点云加权迭代线拟合室内平面图自动生成方法

提出了一种基于三维激光点云加权迭代线拟合的室内平面图自动生成方法,根据线特征对三维点云沿高程方向的投影点云进行分割,采用加权迭代直线拟合方法进行分段直线拟合,并进一步对拟合直线进行融合和轮廓补全,实现室内平面图的自动生成。基于手持SLAM系统获取的典型室内场景激光点云自动生成室内平面图,结果表明,该方法能有效抑制室内点云噪声,结构提取完整性可达94.4%,制图精度优于3 cm,可快速生成室内平面结构图。

融合LiDAR点云与无人机影像的滑坡动态监测技术

滑坡是一种危害性较大的自然灾害,如何对其进行高效准确的监测具有重要研究价值和实际意义。利用LiDAR、无人机航空摄影等技术进行滑坡监测,可以快速、安全、精确地获取滑坡区域地面信息。本文提出了融合LiDAR点云的无人机影像滑坡动态监测方法。首先,利用点云和影像获取高质量DSM;然后,设计一种基于不规则三角网和坡度融合的滤波算法,滤除DSM中低矮植被,生产高精度DEM;最后,通过对两期DEM进行差分,实现对滑坡区域的动态监测。以黄登水电站附近边坡区域的LiDAR数据与无人机影像数据开展试验,结果表明,采用本文方法进行滑坡动态监测可以直观地判断滑坡地形变化和位移趋势,具有一定的应用前景。

基于2.5D标定扇的线阵相机内参数标定方法

针对工业生产线上或集成设备中线阵相机内参数定期检校困难且成本高的问题,提出一种基于2.5D标定扇的线阵相机内参数标定方法。设计了一款特定的2.5D标定扇,构建包含镜头畸变的线阵相机内参数标定模型,顾及了标靶相对相机的两个姿态角,通过方程线性变换法解算模型参数初值,利用改进的Levenberg-Marquardt(L-M)算法加速优化相机参数的求解过程,给出了详细的解算步骤和数据处理过程,并通过仿真和实测数据验证了方法的可行性。结果表明:该线阵相机标定方法简单灵活,可得到大量分布规律的特征点对,参数标定精度不受相机移动精度和特定移动方向的限制;在扇骨面与靶面间夹角小于10°时,可以获得高精度、高一致性的相机内参数,特征点重投影误差的最大值优于0.28 pixel,平均RMSE为0.11 pixel,标准差仅0.01 pixel。

渐进性优化的尺度自适应Cauchy稳健估计模型及其应用

稳健估计技术在几何建模与平差处理中至关重要。传统加权迭代法无法处理高粗差比率(≥50%)问题;随机采样一致性方法(RANSAC)仅能获得近似解且时间复杂度高。本文提出一种渐进优化的尺度自适应Cauchy稳健估计模型。首先,通过在Cauchy核函数中引入控制参数(尺度因子)来调节其稳健性;其次,利用控制参数过滤掉一部分大残差观测值,降低真实粗差比率。所提模型采用由粗到精的迭代加权最小二乘法(IRLS)进行渐进优化,在迭代过程中不断减小控制参数来提升模型对高粗差比率的稳健性。同时,本文给出了其在经典摄影测量任务中的应用,包括误匹配剔除、后方交会及点云配准。试验结果表明,对非对抗性粗差(non-adversarial outliers),该模型能有效处理高达80%的粗差点并且其运行效率比RANSAC快2~3个数量级。

面向应急救援的抗恶劣环境自组网通信装备研究与应用

针对应急救援经常面临高温、高寒、特殊地形地貌等特殊场景的情况,以及低功耗、小体积等特殊装备需求,提出并研制了一种抗恶劣环境自组网通信装备。该装备融合了语音、数据、图像、视频等多种功能,为应急指挥部门提供更为准确和全面的态势信息;其可以结合应用场景和搜救阶段,自适应选择组网模式;通过开展装备耐高温、耐高寒技术等研究,该装备可以满足各种恶劣环境下的应急救援需求,具有较高的工程应用价值。

多测量手段集成古建筑物精细测绘方法——以武当山两仪殿为例

古建筑精细测绘是建筑遗产保护的基础性工作。单一的全站仪测量、摄影测量与三维激光扫描方法在精度、效率和数据处理方面存在不足。为此,提出了一种多传感器集成和融合处理的古建筑物精细测绘的方法。首先,对古建筑物精细测绘的需求和难点进行了分析,剖析了单一测量方式古建筑测绘存在的问题;其次,提出了集成全站仪、激光测距、高分辨率近景摄影测量、地面三维激光扫描和全景测量的古建筑精细测绘的技术流程,对其关键处理方法进行了探讨分析;最后,以武当山两仪殿为例,开展了多测量手段集成古建精细测绘工程实践,测量精度满足古建筑精细测绘要求,可快速制作古建筑物图件和构件精细模型,为两仪殿保护提供精细测绘成果。

大旋角无人机影像全自动拼接方法研究

低空无人机抗风能力弱、稳定性差,影像旋偏角大且存在突变,无法按照常规正射影像镶嵌方法获得全区域拼接影像。为此,提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配与多分辨率样条融合的低空无人机影像全自动拼接方法。对非量测影像进行畸变校正,利用查找表设计多幅影像快速畸变校正算法。采用SIFT特征的单应约束影像匹配算法,计算相邻影像的最优变换矩阵。给出最优变换矩阵的多分辨率样条融合影像拼接算法。实验结果表明,该方法能够获得大量稳定的匹配点对,影像间几何变换关系稳定,得到的拼接影像无缝清晰,适用于大旋角、低稳定性的低空无人机影像非摄影测量快速拼接。

开源GIS进展及其典型应用研究

近年来,开源GIS软件取得迅猛发展,越来越多的科研机构、企业和组织开展了开源GIS软件开发和应用研究。本文首先综述了当前主流的开源GIS软件及其典型应用,讨论了开源GIS软件版权许可形式;其次,分别从模块功能、体系架构和开发使用环境等方面分析了主流开源桌面GIS软件和WebGIS的特点,并提出研发和教学方面开源GIS软件选择的建议;最后,讨论了基于GeoServer、NasaWorld Wind、MapServer和SharpMap四种开源GIS软件在地图制图、3维可视化表达、网络地理信息服务和移动GIS软件等方面的典型应用实例,对开源GIS的应用和发展前景进行了展望。

基于Mask原理的遥感影像恢复技术研究

从传统摄影复制技术中的Mask晒像原理出发 ,针对航空航天遥感影像上出现四周减光、照度与颜色不均匀、对比度下降、影像模糊等质量退化情况 ,提出将影响影像退化的各种因素综合考虑 ,通过一种基于Mask的影像复制技术来建立影像降质模型 ,并以此Mask影像对遥感影像进行恢复处理。试验结果表明 ,该恢复算法是可行的。

基于测绘遥感地理信息工程的地理国情监测专业建设研究

地理国情监测专业承担着面向测绘地理信息升级转型的创新人才培养重任,其来自于测绘工程、遥感科学与技术和地理信息系统等专业,但又需要面向新任务和新需求,高于测绘遥感信息工程系列专业,培养适应动态测绘服务的地理国情监测创新人才。本文在对地理国情监测任务、任务和人才培养要求系统分析的基础上,提出了基于测绘遥感信息工程专业的地理国情监测专业课程体系设计与课程建设的思路,为具有测绘遥感信息工程系列专业的高校开设地理国情监测专业提供了参考。

无地面控制高精度POS大比例尺测图精度验证

以高精度轻小型航空遥感系统为平台,基于其提供的高精度POS和宽角数码影像开展精度试验,提出一种多层次组合精度验证方法,从POS输出与空三外方位的相关性、POS直接地理参考外方位与空三外方位比对精度、POS直接地理参考多片空间前方交会精度和直接立体测图精度4个方面对POS无控制直接地理参考大比例尺测图的可行性和能力进行验证,在JX-4数字摄影测量工作站下测得河南省平顶山市新华区的16幅1∶500地形图,并结合RTK实地测量检测验证测图精度。试验结果表明,高精度轻小型航空遥感系统POS直接地理参考可满足无控制1∶500大比例尺地形图测绘精度。

基于移动双目视觉的铁路建筑物限界快速自动检测方法

采用高速、高分辨率CCD相机以优于10-6s时间同步精度获取铁路建筑物限界的移动双目立体图像。提出了基于移动双目视觉测量模型,通过自检校多传感器系统标定和DGPS/IMU集成处理计算各双目图像严密的内、外方位元素,构建立体图像中各要素的空间相对关系。提出基于自动拟合计算的线路中心线空间位置的建筑物限界计算模型,与车辆限界相结合计算建筑物限界参数。设计并开发了一个基于双目视觉的铁路建筑物限界自动检测试验系统,进行铁路建筑物限界自动检测试验,对其精度进行分析和讨论,结果表明可达到标准规定的技术指标。

基于分块路径缓存的在线路径搜索算法

为建立一个高效的互联网在线地图服务路径搜索引擎,提出一种基于分块路径缓存的最短路径算法。对路网重采样得到路网密集度图像,提出路网分块算法ISODATA。根据路网子块构建路径缓存设计缓存路径索引算法,提出基于子块缓存路径与节点间动态路径结合的双向路径搜索算法。实验结果表明,该算法可将城市级在线路径搜索时间控制在0.2s以内,降低网络地图服务路径计算服务器负荷。

基于卡尔曼运动模型模糊图像恢复技术研究

提出了一种基于卡尔曼运动模型进行运动模糊图像退化过程分析的方法 ,设计了基于卡尔曼运动质量退化模型的运动模糊图像恢复算法 ,该方法逼近实际的运动模型。通过对火车称重系统中的模糊影像恢复实验 。

基于MapObject的地图符号库设计

对 Arc/Info中面向对象的控件 Map Object实现地图符号的方法进行了分析 ,对比了 Auto CAD等图形设计软件组织符号的方式 ,根据地图符号的一般分类 ,利用面向对象的语言 Visual C+ +和 Map Object设计了基于可扩展的动态连接库的地图符号库 ,通过 Map Object的渲染功能 ,实现地图符号与符号代码索引的联系 ,可快速进行空间对象的符号化。试验结果表明 ,该符号建库技术可应用于

一种边缘增强的光谱响应曲线分形维计算方法

提出了一种用于高光谱影像边缘增强的光谱响应曲线差分步长分形维特征值计算方法.该方法首先对高光谱响应曲线进行差分处理,并利用步长分形维算法计算差分光谱曲线分形维值,最后根据差分分形维值计算高光谱特征影像.实验结果表明,本文提出的差分步长分形维算法较原始步长法更能保持光谱影像细节并增强边缘,同时减弱噪声影响,可用于高光谱影像特征提取、分析和解译.

激光雷达遥感科技考古——发现即将消逝的人类活动的遗迹遗存

千百年自然力侵蚀以及社会经济发展带来的城市扩张和人为破坏,大量古代人类活动遗存遗迹正以不可逆方式快速消亡。简要介绍了大范围空间遥感科技考古研究现状和发展进程;从激光雷达遥感机理和特点出发,阐述了基于机载激光雷达遥感植被滤波获取近地标微地形,从而发现古代人类活动遗迹遗存的方法和技术;以中国不同区域、不同遗迹类型的考古发现为例,阐明了激光雷达遥感科技考古方法在发现、研究、保护和展示中华文明科学价值方面的应用。

基于开源软件的GIS教学研究

对开源GIS软件用于GIS基础理论和开发实践教学的必要性和可行性进行论证,从功能、开发应用环境和成熟度等方面提出不同知识点GIS理论教学对开源GIS软件选择方法,设计一个基于开源MapServer软件的WebGIS教学案例。结果表明,开源GIS软件用于GIS教学能够加强学生对知识的全面了解,取得了预期的效果。

基于ARM的嵌入式系统BootLoader的编译与启动分析

近年,嵌入式技术已取得了飞速的发展,但是,有关其最本质的核心部分BootLoader的介绍却不是很多,实践证明,BootLoader的优越与否,对嵌入式系统的性能起到决定性的作用。因此,根据Linux系统的编译环境及嵌入式系统的编程特点,针对BootLoader的编译过程进行了细致的描述,同时对BootLoader的启动流程及关键程序进行了深入的分析。对BootLoader的设计有一定的借鉴作用。

大学生创新活动目标导向的探究

创新人才培养是建设创新型国家的基石,围绕着大学生创新科研的导向问题进行了探讨,对当前高校大学生科研活动导向政策进行了统计分析,对大学生科研活动存在的问题进行归纳,结合作者参加大学生科研和指导大学生科研创新活动实践体会,提出应以培养创新科研方法技能和创新精神的大学生创新科研活动的目标导向。