约束线方法改进的ITVDI在荆州市干旱评估中的应用

干旱是影响农业生产和区域可持续发展的重要因素。监测和分析干旱的时空变化特征及其驱动因素对于制定有效的应对措施具有重要意义。基于约束线方法对温度植被干旱指数(ITVDI)进行了改进,利用2001—2020年MODIS NDVI和LST数据对荆州市的干旱进行了监测和分析。结果表明,荆州市的干旱强度呈现出波动变化,2015年后有所减轻。空间上,荆州市的干旱特征存在较大的异质性,西部和东部地区的干旱显著增加,而市中心的干旱显著减少。进一步识别和量化了人类活动(人口、GDP、土地利用类型)、气候变化(降水、温度)和地形(海拔、坡度)等因素对荆州市干旱强度的约束影响。结果显示,这些因素对干旱强度存在8种约束效应类型,包括U型曲线、正线性、负线性、对数型、负凸型、正凸型、指数型和驼峰型。降水和温度是影响干旱强度最直接的因素,其对干旱强度的上下边界都有约束效应。海拔、坡度、GDP和人口对干旱强度的约束效应在尺度上稳定。值得注意的是,土地利用类型对干旱强度的约束效应呈U型,且最小值阈值出现在林地和水域覆盖区域。该研究为缓解区域干旱和促进区域可持续发展提供了科学决策支持,最后展望了未来的研究方向和需求。

基于虚点影响域重构的CD-TIN约束线删除算法

根据CDTIN中约束线的多态性,提出了利用虚点描述约束线交叉的情况,并用虚点影响域重构算法(influence domain retriangulating for virtual point,IDRVP)来解决CDTIN约束线删除操作中的约束线交叉问题,确保了CDTIN的拓扑完备性,并对算法进行了验证。

什么是或然状态下的预算约束线

主要分析“或然状态下的预算约束线”的一个错误定义.首先利用“或然选择集”的概念对或然状态下消费者最优化选择模型进行分析,然后给出或然状态下消费者选择理论模型的一个简明而准确的表述.

基于约束线图的超导重力梯度敏感结构型综合

基于约束线图对超导重力梯度敏感结构进行型综合,分析轴向分量与交叉分量单独敏感的结构自由度与约束线图,并结合超导重力梯度测量应用提出两分量同时敏感的结构,利用自由度与约束线图确定约束类型,等效为柔性圆柱副,并选择柔性元件进行并联机构形式的布局.在型综合的基础上,通过模态仿真对比,得到两端与柔性球铰联接的刚性杆结构适于在两分量敏感结构中应用的结论.刚度特性仿真分析结果表明两分量敏感结构具有设计运动方向刚度小、寄生运动方向刚度大、运动耦合小的特点,适于在超导重力梯度测量系统中应用.

城市DEM约束线编辑工具设计与开发

针对城市DEM约束建模缺乏高效工具的情况,基于AutoCAD的二次开发环境,设计相关功能模块,调用底层接口函数,结合计算几何空间操作相关算法,开发了城市DEM约束线交互式编辑工具。该工具能够在AutoCAD界面中交互式编辑城市DEM约束线,并能够根据约束线实时生成数字高程模型,实现编辑与建模一体化操作。从使用工具生产某市城区高精度DEM实验结果来看,该工具能够极大提升作业人员工作效率,其成果也能够满足三维城市建模要求。

复杂环境下基于自适应极线约束的AGV视觉SLAM算法

针对传统视觉同步定位与地图构建(SLAM)算法不能有效处理复杂环境中的动态及潜在动态目标而影响定位与建图性能的问题,提出一种基于Mask R-CNN神经网络以及ORB-SLAM3算法改进的视觉SLAM方法。针对动态目标,提出一种基于语义信息的运动一致性检验算法,使用自适应阈值的极线约束方法实现图像中动态特征点的精确剔除;针对潜在动态目标,提出一种改进的长期数据关联方法,通过增大关键帧选取密度及优化关键帧中的潜在动态目标信息,对算法的回环优化和地图融合过程进行改进,提高回环优化效果与地图复用性。在TUM数据集和真实场景中进行验证,实验结果表明与ORB-SLAM3算法相比,采用TUM数据集在低动态场景和高动态场景中的绝对轨迹均方根误差分别减小8.5%和65.6%;在真实场景下测试,所提算法的定位精度提高了62.5%。

放牧强度约束下黄土高原生态系统服务时空变化特征

明确放牧强度对生态系统服务的影响是实现可持续牧业管理的重要基础。北方农牧交错带横贯黄土高原,其生态恢复成效仍受到放牧干扰的影响。利用全球放牧牲畜密度数据和遥感植被指数,对封禁后黄土高原地区放牧强度进行量化;通过提取的约束线明确放牧强度对产水量、草料供给和土壤保持服务的制约作用;在此基础上探究2000—2020年不同放牧强度下生态系统服务权衡/协同关系的时空异质性。结果表明:(1)截至2020年,研究区以低度放牧和中度放牧为主,高度放牧面积占比仅为5.30%;(2)放牧强度对生态系统服务均呈显著负向约束关系,但在一定阈值范围内产水量随放牧强度的增加呈递增趋势;(3)2000—2020年,高度放牧区生态系统服务协同关系削弱程度最为剧烈,中度放牧区生态系统服务协同关系均有不同程度增加,其中,产水量与草料供给由权衡转为协同关系,但低度放牧区产水量与草料供给相关系数由0.29变为-0.14。退耕20年来,严格禁牧模式下生态系统功能的改善逐渐呈现边际效应递减趋势。综合考虑放牧牲畜类型及恢复生态系统的空间异质性是开展适度放牧并促进旱地生态恢复效果的必要前提。

基于几何约束的倾斜影像特征匹配方法

针对倾斜影像视角变换较大、重复纹理导致匹配数量少、匹配精度不高的问题,提出一种适用于倾斜影像的特征点、线分级匹配方法.首先,用直线提取(检测)算法(LSD)获取影像直线特征,并将直线特征以一定约束进行直线组对,构建直线对区域与改进的SIFT(scale-invariant feature transform)特征描述符进行匹配,使用RANSAC算法剔除误匹配,获得初始匹配结果后再进行核线约束;然后,利用已获得直线对区域进行影像局部纠正,在纠正后的局部影像上采用SIFT匹配并反算回原始影像,利用得到的同名点全局纠正倾斜影像,并进行特征点匹配与采用基于方格的运动统计算法(GMS)剔除误匹配,仍将匹配结果反算回原始影像上;最后,将仿射尺度不变特征变化结果与点拓展匹配结果进行合并,得到最终匹配结果.试验结果表明:本文方法匹配正确率与经典的仿射不变匹算法(ASIFT)的正确率相差不大,但匹配数量却是ASIFT算法的1倍~3倍.

基准线约束的建筑物立面重复纹理检测

重复纹理是立面中极为常见的特征之一,从立面图像中自动检测重复纹理结构是建筑物立面分析的一个重要环节。本文提出了一种基准线约束的纹理检测方法,以自动检测重复对象的位置和尺寸。该方法首先采用贝叶斯自适应超像素分割算法构建出超像素邻接图,计算色差后,对墙体进行分离获得候选对象;然后,计算得到候选对象的外接矩形,并从原图中提取出直线段对外接矩形进行约束;最后,基于建筑物立面结构的先验知识对建筑物立面纹理进行修复。试验结果表明,本文方法在检测几何形状为矩形纹理时,可实现对纹理位置和尺寸信息的准确检测,以及被遮挡重复对象的有效修复。

基于地形断裂线约束的机载激光点云高精度滤波方法

现有滤波方法在地形复杂、高程突变等区域往往会错误滤除大量地面点,降低了滤波结果的准确性且严重影响了后续应用。为此,本文提出一种融合断裂线约束模型的采样线高效滤波方法。首先,基于点曲率及邻域范围内距离之和创建约束能量项,改进Snake能量模型,并通过能量函数最小化提取断裂线特征;然后,从测区中获取点云序列等间距构成采样线,构建正三角模型、计算点云平坦度融合断裂线约束过滤每条采样线上的点;最后,根据采样线上的地面点通过改进最小二乘法拟合全局曲面,并结合其实际高程值过滤区域非地面点。为验证本文方法的有效性,本文采用5份不同区域场景的机载激光点云数据进行试验分析。结果表明,本文方法在效率和精度方面优于参照方法,平均滤波精度高达96.58%,尤其在地形断裂区域处滤波效果显著。

不规则三角网中约束线嵌入

该文针对有约束情况下的不规则三角网重建,分析了约束线影响域的各种典型情况,在此基础上提出了一种约束线嵌入方法。该方法首先搜索约束线影响域,提取影响域的边界,根据凹凸性判断找到影响域边界上的凸角,并在凸角处生成新的三角形,通过对影响域的重剖分完成约束线的嵌入。同时给出了详细算法流程并进行了实验,结果表明:该算法鲁棒稳定,能够实现各种复杂约束情况下的不规则三角网重建。

等高线约束的Delaunay三角网在土石方量计算中的应用

土石方量计算是工程建设的重要步骤,其计算精度是提高工程质量的首要问题。针对利用无约束不规则三角网计算土石方量时存在的计算精度问题,该文利用三维激光点云数据,根据约束Delaunay三角网的构建原理,探讨了基于等高线约束的Delaunay三角网方法在土石方量计算中的应用。首先,以土石方的等高线作为约束线,利用迭代算法对无约束不规则三角网进行剖分,构建等高线约束Delaunay三角网,并进行土石方量计算。然后,将计算结果与无约束不规则三角网、方格网法计算结果进行对比与误差分析,验证了该方法的计算精度,为基于三维点云数据的土石方量精确计算提供了参考。

直升机电力巡线系统中利用核线约束进行线路三维重建

在基于多角度成像技术的直升机电力巡线系统中,为了完成线路预警需要计算导线与周围物体的相对距离,除需要生成线路走廊所在地区的数字地面模型外,还必须提取三维线路信息.因此,提出了一种利用核线约束对线路中间隔棒进行三维重建的方法,进而可以重建整条电力线的三维信息.现场飞行实验表明,应用所提出的方法可以准确重建电力线路的三维信息,使得系统的物线距离测量达到巡线需要的0.5 m精度要求.

基于外极线约束的快速精确立体匹配算法

针对三维运动捕捉系统标记点匹配中存在标记点交叠等情况和速度要求,提出利用平行相机结构,使用统计匹配像素点的平均高度差计算相机间的高度差,并将其与外极线约束相结合将匹配标记点搜索范围限制在一个特定区域内,与传统的利用外极线约束需要在整条直线上进行搜索相比,将搜索范围限制在一个估算点周围,减小了搜索区域,提高了匹配速度。对于标记点存在交叠的情况,使用聚类的方法和加权距离最小值得到正确的匹配标记点,从而提高了立体匹配的精度。实验结果验证了算法的有效性。

结合SURF算子和极线约束的柑橘立体图像对匹配

提出一种结合SURF算子和极线约束的立体匹配方法。对采集的双目视觉柑橘图像进行R-B分量的计算,在该分量上,采用快速hessian检测子进行特征点检测,并使用SURF描述子对检测到的特征点进行64维的特征描述。采用欧式距离和极线约束进行特征点匹配。实验表明,该方法对一幅图像对的平均处理时间为293ms,在果实被遮挡或光线变化的情况下均能较好地进行特征点提取和匹配。该方法为后续的深度信息计算提供了基础。

基于极线约束与激光标识的空间焊缝的立体视觉检测

针对安装在焊接机器人末端的双目立体视觉系统,建立了左右图像坐标的极线约束方程.采用极线约束和激光标识相结合的立体视觉匹配方法,完成了相交圆管马鞍形空间焊缝的立体视觉检测.结果表明,含激光条纹的焊缝图像,经细化、去毛刺处理后,可以得到分段光滑的曲线,通过曲线奇变点检测与曲线—极线相交点检测两种方法的融合,实现了空间焊缝检测点在左右图像中的可靠匹配,从而提高了焊缝及周边结构立体视觉检测的准确性.对检测的马鞍形焊缝及周边圆管的三维数据进行了重建,与实际结构尺寸比较误差小,满足一般机器人自动焊接过程中的焊缝检测要求.

基于RANSAC算法的极线约束立体视觉匹配方法研究

立体视觉匹配一直是机器视觉和模式识别领域中的一个重要问题。极线约束是立体匹配中的基本约束之一,为进一步提高立体匹配精度和效率,在对极线约束数学描述推导的基础上,通过求解基本矩阵得到相应匹配点的极线,提出了求解基本矩阵的一般算法,即采用RANSAC算法。首先得到特征点的初始匹配点对,然后运用7点算法将初始匹配点对划分为内点和外点,最后用所有的内点来重新计算优化基本矩阵,并通过对实际图像的立体视觉匹配实验,以验证该匹配算法的有效性。

一种基于极线约束的激光条纹匹配算法

提出了一种基于极线约束的激光条纹匹配算法。先通过双CCD摄像机摄取左右两幅图像 ,然后对图像进行预处理。处理之后的两幅图像是在不同视角下摄取的两条单像素宽的激光条纹 ,在极线约束和连续性约束的理论基础上 ,提出了一种直线和曲线求交的匹配方法 。

基于极线约束SIFT特征和粒子滤波的目标跟踪算法

针对采用颜色或边缘等特征的目标跟踪算法所存在的跟踪效果不稳定的问题,提出了一种基于极线约束尺度不变特征变换(SIFT)和粒子滤波的目标跟踪方法.该方法采用SIFT特征向量构建目标模型,引入极线约束改善目标匹配精度,采用粒子滤波算法获得SIFT特征向量的候选目标模型,利用似然函数计算目标模型与候选目标模型间的相似性.实验结果表明,该方法可解决目标与背景颜色相似时的跟踪失败问题,且对目标外形与位姿发生变化具有较好的适应能力.

考虑联络线支援波动约束的多区域AGC最优联合调频控制策略

随着大规模新能源并入强耦合的互联电力系统(interconnected power system,IPS),传统的自动发电控制(automatic generation control,AGC)策略使得全网AGC调节成本不断增加以及区域间AGC调节容量分布不均,这将严重威胁互联系统的频率稳定。多区域AGC联合调频,是解决该问题的有效手段。为实现AGC最优联合调频控制,该文研究了多区域AGC最优联合调频模型与区域调节边际成本(area regulation marginal cost,ARMC)之间的关系。在考虑联络线支援约束的情况下,提出一种新的基于ARMC的多区域AGC最优联合调频控制策略。采用线性理论,结合改进的互联系统动态模型,证明所提控制策略的稳定性和最优性,确定控制参数的取值范围。3区域互联系统仿真算例表明,与其他联合调频控制策略相比,基于ARMC的协调机制深刻揭示了多区域AGC之间的协调合作机理。在保证联络线支援安全性的前提下,能达到更好的频率控制效果以及更优的经济性。