基于MapXtreme多图幅地图拼接的研究与实现

在现代化城市建设中,已开始广泛应用地理信息系统技术处理空问数据及其有关各种城市信息.由于扫描仪的限制或纸地图过大,在数字地图的制作上不可避免地存在图幅间拼接的问题.文章着重讨论了图幅拼接功能的算法和实现.     

数字地图图幅接边的虚拼接算法

为了改善数字地图图幅自动接边算法在处理大区域甚至全球范围的大数据量图幅接边时效率低的问题,提出了基于矢量 ID 映射的"虚拼接"算法.该算法提取图幅的边界信息集进行拼接判断而生成拼接链,根据拼接链生成 ID 映射对,对映射对排序以实现快速搜索各图幅中需要映射的矢量 ID 并实施映射,合并拼接矢量的属性,最终实现拼接效果."虚拼接"没有对被拼接矢量的坐标数据进行重组,避免了对内存的巨大需求,减少了自动接边中的人工干预.     

海量空间线矢量自动拼接研究

由于地图接边以及地图综合的要求,空间矢量在应用时需要进行图幅内和图幅间的拼接.海量空间矢量数据拼接时,需要自动处理,且其效率十分重要.针对海量空间线矢量的图幅内自动拼接,提出了基于端点排序的拼接方法.此方法能减少拼接判断冗余,从而提高图幅内线矢量拼接效率.针对海量空间线矢量的图幅间自动拼接,提出了"虚拼接"方法.此方法生成图幅间线矢量拼接链,以拼接链实现线矢量ID映射,达到应用所需拼接效果,避免大范围内的数据重组.并设计了综合应用这两种方法实现海量空间线矢量拼接的技术方案.应用证明,这个技术方案行之有效.     

用COM组件技术实现数字地图的自动接边

在地图数字化的过程中，通常会遇到相邻图幅的地物在接边处不匹配的情况，即地图接边的问题，手工地图接边占据了地图编辑工作量的20-30％，地图自动接边成为数字测图领域的一个重要研究课题。本文论述了一种数字地图的自动接边方法和采用COM组件实现技术。该接边组件可以方便地嵌入到通用的开发环境中，具有较好的重用性。     

数字化地图的一种拼接方法

由于近几年多媒体信息处理技术水平的不断提高，使有关地图的地理信息系统得到广泛应用。但数字化地图的动态拼接问题仍未得到很好解决。本文重点介绍一种数字化扫描图的动态拼接思想方法，同时给出关于该方法的算法流程和数据结构。本方法已应用于作者开发的摸拟系统中     

一种新的三维地景库的建模方法

针对传统的模拟器计算机成像系统之不足,提出了1种新的视景系统的建模方法,即基于矢量数字地图的三维地景生成算法。该算法以矢量地图为约束,各种地表纹理作为输入样图,用矢量地图中的高程信息构建三维地形网格,并根据矢量数字地图中图元之间的不同属性映射相应的纹理,得到了与矢量数字地图相一致的三维地景。与传统的地景库生成算法相比,新算法生成的三维地景更加真实精确;解决了以往地景库一经生成就无法更改的问题;具有一定的预测和重现场景的功能;缩短了地景库的开发周期,降低了开发成本。同时,运用了基于视点的地景数据动态调度策略,可实现真实场景的实时绘制。     

数字地图局部自动生成与半自动编辑

数字地图的局部自动生成与半自动编辑系统由道路编辑模块和房屋编辑模块构成。文章详细描述了各模块中的半自动提取功能的算法，其中道路提取采用了滚球法，房屋提取采用的是基于几何关系的算法。所有半自动提取算法都在图形的基础上操作的，能保证有较好的通用性，不仅可用于纸面地图生成数字地图的开发过程，而且适用于从航空图像开发数字地图等用途。数字地图半自动编辑器已可作为一个独立的系统，在人机交互状态下自动／半自动生成数字道路地图和数字房屋地图。     

基于WebGIS的防汛信息系统

分析了WebGlS的实现技术及特点，结合防汛信息系统的需求，给出了基于WebGIS的防汛信息系统的功能结构和体系结构。采用ⅡS作为Web服务器、ArcIMS作为地图服务器完成了系统功能设计，实现了网上数字地图的处理、传送，以及基于地图的防汛信息查询。     

基于SIFT的无人机航拍图像快速拼接技术研究

无人机航拍图像自动拼接技术可以获得宽视野、高分辨率的图像,在地图生成、军事侦察等方面具有重要的研究意义。对于特征点匹配时间较长的问题,提出一种新的图像拼接算法。通过无人飞行器获取航拍图像,采用SIFT特征提取算法提取图像的特征点,并在图像初步匹配中加入序贯相似性检测算法(SSDA算法),再根据RANSAC算法计算转换矩阵,去除误匹配的特征点对,最终完成图像拼接工作。通过实验证明,所用算法使匹配速度加快,大大缩减了运算时间,同时得到较好的无缝拼接结果图。     

二维矢量数字地图的零水印算法

提出了一种新的二维矢量数字地图的零水印算法.该算法选择矢量地图的顶点作为重要特征,把地图按坐标进行平均分块并统计各个分块中的顶点个数,利用变换与加密构造出标志版权信息的水印图.由于该算法不对原始地图数据进行任何修改,这使得传统水印算法的稳健性、安全性和不可感知性之间的矛盾用这种特殊的方法得到了很好的解决.实验结果表明,该零水印算法能够抵抗多种常见的攻击,可以用来对矢量数字地图进行版权保护.     

基于卷积神经网络的仿鼠脑海马结构认知地图构建方法

针对融合视觉信息的仿鼠脑海马模型闭环检测精度较低、地图构建不准确的问题,文中提出基于卷积神经网络的仿鼠脑海马结构认知地图构建方法.利用改进的卷积神经网络模型提取视觉输入特征,融合空间细胞计算模型得到位置信息,并构建认知地图.基于汉明距离计算视觉信息与视图库中图像的相似度,实现对复杂动态环境中熟悉场景的识别,完成机器人在环境中的定位及位置纠正.仿真与物理实验验证文中方法的有效性与鲁棒性.     

基于SR-SURF的岩石显微图像拼接

岩石显微图像拼接是对岩石分析和研究的关键环节, 由于岩石显微图像数量多(成百上千张)内容丰富并且包含大量相似易混淆区域, 导致拼接速率和配准准确率低, 并且多幅图像拼接时会产生误差累积导致拼接错位, 针对此问题提出了一种SR-SURF (similar region-SURF)的岩石显微图像拼接方法. 首先选用哈希指纹快速提取相似区域(similar region), 然后在此区域检测特征点; 之后利用改进的RANSAC (random sample consensus)算法剔除错误匹配点; 再然后选用最佳模板匹配纠正错误配准图像; 最后引入最小二乘法消除单应性矩阵相乘产生的累计误差; 实验结果显示本文的算法消除了多幅图像拼接产生的累计误差, 解决了拼接错位问题, 提高了拼接速率和配准准确率, 具有较高的实用价值, 推动了岩石薄片的数字化存储进程.     

基于彩色图像局部结构特征的深度图超分辨率算法

运用飞行时间相机来获取场景深度图像非常方便,但由于硬件的限制,得到的深度图像分辨率非常低,无法满足实际的需要.文中结合同场景的高分辨率彩色图像来制定优化框架,将深度图超分辨率问题转化为最优化问题来求解.具体来说,将彩色图像和深度图像在局部小窗口内具有的近似线性关系通过拉普拉斯矩阵的方式融合到目标函数的正则约束项中,运用彩色图像的局部结构参数模型,将该参数模型融入到正则约束项中对深度图的局部边缘结构提供更进一步的约束,再通过最速下降法有效地求解该优化问题.实验表明文中算法较其它算法无论在视觉效果还是客观评价指标下都可得到更好的结果.     

全数字化地图出版系统的研制与应用

随着计算机技术的飞速发展,地图出版已经由传统的手工作业进入全数字化生产阶段、文章针对地图出版的要求,概述了适于地图出版的数字制图系统的基本组成,并着重介绍了独立开发的面向专业化地图出版的数字制图系统的设计思想及主要技术特点。     

Geo-registration of wide-baseline panoramic image sequences using a digital map reference

This paper describes a method of geo-registering a sequence of panoramic images to a digital map by matching pixel information from the images with information on the building footprint contained in a digital map. Recently, images captured at the ground level using a Mobile Mapping System (MMS), such as the panoramic images displayed by Google Street View, have been considered as a valuable resource for three-dimensional (3D) building modeling. However, the wide intervals between these panoramic images, as well as locational and directional error from the related sensors, make it difficult to analyze the image data. This paper demonstrates a formulation method for connecting pixels in panoramic images with information on footprint vertices and building lines contained in a digital map. To allow both pixel and footprint information consistent in 3D space, each panoramic image is tilt-corrected in pre-processing to upright the image using the estimated pitch and roll of a vehicle and removing the pitch and roll effects from the panoramic image pixels. Through the proposed formulation, a single panoramic image can be easily geo-registered with simple user-provided constraints, and adjacent sequential images can then be automatically geo-registered using point feature matching. Experimental results showed a significant reduction in the locational and directional error of sequential panoramic images, and the proposed vanishing point (VP) based validation process was found to successfully detect failure cases.     

航空影象与地图的配准纠正

针对现有航空影象纠正软件存在的问题,提出了一种无数字地面模型支持的基于“图象与图形叠加配准”的纠正新方法,并介绍了基于索引模式的图象与图形快速叠加技术,对于影象纠正,在分析航空影象局部变形特点的基础上,提出了对局部变形进行纠正的经验公式,最后,又将初纠正与局部纠正结合在一起,开发了一个完整的图象纠正软件,同时还利用该软件对航空图象进行了纠正试验,纠正时共选择了13个控制点,纠正后的图象与地图叠显示出整体匹配很好,存在的残差也都在2pixel之内,研究结果表明,该纠正方法是可行的,可以用来纠正由各种因素造成的影象变形。     

基于混沌和数字签名的图像数字水印

该文提出了一种基于混沌映射和数字签名的数字水印系统。用混沌映射对原始图像进行处理 ,生成一张与原始水印大小一样的图像块 ,计算图像块的每一子块的均值 ,把图像块转换成一个二值图像 ,然后将该二值图像与原始二值水印作运算得到一个新的私有水印 ,水印的还原过程与以上过程相反。结合数字签名技术把原始图像所有者有关信息通过认证中心进行认证签名 ,从而能够保证了水印的安全性。实验结果表明 ,本方法对一般图像处理具有一定程度的鲁棒性     

结合变形函数和幂函数权重的图像拼接

针对图像拼接算法存在效率低下、特征点错误匹配、重影和拼接缝等问题，提出一种基于尺度不变特征变换、薄板样条函数和幂函数的图像拼接方法。该方法通过对输入图像进行采样匹配，计算输入图像间的点映射关系和重合区域，使用点映射关系对重合区域内的特征点进行定向配准，利用特征点集合计算出图像的局部扭曲模型，使用图像插值方法对图像进行变形映射；采用幂函数权重模型对变形图像中的像素进行平滑过渡，完成图像拼接。实验结果表明，在拼接相同图像的情况下，所提方法与传统的尺度不变特征变换算法相比，特征点配准效率提高了约59.78%，而且得到了更多的特征点对；与经典的图像拼接算法相比，该方法解决了图像的重影和拼接缝的问题，同时提高了图像的质量评估指标的得分。     

基于特征块与小波变换的图像拼接算法

为了改进现有的基于灰度的图像拼接方法速度过慢的缺点,综合考虑了图像拼接过程中速度与精度两个因素,提出了一种基于小波变换和特征块的图像拼接算法.该算法对图像进行小波变换,在高频信号上利用简单边缘阈值法提取特征块,在低频信号上进行配准,并根据低频图像配准位移完成原始图像的配准.最后将实验结果与传统的基于灰度的图像拼接方法进行比较,结果表明了该算法在保证图像拼接精度的同时,大大提高了图像拼接速度.     

基于肤色信息马氏距离图的人脸检测

提出了一种基于肤色信息的人脸检测方法。构造了皮肤颜色模型、检测图像的皮肤区域，并计算出该区域相对于皮肤的马氏距离图。根据马氏距离图寻找特征脸子空间，构造出BP神经网络。以马氏距离图在各特征脸子空间的投影系数为BP神经网络的输入，计算该区域是否为人脸图像。实验证明，该方法是有效的。