基于几何元素的城市三维地理信息系统空间数据模型

空间数据模型是城市三维地理信息系统建立的核心问题。基于不同的城市空间对象划分方法,提出了城市三维地理信息系统的十八个空间数据模型:把空间现象抽象为六类对象:点对象、线对象、规则面对象、规则体对象、不规则对象和DTM,基于六种几何元素(点、直线段、多边形、函数构造面、TIN面片、规则体素)的不同组合,提出了城市三维地理信息系统的九个空间数据模型;把空间现象抽象为五类对象:0维空间对象(点对象)、一维空间对象(线对象)、二维空间对象(面对象)、三维空间对象(体对象)和DTM,基于六种几何元素的不同组合提出了八个空间数据模型;把空间现象抽象为0维对象(点对象)、一维对象(线对象)、二维对象(面对象)、三维对象(体对象)、DTM,基于点、直线段、TIN面片、多边形、规则面、不规则面六类几何元素提出了一个空间数据模型。通过对一个数据模型的实验验证和各模型的理论分析,表明了模型的特点及可行性。     

3D多尺度几何分析研究进展

3D多尺度几何分析是图像、视频和几何模型等数字可视媒体处理的技术基础,其目的在于高效地表示这些媒体中存在的点、线、面奇异.为此,依据不同变换捕获奇异的能力演进及其非线性逼近效率的提高,从2D图像多尺度几何分析的研究进展切入,着重阐述视频3D多尺度几何分析的发展,并将其归纳为3类:由2D基函数直接扩展的3D多尺度几何分析、基于3D基函数的3D多尺度几何分析和基于时空非局部相关性的3D多尺度几何分析,深入探讨了各种典型变换方法的主要思想、非线性逼近效率、计算复杂度、优势和不足.同时,概要介绍了数字几何模型的3D多尺度几何分析研究进展.在此基础上,对3D多尺度几何分析的未来发展趋势进行了展望.     

一种矢量数据的双层次多尺度表达模型与检索技术

空间数据的多尺度表达是当代GIS研究的热点问题之一。该文针对矢量数据快速可视化的需求,结合制图综合领域的相关理论,提出了一种矢量数据双层次多尺度表达模型,用来将矢量数据抽象为空间要素和要素内的点坐标两个层次进行表达。其中空间要素层次的表达以空间要素为最小研究单元,通过建立多尺度索引来描述空间要素因尺度改变而引起的数量或性质变化;要素点坐标层次的表达则是以要素内坐标点为最小研究单元,通过尺度层次标记的方式来表达空间要素内的点坐标随尺度变化的渐变过程。该模型在开源数据库管理系统PostgreSQL支持下,扩展了相应的索引与函数,实现了矢量数据的双层次多尺度表达模型,同时设计了相应的检索算法,并以某城市1:10 000土地利用数据为例,对上述模型与检索算法进行了验证。实验结果表明,在基本不影响可视化效果的前提下,该矢量数据多尺度模型能极大地提高海量矢量数据的可视化与传输的效率。     

基于图像多尺度熵的红外图像匹配跟踪算法

在对图像熵进行分析的基础上,引入图像多尺度熵的概念,定义了图像的多尺度熵及多尺度熵矢量,提出了一种基于区域的匹配跟踪算法—–基于图像多尺度熵的红外图像匹配跟踪算法.首先计算图像的多尺度熵,得到图像多尺度熵矢量;然后利用多尺度熵矢量间的绝对距离(AD)进行匹配跟踪.实验表明,该算法不仅具有稳定、精确的匹配跟踪性能,而且能在目标发生旋转时,较好地匹配跟踪目标,并具有良好的抗几何失真能力.     

多源空间矢量数据一致性处理技术探讨

地理信息系统的迅速发展和广泛应用积累了大量数据资源,空间数据质量已然成为国际地理信息系统领域的研究热点。作为空间数据产生和更新中的重要数据来源,空间矢量数据的一致性处理问题也更加为人们所关注。本文立足现有的多源空间数据,阐述了多源空间数据不一致性的产生,并对多源空间矢量数据的一致性处理方法进行了探讨,介绍多源空间矢量数据在几何位置、属性特征和要素关系方面的一致性处理方法,提高空间矢量数据的质量和现势性。     

基于SIFT变换的水印图像几何失真校正算法

分析了目前数字水印抗几何攻击的实现方法,对SIFT进行了改进.提出了特征点筛选算法,以增强提取特征点的鲁棒性,然后基于攻击前后图像的SIFT特征点匹配技术获取匹配点对,并基于匹配点对的尺度特征和SIFT中心距之比获得尺度失真参数以实现尺度失真的恢复.同时基于匹配点对的SIFT中心角度差确定旋转失真参数,进而完成旋转校正.实验结果表明,该算法能够有效进行水印图像几何失真参数的估计与几何失真的校正.     

面向二维GIS矢量数据三维可视化的地形匹配技术研究

提出一种二维GIS矢量数据三维可视化过程中地物与地形的快速匹配方法.结合矢量所代表地物的特性,对基于矢量信息的三维地物进行了分类,综合采用了地物匹配地形和地形匹配地物两种方法.地物匹配地形算法通过实时调整地物的位置和姿态实现与地形的匹配,地形匹配地物算法以不同的距离度量为基础,对矢量约束域内地形进行变形操作实现匹配.本算法还讨论了原始地形数据分辨率较低以及多个地形匹配影响域相交等特殊情况的处理方法.试验结果表明,本方法能满足基于点、线、面矢量信息的三维地物与地形的匹配需求,实现地物与地形无缝结合及平滑过渡,从而达到改善视觉效果的目的.     

基于多重约束条件的线特征多级匹配方法

为解决直线断裂、遮挡以及图像对视差较大等造成的直线匹配困难,提出了一种基于多重约束条件的线特征多级匹配方法。该方法在已匹配的可靠种子点完成点-线匹配的基础上,基于单应性矩阵利用几何特征信息约束和核线约束完成同名直线搜索实现线-线匹配,最后提出一种自适应的直线相似性约束实现线-面匹配获得正确的同名直线。通过与现有直线匹配算法的对比实验表明,该方法提高了匹配精度,可以实现含有遮挡、直线断裂和视差较大的图像中的直线匹配。     

移动GIS中点要素信息自适应服务技术研究

如何利用带宽窄及不稳定性的无线网络进行大量空间数据服务成为制约移动GIS发展的瓶颈,在分析信息自适应服务方法的基础上,借鉴连续网格模型和多尺度矢量存储模型技术,提出一种在移动GIS中的点要素信息自适应服务方法;给出了自适应服务技术框架,从数据自适应策略和控制自适应策略两方面进行了仔细深入的研究,并给出了实现方法;最后进行了相关的实验。     

矢量数据渐进传输系统的研究与实现

渐进传输是提高空间数据网络传输效率的有效途径。在分析矢量数据网络渐进传输系统原理与关键技术基础上,基于C/S架构模式构建了矢量数据渐进传输系统。该系统在传输前预先对矢量数据进行多尺度组织并建立索引,在接收到客户端数据请求后,能快速生成保持拓扑一致性的多尺度矢量数据,然后渐进传输。最后通过实验验证了该系统的有效性。     

基于空间关联规则挖掘的数据格式转换研究

通过对两种传统的CAD数据到GIS数据转换方法的系统研究,分析了转换过程中存在的信息丢失等问题。基于空间数据关联规则挖掘思想,从问题着手,设计了一种全新的CAD的文本数据到GIS的点层数据的转换方案与挖掘算法。最后,以一个实际的例子,实现了对CAD的文本数据的空间关联规则挖掘,提取文本的坐标信息和属性信息,建立GIS空间数据库,并对转换的几何精度和属性精度进行了评价。     

MODIS 1B数据的重采样方法研究

针对MODIS 1B原始数据严重的几何畸变直接影响传统重采样算法精度的具体问题,论文提出了一种新的适应遥感数据空间分布非均匀性的重采样方法——正态采样法。该方法首先采用直接映射法确认纠正后像素点的位置,然后根据卫星扫描角与像素分辨率的空间关系确定搜索窗口,再根据正态分布理论提出的加权插值法计算纠正后像素的属性值。对比分析表明,采用正态采样法处理的图像,信息失真少,精度高,视觉效果好,是一种有效的MODIS数据重采样方法。     

Global Correspondence Optimization for Non‐Rigid Registration of Depth Scans

We present a registration algorithm for pairs of deforming and partial range scans that addresses the challenges of non‐rigid registration within a single non‐linear optimization. Our algorithm simultaneously solves for correspondences between points on source and target scans, confidence weights that measure the reliability of each correspondence and identify non‐overlapping areas, and a warping field that brings the source scan into alignment with the target geometry. The optimization maximizes the region of overlap and the spatial coherence of the deformation while minimizing registration error. All optimization parameters are chosen automatically; hand‐tuning is not necessary. Our method is not restricted to part‐in‐whole matching, but addresses the general problem of partial matching, and requires no explicit prior correspondences or feature points. We evaluate the performance and robustness of our method using scan data acquired by a structured light scanner and compare our method with existing non‐rigid registration algorithms.     

基于兴趣点的图像检索

在基于内容的图像检索中,往往使用颜色、纹理以及形状的全局特征来描述图像,然而全局特征不能描述图像的细节,丢失了图像的空间信息。文章利用兴趣点来灵活描述图像的局部信息,提取兴趣点周围的颜色矩作为局部特征,通过兴趣点的匹配和带权投票来进行相似度量,几何哈希技术的使用增强了兴趣点间的正确匹配。实验证明了这种方法的有效性,具有旋转、平移和部分的尺度不变性。     

基于曲率匹配的细胞几何形状特征提取方法

细胞轮廓的几何形状是细胞学涂片判读的重要参考,对研究宫颈病变的计算机辅助诊断具有重要意义。针对现有基于形状模板匹配的几何形状识别方法鲁棒性较差的问题,提出了基于曲率匹配的几何形状特征提取方法,通过比较模板轮廓和待识别轮廓的曲率,计算曲率曲线之间的相似度,进而得到细胞轮廓的形状特征,并采用依次旋转轮廓选取最佳匹配的方法来解决轮廓方向不一致的问题,采用以面积等效圆的半径比作为放大比率进行轮廓缩放的方法来解决轮廓大小不一致的问题。通过相关实验证明了该方法所提取的几何形状特征具有尺度不变性和旋转不变性,并与改进Hausdorff距离进行了实验对比,结果表明提取的形状特征能更加准确地识别出细胞轮廓的几何形状。     

扩展MapObjects数据源的研究I:将Shapefiles保存到ADO.NET数据集

通过对MapObjects数据源和ADO.NET技术的研究,探讨了将Shapefiles文件导入到ADO.NET数据集中的方法。由于MapObjects不支持.NET的序列化技术,所以采用编程方式实现了几何对象与二进制数据流之间的双向转换,进而将Shapefiles中的空间数据保存到DataTable,并实现与属性数据的同步管理。这样,GIS数据组织变得简单高效,而且突破了ESRI空间数据只能单独存放的限制。     

基于概率及复合指标的矢量数据对比

提出了一种广义的空间实体对比匹配算法──基于概率及复合指标的矢量数据对比算法。该算法由传统匹配单个指标扩展到多个指标,综合考虑矢量数据的属性、空间和图形信息,融合了多种信息指标,并能有效解决非一对一的匹配情况。实验结果表明该方法具有良好的精度和召回率,对比结果可有效应用于矢量地图数据的增量更新。     

空间数据立方体的建模方法研究

研究了基于空间数据仓库的一种决策分析工具——空间在线分析处理(OLAP)的支撑技术。将普通数据立方体与空间数据立方体进行比较，提出空间数据立方体的维和度量的建模方法，解决了空间维与非空间维、空间度量与数值度量的集成建模问题。     

Ranging through Gabor logons-a consistent, hierarchical approach

In this work, the correspondence problem in stereo vision is handled by matching two sets of dense feature vectors. Inspired by biological evidence, these feature vectors are generated by a correlation between a bank of Gabor sensors and the intensity image. The sensors consist of two-dimensional Gabor filters at various scales (spatial frequencies) and orientations, which bear close resemblance to the receptive field profiles of simple V1 cells in visual cortex. A hierarchical, stochastic relaxation method is then used to obtain the dense stereo disparities. Unlike traditional hierarchical methods for stereo, feature based hierarchical processing yields consistent disparities. To avoid false matchings due to static occlusion, a dual matching, based on the imaging geometry, is used.     

基于扩展XQuery引擎的空间数据流查询方法研究*

针对目前XML数据流处理中通常采用的查询语言XPath和XQuery均不支持空间运算,无法应用到空间数据流处理技术中的问题,设计了一种通过扩展现有商业化XQuery引擎功能基础上的空间数据流检索方法。