基于激光点云数据的室内路网构建方法

面对价格昂贵的专业级三维激光扫描仪,针对使用现有二维底图或人工建模可能使得在构建跨楼层路网的过程中出现准确性或效率性低等情况,且考虑如何对室内过道、走廊等区域进行抽象,提出一种基于激光点云数据的室内路网构建方法。该方法以消费级激光雷达扫描设备采集的建筑物内部点云为基础数据,结合直通滤波和投影滤波对点云进行预处理,得到去噪后的平面二维点云,进行栅格二值化处理,针对性填充点云孔洞,抽取骨架线,剔除毛刺并提取骨架线节点,将节点间的拓扑关系存储为邻接表形式的图模型,得到可利用Dijkstra算法寻径并将寻得的最短路径可视化的三维路网模型。

基于距离变换的轨迹群组相似性度量

从海量轨迹中挖掘移动对象的时空运动规律一直广受关注。轨迹数据的聚类、异常检测、多尺度概化等,都是以轨迹数据的相似性度量为基础的。相较于单一轨迹的相似性,轨迹群组的相似性受到尺度、轨迹数据的多维特征等多种因素的影响,缺乏广泛共识的度量方法。面向轨迹群组相似性度量的需求,本文提出了基于距离变换的轨迹骨架线提取方法,以实现轨迹群组的骨架线提取;并利用最长公共子序列算法开展轨迹群组骨架线的相似性度量;最后,基于GeoLife数据集对本文方法进行了验证。结果表明,基于距离变换的方法能够较好地顾及轨迹数据的多种形态特征。这可为轨迹群组相似性度量提供新思路。

带钢板暗支撑叠合板式剪力墙恢复力模型研究

大量的研究结果表明,在叠合板式剪力墙中引入钢板暗支撑能够有效提高叠合板式剪力墙的抗震性能。为了指导该种带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的抗震设计,利用已有的带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的试验数据,基于四折线骨架模型,对开裂点、屈服点、峰值点、极限点的荷载、位移及刚度进行计算分析,同时采用逐步回归分析得到了残余位移计算模型,进而构建了带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的恢复力模型。通过与试验结果的对比发现:建立的四折线骨架模型获得的各受力阶段的荷载、位移及刚度与试验结果吻合良好,提出的逐步回归分析得到的残余位移模型可以较好地预测带钢板暗支撑叠合板式剪力墙各加载循环的残余位移,因此,文中提出的恢复力模型与残余位移模型能够较为真实地反映带钢板暗支撑叠合剪力墙的滞回特性,可为其抗震设计提供理论依据。

面向精细化导航的城市道路网末梢扩展

城市道路网数据通常面向市政社区间主体道路采集得到。由于缺乏对社区内部细小分支通道的描述表达,导致居民出行、物流配送产生“最后一公里”的导航盲区问题。针对该问题,本研究尝试将城市社区建筑物间通道融入道路体系中,设计了通过德洛内(Delaunay)三角网支持下的邻近分析与骨架线提取对道路网末梢分支进行扩展的方法。试验案例分析表明扩展后的城市道路体系能够保障导航起始点到达建筑物门栋进口,有利于解决道路导航的最后一公里盲区问题。

地形特征线的判定因子及提取算法

地形特征线构成了地形起伏变化的骨架线,其中的山脊线和山谷线对于地形地貌的研究具有重要意义.根据山脊线和山谷线的特性,首先,提出确定地形特征线起点的4个判定因子(张角因子α、距离因子S、标志因子β_(1)和β_(2)),基于DP算法所提取的地形特征点判别特征线起点.其次,提出一种将特征点判断与方位加权法相结合的地形特征线提取算法,以特征点为中心把4个象限划分成若干个区域,通过一定的判断准则从区域内提取出符合条件的点,以此法来追踪山脊线和山谷线.编写相应程序验证所提算法的正确性和有效性,结果表明,当α<165°、S<6倍等高距、β_(1)=1且β_(2)=0时,所提取的地形特征线与实际地形相符合.

基于泰森多边形的配电网GIS图美化算法

基于对地理信息系统(geographic information system,GIS)图形美观技术的需求,将基于泰森多边形的缓冲区骨架线提取技术应用于配电网GIS图中,提出基于泰森多边形的配电网GIS图美化算法。首先通过缓冲处理把若干条距离相近的馈线合并为一个整体,得到包络缓冲区;再利用泰森多边形,得到该缓冲区的中心线和每段“廊道”所包含的具体馈线段;然后等间隔排列此段廊道内的所有馈线段;再采用“前推后代”法得到整条馈线上、下级线段之间的连接关系;最后将相关配电设备和开关设备接入其所属馈线段,即完成整条馈线的美化。该算法解决了配电网GIS单线图美化的技术难题,使其经程序自动化处理后即可用于配电网地理接线图的规划编制工作。

基于骨架邻近像素匹配的光条中心提取方法

提出一种基于骨架邻近像素匹配的线结构光条中心提取方法,分别在图像预处理阶段和光条中心提取阶段对传统方法进行改进.在图像预处理阶段,将马尔可夫随机场理论应用于二值图像去噪中,同时提出了一种基于连通域面积特性的ROI(region of interest)提取方法.在光条中心提取阶段,首先提出了一种光条骨架剪枝算法,对细化ROI得到的光条骨架进行剪枝、平滑,之后综合考虑光条图像的几何特性和灰度分布特性,基于邻近分析对ROI内各像素进行划分,继而求取出灰度重心,最后经Savitzky-Golay滤波后实现光条中心提取.实验结果表明,所提方法对不同类型光条的提取适用性强,相较于Steger法精度更高,且速度在其基础上提高了约6.98倍.

基于SLAM点云数据的室内墙线提取算法研究

针对SLAM技术获取的室内点云数据,提出一种先基于离散点云提取墙面点,再基于图像处理提取墙线的方法。该方法首先采用法向量粗提取墙面点,将粗提取的墙面点降维后,依据局部空间特征精确提取墙面点,再将点云数据转为二值图像,采用边界提取、膨胀、腐蚀、骨架提取和骨架特征点提取的方法处理图像,最后结合凸包算法实现室内墙线的提取。通过对某地下车库的SLAM点云数据分析进行验证,结果表明本文算法可准确有效提取室内墙线。

一种基于降维技术的街区综合方法

大比例尺城市建筑物综合一直是自动综合研究的重点。利用大比例尺城市建筑物和街道之间存在几何空间互补的特点,提出依据建筑物骨架线和街道骨架线对街区进行综合的新方法。定义骨架线提取方法,分析建筑物骨架线和街道骨架线之间的特性,在此基础上,提出基于降维技术的建筑物合并、化简、位移等综合方法。进一步,充分概括了本方法在自动综合技术实现上的优越性,并通过实验证明其有效性。

利用数学形态学提取骨架线的改进算法

地图数字化生产和数字地图编绘中都需要用到提取骨架线算法,如矢量化和等级变换等。提取骨架线的算法较多,基于栅格数据的算法通常采用数学形态学方法,对于矢量数据目前较有代表性的是利用约束Delau-nay三角网提取骨架线。本文给出一种利用数学形态学提取骨架线的改进算法,适用于栅格和矢量数据,并能在矢量化时建立高质量的拓扑关系,还较好地克服了数学形态学方法的缺点——节点畸变和端点内缩。实验表明该算法稳定且行之有效。

基于DEM的平原区人工微地貌数字提取方法探讨

针对江汉平原区堤垸人工微地貌,综合局部地形分析、水流模拟分析以及GIS空间分析和地统计分析方法,利用SRTM DEM数据进行微地貌自动提取研究。根据人工微地貌特点,构建一种局部地形形态分析方法来对结构线位置进行标示,并提出一种流域合并的方法来进行微地貌结构线提取;进而综合上述两种方法的计算结果,提出平原区人工微地貌的组合提取方法。研究结果表明该方法可较好实现平原区垸堤人工微地貌结构线提取。

利用城市骨架线网的道路和居民地联动匹配方法

同名道路或者居民地数据间由于数据一致性程度不高,往往存在较大的几何位置偏差,当对道路或者居民地单独进行匹配时,不利于提高匹配正确率和效率。针对这一问题,本文提出了一种利用城市骨架线网的道路和居民地联动匹配方法。联动匹配即模仿人在读图时通过特征地物和空间关联寻找目标地物的思维过程,将匹配看作是一种特征目标寻找、信息关联传递的推理过程。首先,利用约束Delaunay三角网对地图构建城市骨架线网。然后,通过道路、骨架线、骨架线网眼和居民地之间的拓扑关系建立道路和居民地之间的匹配传递模型。最后,根据该传递模型实现通过道路匹配带动居民地匹配或者通过居民地匹配带动道路匹配的联动匹配。该方法优势在于只要有一种要素的数据一致性比较好,就能带动另一种要素取得很好的匹配效果,同时符合人类进行匹配时的认知过程。

基于GIS空间分析的任意多边形骨架线自动提取方法

针对现有任意多边形骨架线提取方法存在的算法设计繁琐、代码实现复杂、实现成本高和周期长的缺点,提出一种基于地理信息系统(geographic information system,GIS)空间分析的任意多边形骨架线自动提取方法。首先,以电子地图为数据源,在ENVI和Arc GIS平台的支持下,通过调用Arc Toolbox工具箱中的ENVI分类模型工具提取出空间对象的多边形矢量边界,并对其进行预处理;其次,综合运用数据处理、空间分析和文件转换工具提取其骨架结点,并对其进行后处理;再次,采用Python面向对象编程语言结合Arc Py站点包,通过编写脚本程序自动提取其骨架线;然后,进一步利用ModelBuilder工具,通过构建模型实现骨架线的自动提取;最后,将该方法分别应用于电子地图道路和建筑物多边形骨架线的提取。实验过程及其结果表明该方法具有一定有效性、实用性和可操作性。

DEM数据辅助的山脊线和山谷线提取方法的研究

从数字化地形资料中自动提取山脊线和山谷线的技术在测绘、工程设计等方面有着重要的意义。本文对现有的山脊线和山谷线自动提取的方法进行深入研究后 ,指出充分利用数据中所含有的地形信息是正确提取山脊线和山谷线的有效途径 ,那种试图仅依靠二维等高线形态分析的方法很难得到理想的结果。依照该思想本文设计出了一种基于DEM数据辅助的山脊线和山谷线提取方法。该方法先利用等高线数据建立区域地形概略DEM ,然后借助三维地形分析的技术辅助进行山脊线和山谷线的提取。文后通过实验验证了该方法的有效性 ,它所提取的山脊线和山谷线与实际地形相符合。

小比例尺地图面状水系名称注记自动配置研究

在丰富面状水系的注记配置规则基础上,深入研究了其名称注记自动配置中两个关键算法,即要素主骨架线求取和注记配置方案的设计,并提出了基于单调链化简思想确定面状水系主骨架线的改进算法,在此基础上设计了面状水系名称注记自动配置方案。

利用空白区域骨架线网眼匹配多源面状居民地

多源大比例尺城市地图中,同名居民地数据间往往存在较大几何位置偏差,从而增加了居民地匹配的难度和不确定性。针对这一问题,本文提出了一种利用空白区域骨架线网眼进行居民地匹配的新方法。首先,提取空白区域骨架线,并建立空白区域骨架线网眼和居民地之间的一一映射关系,将居民地匹配转换为骨架线网眼匹配;然后,根据骨架线网眼之间的相接拓扑关系构建对偶图,计算对偶图中每个节点的各项中心性指标,并利用极化变换和层次分析法建立骨架线网眼匹配模型,获取骨架线网眼匹配结果;最后,将骨架线网眼匹配结果按照映射关系进行传递,从而得到居民地匹配结果。将居民地匹配转换为空白区域骨架线网眼匹配,并对骨架线网眼进行对偶图构建和极化变换,为匹配增加拓扑约束和相对位置约束,从而弥补几何位置的较大偏差对匹配造成的影响。对比试验及分析表明本方法能够有效解决大比例尺城市地图中几何位置偏差较大的面状居民地的匹配问题。

多边形主骨架线提取算法的设计与实现

在Delaunay三角网的基础上对骨架线节点进行了分类,通过确定主骨架线的两个端点,运用回溯法提取了多边形的主骨架线,同时给出了详细的算法步骤,并在Visual C++2003环境下实现了该算法。较之其他算法,该算法思路简捷,易于编程,生成的主骨架线形态优良,较好地反映了多边形的主体形状特征和主延伸方向。

导叶双列叶栅位置对水力性能的影响

基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,用数值模拟的方法分析了固定导叶和活动导叶的相对位置关系对水力性能的影响;主要分析了固定导叶出流角与活动导叶进水角的匹配关系,活动导叶的三种不同位置的速度矢量和压力分布,活动导叶的几何出水角与水流角的关系.在分析了三种不同位置时的水力损失后,给出了固定导叶与活动导叶的最佳位置关系,提出了双列叶栅设计时的最优设计参数.

玉米自交系耐盐碱性鉴定研究初探

在不同盐碱含量的试验地块下,通过整个生育期对供试材料耐盐碱指标的测定,评价了玉米骨干自交系的耐盐碱性,并对供试材料的耐盐碱性划分了等级。结果表明,成株率、株高、绿叶数、穗粒数和出籽率耐盐碱指数均与产量耐盐碱指数呈不同程度的正相关关系,其中,出籽率耐盐碱指数与产量耐盐碱指数相关性达到显著水平。可见,开花散粉期,较高的成株率、散粉后维持相对较多的绿色叶片数、成熟期确保较高的穗粒数和出籽率是耐盐碱性较高的材料获得高产的前提。和其他自交系相比,齐319玉米自交系耐盐碱性较强。

基于降维技术的建筑物综合几何质量评估

针对大比例尺城市图对建筑物进行质量评估,分析了建筑物和街道之间存在相互影响、互补共存的动态关联关系及街道骨架线区别于一般骨架线的特殊性,提出借助街道进行建筑物几何质量评估的新思想,用骨架线替代街道,进一步演化为基于降维处理的质量评估新体系;给出了依据街道骨架线对建筑物轮廓化简、合并、位移和冲突处理等4个方面进行几何评估的方法、评估步骤和6个操作准则。