景观功能视角下的西南山区农业景观格局演变研究——以重庆市石柱县为例

鉴于中国西南山区农业生态环境的脆弱性与敏感性,解析该地区农业景观时空演变特征对合理利用农业景观资源和保护生态环境具有重要的理论意义.以重庆市石柱县为例,采用景观利用图谱、地形位分布指数、景观转移矩阵等方法,从景观功能视角开展西南山区农业景观格局演变特征分析.研究表明:①农业景观呈现出“三增一减”的变化趋势,即生活型和拓展型农业景观面积呈增长态势,生态型农业景观面积呈波动变化趋势;生产型农业景观面积持续下降.农业景观变化主要表现为生产型向生态型、生活型、拓展型农业景观转化;生态型向生活型、生产型、拓展型农业景观转化.②石柱县生态型农业景观主要分布在高等级地形位,生产型农业景观逐渐向高程和坡度较高的地形位移动,生活型农业景观主要分布在低、中低等级地形位上,拓展型农业景观逐渐向较高地形位转移.③坡度、高程等是导致研究区农业景观格局演变的主要环境因素;而农业人口、农民人均纯收入、第一产业占比等是农业景观格局演变重要的人文驱动因素.

基于激光SLAM多地形机器人的设计

为解决传统轮式机器人在复杂地形中受限与腿式机器人控制策略复杂的问题,提出一种多地形机器人。结合激光即时定位与地图构建(SLAM)方法和自适应式轮腿机构,将树莓派作为运算单元,搭载(ROS)机器人操作系统,应用激光SLAM技术实现环境地图构建和机器人导航,同时结合深度模型和摄像头完成图像任务。自适应式轮腿机械结构使机器人能够根据环境需求自动切换为轮式或腿式行进模式。底层控制器采用STM32F407,机器人通过PID算法能实现精准的移动和机械臂作业。结果表明:该多地形机器人控制方法简单高效,在坡地、草地、坑地、台阶障碍物等复杂地形中展现了灵活移动的能力,最大翻越障碍高度可达250 mm,爬坡角度可达45°,在稳定性和适应性方面具有显著优势。

基于约束DT的大规模动态地形的构建

大规模地形场景模型复杂、数据量大,动态实时构建效率低。论文研究了大规模地形的动态构建问题,提出了一种基于约束DT进行地形动态实时构网的方法。该方法将大规模的地形分割成若干小的地形块,将地形块的四个顶点添加到地形数据集中,对每个地形块单独构网,从而实现大规模地形三角网的快速构建。针对地形的动态变化,采用添加扩展约束的方式仅对扩展约束内部动态变化的地形进行重新构网,提高了地形三角网动态更新的效率。在进行地形纹理贴图时,对地形块进行分块处理,建立纹理数据与地形子块内三角网的映射关系实现纹理贴图,提高了渲染效率。实验结果表明,地形分块动态建模提高了地形动态变化后构网和绘制的效率。

航空数字地图标绘功能设计及实现

针对使用场景复杂、平台异构等特点,本文设计了航空数字地图标绘模块,并针对使用过程中出现的标绘漂移和特殊平台上屏幕深度无法获取等问题,进行了理论分析,设计了地形格网插值法,实现了多个视角下的标绘图元贴地。经过实验验证,该方法准确可靠,可以满足需求。

一种融合激光与视觉的轻量级地貌地图构建方法

机器人在复杂环境中的工作性能与环境的交互作用息息相关,但传统的几何映射无法充分捕捉环境的细节信息。然而,现有的移动机器人的环境模型通常为二分类激光地图或小范围的低实时性语义地图,缺乏可承载多样化地貌信息的轻量级环境模型。针对该问题,文中提出了一种融合激光与视觉的轻量级地貌地图构建方法。该方法在时间和空间同步的基础上,利用改进CSPResnet的轻量级网络提取地貌的语义信息,并与点云相融合生成包含地貌信息的语义点云,以构建具有地形描述的地貌地图。同时为通过并行策略提高构图实时性,采用改进的ICP算法对点云配准进行优化,基于局部子图拼接方法构建大范围场景下的地貌地图。在实际场景中进行实验,结果表明所提方法可有效识别多种典型地貌,并在有限机载算力下构建轻量级地貌地图。

海底地形成图子系统MBMap的设计及特点

简要论述了基于图层面向对象的海底地形成图子系统的设计思想和主要特点。该系 GIS MBMap 统以处理矢量数据为主,但同时顾及到栅格数据。该系统最大的优点是基于海底数字地面模型进行自动化成图,不仅能够以变间距来绘制等值线,而且基于图形的内外边界建立等值树,从而实现等值线的快速矢量充填,另外,还基于技术实现三维仿真图的绘制。系统不但提供了常规的编辑制图功能, OpenGL GIS 还提供了人机交互矢量化功能。该系统还可直接基于电子地图进行导航定位。该系统的成功设计和 GPS 实现,可望为开展“数字海洋”的研究提供原型。

Underwater Terrain Positioning Method Based on Least Squares Estimation for AUV

To achieve accurate positioning of autonomous underwater vehicles, an appropriate underwater terrain database storage format for underwater terrain-matching positioning is established using multi-beam data as underwater terrainmatching data. An underwater terrain interpolation error compensation method based on fractional Brownian motion is proposed for defects of normal terrain interpolation, and an underwater terrain-matching positioning method based on least squares estimation（LSE） is proposed for correlation analysis of topographic features. The Fisher method is introduced as a secondary criterion for pseudo localization appearing in a topographic features flat area, effectively reducing the impact of pseudo positioning points on matching accuracy and improving the positioning accuracy of terrain flat areas. Simulation experiments based on electronic chart and multi-beam sea trial data show that drift errors of an inertial navigation system can be corrected effectively using the proposed method. The positioning accuracy and practicality are high, satisfying the requirement of underwater accurate positioning.

川西南山区县域数字土壤制图研究

【目的】研究环境变量的筛选和土壤类型空间推理方法的选择,为有效提高县域数字土壤制图精度提供参考。【方法】以四川省盐源县为研究区,将气候要素、地形数据和遥感影像作为推理制图的辅助因子,利用野外采样点数据和环境协变量因子,采用决策树分类方法对环境特征进行重要性排序,特征筛选和组合优选,通过对比决策树分类、支持向量机和随机森林3种土壤分类方法的制图精度,探索基于土壤-环境关系理论提高具有立体气候特征的山区县域数字土壤制图精度的途径。【结果】(1)气候和地形特征在研究区土壤分类中起重要作用,采用单一气候因素作为土壤筛选分类的环境变量可获得土壤分类筛选精度为83.22%,依次增加地形和生物特征可分别使筛选精度提升至85.78%和89.43%;(2)与其他模型相比,随机森林模型制图效果更好,对比采样点数据的土壤分类总体精度为77.10%,Kappa系数为0.72;(3)气候因子以及地形因素对水热条件的影响是决定研究区土壤类型空间分布异质性的主要原因,年均气温、年积温、年降水量、相对湿度、高程、地形湿润度等环境特征因子与研究区主要土壤类型的空间分布关系密切。【结论】在具有立体气候特征的山区,基于随机森林方法使用气候、地形和遥感数据进行数字土壤分类制图有较好的效果。

基于Mipmap的大规模地形绘制算法与仿真

研究大规模地形与纹理数据动态可视化算法与仿真问题。针对大规模地形与纹理数据动态可视化实时显示难题,提出一种基于Mipmap的大规模地形动态绘制算法,实现模型数据库组织与管理的高效性、场景调度的实时性,以北京市地形数据为仿真模型,实现大规模地形与纹理数据动态可视化算法与实时仿真。上述算法在Mipmap技术的基础上,首先利用双线性内插算法把离散的原始数据生成规则网格DEM,然后采用四叉树结构的LOD算法简化海量地形和纹理数据,最后使用四队列分页调度、基于视域的LRU算法释放内存、多线程并行处理的场景优化策略来进行动态调度和绘制。结合OSG和Open GL渲染引擎,将基于Mipmap的大规模地形绘制算法应用在北京市地形绘制中,仿真结果表明,上述算法比传统的CLOD地形瓦片绘制算法,具有更快的渲染绘制速率,并且能够快速绘制北京市地形数据和在不同场景下进行快速浏览。

无人机航测技术在矿山测绘中的应用研究

无人机航测技术是近年来快速发展的一种测绘技术,其优点在于成本低、效率高、操作简单、数据精度高等,因此被广泛应用于矿山测绘中。本文系统梳理了无人机航测技术在矿山测绘中的应用现状和研究进展,探讨了其在矿山地形、地貌、水文等方面的应用,分析了无人机航测技术在矿山测绘中所面临的挑战和未来发展方向,旨在为相关研究人员提供参考和借鉴。

倾斜地面3D点云快速分割算法

依赖于平面拟合或局部几何特征区分地面障碍物的方法广泛应用于自动驾驶领域,但是在具有倾斜地形或稀疏数据的情况下,性能会降低。在倾斜地形场景中,利用激光雷达(LiDAR)提供的点云数据,通过地面点云的3D投影与直线拟合,利用栅格地图方法降低计算复杂度,实现地面点云的分割。针对非地面的点云集合,利用SLR聚类算法处理,通过设定强度特征阈值在垂直方向区分地面点与非地面点,并对扫描到的障碍物地面分类。通过实验分析,提出的算法较其他地面点云分割算法,一方面在倾斜地形上具有更好的建图效果,另一方面SLR聚类算法处理后的强度特征在X、Y、Z三个方向覆盖范围更精确,如在X方向相较于快速地面分割算法平均提高了44.0%,相较于添加了栅格地图的算法平均提高了40.1%。

机载激光雷达在地形测绘中的运用

机载激光雷达(带摄影测量)可快速、高效获取数字高程模型(正射影像图),提取制作多种测绘成果。文章从机载激光雷达的工作原理、技术特点、施测步骤和精度统计出发,辅以具体工程测绘案例,介绍如何运用该技术进行地形测绘,以提升地形测绘设计的质量,这对缩短外业测绘周期、降低勘测难度和成本、保障人员安全具有重大现实意义,可以为机载激光雷达在地形测绘中的运用提供经验,提升我国地形测绘的整体质量。

基于无人机图像的正射影像图制作研究

航空摄影测量是当代快速获取地理信息的重要技术手段。传统的测量手段通过全站仪、水准仪、经纬仪以及全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等测量仪器获取地理数据信息,但这些方式具有生产周期长、工作步骤繁琐、受环境因素影响大、人员需求多、成本费用高等缺点。以贵阳市阿哈湖水库区域测量为工程背景,探讨了基于无人机航空摄影测量的正射影像图制作,精度验证表明,最大点位中误差为0.563 m,平均点位中误差为0.420 m,符合平地平面位置中误差0.6 m的精度要求。

GPS-RTK测量技术在水利工程测绘中的运用

GPS-RTK测量技术属于现代化工程测量技术,具有定位准确、操作便捷的特性,所提供的是三维立体坐标,可一体化完成控制测量、工程放样、数字地图绘制等多项任务。为进一步明确水利工程测绘中GPSRTK测量技术的应用方法与价值效用,首先介绍了水利工程测绘中的GPS-RTK测量技术,其次结合工程实例探讨了GPS-RTK测量技术的实践应用方法。旨在为水利工程测绘中科学应用此技术提供参考。

特殊地形的测绘工程技术研究

为有助于建筑工程测绘工作的展开,通过将测绘工程及特殊地形测绘技术运用到大地测绘与测绘工程中,并对其流程进行简单的剖析与探讨,得到不同测绘技术在实践测量中的应用要点,从而有助于提高特殊地形测绘水平,希望能为行业相关人员提供参考和借鉴。

基于环境变量辅助的不同地形单元土壤类型数字制图研究

土壤类型图反映了不同土壤类型的地理分布及其特征,为土壤资源利用、保护和管理提供了科学基础。基于土壤-环境关系的数字土壤制图方法是快速获取高精度、高分辨率土壤空间分布信息的重要手段,但针对不同地形单元的适用性及制度精度仍需进一步探讨。本文以北京市平谷区为研究区,将其划分为山地丘陵区和平原区2个地形单元,基于土壤调查点和随机森林算法,构建土壤-环境变量关系模型,进行不同地形单元的土壤类型数字制图。结果表明,山地丘陵区土类、亚类、土属和土种数字制图总体精度(Overall accuracy,OA)分别为100%、93.1%、89.7%和75.9%;而平原区土类、亚类、土属和土种数字制图OA分别为73.7%、55.3%、52.6%和23.7%。这表明在山地丘陵区,环境变量辅助的土壤类型数字制图具有较好的精度,而在平原区,这种精度会显著降低。随着土壤类型分类单元从土类到土种的精细化,环境变量辅助的土壤类型制图精度也逐渐下降。建议在资源有限的情况下,对于山地丘陵区,可以充分利用易获取的环境变量数据来提升土壤类型制图精度;而对于平原区,则需适当增加土壤类型剖面数量以提高制图精度。研究结果为其他地区土壤类型数字化制图提供了实践案例和技术支持。

水下地形测量中数字化测绘技术的实践应用

随着我国高新经济的全面发展,水下地形测量在海洋科学研究和资源开发领域越来越受到关注。然而,由于我国水下地形测量的发展起点相对较低,因此需要依托国内外相关技术的结合与创新来解决该领域面临的种种挑战。数字化测绘技术在水下地形测量中的应用对于我国深入了解海洋、湖泊和河流水下地形,以及推动相关资源开发具有重要意义。文中主要对数字化测绘技术在水下地形测量中的应用进行了分析,并深入探讨了该课题的实际意义。这将为我国海洋科学研究和水下资源开发提供重要的技术支持和指导。

实景三维的实践与思考——以兴仁市为例

实景三维技术是利用现实世界的实景数据,结合计算机图形学和虚拟现实技术,实现对真实场景的高度还原和可视化。兴仁市作为发展中的现代化城市,实景三维技术在城市规划、用地选址、旅游推广、社会治理、环境整治、地灾防治、公共突发事件应急等方面具有巨大的潜力。本文旨在探讨利用无人机、云计算等新兴技术开展大规模实景三维建设的实践,分析其对城市发展的影响和作用,并提出相关建议。

老地形图在深圳市政工程勘察中的应用

城市建成区的工程建设对原始地形的改造剧烈,而传统的钻探、原位测试或物探等勘察手段的局限性较大,通过这些方法往往无法得知工程建设区所处的原始地形地貌,同时密集的城市建筑及市政设施限制了钻孔布设数量和范围。文章基于查阅老地形图的城区地形地貌演变过程推测方法,结合现场工程地质条件与标高,实现了对于城市复杂区域地层分布的有效推测,优化了钻孔布置方案,一定程度上弥补了其他勘察手段的限制,并基于地形改造历史揭示了可能的施工风险。

数字化测绘技术在工程测量中的应用研究

数字化测绘技术的快速发展为工程测量提供了更高效、精确和可靠的解决方案。文章将重点讨论数字化测绘技术在工程测量中的应用,包括三维建模、地形分析和测量数据处理等方面,并结合公式和数据对其进行实证研究。通过本研究,可以更好地了解数字化测绘技术在工程测量中的应用,并为相关领域的从业人员提供参考和指导。