基于无人机倾斜摄影数据的Mesh三维模型构建技术及应用

Mesh三维模型是实景三维中国城市级场景数据的重要组成部分,具有高度的空间精确性和良好的可编辑性,构建高精度、高质量的Mesh三维模型是当前实景三维中国建设的关键任务。该文以构建福州市马尾区琅岐镇Mesh三维模型为例,分析无人机倾斜摄影数据特征,研究运用倾斜摄影数据构建Mesh模型的技术路线和技术要点,以期为其他地区的实景三维模型构建提供参考。

倾斜摄影Mesh模型与激光点云构建部件级城市三维模型

为构建部件级城市实景三维(3D)模型,本文在倾斜网目(Mesh)模型建模和激光点云建模的技术上,探讨建筑物、部件以及城市场景模型建模的方法,并最终融合构建部件级城市实景3D模型,并应用于国家新型基础测绘北京试点-副中心运河两岸商务区实景3D建模项目中,为北京市新型基础测绘建设提供一份力量。

多源点云优化的城市三维模型构建

简易模型与传统复杂的单体模型相比,对存储、可视化、传输和后续应用技术要求低,敏感信息承载量少,且能满足大部分应用需求,具有更高的应用价值。考虑应用需求与技术现状,自然资源部将城市三维模型(L0D1.3级)纳入实景三维中国建设任务中。目前相关生产以半自动化采集为主,工程化应用存在技术流程烦琐、效率较低且对数据量限制较大等问题。本文立足山东实际,提出了一种基于多源点云优化的城市三维模型快速构建技术,在充分利用现有数据基础上有效提升了数据处理效率,大幅减少了生产成本,并在实景三维山东建设过程中得到了有效验证,具有较好的社会经济效益与推广价值。

基于STL模型的砂型表面网格重构算法

为解决通用模拟软件对STL模型生成表面网格时存在局部网格稀疏的问题,本文提出了一种基于STL模型的砂型表面网格重构算法。该算法对生成的表面网格进行特征边界以及表面网格内部加密,可有效解决表面网格密度低、质量不高的问题。基于ProCAST模拟软件进行实例仿真,其结果验证了经表面网格重构后的STL网格模型模拟仿真的可行性。

实景三维建模中的建筑物mesh模型立面修整

实景三维模型作为实景三维中国建设中的数据底座,发挥了极其重要的作用。建筑物mesh模型作为实景三维模型中重要的数据,其质量好坏直接影响着实景三维模型的使用效果。本文结合实际工程经验,提出了一种批量化的建筑物mesh模型立面修整方法。首先,以ContextCapture软件生成的实景三维模型为基础,采集建筑物的矢量轮廓线;然后,利用参数化建模软件批量生成平整的建筑物三维矢量面,自动完成建筑物立面到三维矢量面的吸附,使建筑物立面结构平整;最后,以修复好的建筑物mesh模型为参考,在ContextCapture软件中进行建筑物mesh模型纹理映射,批量完成建筑物mesh模型的更新。通过多个试验场景测试,验证了该方法的有效性和高效性。

基于无人机数据的精细化模型制作研究

为了解决无人机数据生产的模型精细度低的问题,本文首先介绍了无人机倾斜摄影技术。其次,对自动生产得到的模型存在悬浮物、建筑物扭曲变形的问题展开深入分析,并给出切实可行的优化措施。结合实际项目,对本文提出的优化措施进行了验证。结果表明:基于本文提出的措施,可以得到精细化模型成果。本文的研究对于无人机数据精细化模型的制作具有一定的借鉴意义。

利用多层次网眼特征和VAE-PNN模型识别城市道路格网模式

作为道路网中普遍存在的显式模式之一,格网模式蕴含了丰富的城市空间格局信息,识别道路格网模式是实现自动化、智能化地图综合的关键前提。针对现有格网模式识别方法较少考虑多层次网眼特征,存在训练样本多样性不足等问题,本文提出一种基于多层次网眼特征和VAE-PNN模型的城市道路格网模式识别方法。首先,对原始路网数据进行化简;然后,设计了内部正交函数、格网形态描述和邻域相关关系的多层次网眼特征,进而利用变分自编码器(VAE)增强训练样本多样性;最后,借助概率神经网络(PNN)模型实现道路格网模式分类识别。试验结果表明,综合考虑多层次网眼特征能够准确识别不同类型、不同形态的道路格网模式,通过VAE样本增强有效提升分类模型性能和格网模式识别精度。

基于倾斜摄影的城镇三维模型优化研究

为构建倾斜摄影测量技术下高精度的城镇三维模型,本文对倾斜摄影测量技术相关理论进行了介绍,提出采用网优化算法对Mesh三维模型进行优化,并对比了优化前后模型的细节、3D精度、水平精度、垂直精度。结果表明:采用网优化算法优化后的模型细节方面得到较好的改善,地物特征突出,模型的几何精度也有一定的提高,该方法可为快速建立高精度的三维模型提供参考意义。

基于混合干扰模型的多信道Mesh网络调度算法

研究了多信道无线Mesh网络中的调度及信道分配问题,设计了一种综合协议干扰模型与物理干扰模型的混合干扰模型,并在此干扰模型下提出了一种集中式调度算法。该算法在目前普遍使用的协议干扰模型的基础上,考虑了无线链路的物理传输特性:即使存在一定的干扰,也可以成功接收发射端发送的数据。模拟实验表明该算法可以提高Mesh网络中链路的并行性,有效减少总传输时间。

无线Mesh网络中网络编码的文件共享模型

网络编码的基本思想是网络节点不仅参与数据转发,还参与数据处理,可大幅提高网络性能。传统文件传输系统存在文件分发时间的"瓶颈"问题,为此,提出一种在无线Mesh网络中网络编码的简化文件共享模型,采用理论分析和实验仿真的方法,研究节点间的4种合作机制。结果表明,在总分发时间上,基于网络编码转发机制比无网络编码的转发机制平均减少11.67%,显著地降低了文件传输系统的分发时间,从而提高了网络的吞吐量。

顾及梯田地形的Grid-TIN混合格网数字高程模型研究

针对格网DEM难以对黄土高原梯田地形进行有效数字表达的问题,基于面向对象思想提出了能够顾及梯田地形的Grid-TIN混合格网DEM(Grid-TIN based DEM,GT-DEM)概念及其数据模型,并阐明其主要特征及与传统DEM的关系。以陕西绥德县辛店沟小流域水平梯田为例,利用现有1∶1万格网DEM、梯田特征点线及其外围边界线,构建出能够充分顾及梯田地形的GT-DEM。研究表明,利用现有格网DEM和梯田地形特征点线构建顾及梯田地形GT-DEM的技术可行。GT-DEM不仅可对研究区全局地形进行粗略表达,而且可对其局部梯田地形进行精细表达。该研究是对如何提高DEM的梯田地形数字表达能力的有益探索,对进一步提高DEM对淤地坝、鱼鳞坑等其他人工地形的数字表达能力具有重要借鉴意义。

基于统计网络演算的无线mesh网络流量模型

基于无线mesh网络的基本特征,利用统计网络演算理论,构造了新型的无线mesh网络单节点和多节点的流量模型,该模型充分体现了无线mesh网的随机特性。该流量模型的特征是其求和函数及其输入输出函数的边界函数均受限于一个最小加卷积函数。理论分析证明构造的流量模型能正确描述无线mesh网络的实际情况。

基于M/M/1的无线mesh网络网关分析模型

根据排队论M/M/1模型的特性以及无线mesh网络中顾客请求服务的生成特点,构建了基于M/M/1模型的无线mesh网络网关队列模型,该模型将请求服务中原来的无序状态集转变为有序状态集,在网关节点前进行排队,网关作为单一的服务台服务于整个集合;利用数学方法对模型进行求解,即推导出网络系统的关键参量和目标分析函数。通过验证实验,该模型可以求得网络中非饱和资源分配状态下的一些关键参量值。理论分析和实验结果都说明了新模型是合理、有效的。

无线Mesh网多速率冲突和干扰模型研究

针对Net Simulator(NS)仿真工具用于无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)的不足,提出简化的WMN链路多速率冲突和干扰模型,建立最大干扰节点数评估和干扰概率的计算方法,最终为NS2.26增加实用的远程节点干扰模拟机制。仿真试验验证该机制可有效模拟WMN链路特征。

基于指数平滑的无线Mesh网络改进信任模型

针对无线Mesh网络的安全问题,提出一种改进的信任模型ESTrust。利用观测节点和待评价节点在若干时间片内的交互次数构造时间序列,通过三次指数平滑法预测下一个时间片两节点的交互次数,取预测值和实际交互次数的相对差值比计算待评价节点的直接信任值。引入熵值法为网络中各观测节点对待评价节点的直接信任值分配加权系数,并对这些直接信任值进行加权运算,得到待评价节点的综合信任值。仿真结果表明:当网络存在恶意节点时,相比AODV路由协议和Beth信任模型,ESTrust模型拥有更好的服务质量和更低的通信代价。

无线Mesh网络基于隐半马尔可夫模型的跨层结合异常检测方法

目前无线Mesh网络异常检测的方法大多针对单一恶意攻击,还不具备检测来自不同协议层的恶意攻击的综合能力。提出一种基于多协议层跨层结合的异常检测方法,即采集多协议层结合的特征对网络运行状态进行全方位监测,并训练隐半马尔可夫模型对网络正常运行状态进行描述,通过计算多维观测序列相对于隐半马尔可夫模型的熵来评价其"正常性",从而发现源自不同协议层的恶意攻击行为。实验仿真证明,该方法能有效检测源自各协议层的多种恶意攻击,具有一定的通用性。

P2P-Grid环境下基于聚集的并行资源调度模型研究

在混合式P2P结构的基础上提出了P2P-Grid模型,把同类同属性资源聚集到资源组,并建立资源组目录树。给出了一种可以避免Grid-Peer内部任务扎堆现象的资源调度算法和Grid-Peer调度算法。

Arc/Info──Grid模块及其水文模型应用

利用地理信息系统可以建立流域的数字高程模型，并与grid模块的水文表面分析工具结合，形成直观的流域环境三维显示，再通过计算、统计与分析，即可获取精确的水文因子数据，为进一步水文定量研究及应用提出了一种高效的方法。

基于沙堆模型的无线Mesh网负载均衡算法

无线网络中广泛使用的基于最短路径路由算法的负载均衡机制,存在部分节点负载过重而导致网络拥塞的问题,严重降低了网络的传输性能;同时,无线网络的广泛部署和应用需求急剧增长,迫切需要对现有的负载均衡机制进行优化和改进。因此,基于沙堆模型的坍塌机制及其改进,提出了一种适用于无线Mesh网络的负载均衡算法,重点设计了负载均衡的触发条件、候选节点集合计算和负载分配机制。仿真结果表明,基于沙堆模型的负载均衡算法在丢包率和吞吐量方面相比同类算法分别改善了10.4%和7%。

多接口mesh网络下链路冗余模型的研究

为了提高无线mesh网络吞吐量问题,提出一种在多接口mesh网络中的链路冗余抽象模型.该模型将多个射频接口抽象成一个逻辑接口,使用OLSR路由协议在网络层建立连接的同时,邻节点之间在链路层自动建立一条数据链路,将不同类型的数据报分配到不同的链路上传输,降低频繁广播控制包而引起的数据包传输延迟,提高网络吞吐量;实现静态信道分配策略,提高信道利用率.最后,将链路冗余抽象模型与OLSR路由协议相结合,在每个节点装有双802.11b无线网卡的多接口多信道无线mesh网络实验床上测试性能,实验结果表明其能够有效的提高mesh网络的整体吞吐量和降低端到端的延迟.