利用局部形状描述实现点云配准和3D目标识别的关键技术研究

随着3D获取技术的发展,如Microsoft Kinect、Intel Realsense和三维激光扫描技术等,三维点云数据易于获取,并且正在变得越来越普遍。在许多实际应用中,三维点云数据起到重要的作用,是重要的数据来源,如实时上图与定位(simultaneous localization and mapping,SLAM)、建筑物信息管理(building information management,BIM)、智能运输系统、场景和模型重构、文物保护和逆向工程等。在这些应用中,点云数据处理是必不可少的,包括点云配准、点云分割与分类、点云简化、特征提取和目标识别等。论文主要对利用局部形状描述实现点云配准和3D目标识别进行研究。

遥感影像云检测和云去除方法综述

遥感影像是目前可以大范围获取海洋、大气和地球表面信息的数据资源,在农业、军事和城市规划等各个领域发挥重要作用.但是在影像观测过程中会受到云雾等污染因素的影响,导致遥感影像信息缺失,在实际应用中造成巨大的资源损失和浪费.因此,如何对遥感影像云雾覆盖区域进行检测并对其进行校正和修复是国内外专家广泛关注的具有挑战性的难点问题.全面综述其研究进展,总结了现有遥感影像云层检测和去除的挑战;根据是否利用深度学习技术将云检测方法分为2大类,根据是否利用辅助影像将云去除方法分为3大类,依照不同方法特性系统分析和对比了其基本原理和优缺点;基于上述总结在2组遥感影像公开数据集上分别对4种云检测、4种薄云去除和4种厚云去除方法进行了性能评测;最后讨论了本领域目前仍存在的问题,对未来研究方向进行了预测,希望能够对该领域研究人员提供有价值的参考.

基于云高仪探测数据的湖北省襄阳市云宏观特征分析

利用湖北省襄阳市2019—2021年3a云高仪观测资料,统计云出现频率、云层数和云底高度等指标,对该地区云的宏观特征进行分析,结果表明:(1)襄阳市全年云系覆盖率较高,3a平均云出现频率为61.3%。云出现频率呈现夏季高于冬季的季节变化特征,以及白天低、夜间高的日变化特征。(2)云层数以单层云为主(78.3%),尤其在冬季(80.1%)。多层云分布中,双层云所占比例最大(18.5%),且多层云出现频率随云层数增加而降低;多层云出现频率夏季高、冬季低,主要与夏季水汽相对充足、温度较高使得对流旺盛等因素有关。(3)云底高度在1.0km以下的云,1月份出现频率为26%,云系分布较为分散,7月份达40%,云系相对集中;而云底高度在1.0~3.5km之间的云,1月份出现频率达57%,云系分布较为集中,7月份为24%,云系相对分散。(4)所有的对流性降水云,出现在6—8月的占83.3%,傍晚前后出现对流性降水的概率最大;云底高度上,对流性降水云平均云底高度较所有降水云平均结果更低,低云所占比例更大。

基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法

提出了一种基于LiDAR的猕猴桃果园叶密度测量方法,旨在为猕猴桃果园冠层喷药提供更精确的指导。首先,使用激光雷达扫描10个密度不同的猕猴桃冠层建立点云数据集,利用RandLA-Net神经网络模型并通过6折交叉验证的方法对猕猴桃冠层的树叶、树枝和T型架点云进行语义分割;然后,计算仅包含树叶信息的冠层点云表面积,通过与人工落叶后的实测冠层叶属性(叶面积、叶片数)进行回归分析比较,得到冠层叶点云表面积与真实冠层叶属性的关系;最后,将3 m×3 m的猕猴桃冠层区域划分为400个225 cm^(2)的小网格区域,用以生成冠层叶密度图。结果表明:RandLA-Net网络模型能够有效地对猕猴桃冠层的树枝、树叶与T型架点云进行分割,模型平均总体精度OA达到92%以上,平均交并比mIoU为81.4%,冠层实测叶面积与冠层叶点云表面积的回归分析中获得了较高的相关性R=0.78,回归方程为y=1.491x+8315。对于每个猕猴桃冠层点云数据,通过Alpha-shape算法计算网格区域的冠层体积和预测网格真实叶面积的方法生成冠层叶密度图。所开发的基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法,各项指标均符合预期要求,可以为果园冠层喷药提供更精准的指导。

云控制水肥药械智能监控平台的设计与实现

随着我国农业现代化水平的提高,以水肥药械为核心的现代农业服务体系成为未来行业发展的方向。为此,采用B/S结构模式,使用Django框架,选用MySQL数据库,设计并实现了一种云控制水肥药械智能监控平台。平台拥有完善的机构、数据交互、用户和权限等管理功能,可实现水肥药械的数字化管理;嵌入了基于Bi-LSTM与LightGBM融合的参考作物蒸散量预测方法,可实现对作物灌溉的实时预测;增加了作物施肥计算公式以及施肥用药数据库,可为用户对肥、药的施用提供科学的参考依据。实际运行及性能测试结果表明:平台的架构和模块设计合理,功能较全面和灵活,可有效满足设施园区对于水肥药械的管理需求,推动现代化农业发展。

教育数字化视域下智能云教学改革实践及其展望

教育数字化转型已成为当前教育改革的热点,开展智能云教学改革是落实国家教育数字化转型的重要举措。详细阐述了国防科技大学开展云教学改革的重要意义、实践探索及取得的改革成效,期望能够为国内相关高校开展数字化改革提供有益参考。

无人机LiDAR点云与无人机影像匹配点云分析比较

随着无人机技术的不断发展,无人机数码航测技术和无人机LiDAR技术在测量领域的应用越来越广泛。为分析无人机LiDAR点云和无人机影像匹配点云2种点云的差异,该文通过对西南某铁路一个测区在同一飞行高度的情况下同时进行无人机数码航摄及无人机LiDAR航摄2种方式航摄。对2种不同的摄影方式获取的点云进行比较,分析出2种方法获取点云在形态表现、滤波分类,以及利用2种点云制作DEM高程精度方面的差异,为实际工程航飞方式的选择提供一个参考。

基于云原生的全栈托管云技术架构研究

大规模多元化算力需求推动着云计算行业发展,全栈原生、算力赋能、安全生态成为了云计算发展的新特征。本文基于容器、微服务、DevOps等云原生技术,对全栈托管云的技术架构和云运维体系进行了分层探讨,同时就全栈托管云安全体系进行了相关研究,通过分层部署运维、多级隔离等方式,提升云业务实施效率,并实现多角度云资源安全防护。

基于ISCCP云资料的中国地区不同类型云的时空分布

利用1994-2009年国际卫星云气候计划ISCCP中D2卫星观测月平均云数据集,从不同区域、不同云类角度出发,详细分析中国地区云量、云水路径、云光学厚度的时空分布特征。结果表明:(1)中国地区大部分水云分布在四川盆地至东南沿海一带,而大部分冰云分布在北方和青藏高原地区,其中卷云覆盖最广、云量最大,其次为卷层云、水高层云、水积云,而冰云中低云云量最小。(2)水云中层积云、雨层云和冰云中深对流云总云量、云水路径和云光学厚度均较大,云水含量丰富,对四川盆地至东南沿海一带降水贡献较大。(3)不同云类的总云量季节变化明显,不同区域表现不一,多数水云尤其是雨层云在北方和高原地区夏多冬少,而在西南和东南地区冬多夏少;冰云季节变化的地域性差异较小,多数区域高积云和高层云冬多夏少,卷层云和深对流云夏多冬少,表明冬季对流减弱使得冰云集聚且向中低层发展,而夏季温度升高、对流增强使得水云集聚并向高层发展。(4)水云中层云和雨层云的云水路径有明显的季节变化,且地域性特征明显,尤其是东南地区,表现为双峰型分布,峰值分别在2月和11月;冰云的云水路径在北方地区夏季达到峰值,而在南方地区冬季达到峰值。

从山科学到云科学:即将发生的科学革命和人才革命

信息技术的大规模应用和相关的认识、理念、规则、标准、方法、理论的一系列创新,形成了云科学。它改进、更新、提升了支配学术活动和科技运行的核心要素,使科研经费和科研资源得到充分合理的配置与高效利用,使得优秀人才能够及时胜出并充分发挥作用,学术活动和科技运行的效率及品质得到大幅提升,科技体制由此发生巨大变革,科学事业从工业时代全面进入信息时代。这是一场科学革命与人才革命,可称之为云科学革命。创建高层次创新人才特区是这场云科学革命的启动方案。

一所小学在大数据时代的“云管理”变革

广东深圳南山区后海小学以信息化带动学校发展。无边界的"云管理":让新媒体应用成为一种学校文化:以生为本的"云课堂":让新技术成为教与学的有效工具:超越技术的"云理念":让技术回到教育的幕后。

云办公平台在高校办公领域的应用探讨

本文首先分析了高校传统电脑办公存在的弊端,通过详细介绍基于云计算技术设计开发的云办公平台概念、特点、优势,重点提出了高校办公系统利用云办公平台实现内部办公、外部办公、远程办公、协同办公等功能,满足科研开发应用需求。文章还探讨了云办公平台结合人工智能(Artificial Intelligence,AI)、区块链等技术,实现智能化办公应用的可行性。最后总结了云办公平台在数据安全性、平台部署灵活性、投资成本、用户体验和运维方面的优势,指出部署云办公平台是高校现代化办公的重要发展趋势。

基于逆向云模型的毕业设计选题评价研究

毕业设计是学生在本科阶段重要的实践环节,毕业设计选题是做好毕业设计工作的基础,而对选题的评价直接影响着后续工作的方向和质量。基于云模型和逆向云模型理论,通过构建合理有效的评价体系,通过专家或相关教师进行量化打分,得到定量分析数据,利用云模型理论中的逆向云发生器原理,获取云模型三个关键参数特征值,分析确定其所属评价等级的概率及隶属该等级的归属度,科学有效地实现了从定量分析到定性评价。在得到有数据支撑的定性评价描述后,针对毕业设计选题可实现经验积累和持续改进。

基于三维点云处理的髋臼锉锉齿尺寸分析

髋臼锉是髋关节置换手术中最重要的手术刀具之一,髋臼锉锉齿的尺寸变化会影响髋臼锉对髋臼的铣削质量。通过处理髋臼锉三维点云可以检验髋臼锉的磨损情况,为此提出基于三维点云处理的髋臼锉锉齿尺寸分析的算法。首先结合锉齿孔洞具有点云的边界特征引入微切面法,利用最大夹角准则获取髋臼锉点云的边界;然后通过K-means聚类算法分割点云边界以标记不同齿孔位置,并对分割出的各个齿孔边界点云进行半径最近邻搜索获取隶属不同的锉齿孔的齿刃点云;最后通过RANSAC(RANandom SAample Consensus)算法对髋臼锉三维点云进行球面拟合,计算各齿孔上的齿刃点云到拟合球心的欧氏距离来分析髋臼锉的切削齿尺寸。以PCL(Point Cloud Library)为框架,实现了对髋臼锉锉齿点云的处理,其中髋臼锉点云的齿孔分割准确度达到100%,髋臼锉点云球面拟合半径精度达到0.004 mm;并对各个锉齿点云尺寸范围进行了分析。实验结果表明,所提算法对髋臼锉点云处理效果好,能有效地实现髋臼锉锉齿尺寸分析。

基于边缘特征的港口场景点云配准方法

传统ICP等配准算法对初值敏感容易陷入局部最优,难以在港口等较大场景点云配准的过程中应用。文中针对这一问题,借助港口场景及设备包含丰富的线面几何特性的特点,提出一种基于点云边缘直线特征的点云配准方法。首先,通过区域生长和区域合并将点云分割成平面,根据平面投影得到二维图像后利用二维图像轮廓提取和最小二乘法拟合得到二维线段,然后将2d线段重投影至三维得到3d线段点。将提取到的边缘直线采用先粗后精的配准方法,先使用Super4PCS粗略对齐2帧点云边缘线,最后使用改进Trimmed-ICP对初始点云实现精确配准。通过实地采取港口场景点云数据,通过实验证明文中方法的实用性和优越性。

卫星云图的识别

卫星云图上的云型与人们日常所见的有很大不同．它的细节不十分清楚．但展现的是云层分布的全貌图象。电视播出的大多是红外云图．黑白色调层次代表各云层顶部和地表的红外辐射温度，高云及厚实的降水云层(如卷云、积雨云等)云顶温度很低最亮白，低云反倒较灰暗。因此，应首先学会分析云型的基本要点。这就是应抓住云图上的主要云区．从云区的型式、范围、边界形状、色调及纹理等几方面的特征，去分析云系性质、高度、降水条件以及与天气系统的联系等，进而根据云型演变了解天气变化。

基于机载激光扫描和倾斜影像匹配的点云构建及差异性分析

点云是三维空间数据的重要组成部分,机载激光扫描和倾斜影像匹配是两种主要点云构建技术,具有共性与差异性。本文旨在分析机载激光扫描和倾斜影像匹配技术构建点云的差异性,首先阐述了机载激光扫描和倾斜影像匹配点云构建的具体方法,然后结合案例,从点云构建效果、数据完整性、密度、精度和植被穿透性等方面进行比较和分析。结果表明,两种技术构建点云都具有较好的数据完整性,均能生产高密集点云,远超规范要求,精度相当且较高,但是激光扫描在遮挡区有漏洞,影像匹配局部盲区细节失真;激光点云具有较好的穿透性,能实现不同植被覆盖区域地面点云构建,而影像匹配点穿透性差,在密集植被区域存在缺失甚至不能构建地面点。研究结果为后续点云构建方法的选用和优化提供了参考,具有一定的研究与应用价值。

云转播技术在广播电视领域的应用

以云转播技术在广播电视领域的应用为重点,全面介绍云转播技术的理论基础、关键组成要素、工作流程及类型等内容,重点分析云转播技术在广播电视领域的应用,包括在体育、综艺、新闻和文旅直播等领域的具体应用情况,为云转播技术助力广播电视直播、转播云化及虚拟化等提供参考。

中国水云科Ectocarpaceae新记录Ⅱ

继续报道中国水云科新记录 7种。毛果水云Ectocarpusdasycarpus,束生水云E .fascic ulatus,小水云E .parvus,笔头水云E .penicillatus,群居水云E .socialis,丝状费氏藻Feldmanniafilifera 。