数字正射影像结合LiDAR数据在山区测绘中的应用

随着信息化社会的到来,现代水利测绘已经由传统测绘向信息化测绘发展,无人机技术应用于测绘行业推进了信息化测绘进程。本文探讨了如何有效利用无人机技术解决测绘领域在山区遇到的问题。固定翼无人机能及时获取地面数字正射影像数据,捕获裸露地面的平面和高程,但是无法获取植被覆盖下的地表高程信息,因此,本文通过机载激光雷达获取植被覆盖下的Li DAR点云数据;将二者数据相结合,再通过EPS软件生成三维地表模型,可以快速获取任何测区地物和地形数据,不仅提高了工作效率,还降低了外业劳动强度。

基于LiDAR点云能量信息的樟子松郁闭度反演方法

为提高小光斑激光雷达估测针叶林郁闭度的精度,采用回归分析法建立多变量回归模型,通过对小光斑激光雷达点云数据进行处理,分别提取3个数量比值变量、3个能量比值变量,并建立郁闭度单变量反演模型,接着在单变量的基础上进行多元线性回归分析,建立郁闭度多变量反演模型,最后用剩余数据对所建立的反演模型进行精度评价。结果表明:在郁闭度单变量反演模型中I2反演模型最好,拟合相关性为R2=0.818,Adj R2=0.810,RMSE=0.016,模型精度为P=0.978;多变量反演模型中LPI'和I'3组合的模型最好,拟合相关性为R2=0.898,Adj R2=0.889,RMSE=0.012,模型精度为P=0.972。由最终所得模型可知,能量比值变量模型所得结果相对数量比值变量模型结果要好且稳定,多变量反演模型的拟合相关性及精度都比单变量模型要高。本研究所提取的参数相对较少,且能量比值变量的提取有一定的局限性,未来研究中应提取更多的高效参数且进一步加强能量比值变量的探究。

非对称DAR模型的估计与检验

本文研究非对称DAR模型的估计和检验问题。运用拟极大似然方法,构造模型的参数估计,在某些正则条件下,证明估计的相合性和渐近正态性。基于此,构造拟似然比统计量检验模型的非对称性,在原假设和备择假设下,给出该统计量的渐近分布。数值模拟和实证分析结果表明:本文所构造的模型参数估计和检验方法具有良好的有限样本性质。

基于相机与激光雷达融合的温室机器人行间导航方法

针对温室颠簸不平、枝叶遮挡道路的复杂环境,开展基于相机与激光雷达数据融合的机器人行间导航方法研究。首先,利用改进的U-Net模型实现图像道路区域的准确快速分割;其次,通过融合图像分割结果进行地面点云预分割,减少地面起伏造成的点云倾斜;然后,采用改进的KMeans算法实现作物行点云快速聚类,并将聚类中心作为作物行主干区域点,降低枝叶遮挡对作物行中线提取的影响;最后,采用RANSAC算法拟合两侧作物行方程并计算出导航线。通过实验评估导航线精度,在测试集中94%以上数据帧可以准确实现提取导航线,平均角度误差不高于1.45°,满足温室机器人沿作物行自主导航行驶要求。

干式空心电抗器五环简化缩比模型最优结构对比分析

在干式空心电抗器的空间磁场预测方面,三环简化缩比模型是一种实用的方法,针对其预测精度不高的问题,该文提出了干式空心电抗器的五环简化缩比模型。首先推导原模型和两种简化缩比模型空间磁场分布的计算公式,然后拟合原模型高径比H/D和简化模型参数的函数表达式,最后搭建磁场测量平台对仿真结果进行验证。研究结果表明:线圈匝数不变只调整位置时,五环简化模型由于两两线圈间漏磁更小,其对应的方均根误差(RMSE)和绝对百分比误差(MAPE)分别比三环简化模型降低了18%和17%,决定系数(R^(2))提高了4%;线圈的匝数和位置均可调整时,五环简化模型不但可以减小漏磁,还可以同时减小4个监测方向上的误差,其对应的RMSE和MAPE相比三环简化模型分别降低了40%和21%,具有较高的等效精度;试验表明,五环简化模型最优结构对应的RMSE和MAPE分别比三环简化模型降低了21%和22%。建立某空心电抗器的三环和五环简化缩比模型,并进行了现场试验,结果表明,五环简化缩比模型在准确等效电抗器空间磁场分布的同时,RMSE和MAPE分别比三环简化模型降低了38.7%和4.9%,证明了五环简化缩比模型具有更高的准确性。

基于机载激光雷达的寒温带典型森林高度制图研究

以内蒙古根河市潮查林场境内的寒温带兴安落叶松原始林及其次生林为研究对象,利用机载激光雷达点云数据与地面调查的66个样地数据,采用不同算法计算样地实测树高(Lorey’s高、冠幅面积加权树高和算术平均高)分别与基于双正切角树冠识别算法获取的Li DAR估测高(冠幅面积加权树高、算术平均高)和基于点云提取的百分位高构建树高回归模型(冠幅面积加权树高模型、算术平均树高模型和Li DAR百分位树高模型)。对比不同树高模型的训练精度与估测精度的差异,探讨双正切角树冠识别算法对本研究区的适用性;同时了解冠幅面积加权的样地实测树高与Lorey’s高对林分平均高代表性的差异,确定最优解释变量,筛选最优树高模型,计算研究区森林高度空间分布图,为后续生物量和碳储量研究提供参考数据。结果表明:样地冠幅面积加权树高的模型训练精度和估测精度与Lorey's高的结果一致性较好,略低于Lorey’s高的估测结果。Li DAR百分位树高模型中的50%分位高与样地实测树高相关性显著且回归模型拟合效果较好,其中,以Lorey's高为样地实测树高时模型的R2=0.869、RMSE=1.366 m;以冠幅面积加权树高为样地实测树高时模型的R2=0.839、RMSE=1.392 m;Lorey’s高的50%分位高模型的估测精度最高,各独立验证样本点估测精度均高于85%,平均估测精度为94.73%,最高估测精度可达99.78%,其中混交林平均估测精度(96.72%)高于针叶林的平均估测精度(93.58%)。因此,选择Lorey’s高的50%分位高模型计算研究区的森林高度空间分布。

金融资产风险度量及其在风险投资中的应用——基于稳定分布的新视角

引入稳定分布对沪深两市指数数据进行检验,结果表明两指数具有"尖峰厚尾"的分形特征,在此基础上建立了DaR类风险测度,实证研究表明两指数跌幅时间序列存在协同跌幅共线性效应.其次,给出了蒙特卡洛稳定分布和正态分布模拟下的两类风险测度估计值,建立了离差率模型,结果表明稳定分布下的风险度量适合投资者进行风险管理.最后,研究了不同跟踪时间窗口下的风险测度指标MDD.投资者和风险管理人员不仅要关注VaR类风险,更要警惕DaR类风险指标.

栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文模型

为了提高地表地下双重人类活动干扰下的流域洪水模拟精度,基于调蓄水库概念提出了考虑地表水利工程和地下水超采影响下的网格化降雨径流模拟方法,通过在栅格新安江模型基础上引入地表地下双调蓄模块,构建了栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文(GXAJ-DAR)模型,将该模型同半分布式新安江-海河模型在海河的典型流域清水河流域进行了验证比较。结果表明:GXAJ-DAR模型在清水河流域的模拟精度高于新安江-海河模型;基于栅格的双调蓄结构能根据水利工程控制区域和地下水埋深的实际空间分布对地面和地下径流人工调蓄过程进行准确模拟;GXAJ-DAR模型对自由水蓄水库蓄水容量参数的取值较新安江-海河模型更加合理,能有效提高清水河流域的洪水模拟精度。

数字地形分析在滑坡研究中的应用综述

高效的数字地形分析(Digital Terrain Analysis,DTA)是滑坡预测与评估研究的重要手段。文章综述了DTA在滑坡研究中的应用现状,基本内容包括地形因子分析、地形形态分析、地形单元划分以及DEM与滑坡模型的结合分析。地形因子分析的应用多而广,主要思路是在地形因子与滑坡发育的关系研究基础上分析其滑坡敏感性,进而构建滑坡预测和评估模型;地形形态分析是滑坡识别的重要手段,加强地貌形态和滑坡发育的关系研究有助于对潜在滑坡地形的识别;地形单元划分能为滑坡研究提供统计和分析单元;DEM与滑坡专业模型的结合方式多样,程度各异。同时,从尺度选择与转换的角度探讨了DTA滑坡研究的尺度问题,分析了DTA的局限性,指出DEM不能提供完备无误的地形信息,DTA不能完全取代常规的地形分析。最后,基于以上论述对未来的研究趋势提出了展望。

真三维立体显示技术在不动产登记统一平台中的应用研究

随着国家不动产统一登记制度的实施,城市房屋、林地、草原、土地等不动产统一整合、调查和管理工作迫在眉睫。基于机载多角度倾斜摄影和激光雷达扫描技术的创新,真三维数据可为不动产登记提供真实统一、高精度、多层次的空间载体,保证了城市不动产登记应用创新和制度创新。

一类带有GARCH类误差项的自回归滑动平均模型

本文结合DAR模型及传统的ARMA-GARCH模型,提出一类带有新型GARCH类误差项的自回归滑动平均模型。该模型比DAR模型引入更多数据信息,同时定义一种由可观测序列驱动的新型条件异方差结构,比传统ARMA-GARCH模型的条件方差更易于估计。本文研究模型参数的拟极大似然估计,并在较弱矩条件下证明估计量的渐近正态性;数值模拟结果证实该模型在有限样本下的有效表现;实证研究表明:该模型可以提高数据拟合效果,因而具有一定应用价值。

基于激光扫描数据正交投影分析的建筑物提取研究

激光扫描点云数据可以利用特定直观程序进行投影,帮助理解理数据中的建筑物结构。这类程序已经被广泛应用到自动建筑物模型建模中。该方法从高度直方图面元的分析中导出建筑物方位,并利用该方位产生点云的正交二维投影,其中屋顶平面作为点云的线。通过线跟踪算法提取表示这些平面的线段。在随后的处理步骤中,对线段进行延伸刨平,并且平面被用于分析与矩形形状的偏差。将两个或更多相邻平面分组以生成三维建筑模型。现有二维GIS数据可以用于该过程中以提供机载激光扫描数据集的可靠分割并且支持生成实际建筑物建模的假设。

知识史视角下中国1950-1970年代援外建筑的美学与政治

回顾中国1950-1970年代对外援助及援外建筑的发展历程,关注援外建筑形式美学及其政治意义的关联,旨在以建筑学思维解读对外援助"中国模式"的内涵与意义。以知识史视角梳理援外建筑设计知识体系的发展演进与跨国流动脉络,重点关注1964-1976年间西方现代主义建筑思潮对中国援外建筑的影响。以坦赞铁路达累斯萨拉姆总站为主要案例,通过历史研究、形式分析以及跨文化比较分析,揭示中国援外建筑在美学和政治方面呈现的"中国性",并讨论新中国援外建筑作为知识遗产的当代价值。

机载LiDAR中工作参数的控制误差和测量误差对点云产品精度的影响机理及其比较

机载Li DAR中的一些工作参数既有控制误差,又有测量误差,如机载平台的飞行轨迹、姿态角和激光扫描仪的扫描角等,两种误差均会造成点云产品质量降低。为分析两种误差对点云产品精度的影响机理,从理论上分析了两种误差对点云和数字表面模型(DSM)精度的影响,通过数值仿真,模拟了机载Li DAR的测量过程,以机载平台姿态角参数为例,定量评价及比较了姿态角的控制误差和测量误差对点云分布及DSM精度的影响大小。结果表明,机载Li DAR的测量精度取决于这两种误差的影响,其中控制误差主要造成点云分布区域及密度改变,继而导致DSM失真增大,而测量误差造成点云定位精度和重建DSM精度降低。因此,需采取措施分别对两种误差进行抑制补偿。

一种基于LiDAR与多光谱数据的城市建筑物绿地环境指数

为建立一种能对城市绿地环境进行综合评价的遥感指数,以匈牙利塞克什白堡市为例,基于机载激光雷达与多光谱影像数据提取城市植被和建筑物的二维、三维信息,利用移动窗口法分别建立评价因子,然后采用加权分析法,综合各因子对城市绿地环境的贡献,创建了城市建筑物绿地环境指数,并将其与传统城市绿地指数进行对比分析。结果表明:相比传统的城市绿地指数,城市建筑物绿地环境指数在考虑城市环境要素二维信息的基础上,能兼顾其三维信息,增加了指数构建的合理性;相比以往的调查评价方法,该指数能更加全面地分析城市绿地环境,克服传统生态计量法由点代面的缺陷;无论是对整个城市还是对不同功能区而言,城市建筑物绿地环境指数在准确反映城市绿地环境状况的基础上,还能体现出城市内部绿地环境之间的差异性。

一种用于机载激光雷达波形分解的小波变换与广义高斯模型组合法

针对小光斑全波形机载激光雷达波形数据中叠加波难以解析和实测波形数据通常表现出展宽或尖峰形态的问题,提出一种基于小波变换与广义高斯模型的组合法(WT-GGM)来分解机载激光雷达波形数据。小波变换方法具有多分辨率分析的特性,在非平稳信号、微弱信号、瞬态信号及奇异信号的检测中显示出独特的优越性。广义高斯模型作为波形分量建模模型,通过调整其形状参数能有效地处理展宽或尖峰形态的波形分量。为了验证算法的有效性,分别对实验数据使用WT-GGM算法、商业软件常用的COG算法、GIPM算法和RGD算法进行分析,对比结果表明小波变换可以有效地从叠加波中检测出目标,WT-GGM算法分解出的目标数与GIPM算法和RGD算法结果基本相同,是COG算法的2倍。

数字高程模型在活动断层位置及地表变形变位特征提取研究中的应用

活动断层的位置分布及其地表变形变位特征的准确识别是研究和评价活动断层的基础,国内外学者利用数字高程模型(DEM)对断层提取进行了大量研究。本文基于DEM的活动断层位置的提取方法进行综述,总结了DEM提取断层位置的地貌形态特征分析、图像处理以及综合处理提取方法,突出介绍了高分辨率DEM在详细的断层位置分布提取中的优势,DEM在断层地表变形变位及其特征参数提取研究中的最新应用进展。随着高分辨率DEM的快速发展,DEM及其空间分析技术已成为一种常见的地学研究方法,将其与野外调查、遥感、测年等技术结合进行综合分析,能够促进对活动断层的深入研究,并成为断层定量化研究强有力的技术手段。

基于温度的天气衍生品指数定价:以埃塞俄比亚巴赫达尔为例（英文）

本文提出了一个基于温度的导数来计算温度指数的日平均温度随机模型,该模型提出了一个季节性均值及其波动率的计算方法,使用均值回归的Ornstein-Uhlenbeck过程来刻画日平均温度的变化。本文还采用连续的三阶自回归过程来模拟去除趋势和季节性影响后的温度演变过程,模型的模拟结果与从埃塞俄比亚国家气象厅获得的2005年1月1日至2015年12月31日11年间埃塞俄比亚Bahir Dar记录的数据非常吻合。验证后的近似公式很容易根据热日和冷日(heating degree days (HDD) and cooling degree days (CDD))等典型温度指数推导期货价格,也给出了数值例子来说明该方法的准确性。结果表明,本文提出的模型比其他模型能更好地预测CDD指数。