考虑最短转弯半径的无人机区域覆盖航迹规划

为实现无人机测量自动化,必须解决覆盖航迹规划,即无人机路径规划,以便监测感兴趣区域内的所有点。为此,提出改进的旋转卡尺航迹规划算法,综合考虑被测区域的凹凸性、无人机类型、无人机起飞点、着陆点,计算最优边-点来回航迹,构成完整的覆盖航迹。被测区域是凹多边形,则将其分割为具有最小个数的凸边形;如果采用固定翼无人机,则需要考虑其最小转弯半径,进行航迹规划。仿真结果表明,改进的航迹规划算法更具实用性和有效性。

四川羚牛的家域与忠诚度

野生动物倾向回到或留在一个特定范围或者与原有区域完全重叠的行为被称为栖息地忠诚。利用GPS无线电颈圈对5只四川羚牛的家域及家域的季节和年度忠诚度进行了研究和分析(2006—2009年)。结果显示:四川羚牛年均家域面积为(MCP/FKE)(15.01±2.92)km2/(9.02±1.85)km2,但个体间及年际波动较大;季节间家域面积差异显著,个体家域的季节变化体现出较一致的变化模式,最大季节家域主要集中于春季和夏季。年际间季节家域忠诚度最高的是秋季和夏季,冬季家域年际忠诚度最低,春季家域忠诚度也相对较低。单因素方差分析显示季节间质心距离总体差异不显著,与家域重叠算法获得的忠诚度结论基本一致。

无人机视觉着舰导航鲁棒角点精确检测算法

针对舰载无人直升机着舰时拍摄的图像存在大尺度、角度畸变,使得合作目标角点难以检测的问题,提出了一种鲁棒角点精确检测算法。设计了一种彩色非对称合作目标,通过计算合作目标的最小周长多边形(minimum perimeter polygon,MPP)来获取轮廓上的角点。针对这些角点存在伪角点及未排序问题,给出了斜率约束、距离约束和方向约束策略。最后,针对亚像素Harris角点检测算法精度高但未排序、三重约束的MPP角点检测精度低但已排序的问题,制定了这两种角点检测方法的融合策略。实验结果表明,所提算法可以有效解决合作目标图像发生大角度畸变以及一定尺度畸变范围内的角点检测。

黄河流域土壤侵蚀快速评估

在前期研究的基础上,将基于最小图斑的土壤侵蚀快速评估方法应用到黄河流域土壤侵蚀的评估中,建立了土壤侵蚀特征指标(EI)与土壤侵蚀强度E之间的判别分析关系,并根据判别函数判断EI的归属类别,从而获得每个图斑的土壤侵蚀强度.经敏感性分析,说明评估结果是稳定可靠的.应用表明,土壤侵蚀特征指标能够较好地表征流域土壤侵蚀强度;土壤侵蚀快速评估方法在实际应用中具有明显优势,不仅对输入数据和参数要求相对较低,而且能够提高模型的评估效率.

固定核空间法和最小凸多边形法估计藏狐家域的比较

最小凸多边形法(MCP)和固定核空间法(FKE)是目前最常用的家域计算方法,但受空间自相关性、偏远位点等问题的影响,两种方法均存在明显的局限性。本文根据2006年和2007年在四川省石渠县和青海省都兰县的7只藏狐352个活动位点数据,分析MCP和FKE家域估计的效果和存在的问题。结果显示:(1)利用概率百分比≤95%时,MCP计算结果和FKE没有显著差异;(2)极端点对高百分比(85%～100%)下MCP影响显著,而FKE对极端点影响控制较好;(3)FKE家域外形复杂,计算结果受平滑度系数设置影响显著。因此,研究领域行为时,应同时使用FKE和95%MCP两种方法。当数据分布较理想时,FKE能够给出更为准确的面积估计,而MCP则因其通用性,使得研究数据与其他研究的结果更具可比性。

青海沙蜥的巢域研究

作者提供了2001～2002两年间青海沙蜥(Phrynocephalusvlangalii)的标志重捕资料,并讨论了在种内水平上可能影响青海沙蜥巢域面积的因素,如性别、年龄、体重、种群密度以及扩散行为等.若尔盖辖曼乡青海沙蜥的种群密度偏高,为(238.92±16.88)只/1000m2,而巢域偏小,幼体、成体雄性及成体雌性的平均巢域分别是(26.11±10.67)m2、(63.71±31.43)m2和(8.31±5.44)m2.性别仍然是影响青海沙蜥巢域的最明显的因素,雄性与雌性巢域的比例达到了7.6∶1.另外体重也是影响巢域的因素之一.雌雄性均与多只异性发生巢域重叠,最高的雌性可与6只雄性有巢域的重叠.雄 雄的平均巢穴重叠达到了24.17%,而雌性间没有重叠.

基于最小图斑的土壤侵蚀快速评估方法

土壤侵蚀评估预测是水土保持的重要基础.传统土壤侵蚀评估模型通用性较差,不能有效解决尺度转化的问题,而且对输入数据要求较高.本文通过引入快速评估的思想,基于遥感监测数据和最小图斑,建立了土壤侵蚀快速评估模型.模型通过层次分析法得到了土壤侵蚀特征指标(EI),用以表征图斑内的土壤侵蚀特征.评估的主要步骤包括:环境因子选择,数据完备区EI计算,数据缺乏区EI计算,数据空白区EI计算,EI与土壤侵蚀强度(E)之间关系的判别分析,以及土壤侵蚀强度评估结果的分级显示.该评估方法具有快速、高效、实用的特点,且能利用已有的资料合理处理数据缺乏和空白区的评估,提高了数据利用效率和模型评估效率,能够更好地服务于水土保持工作.

基于最小内角动态判定的简单多边形三角剖分

提出了一种基于最小内角动态判定的简单多边形三角剖分算法,首先计算简单多边形内角的大小,然后按内角最小优先法并实时更新将多边形三角剖分,算法思想简单,效率高。

用最小回路求两个简单多边形的交、并、差集

针对求两个简单多边形交、并、差集问题,提出一种基于最小回路的新算法。首先,将初始多边形P和Q初始化为逆时针方向,并将两个多边形交点处的关联边排序。然后,从各个交点出发利用最小转角法搜索最小回路,并根据这些最小回路中包含P和Q边的方向性对它们进行分类。最终,不同类别的最小回路将对应P和Q的交、并、差集。算法的时间复杂度为O((n+m+k)logd),其中n、m分别是P和Q的顶点数,k是两多边形的交点数,d为将多边形分割的单调链数。算法几何意义明显,对于多边形布尔运算中的重合顶点、重合边等奇异情形,具有较好的适应性。

Spark框架下矢量多边形求交算法研究

提出一种分布式内存计算框架Spark下的矢量多边形求交算法,解决了大数据环境下并行矢量多边形求交计算过程中网络数据传输成本高、冗余计算量大的问题。该算法根据空间填充曲线构建空间网格分区,并利用多边形最小外包矩形(MBR)进行网格填充,以传输MBR代替传统算法中直接传输多边形几何体的过程,减少了算法的网络数据传输量。针对复杂多边形跨越多个网格分区的场景,提出一种跨区数据交点定位策略,从而消除跨区多边形的冗余计算。实验结果表明,本文方法能够显著提高并行矢量多边形求交算法的计算效率。

平面内直线度误差的一种精确评定新方法

针对给定平面内直线度误差优化评定存在的逼近算法复杂、迭代评定结果不够准确、不能与多种直线度误差测量仪器配合使用等问题，提出一种新的符合最小包容区域原理的快速精确算法——凸多边形截距法。该方法依据计算几何中的凸壳理论，将不同类型测量仪器的测量数据转换为坐标值，以首尾连线将测点分区，依据斜率大小构造凸多边形，以截距最大值对应的点与直线得出符合相问准则的3个特征点，通过剪移转换求出直线度误差。实验结果表明，所提出的算法简单、精确、易于计算机自动数据处理，具有评定精度高、运算速度快的特点。

求解简单多边形间最小距离的一个线性时间算法

计算简单多边形间的最小距离,在所有与几何图形计算有关的领域中,一直以来都是一个基本问题。为了更快地求解简单多边形的最小距离,提出了一个基于关联多边形三角化分割的简单多边形间最小距离的求解算法。该算法的主要思想是:首先构造一个关联多边形把两个多边形联系起来,其目的是把最小距离限制在这个关联多边形内;然后根据两个多边形的最小边界矩形包围框间的不同位置关系,详细阐述了关联多边形的构造过程,同时论述了关联多边形是一个简单多边形。为了计算最小距离,首先要对关联多边形进行三角化分割,并使最小距离位于三角化分割结果中某一个三角形区域内,或者至多位于两个相邻三角形区域内;之后通过对所有三角形进行遍历来找出最小距离及其所在的位置。该算法的时间复杂度是线性的。

一种基于面积平衡约束的图斑化简算法

保持综合前后各地类土地面积平衡是土地利用数据综合的基本原则。地类图斑是面积统计的最小单元,用常规的线化简算法不但难以保证图斑的地理特性,而且会给面积统计带来不确定性。该文提出一种能够使图斑化简前后面积保持绝对平衡的化简算法,该算法给出了求取图斑群和岛图斑的地理特征点、几何特征点的相关方法,对被特征点分割的综合子弧段运用直线面积平衡和参数曲线面积平衡两种求取平衡线的方式进行化简,基本原理是综合前后弧段切割它们自身的包络矩形面积比相等,且综合后的弧段须落入综合前子弧段的误差缓冲区内。实验表明,该算法不但能保持图斑的形态特征,而且能保持图斑化简前后面积绝对相等。

截面线数据点排序算法研究与应用

提出一种截面线数据点排序算法,该算法计算截面线数据点的最小包围多边形,将截面线数据点依据边长差最小原则插入到最小包围多边形中,形成包含所有数据点的多边形,顺序连接该多边形各顶点,实现对截面线数据点的排序。实例证明,该算法稳定、准确,可有效提高截面线数据点的排序效率。

改进的基于模型匹配的快速目标识别

文中建立不同类型目标的模型匹配数据库;采用最小周长多边形构造目标主体轮廓的近似多边形,以简化目标主体轮廓减少算法处理的数据量;提取具有仿射不变性的多边形顶点个数、最长线段两侧顶点个数、同底三角形面积比向量特征不变量对待识别目标进行描述,应用3个特征量在模型匹配数据库中逐一进行分层遍历搜索匹配。实验表明,基于模型匹配的目标识别算法能够快速的识别目标,提高了目标识别的实时性,同时能够判定目标所处的姿态状况。

一种求含孔洞多边形交、并、差集的新方法

提出了一种基于最小回路确定含孔洞多边形P和Q的交、并、差集的新方法。首先,初始化P和Q外环为逆时针方向,内环为顺时针方向,并通过连接内环极右顶点与其在外环上一可见点v,构造一条双向"桥边",将内外多环转换为单环。其次,求出P和Q被转换为单环的边序列的交点,并对交点处的关联边进行排序。然后,沿着各个交点处正向边,依照最小转角原则搜索最小回路,并根据其中所含P和Q边所呈现的顺、逆时针方向进行分类。最后,P和Q的交、并、差集即对应不同类别的最小回路。算法简洁且几何意义明显,具有较好的适应性。

求多边形最小包容矩形的遗传算法

建立了求任意多边形包容矩形的数学模型 ,将求最小包容矩形问题转化为函数优化问题 。

基于凸多边形的直线度误差的评定

通过对两平行直线包容测量数据点的分析,得到了两平行直线具有最小距离时必经过凸多边形的3个顶点的条件。根据上述条件,提出了基于凸多边形的直线度误差评定的方法,该方法满足最小包容区域。为求解直线度误差,采用矢量积构造凸多边形。通过实例验证了该方法的正确性和有效性。

一个求解多边形最小面积外接矩形的算法

多边形最小面积外接矩形是地理信息系统和图形学领域一个极其有用的工具,但是其精确求解过程比较困难。首先证明了一个多边形的最小面积外接矩形必定过该多边形凸包的一条边,然后基于该思想提出了一个计算多边形最小面积外接矩形的算法,并对算法的效率进行了分析。最后给出了算法的实验算例,进一步说明了算法的可行性与可靠性。

NURBS曲线曲面间最短距离的计算

针对现有的大多数计算几何形状间最短距离的算法都需要进行大量的多边形检测,且有时计算出的最短距离不够精确的问题,提出一种计算NURBS曲线与曲线、曲线与曲面和曲面与曲面间最短距离的算法.首先将2个NURBS形状分解成分段B啨zier表示的2个集合,给出一种计算2个集合的边界包围球的简单快速算法;然后分别在2个集合中选择包含最短距离的B啨zier表示对形成候选集.该算法采用边界包围球和"四点条件"约束提高计算效率,用多维Newton-Raphson迭代计算所有候选对间的局部最短距离,由此求出全局的最短距离.实验结果表明,文中算法具有速度快、精度高和鲁棒性好的特点,可实时计算2个NURBS曲线曲面间的最短距离.