2003年 第28卷 第2期
2003, 28(2): 127-131.
摘要:
在20世纪,人类的一大进步是实现了太空对地观测,即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测,并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上,为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中,遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。
在20世纪,人类的一大进步是实现了太空对地观测,即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测,并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上,为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中,遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。
2003, 28(2): 132-137.
摘要:
回顾了机载激光扫描测高技术的发展历史,总结了当前国内外的研究现状,展望了今后发展趋势及应用前景,并指出了机载激光扫描测高目前还有待于进一步解决的关键问题,最后对我国发展研究应用这一技术提出了若干建议。
回顾了机载激光扫描测高技术的发展历史,总结了当前国内外的研究现状,展望了今后发展趋势及应用前景,并指出了机载激光扫描测高目前还有待于进一步解决的关键问题,最后对我国发展研究应用这一技术提出了若干建议。
2003, 28(2): 138-143,148.
摘要:
首先指出了我国现有大地坐标系在先进性和实用性方面存在的问题,提出了我们面临的选择与采用地心坐标系的建议,然后就地心坐标系的定义和实现、参考椭球常数、正常重力公式等问题提出了初步意见,并就坐标系改变对旧地形图的影响问题进行了研究。我国大地坐标系应由局部坐标系更新为地心坐标系。我国大地坐标系的定义应与IERS(国际地球自转服务)协议相一致,采用国际常用的参考椭球和正常重力公式。本文提出的参考椭球和正常重力公式符合这些原则,提出的地形图坐标系变化改正方案应是基本可行的。
首先指出了我国现有大地坐标系在先进性和实用性方面存在的问题,提出了我们面临的选择与采用地心坐标系的建议,然后就地心坐标系的定义和实现、参考椭球常数、正常重力公式等问题提出了初步意见,并就坐标系改变对旧地形图的影响问题进行了研究。我国大地坐标系应由局部坐标系更新为地心坐标系。我国大地坐标系的定义应与IERS(国际地球自转服务)协议相一致,采用国际常用的参考椭球和正常重力公式。本文提出的参考椭球和正常重力公式符合这些原则,提出的地形图坐标系变化改正方案应是基本可行的。
2003, 28(2): 144-148.
摘要:
基于Hilbert空间理论,通过对观测方程的系数阵实施格拉姆-施密特(Gram-Schmidt,G-S)正交化过程,分析观测的两个特性,从一个新的角度论证了参数估计的必要观测问题,以及多余观测与必要观测的关系;用欧氏范数‖·‖2和Frobenius‖·‖F范数作为基本度量工具对观测提供参数估计的信息量进行度量分析,研究观测的有效性和参数估计的可靠性。采用观测空间分析方法研究了测绘学科中必要观测、多余观测等基本概念;提出了观测信息量、观测有效性的概念和相应的度量方法;从观测的空间结构出发分析参数估计系统的可靠性,从一个侧面扩展和丰富了测绘学中的可靠性理论;丰富了研究测绘学中一些基本问题的分析方法,也为信息学中的数据挖掘问题提供了一种分析思路。
基于Hilbert空间理论,通过对观测方程的系数阵实施格拉姆-施密特(Gram-Schmidt,G-S)正交化过程,分析观测的两个特性,从一个新的角度论证了参数估计的必要观测问题,以及多余观测与必要观测的关系;用欧氏范数‖·‖2和Frobenius‖·‖F范数作为基本度量工具对观测提供参数估计的信息量进行度量分析,研究观测的有效性和参数估计的可靠性。采用观测空间分析方法研究了测绘学科中必要观测、多余观测等基本概念;提出了观测信息量、观测有效性的概念和相应的度量方法;从观测的空间结构出发分析参数估计系统的可靠性,从一个侧面扩展和丰富了测绘学中的可靠性理论;丰富了研究测绘学中一些基本问题的分析方法,也为信息学中的数据挖掘问题提供了一种分析思路。
2003, 28(2): 149-152,157.
摘要:
通过对目前国内外几种典型GIS软件的几何量算模型比较研究,提出距离、面积、周长等在不同条件下适用的几何量算模型。试验分析证明,弦线法与等积投影法对于大范围内距离与面积的量算效果理想,其量算精度与区域大小、纬度有关。
通过对目前国内外几种典型GIS软件的几何量算模型比较研究,提出距离、面积、周长等在不同条件下适用的几何量算模型。试验分析证明,弦线法与等积投影法对于大范围内距离与面积的量算效果理想,其量算精度与区域大小、纬度有关。
2003, 28(2): 153-157.
摘要:
针对水下无源导航(地形辅助导航)系统的特点,充分利用各种海洋地理特征传感器获取信息,进行数据预处理、算法分析、性能评估,然后进行智能数据融合,进而完成水下无源导航系统模块化的仿真设计,为水下无源导航系统的进一步研究提供可行的方法和技术。仿真结果表明,采用水下地形匹配辅助导航,能够有效地修正惯导误差达到设计要求,为真实海洋环境下的精确导航提供可靠的技术依据。
针对水下无源导航(地形辅助导航)系统的特点,充分利用各种海洋地理特征传感器获取信息,进行数据预处理、算法分析、性能评估,然后进行智能数据融合,进而完成水下无源导航系统模块化的仿真设计,为水下无源导航系统的进一步研究提供可行的方法和技术。仿真结果表明,采用水下地形匹配辅助导航,能够有效地修正惯导误差达到设计要求,为真实海洋环境下的精确导航提供可靠的技术依据。
2003, 28(2): 158-161.
摘要:
机(舰)载设备在测量过程中,需要提供准确的飞机(舰船)俯仰、横滚、偏航等姿态信息,但由于机(舰)载惯导系统提供的偏航数据精度较低,不能满足测量的需要,需要对惯导进行校准。针对这种情况,探讨了一种利用机(舰)载光测设备测量方位标修正惯导航向偏差的方法。由于光测设备测量精度比较高,本校准惯导方法满足靶场试验的需求,达到了修正系统误差的目的。试验证明,这种方法是有效、可行的。
机(舰)载设备在测量过程中,需要提供准确的飞机(舰船)俯仰、横滚、偏航等姿态信息,但由于机(舰)载惯导系统提供的偏航数据精度较低,不能满足测量的需要,需要对惯导进行校准。针对这种情况,探讨了一种利用机(舰)载光测设备测量方位标修正惯导航向偏差的方法。由于光测设备测量精度比较高,本校准惯导方法满足靶场试验的需求,达到了修正系统误差的目的。试验证明,这种方法是有效、可行的。
2003, 28(2): 162-166,176.
摘要:
在简要介绍了川滇地区的构造格局和构造运动特征的基础上,讨论了不同观测数据同时用于反演的合理性和物理意义,利用1998~2000年观测的9个测点位移数据和1986年以前所测的10个主应力方向数据,将边界力和相对权比λ作为待反演参数,并考虑了主要活动断裂运动特性,进行了弹性有限元数值反演计算。计算结果表明,现今川滇地区的构造活动主要力源仍来源于印度板块与欧亚大陆的碰撞,菲律宾海板块的挤压作用也不可忽略,这一结论说明了该地区现今构造运动的继承性活动特征。
在简要介绍了川滇地区的构造格局和构造运动特征的基础上,讨论了不同观测数据同时用于反演的合理性和物理意义,利用1998~2000年观测的9个测点位移数据和1986年以前所测的10个主应力方向数据,将边界力和相对权比λ作为待反演参数,并考虑了主要活动断裂运动特性,进行了弹性有限元数值反演计算。计算结果表明,现今川滇地区的构造活动主要力源仍来源于印度板块与欧亚大陆的碰撞,菲律宾海板块的挤压作用也不可忽略,这一结论说明了该地区现今构造运动的继承性活动特征。
2003, 28(2): 167-176.
摘要:
以"数字地球"的思想为指导,从信息数字化的角度出发,阐述了GIS提取地质信息的原理、地质信息综合的方法,介绍了线型异常的找矿有利度和各面型异常的找矿有利度分析方法,提出了圈定地质异常的模型和各种有利成矿信息的综合圈定成矿靶区的方法,并以云南维西地区为例,利用上述原理圈定了成矿靶区。
以"数字地球"的思想为指导,从信息数字化的角度出发,阐述了GIS提取地质信息的原理、地质信息综合的方法,介绍了线型异常的找矿有利度和各面型异常的找矿有利度分析方法,提出了圈定地质异常的模型和各种有利成矿信息的综合圈定成矿靶区的方法,并以云南维西地区为例,利用上述原理圈定了成矿靶区。
2003, 28(2): 177-181.
摘要:
通过对浙江省东部仙居县永安溪流域选取位于上、中、下游地段的3个乡镇,分别进行景观生态评价研究,主要是对各类斑块的面积、分维数、伸长指数、最小距离指数等计算,发现从上游到下游的土地利用方式发生了较大变化,如耕地所占比例有所增加,而乔木林地所占比例则相应降低。此外,人工干扰形成的耕地、居民点的平均斑块面积从上游到下游逐渐增加,表明居民的聚居程度逐渐增强。土地垦殖和耕作水平也发生了变化。在3个乡镇中,人工景观如耕地、园地、居民点的最小距离指数均小于人工干扰较少的景观(乔木林地、未利用地等)。在3个乡镇中分别选取居民点面积最大的3个斑块,并以这3个斑块为中心,分别建立了距离为1000m和2000m的缓冲区(缓冲区A和B),均发现在中游地段的破碎度最大,下游次之,上游最小。除缓冲区A外,在缓冲区B和乡镇范围内,随着人为干扰的增强,多样性指数增大,优势度降低。
通过对浙江省东部仙居县永安溪流域选取位于上、中、下游地段的3个乡镇,分别进行景观生态评价研究,主要是对各类斑块的面积、分维数、伸长指数、最小距离指数等计算,发现从上游到下游的土地利用方式发生了较大变化,如耕地所占比例有所增加,而乔木林地所占比例则相应降低。此外,人工干扰形成的耕地、居民点的平均斑块面积从上游到下游逐渐增加,表明居民的聚居程度逐渐增强。土地垦殖和耕作水平也发生了变化。在3个乡镇中,人工景观如耕地、园地、居民点的最小距离指数均小于人工干扰较少的景观(乔木林地、未利用地等)。在3个乡镇中分别选取居民点面积最大的3个斑块,并以这3个斑块为中心,分别建立了距离为1000m和2000m的缓冲区(缓冲区A和B),均发现在中游地段的破碎度最大,下游次之,上游最小。除缓冲区A外,在缓冲区B和乡镇范围内,随着人为干扰的增强,多样性指数增大,优势度降低。
2003, 28(2): 182-187.
摘要:
首先给出了面积平差的基本原理和数学模型,并提出了面积平差处理的3种方案,并对这3种方案进行了实际计算和分析。
首先给出了面积平差的基本原理和数学模型,并提出了面积平差处理的3种方案,并对这3种方案进行了实际计算和分析。
2003, 28(2): 188-190,196.
摘要:
在研究无人飞行器路径规划与飞行地理环境关系的基础上,提出了基于GIS无人飞行器路径规划方法,研究了该方法的体系结构和工作流程。应用实例表明,该方法能够有效地解决无人飞行器路径规划问题。
在研究无人飞行器路径规划与飞行地理环境关系的基础上,提出了基于GIS无人飞行器路径规划方法,研究了该方法的体系结构和工作流程。应用实例表明,该方法能够有效地解决无人飞行器路径规划问题。
2003, 28(2): 191-196.
摘要:
在面向对象技术的基础上,把地理信息的时空特征与对象模型融合到一起,产生了语义丰富的时空扩展对象模型,以支持包含时空信息的系统需求分析和设计。
在面向对象技术的基础上,把地理信息的时空特征与对象模型融合到一起,产生了语义丰富的时空扩展对象模型,以支持包含时空信息的系统需求分析和设计。
2003, 28(2): 197-201,207.
摘要:
将GIS技术引入含油气盆地研究中,阐述了盆地古构造重建的数学建模方法,并将该方法与GIS集成,扩展了GIS的空间分析功能,建立了基于GIS的盆地古构造重建模型,实现了盆地古构造重建的数据输入、管理、分析、处理和可视化表达的一体化。
将GIS技术引入含油气盆地研究中,阐述了盆地古构造重建的数学建模方法,并将该方法与GIS集成,扩展了GIS的空间分析功能,建立了基于GIS的盆地古构造重建模型,实现了盆地古构造重建的数据输入、管理、分析、处理和可视化表达的一体化。
2003, 28(2): 202-207.
摘要:
首先分析比较了已有的时空数据模型的特点,针对其存在的不足,提出并讨论了一种基于地理事件时变序列的时空数据模型,阐述了该模型的时空语义概念和时空拓扑关系,并针对具体的实际应用,在现有成熟的GIS平台上进行扩展,验证了该数据模型的有效性。
首先分析比较了已有的时空数据模型的特点,针对其存在的不足,提出并讨论了一种基于地理事件时变序列的时空数据模型,阐述了该模型的时空语义概念和时空拓扑关系,并针对具体的实际应用,在现有成熟的GIS平台上进行扩展,验证了该数据模型的有效性。
2003, 28(2): 208-211.
摘要:
基于空间土地信息,提出了一种用地负荷预测的模糊空间决策方案,建立了土地利用模糊空间规则和隶属函数,并考虑决策的多因素影响,采用了多目标决策方法用于土地规划,并给出了土地利用决策的实际案例和计算结果,表明方法的有效性。
基于空间土地信息,提出了一种用地负荷预测的模糊空间决策方案,建立了土地利用模糊空间规则和隶属函数,并考虑决策的多因素影响,采用了多目标决策方法用于土地规划,并给出了土地利用决策的实际案例和计算结果,表明方法的有效性。
2003, 28(2): 212-218.
摘要:
提出了一种从卫星遥感全色图像中自动提取城市目标的方法。在总结城市目标的卫星遥感全色图像特性的基础上,设计了一种层次提取的方法。首先在低分辨率图像中提取城市目标的候选区域;接着在候选区域内利用城市目标一些更复杂的特性在高分辨率图像中证实城市目标。为了获得城市目标的边界,提出了一种基于边缘点密度的算法,并将算法应用去提取SPOT图像中的城市目标,取得了较好的试验结果。
提出了一种从卫星遥感全色图像中自动提取城市目标的方法。在总结城市目标的卫星遥感全色图像特性的基础上,设计了一种层次提取的方法。首先在低分辨率图像中提取城市目标的候选区域;接着在候选区域内利用城市目标一些更复杂的特性在高分辨率图像中证实城市目标。为了获得城市目标的边界,提出了一种基于边缘点密度的算法,并将算法应用去提取SPOT图像中的城市目标,取得了较好的试验结果。
2003, 28(2): 219-223.
摘要:
在设计了一种具有实用意义的形态学开、闭滤波的神经网络模型基础上,完成了用于目标检测识别的优化学习算法,为克服BP算法存在的收敛速度慢、需要选择学习参数且无法保证全局最优等固有缺陷,将启发引导策略与学习规则相结合,采用了一种动态调控学习参数的自适应BP学习算法。试验结果表明,该算法不仅能适应复杂多变的背景环境,而且对运动目标的持续检测能力具有位移不变、伸缩不变和旋转不变的特性。
在设计了一种具有实用意义的形态学开、闭滤波的神经网络模型基础上,完成了用于目标检测识别的优化学习算法,为克服BP算法存在的收敛速度慢、需要选择学习参数且无法保证全局最优等固有缺陷,将启发引导策略与学习规则相结合,采用了一种动态调控学习参数的自适应BP学习算法。试验结果表明,该算法不仅能适应复杂多变的背景环境,而且对运动目标的持续检测能力具有位移不变、伸缩不变和旋转不变的特性。
2003, 28(2): 224-226,232.
摘要:
提出了一种速度给定系统模型,并给出实现该系统的电路图,用来解决控制系统在用模拟电路实现时,由于给定值扰动,使放大器饱和所导致的系统实际放大倍数降低,从而减慢系统响应速度的问题。通过仿真试验和在TDI摆扫航空相机中的应用试验表明,采用本文所述系统有效地提高了相机镜筒扫描速度系统的响应速度。
提出了一种速度给定系统模型,并给出实现该系统的电路图,用来解决控制系统在用模拟电路实现时,由于给定值扰动,使放大器饱和所导致的系统实际放大倍数降低,从而减慢系统响应速度的问题。通过仿真试验和在TDI摆扫航空相机中的应用试验表明,采用本文所述系统有效地提高了相机镜筒扫描速度系统的响应速度。
2003, 28(2): 227-232.
摘要:
基于三维重建中物体截面轮廓边缘序列中相邻轮廓基本相似的事实,提出了一种物体截面轮廓线点集之间的三角划分的快速算法。该算法首先寻找轮廓线的控制点,对每两条相邻轮廓线的控制点进行配对,其次将这样两条轮廓线之间的三角划分的任务分配在多个小的曲线段对之间进行,并且由于事先的控制点匹配,在每个小的区域中就能够进行简化快速的三角划分。通过试验验证了本算法的有效性。
基于三维重建中物体截面轮廓边缘序列中相邻轮廓基本相似的事实,提出了一种物体截面轮廓线点集之间的三角划分的快速算法。该算法首先寻找轮廓线的控制点,对每两条相邻轮廓线的控制点进行配对,其次将这样两条轮廓线之间的三角划分的任务分配在多个小的曲线段对之间进行,并且由于事先的控制点匹配,在每个小的区域中就能够进行简化快速的三角划分。通过试验验证了本算法的有效性。
2003, 28(2): 233-237.
摘要:
介绍了一种虚拟现实技术(VR)与智能机器人监控技术协同作业的机器人系统,该系统使用虚拟现实技术建造具有良好交互性的人机界面,并且结合智能机器人监控技术,实现了虚拟监控操作。通过机器人系统,将虚拟操作结果作为一个整体对象投射到工作现场,完成了实际作业,并以水下机器人检查钻井平台水下部分的焊缝工作为背景,说明了本系统各种功能的实现过程。
介绍了一种虚拟现实技术(VR)与智能机器人监控技术协同作业的机器人系统,该系统使用虚拟现实技术建造具有良好交互性的人机界面,并且结合智能机器人监控技术,实现了虚拟监控操作。通过机器人系统,将虚拟操作结果作为一个整体对象投射到工作现场,完成了实际作业,并以水下机器人检查钻井平台水下部分的焊缝工作为背景,说明了本系统各种功能的实现过程。
2003, 28(2): 238-241.
摘要:
提出并实现了基于平面纹理映射的基元立方体构造方法,以之为动态结点建立了动态八叉树结构,实现了支持变精度动态建模的自相似递归算法。该算法确保离正在加工的部位更近的区域有更高的精度,并采用C++Builder和OpenGL构造了一个集成于虚拟加工环境的可加工工件模型。
提出并实现了基于平面纹理映射的基元立方体构造方法,以之为动态结点建立了动态八叉树结构,实现了支持变精度动态建模的自相似递归算法。该算法确保离正在加工的部位更近的区域有更高的精度,并采用C++Builder和OpenGL构造了一个集成于虚拟加工环境的可加工工件模型。
2003, 28(2): 242-247.
摘要:
针对网络环境下的信息获取,提出了采用网络化智能传感器的设计思想,以实现传感器的即插即用功能。围绕传感器在线辨识、参数修正,采用电子数据表单(TEDS)方式对传感器的生产厂家、日期、校准参数等传感器特征属性进行描述,并给出传感器网络化的拓扑结构、校准模型和数字接口(包括软、硬件)的实现方法。
针对网络环境下的信息获取,提出了采用网络化智能传感器的设计思想,以实现传感器的即插即用功能。围绕传感器在线辨识、参数修正,采用电子数据表单(TEDS)方式对传感器的生产厂家、日期、校准参数等传感器特征属性进行描述,并给出传感器网络化的拓扑结构、校准模型和数字接口(包括软、硬件)的实现方法。
2003, 28(2): 248-252.
摘要:
提出了一种基于网络的多层次结构的跨平台远程实时控制框架,它由智能与人机交互层、运动规划层、运动控制层和伺服控制层构成,并基于该框架完成了一套单机器人远程实时控制系统,进行了远程视觉控制试验。试验表明,该控制系统运行稳定,实时性强。
提出了一种基于网络的多层次结构的跨平台远程实时控制框架,它由智能与人机交互层、运动规划层、运动控制层和伺服控制层构成,并基于该框架完成了一套单机器人远程实时控制系统,进行了远程视觉控制试验。试验表明,该控制系统运行稳定,实时性强。
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