种基于直线特征检测的道路边线自动提取方法。首先对原始点云进行地面滤波,删除非地面点,获取包含道路信息的地面点云,接着把点云投影到二维图像上,根据反射强度获得平均强度图像,对平均强度图像进行LSD直线检测,获得道路边线的直线段,然后进行直线连接,把检测出来的短线段连接成长直线,最后根据直线特征提取出道路边线,并且利用定量指标对提取结果进行定量分析。实验证明,该方法提取的道路边线具有较高的准确率和完整性。     

一种针对侧扫声纳图像的数字镶嵌技术方法

以南海某海域实测侧扫声纳数据为例,研究侧扫声纳图像的数字镶嵌技术方法,对关键步骤进行详细的阐述。通过对原始侧扫声纳数据进行导航数据校正、海底线跟踪、斜距改正、TVG校正、船速校正、地理编码与重采样、拼接与镶嵌等处理,生成大区域、大范围、高分辨率、无缝拼接的侧扫声纳图像。实验结果证明声纳图像数字镶嵌技术的有效性,并取得理想的效果。     

遥感影像主特征线检测

受到成像规律性差,背景纹理复杂及强烈噪声的影响,直线检测方法通常难以适应遥感影像处理的需求。有鉴于此,论文提出一种具有视觉显著性的遥感影像主特征线检测方法。论文首先论证了利用已提取直线为基元,基于格式塔法则构建主特征线的可行性;其次对直线在主特征线上的复杂投影情况进行了详细的剖析,并给出了主特征线的定义;接着建立了主特征线累计权重矩阵及直线统计矩阵,依据格式塔原则分析直线权重分布规律,以此构建了直线的权重模型,同时探讨不同直线在同一主特征线上权重分配规律;最后依据上述分析结果提出了具体的算法步骤。通过多幅含有强烈噪声的光学与SAR遥感卫星影像实验结果表明,相对于其他聚类算法,论文算法能够在杂乱无序的直线集中提取较为清晰的主特征线,并且实验效果基本符合人工视觉感知,便于机器对遥感影像的清晰理解。     

大区域三维建筑白模建设及关键技术研究

在各种虚拟现实技术的应用中,白模是一个非常重要的基础数据。本文介绍了以自行开发的批处理程序为工具,以地理国情普查成果为主要数据源的建设大型城市三维建筑白模的解决方案,为白模数据的制作提供了很好的参考案例。     

一种矢量线数据零水印算法

为了满足矢量地理空间数据高精度和零扰动的实用性需要,该文提出一种零水印算法。首先利用Logistic混沌映射置乱原始水印图像;然后对原始矢量线数据进行离散傅里叶变换,获得离散傅里叶变换后的相位值,并将相位值由弧度值转换为角度值;接着随机选取均匀分布的角度值,向下取整后转换为相应的二进制形式,得到二值矩阵;最后将置乱后的水印图像与由相位值构成的二值矩阵进行异或操作,从而构造出零水印图像。实验结果表明,该算法能够抵抗常见的平移、缩放等几何攻击,并且对数据格式转换攻击、投影变换攻击具有较好的鲁棒性。     

激光点云的多功能风洞施工量测与分析

针对传统皮尺测绘、全站仪在结构复杂的多功能风洞中存在采集作业难、数据精度低、信息不完整等局限性,提出基于高精度、高密度的点云数据开展对风洞施工量测的研究。通过对点云进行预处理及算法的运用,解决风洞数据获取难、信息不完整瓶颈,实现施工量测数据的有效获取及分析。基于点云预处理数据,可获取风洞的二维线划图、立面图、三维信息模型及统计分析等成果;基于点云数据运用算法,能够快速、准确地对风洞内墙面的平整度提取分析,判断施工是否符合要求,这是传统测绘方法无法获取的,验证该技术方法在多功能风洞测量的优越性和必要性。应用结果表明,地面三维激光扫描技术对该风洞的施工量测及建筑信息提取均优于传统方法,成效明显。     

风廓线雷达垂直速度与地面降雨关系研究：以济南为例

基于风廓线雷达数据产品的垂直速度资料和地面气象观测站2014年分钟降雨记录,采用多项式非线性拟合方法,探讨了各季节特征高度层垂直速度与地面降雨之间的相关关系;并根据场次降雨过程的分钟数据分析了垂直速度阈值对降雨开始、结束时间以及降雨强度的指示性。结果表明,垂直速度能够反映雨滴的下落速度特征,综合各个高度层来看,700 m高度层垂直速度与小时雨量回归方程拟合优度较为稳定,其他高度层在不同季节拟合优度差别略大;垂直速度的大小虽不能完全定量地预报降雨强度,但对于整个过程的雨强波动变化有着明显的指示性作用,700 m高度层垂直速度对于降雨的预报指示效果最为稳定。垂直速度对降水的指示性可用于灾害性天气,如暴雨、冰雹、降雪等的预警及临近预报,其阈值的确定受降水相态、降水类型、气温、湿度、湍流等影响,且并非唯一指标。     

CFL-03型风廓线雷达故障分析诊断技巧

现在风廓线雷达已被广泛应用在局地天气预报、空中管制、大气污染预防等方面,对国民经济的发展具有重要的意义。随着雷达使用年限的增加,雷达设备故障率也在增加。由于CFL-03型风廓线雷达已经实现了全固态、模块化设计,许多气象局都订购了相关的备件,因此只要对设备进行故障诊断,判断出故障的位置,进行备件更换,设备就可以恢复正常工作。按照CFL-03型风廓线雷达的组成,对故障部位进行分析,结果表明,常见故障发生的地方一是监控组合的监控板,二是故障发生点为接收机的标频组件、基准组件等,三是故障发生点为发射机的功合部分、波控的波束转换板,四是故障点为天线的一分六公分器。在故障判断过程中,最简单的方法就是利用分机组合上的故障指示灯和软件界面上的故障信息指示表来判断。此外,利用三用表、示波器、频谱仪和矢量网络分析仪等可以进一步判断故障。     

秦皇岛一次飑线冰雹天气分析

利用常规探测资料、自动站观测资料、多普勒天气雷达资料等对2014年6月26日发生在秦皇岛市的一次飑线冰雹天气过程大尺度环流背景、雷达回波特征及灾害性冰雹大风形成原因进行了分析。结果表明:本次飑线过程是受高空冷涡后部冷空气、低层暖切变共同作用的结果;飑线过境前后,气象要素变化比较明显,风向突变、风力猛增、气压涌升、气温急降、相对湿度上升;本次强风暴影响系统尺度为中α尺度,"弓"形回波结构明显,同时有雷暴出流边界;速度图上的风速大值区、后侧入流、中低层径向辐合及垂直风廓线图中低层风的转变信息等对大风的预警有明显的预示作用,且从雷达四维变分分析可知850 h Pa辐合上升运动较强,中层有干冷空气入侵;回波垂直剖面图上飑线前沿低层存在有界弱回波区,中高层有回波悬垂。