网络搜索数据和GWO-SVR模型的旅游短期客流量预测

利用皮尔森相关系数法处理网络搜索数据,用灰狼算法(grey wolf optimizer,GWO)优化支持向量回归(support vector regression,SVR)中的参数,提出并实现一种基于网络搜索数据和GWO-SVR模型的旅游短期客流量预测模型,并用参数优化后的SVR对客流量进行建模预测.以四川省九寨沟和四姑娘山两个景区为例,构建GWO-SVR、ARIMA、BPNN、SVR、CS-SVR、PSO-SVR和无网络搜索数据等客流量预测模型进行实证分析.结果表明,GWO-SVR模型均优于其他模型,具有更高的预测精度.

一种智能手机室内位置共享的方法

针对GPS室内定位精度较低,难以实现准确的室内位置共享的问题,提出一种智能手机室内位置共享的方法,主要包括室内定位和路径规划2个部分:室内定位方法采用行走采集的方式快速构建WiFi指纹数据库,分析3种智能手机获取航向的方法,并采用球面线性插值算法来融合陀螺仪和旋转矢量传感器以获得更为稳定的航向,再将WiFi定位与航迹推算结果进行粒子滤波融合;路径规划方法利用环信即时通讯云作为通讯服务器实现位置共享,并采用Dijkstra算法计算最短路径,为用户提供地图导航。实验结果表明,该方法能够在有效提高室内定位精度的同时,结合室内位置共享和路径规划实现快速准确的室内寻人寻址。

基于地面激光雷达的单树枝干几何建模研究

根据基于地面激光雷达的单树枝干几何建模方法,本文提出了一种提高重建树木几何模型精度的方法。首先,根据水平集的骨架提取方法提取目标树点云数据完整的骨架点;其次,采用最小生成树的方法对提取的骨架点构建拓扑关系;第三,根据最小二乘圆拟合法和管道模型(Pipe Theory)计算骨架点对应枝干的半径;最后,应用广义圆柱体实现单树枝干几何建模。重建得到的树木枝干几何模型在树高和胸径(DBH)参数上与真实值或实测值误差均在5%以下,且枝干最大拟合误差均小于40 mm。结果表明:本文的树木枝干几何建模方法可靠性强,且重建的树木枝干几何模型精度高,可用于森林资源管理、精准农林业等领域。

融合几何特征与全局关系的室内点云语义分割

为充分提取3D点云的深层特征以提高复杂室内点云场景的语义分割精度,提出一种结合局部特征和全局特征的室内点云语义分割网络GSFNet.在局部特征部分,加入几何特征信息,并设计几何与语义特征信息编码模块,以更好地捕获室内点云局部信息.对全局特征部分,在编码解码器结构中间层加入全局关系依赖模块,构建不同邻域对象之间的关系提取有效分割信息.使用斯坦福大规模室内数据集(S3DIS)进行实验验证,在测试数据集上测试的总体精度(OA)和平均交并比(mIoU)分别为87.2%和61.1%,实验结果表明,GSFNet对复杂室内环境有较好的语义分割效果.

基于北斗与ZigBee的生态环境参数实时采集系统

针对当前生态环境参数采集实时性差、智能化水平低、普通远程通信技术存在盲区等问题,设计并实现了基于北斗与ZigBee的生态环境参数实时采集系统.系统以CC2530芯片为核心,选取温湿度、压强、光照强度、土壤含水率及负氧离子基本环境参数,结合ZigBee与北斗短报文技术,建立ZigBee监测网,在网关节点上嵌入北斗短报文模块,同时设计易于扩展且适用于短报文远程数据传输的编码,并应用于北斗移动终端,实现数据的实时显示与存储.实验结果表明,ZigBee监测网工作正常,网关节点上北斗短报文模块的收包率高达95%以上,系统运作稳定可靠,同时还兼备扩展性,可集成其他传感器.

枇杷冠层内光分布模拟及光截获分析

为定量分析植物冠层结构对光截获的影响,以枇杷树为研究对象,模拟冠层内光的空间分布以及随时间变化情况.实地测量获取树木形态结构参数,建立精细的三维虚拟植物模型,运用辐射度算法模拟光在冠层内的传输过程,分析冠层内光分布并以可视化的形式表达.采用光截获效率分析指标STAR和相对光合有效辐射RPAR,探索冠层内光截获效率空间分布和日变化情况.结果表明,枇杷冠层内光主要分布在向阳面的外围及中上层区域,背阴面的内膛及中下层区域光截获效率较低.

基于地面激光雷达点云数据的森林树高、胸径自动提取与三维重建

针对亚热带环境条件下森林树高、胸径自动化提取精度较低、单木形态模拟较为困难的问题,提出基于地面激光雷达点云数据提取森林树高、胸径及重建森林场景三维模型的方法。首先采用变尺度地面点识别法获取地面点并构建DEM。然后根据树木主干点云主方向相似度及轴向分布密度分割主干与其他植物器官点云。接着以主干点云为基础,采用迭代最小二乘拟合圆柱的方法自动提取树木位置、胸径;构建点云的八叉树结构,利用体素的空间邻接性实现点云分割,自动提取树高。最后,结合单株植物建模技术,以树根节点为纽带构建样地尺度上的森林场景三维模型。实验结果显示,胸径估测R^2为0.996,平均相对误差为2.09%,RMSE为0.66 cm;树高估测R^2为0.972,平均相对误差为2.16%,RMSE为0.92 m;所重建的森林场景三维模型可表达森林样地的真实形态。

基于点云数据的单木三维绿量估算方法

针对不同树种的树叶疏密及空间结构不同,提出基于激光点云数据,顾及冠层叶面积密度的树木三维绿量(Living Vegetation Volume,LVV)计算方法。该方法首先根据树木局部点云的主方向相似度和局部点云轴向分布密度分离枝干与树叶,剔除非光合作用成分,提取树叶点云;然后建立体元模型,引入Graham算法确定分层树冠边界,获取激光接触频率,从而基于体元冠层分析(Voxel-based Canopy Profiling,VCP)方法求出冠层叶面积密度(Leaf Area Density,LAD);最后分层棱柱体积乘以叶面积密度,累加得到树木的三维绿量。利用Riegl VZ-400地面激光扫描仪获取13棵不同形状和树种的树木点云数据,利用该方法估算各树木三维绿量,并与传统的凸包法和台积法的结果对比。实验结果表明,台积法计算的三维绿量值最大,凸包法计算的三维绿量次之,顾及冠层叶面积密度的树木三维绿量方法计算的三维绿量值最小,为台积法的36.69%,为凸包法的47.80%。相比传统方法,顾及冠层叶面积密度的树木三维绿量计算方法侧重光合作用组分叶片点云的统计,并考虑了树冠内部树叶分布情况,更符合树木的实际情况,能充分利用三维点云数据特性,反映树冠内部三维绿量分布。

基于ZigBee无线传感器网络的林区局地环境监测系统

针对林区局地环境监测实时性差、长期监测困难等不足,设计并实现了一种基于ZigBee无线传感器网络的林区局地环境监测系统。系统运用无线网络协议ZigBee搭建无线传感器网络,结合GPRS通讯技术将获取的数据发送至监控中心,实现数据的实时显示、存储、分析与可视化。系统主要由传感节点、路由器、网关与监控中心组成,结构简单实用,节点放置位置灵活,不受地理环境限制,能够较好的监测空气中温湿度、大气压强、光照强度、二氧化碳浓度、土壤含水率等林区关键环境因子。通过太阳能供电系统,采用CC2530和CC2591无线通信模块,并将多传感器集成到传感节点,较好解决了无线传感器网络在林区应用过程中的节点能量不足、通信距离短以及监测参数不全等问题,实现了对林区局地环境的实时监测。试验表明,节点在空旷地方有效通信距离最大可达510.6 m,在树林中有效通信距离最大可达177.5 m;在太阳能与锂电池共同供电下,节点能量能够自给自足;在组网测试中,整个网络收包率为96.7%,能够满足林区环境监测要求。