利用三维加速度点质量模型法监测2010年中国西南干旱

在附有空间约束的三维加速度点质量模型法的基础上引入水文模型进行约束,利用水文模型计算地理点之间的相关性,采用L曲线法确定最优正则化参数。计算结果表明,引入水文模型的三维加速度点质量模型法相比零阶Tikhonov约束的三维加速度点质量模型法信噪比大于0的比例更高。采用该方法对2010年中国西南地区干旱情况进行监测;同时,在剔除季节性信号后,利用主成分分析法对水储量异常进行分析。结果表明,西南地区在2009年秋至2010年春存在明显的水储量负异常特征。

反演地表质量变化的附有空间约束的三维加速度点质量模型法

重力卫星可以在相同误差尺度下对全球质量变化进行连续重复观测,并在近十余年来取得了巨大成功,探索重力卫星数据精化处理方法和相关应用研究具有重要意义.本文基于三维加速度点质量模型法的基本原理,进一步发展建立了时变重力场模型球谐位系数的变化和地面点质量变化的关系,可有效考虑地表质量变化导致的负荷形变的影响;引入等权形式、线性形式、指数形式和高斯形式的空间约束方法处理南北条带噪声和向下延拓导致的病态问题,并与零阶Tikhonov正则化方法进行对比分析.采用模拟数据和一个月的实测GRACE时变重力场模型计算全球质量变化,对三维加速度点质量模型法和几种空间约束方法进行对比分析验证.计算结果表明,对于3°等面积的全球格网质量点,高斯和指数形式空间约束方法的最优相关距离约为500km,等权和线性形式空间约束方法的最优相关距离约为600km,各方法均可有效处理条带噪声的影响,四种空间约束方法的计算效果优于零阶Tikhonov正则化方法,本文的相关方法为进一步利用三维加速度点质量模型法监测全球质量变化提供了借鉴.

利用三维加速度点质量模型法解算华北地区陆地水储量变化

三维加速度点质量模型法为反演陆地水储量变化提供了新的途径,采用三维加速度点质量模型法计算了中国华北地区2003—2014年的水储量变化。为了检验反演结果,采用球谐系数法以及德克萨斯大学空间研究中心(Center for Space Research,University of Texas at Austin,CSR)发布的RL06 Mascon模型进行对比分析。研究结果表明,两种方法反演结果均反映出华北地区陆地水储量长期处于亏损趋势,但不同方法计算的亏损速度有一定的差别,三维加速度点质量模型法采用CSR提供的RL06数据反演的华北地区陆地水储量亏损速度为-3.09 cm/a,而球谐系数法反演结果为-2.60 cm/a;三维加速度点质量模型法特征点的反演结果与Mascon法相关系数更高,而球谐系数法与三维加速度点质量模型法结果之间的差异主要是由条带噪声约束平滑策略不一致导致的。

基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型重建方法研究

根据建筑物点云的分布特征,提出一种机载LiDAR点云建筑物三维模型重建方法。首先,利用布料模拟滤波算法剔除地面点,实现包含建筑物点云在内的非地面点提取,并利用最大类间方差法提取建筑物点云;其次,使用Alpha Shape算法提取建筑物点云中边缘点,并规则化处理建筑物轮廓线,通过屋顶分割算法提取建筑物屋顶信息;最后,使用SharpGL工具进行建筑物三维模型重建。以某地级市某地区机载LiDAR点云数据为例进行实验,结果表明该方法进行建筑物三维模型重建具有较高的精度与效率,适用于城镇复杂区域建筑物三维模型重建。

基于特征点动态选择的三维人脸点云模型重建

针对典型的点云配准方法中伪特征点过多导致配准效率低和配准结果不精确的问题,提出一种基于特征点动态选择的三维人脸点云模型重建方法。该方法在粗配准阶段,采用动态特征矩阵求解法获取粗匹配特征变换矩阵以避免伪特征点的干扰。在精配准过程中,采用二次加权法向量垂直距离法在人脸流形表面选择更有效的特征点以减少伪特征点的数量,并采用基于特征融合与局部特征一致性的迭代最近点方法进行精配准。经过对比实验验证了算法的可行性,实验结果表明,该算法能够实现高精度且快速的三维人脸点云模型重建,且均方根误差达到1.8165 mm,相较其他算法,其在模型重建精度和效率方面都有所提升,具有良好的应用前景。

基于重力卫星数据监测地表质量变化的三维点质量模型法

利用卫星重力测量手段监测全球质量变化取得了巨大成功,本文基于牛顿万有引力定律在三维空间直角坐标系中导出利用重力卫星观测数据监测全球质量变化的三维点质量模型法,该方法可直接利用重力卫星的轨道和星间观测数据或时变重力场模型计算全球质量变化,由于利用卫星观测数据计算地表质量变化的向下延拓过程以及观测数据噪声的影响,需要采用合适的空间约束方程或正则化技术对解算结果进行约束或平滑处理.利用合成全球质量变化模型模拟一个月的GRACE双星轨道和星间距离变率数据计算全球质量变化,对三维点质量模型法进行分析验证,采用零阶Tikhonov正则化技术处理病态问题.结果表明,三维点质量模型法可有效用于重力卫星观测数据监测全球质量变化,为利用重力卫星观测数据监测全球质量变化提供一种可选的途径.

基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型重建方法研究

为了提高机载LiDAR点云数据的利用率,本文在已有算法的基础上提出了一种基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型构建方法。该方法实现建筑物三维模型的步骤为:首先,使用布料模拟滤波算法滤除地面点得到非地面点,将非地面点作为输入数据,利用最大类间方差法实现初始建筑物点云提取;其次,利用Alpha Shape算法提取建筑物边缘点以及利用屋顶分割算法提取建筑物屋顶关键点;最后,基于关键点使用SharpGL工具包实现建筑物三维模型重建。使用实测机载liDAR点云数据对本文提出方法进行检验,结果表明本文方法能够有效构建建筑物三维模型,并且模型精度较高。

三维地质模型中任意点的交互选取方法

为实现三维地质模型中任意点的交互精确选取,借助OpenGL所提供的函数,提出了一种辅助线段滑块法。该方法首先计算鼠标所捕捉的屏幕点对应的三维空间直线,然后根据直线与地质模型的相交情况,得到一条由穿越地层组成的辅助选取线段。通过设置滑块在辅助线段上自由移动,即可实现三维地质模型中空间点的任意交互精确选取。应用实验表明,该选取方法精度高、适用性强,可以满足地质模型三维交互可视化与空间分析的需要。

地面激光点云数据质量评价与三维模型快速重建技术研究

随着激光测量技术的不断发展,地面激光扫描技术已经成为众多领域快速获取三维空间信息的重要手段之一。近年来,众多学者就点云数据的配准、去噪、简化以及模型重建等方面作了大量研究,并且取得了技术性的突破,但是点云数据质量评价的研究还处于初级阶段。地面激光扫描技术与传统技术的不同之处在于获取的是大量点云数据,

基于Susan算子和光流法的三维点云模型重建

针对目前在基于三维建模的三维模型检索技术中存在的对目标物体特征点的选取自动化程度不高的问题,提出了基于Susan算子和光流法配合EM算法的三维重建算法,实验证明该算法有效.

利用显著性的点云模型客观质量评价

点云模型质量的客观评价是三维几何模型研究中不可或缺的工作.根据显著性能够较好地反映人类视觉系统的特点,提出以点的法向量与其邻域点法向量的差异作为该点的显著性计算依据,利用原始点云模型和处理后点云模型在显著性上的差异判断点云模型质量的变化,实现点云模型的质量评价.实验结果表明,所提出的客观评价模型和主观的人工评价得出的结果基本一致,且比信噪比方法更能体现人的视觉感知.

《探究加速度与力、质量的关系》导学

探究加速度与力、质量的关系是学习牛顿第二定律的重要铺垫,下面就同学们在该探究实验中经常遇到的疑难问题加以剖析.一、探究目标探究加速度与力、质量的关系.

利用高精度地面及航空重力数据对点质量模型精度的研究

利用澳大利亚高精度的地面重力测量和航空重力数据,对点质量模型方法进行内外符精度检验。结果表明:点质量模型方法内符精度可以达到10-8ms-2量级,在655m高度可以达到±3×10-5ms-2的外符精度。

一种基于法曲率极大值和向量内积的脊椎光学模型特征点自动识别方法

在脊椎光学模型的定位和配准中,主要难点是模型特征点的定位。针对手动标注特征点精确度不够,易产生较大误差等问题,提出了一种基于法曲率极大值和向量内积的脊椎模型特征点自动识别方法,该方法可以动态调整拾取点曲率,从而最大限度地保证特征点拾取的精准性。方法首先通过高斯曲率和平均曲率流等多曲率特征,得到手动选取点的法曲率极大值,由于曲率越大,三维模型表面在该点处的弯曲程度也就越大,即就是更能表现三维模型的几何轮廓信息;并以手动拾取点为圆心,计算在指定极小半径r范围内的所有模型点的法曲率相对极大值,然后对这些法曲率极大值进行降序排序,筛选出法曲率极大值较大的n个候选点,候选点与手动选取点之间做向量内积,从而得到向量之间的夹角。由于向量内积之间几何夹角角度越小,代表2个点之间欧几里得距离越靠近,故以夹角最小的候选顶点来替换手动拾取的点,从而可以准确反映该点的局部特征变化情况。经过实验的对比分析,新方法对特征点的标记准确性提高了约35%,从而验证了新方法的有效性。

利用半自由点质量模型拟合局部(似)大地水准面

为提高GPS/水准法拟合(似)大地水准面的精度,基于重力场等效逼近理论,建立一种半自由点质量模型。顾及相邻点之间的关系并结合高程异常与扰动位之间解析式的特殊性,提出确定模型参数(埋深和大小)的迭代算法,通过拟合点下方多个不同埋深质点实现重力场元的多频段拟合,并利用不同条件的实验数据进行拟合实验。结果表明,利用该模型进行(似)大地水准面拟合是可行的,其精度较传统的Kriging/Co-Kriging法高。

基于角点移位的三维地质断层快速建模算法

基于体元结构的地层模型能够直观展示地质体内部特征,对基于体元结构的三维地质断层模型的可视化表达是当前研究的热点。针对三维地质断层模型可视化表达问题,提出了一种基于角点移位的断层快速建模算法。算法采用整体法思路,使用反距离加权插值算法,对地层进行无断层影响建模,再引入断层数据,判断断层剖切角点网格的剖切方式,设计计算模型计算断层线在不同层面的位置并搜索断层剖切的六面体元,计算剖切后六面体元的角点坐标,对断层剖切的六面体元的角点进行移位,从而实现对三维地质断层模型的可视化表达。试验结果证明,该算法稳定性好、效率高,对三维地质断层模型的刻画更为清晰;针对传统地层剖切算法造成体元结构不统一、体元数量变化的问题,基于角点移位的断层建模算法能够维持剖切前后地质模型中体元数量的不变性,保证体元数据结构的一致性,算法复杂度更低,提高了对三维地质模型的可视化表达能力。

金融专业硕士“三维一体”课程教学质量综合评价

该文在构建金融专业硕士“三维一体”课程教学质量评价指标体系的基础上,以金融数据分析课程为例,通过问卷调查数据并结合相关模型对课程教学质量进行综合评价。首先,根据教师问卷运用AHP层次法确定教学质量评价指标体系权重;其次,根据学生问卷测算教学质量评价结果,运用Tobit模型分析影响教学质量的相关因素;最后,根据结果给出相关改进措施建议。

基于特征点检测的三维模型最佳视点选择

针对三维模型最佳视点选择问题,提出了一种基表面特征点检测的视点选择算法。首先引入一种基于局部平均形心距离差的顶点显著性度量方法,认为三维网格模型表面某顶点的显著性是由该顶点与形心之间距离和该顶点邻域内的顶点与形心之间距离的平均差值来刻画,而不是该点所在位置的弯曲程度所决定;然后根据顶点的显著性大小进行三维模型表面特征点检测;最后针对视点球体上的每个候选视点分析该视点下可见特征点的几何分布和显著度大小计算视点质量,提取出最佳视点。实验结果验证了基于三维模型特征点的视点选择方法的有效性,在能够选择出质量较优的视点的同时保证算法的效率。

基于BIM和三维激光扫描技术的建设工程质量检测方法研究

三维激光扫描技术可以利用高速激光,快速获取被测实体表面的三维坐标。通过对点云数据的配准、降噪,可以进一步构建反映实际建造效果的点云模型。将点云模型与BIM设计模型进行对比,则可以得到施工过程中产生的尺寸及位置偏差,从而可以进一步指导后续的施工过程或者设计变更。本文的创新点在于:提出了一整套点云模型与BIM模型的对比方法,并借用WebGL技术实现了对比结果的可视化。

利用三维模型快速求解岩层产状的方法

岩层产状一般可利用机械罗盘或电子罗盘进行测量,当岩层位于高陡地段,无法手持罗盘进行测量时可采用三点法,即通过全站仪或其它测量手段测量岩层面上不在同一直线上的3个点来求解岩层产状.传统的三点法一般通过公式计算求得产状,求解过程繁琐,不直观.本文研究了一种利用三维模型快速求解岩层产状的方法,并利用公式法进行了验算,验算结果表明三维模型求解岩层产状的方法直观简单,结果可靠.