基于OpenGL的三维地形可视化技术研究

三维地形可视化技术一直是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点.对 OpenGL 的发展现状和数字高程模型(DEM)的相关知识进行了介绍,重点讨论了利用 Visual C 6.0 平台和 OpenGL 编程技术,建立虚拟地形三维可视化系统的关键技术和实现过程.     

基于GPU的不规则三角网向规则格网数字高程模型转换算法优化

基于规则格网的数字高程模型( DEM)相对于不规则三角网( TIN)具有结构简单,便于存储、管理和分析等优点。针对TIN向规则格网转换的串行算法效率较低的问题,利用图形处理器( GPU)并行编程对一种串行算法进行实现;然后从GPU 全局内存和共享内存的访问方面对算法进行优化;最后用C++语言和统一计算设备架构( CUDA)开发了实验系统,对优化前后算法的效率进行对比。结果表明,优化后的算法效率较优化前最大提高了72倍。     

规则DEM地形数据转换为TIN模型的迭代搜索算法

在实际应用中由于规则网格DEM的数据量大而不便存储,而且某些分析计算也经常需要使用TIN模型的DEM,需要将网格DEM转成TIN模型的DEM。采用迭代搜索算法将网格转化为DTIN。在DTIN的生成算法中,对点的定位算法和空外接圆判断算法进行了改进和优化,从而提高了算法的整体执行效率。     

基于倾斜摄影测量的矿产地形三维可视化建模研究

对矿产地形进行三维可视化建模,指导地质勘探,提出基于倾斜摄影测量的矿产地形三维可视化建模方法,采用倾斜摄影测量进行矿产地形的三维图形重建,提取矿产地形的三维边缘轮廓特征量,采用稀疏性的模板特征匹配方法进行矿产地形三维可视化的块匹配,构建矿产地形的边界分布轮廓线,采用不规则三角网重建方法进行矿产地形三维可视化图像的视觉重构,结合倾斜摄影测量方法实现对矿产地形的三维离散点数据重构,提高对矿产地形三维可视化建模的精度。仿真结果表明,采用该方法进行矿产地形三维可视化建模的精度较高,视觉重构效果较好。     

道路模型与TIN地形无缝融合算法研究

结合道路实时三维可视化系统的研发,本文提出了道路模型与TIN地形模型无缝融合的总体思路,并对融合过程中的几个关键算法进行了优化和改进.采用网格索引来组织地形数据,利用方向线段来优化查找点所在三角形算法,对约束多边形嵌入算法进行了优化和改进,并针对道路边界为任意多边形的特点,提出了快速删除道路边界多边形内的地形三角形的方法.经实例验证,本文提出的道路模型与地形模型无缝融合算法高效、稳定,可以满足实时三维可视化系统需要.     

高程熵综合地形匹配算法的仿真研究

高程熵综合匹配算法通过地形分块、连续搜索、动态门限、粗配、精配结合实现地形匹配定位功能。对于地形较复杂区域,有其独特的优势。使用MATLAB软件进行仿真试验,研究探讨了该算法的技术要点,给出了仿真用地形数据的产生方法和仿真的基本步骤,并对结果进行了分析。结果表明该算法能达到较高的性能要求。     

不规则DEM数据转换为TIN模型算法探讨及可视化

空间数据分析和建模是地理信息系统的核心,DEM是空间数据的重要内容。TIN模型是DEM中存储和表示非规则数据的理想模型。好的TIN算法能快速逼真地显示与模拟地貌三维信息。从构建优越的DEM模型可导出其他地形要素。     

基于联锁分块的大规模地形建模方法研究

针对已有MRLoD算法生成的地形=三角形网不稳定等缺点,提出了一种新的基于联锁分块的大规模地形建模方法,在对地形进行分块调度的基础上通过预先建立分块模板和分块联锁模板,渲染时动态匹配各模板建立平滑完整的分块模型,在分块调度及附加计算策略下,拼接各分块以完成整块地形的多分辨率建模,并以高效的方式将模型数据传人渲染硬件.实验表明,在满足了精度要求的同时提高了模型的稳定性,有效减少了实时计算量,在渲染效率上取得了令人满意的结果,能够满足用户对大规模地形的实时漫游的要求.     

大规模多分辨率地形实时绘制算法研究

为解决海量地形数据无法实现直接、连续地实时绘制的问题,根据小波分析的特点,提出了基于小波分析的多分辨率地形模型生成算法.该算法利用小波分析对数字高程模型(DEM,digital elevation model)数据进行简化压缩,采用四叉树结构来表示地形,构建视点相关多分辨率地形模型.实验结果表明,该算法使需要的地形数据量大为减少,能高效地生成地形的多分辨率模型,并且地形的逼真程度高.因此,该算法结构简单、便于实现大规模地形实时绘制.     

基于不重叠路径熵的网络抗毁性评估方法

通过引入熵的概念,提出了基于不重叠路径数的标准稳定熵指标,用于刻画节点间抗毁性随不重叠路径数变化的规律.在此基础上给出了用于全网抗毁性评估的模型.同时指出了评价模型中涉及的节点间不重叠路径数的计算方法.最后通过算例分析以及与最短路径法相比较,论证了基于不重叠路径熵的模型在网络抗毁性评估方面具有更高的准确性与合理性.     

基于熵权法的虚拟网络映射算法

目前虚拟网络研究的一个热点是虚拟网络映射,但是传统两阶段算法中的节点映射算法着重于提高网络资源利用率,而忽略了网络的整体负载性能。为了避免现有映射算法中使用单一固有属性计算拓扑势值带来的片面性,在节点映射过程中增加了节点的另一个固有属性。但是,由于这两个固有属性之间的数量级相差较大,从而引入熵权,通过计算两个属性的熵权值来优化拓扑势值的计算,提出了一种基于熵权法的虚拟网映射算法。仿真实验结果表明,所提出的算法提高了映射接受率,并降低了网络的整体负载。     

基于地形高程模型的飞行器位姿估计方法

针对无法依靠景象匹配手段进行导航定位和无法有效利用惯导姿态信息的情况,提出了一种基于地形高程模型的飞行器绝对姿态和位置的估计方法。该方法首先利用机载下视摄像系统获取实时立体图像对及利用传感器获得飞行速度信息,通过修改双像运动模型来重建飞行器下方的地形信息;然后利用三维重建结果的刚体约束给出一种匹配机载地形高程模型数据的方法,用于估计飞行器在世界坐标系中的绝对位姿。仿真结果表明：改进的双像运动模型具有更高的精度,更有利于在世界坐标系下进行位姿估计。     

基于迭代网格划分和熵估计的稀疏轨迹预测

针对移动对象轨迹预测所面临的"数据稀疏"问题,即有效的历史轨迹空间不能覆盖所有可能的查询轨迹,提出了一种基于迭代网格划分和熵估计的稀疏轨迹预测算法(TPDS-IGP&EE).首先,对轨迹区域进行迭代网格划分并生成轨迹序列;然后,引入L-Z熵估计计算轨迹序列的熵值,在轨迹熵值的基础上进行轨迹综合形成新的轨迹空间;最后,结合子轨迹综合算法,进行稀疏轨迹预测.实验结果表明,当轨迹完整度达到90%以上,Baseline算法的查询覆盖率只有25%左右;而TPDS-IGP&EE算法几乎不受查询轨迹长度的影响,可以预测几乎100%的查询轨迹;并且TPDS-IGP&EE算法的预测准确率普遍高于Baseline算法4%左右;同时Baseline算法的预测时间非常长,达到100 ms,而TPDS-IGP&EE算法的预测时间(10 μs)几乎可以忽略不计.TPDS-IGP&EE算法能够有效地进行稀疏环境下的轨迹预测,具有更广的预测范围、更快的预测速度和较高的预测准确率.     

SAR imaging simulation for an inhomogeneous undulated lunar surface based on triangulated irregular network

Based on the statistics of the lunar cratered terrain, e.g., population, dimension and shape of craters, the terrain feature of cratered lunar surface is numerically generated. According to the inhomogeneous distribution of the lunar surface slope, the triangulated irregular network (TIN) is employed to make the digital elevation of lunar surface model. The Kirchhoff approximation of surface scattering is then applied to simulation of lunar surface scattering. The synthetic aperture radar (SAR) image for comprehensive cratered lunar surface is numerically generated using back projection (BP) algorithm of SAR imaging. Making use of the digital elevation and Clementine UVVIS data at Apollo 15 landing site as the ground truth, an SAR image at Apollo 15 landing site is simulated. The image simulation is verified using real SAR image and echoes statistics. Supported by the National Matural Science Foundation of China (Grant No. 40637033)     

基于相对熵和二元熵的多粒度直觉语言TODIM决策方法

针对评估信息为多粒度直觉语言集的决策问题,提出一种基于相对熵和二元熵的TODIM方法。该方法首先定义了直觉语言数的相对熵和二元熵,以度量决策信息的差异和不确定性;其次,构建了基于相对熵和二元熵的专家赋权模型,并建立了主观权重完全已知、部分已知和完全未知场景下的属性赋权模型;最后,为集结多粒度群体决策信息,提出了多粒度直觉语言加权算术平均(MIL-WAA)算子。算例分析表明,该方法能够较好地度量决策信息的不确定性和差异性,并考虑了决策者的有限理性行为,具有一定的合理性和有效性。     

基于传递熵关键因果连接的情感识别方法

人脑在情绪活动中呈现的信息流是复杂多变的,因此理解脑区间的动态交互过程至关重要,但是基于原始脑电信号构建的情绪网络包含了许多与情绪无关的冗余信息.针对此问题,提出一种在不丢失关键因果信息的前提下去除情绪无关网络连接的方法,并验证其在情感识别过程中的有效性.首先,基于传递熵因果分析方法对积极、中性和消极情绪构建归一化传递熵矩阵,再从积极、消极情绪矩阵中减去中性情绪矩阵,最后基于简化后的矩阵构建因效性脑网络并利用图论分析不同情绪的网络连通性.通过在DEAP数据集上的验证发现,该方法有效地提高了情感识别准确率.     

A thresholding method based on two-dimensional Renyi's entropy

In this paper, we present a new thresholding technique based on two-dimensional Renyi's entropy. The two-dimensional Renyi's entropy was obtained from the two-dimensional histogram which was determined by using the gray value of the pixels and the local average gray value of the pixels. This new method extends a method due to Sahoo et al. (Pattern Recognition 30 (1997) 71) and includes a previously proposed global thresholding method due to Abutaleb (Pattern Recognition 47 (1989) 22). Further, our method extends a global thresholding method due to Chang et al. (IEEE Trans. Image Process. 4 (1995) 370) to the two-dimensional setting. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by using examples from the real-world and synthetic images.     

基于熵权法的CRSN软决策协作频谱感知方法

在实际的无线环境中,阴影和衰落的影响会导致传感节点接收到的信号具有不同的特征。因此,深度衰落中的一些协作节点会出现严重的漏检,这将影响融合操作的最终结果。针对上述问题,提出一种基于熵权法的认知无线传感网（cognitive radio sensor network,CRSN）软决策协作频谱感知方法。该方法将传感器节点组织成逻辑组,以获得能源效率和传感性能的提高,在接收到来自所有成员节点的软传感信息后,簇头采用等增益的软融合来进行簇间融合,然后将局部决策转发给融合中心,在最终决策过程中,采用熵权法为相应的聚类局部决策分配最优权值。仿真结果表明,该方法检测概率和总误差概率方面均优于典型的协作频谱感知分簇方案。