多维向量场辐散辐合结构特征自适应匹配方法

利用几何代数的多维统一性与运动表达的简明性,构建了面向多维向量场的辐散辐合结构特征的自适应匹配方法.利用rotor(旋转)结构的一致性表达,建立基于奇异值分解的原始模板与标准辐散模板间的最优rotor求解方法,进而实现了数据自适应的辐散辐合模板生成;基于rotor的旋转角度实现对向量场的几何结构的分类,构建了基于Clifford卷积的自适应模板的匹配算法.基于北美风场数据的算法验证结果显示,本文方法可以有效的解析出不同维度向量场的结构特征,并可实现基于结构特征的向量场分类.     

基于GPS-PDA的土地变更调查数据采集系统集成设计

从土地利用现状变更调查的实际需求出发，提出了基于GPS-PDA的土地变更调查数据采集系统．分析了系统需求与目标，采用系统分析方法，讨论了基于软硬件一体化集成方式的GPS-PDA集成系统的构件组成、数据接口、数据格式、功能框架、数据转输与GPS数据差分解算方式，以及功能实现和一些关键的技术问题，为土地利用现状更新调查数据采集提供了一种新的技术思路．     

基于张量的地学时空场数据组织与分析方法

随着对地观测技术的进步,海量地学时空场数据的积累对时空场数据的建模、检索与分析提出新的要求。基于张量结构构建多维时空场数据组织方法,建立了基于时空立方体模型的数据存储结构,并定义了相应的数据操作功能与数据接口,进而设计了时空场数据的分层索引机制及基于张量运算算子的地学时空场数据分析方法。基于卫星测高数据的系统验证结果表明:本模型可有效支撑多维时空场数据的表达、检索与分析,是对高维时空场数据分析与建模的有益探索。     

节点约束型最短路径的几何代数算法

面向网络分析应用中复杂条件约束下的最短路径求解问题,引入几何代数进行网络分析算法构造.建立了基于几何代数的网络模型和双边搜索算法,以寻找经过指定必经节点且弧段最少的最短路径求解为例,进行了算法实现.基于道路网络数据的分析显示,本算法利用外积运算直接判断约束节点,算法具有更好的通用性和较少的路径遍历次数,且在多对多路径求解及多用户并行求解上具有优势.     

PIR传感器网络中行为轨迹重构的几何代数方法

基于高密度、低成本的PIR（Passive Infrared Detector）被动式红外探测器传感器进行人群行为轨迹的定位与重建是人群行为分析的重要方向.PIR传感器通过0-1响应确定附近是否有行人通过,并通过不同传感器响应序列的时空序列关系实现对人群行为轨迹的识别与跟踪.已有PIR传感器网络分析方法多从群体行为视角揭示人群运动的统计特征,在行为估算精度、不确定性等方面仍存在诸多问题.本文针对PIR传感器网络中个人行为轨迹的重构问题,引入几何代数工具,实现PIR传感器网络拓扑、时空响应数据序列和行为轨迹的代数化统一表达,进而以传感器响应的时空关系为基础进行网络连通性的判定.基于几何代数算子构建轨迹路径的延拓与扩展规则,并集成传感器对轨迹的时空响应关系构建基于PIR传感器网络响应序列数据的行为轨迹重构算法.最后以MERL实验室连续观测数据为案例,论证了方法的合理性与有效性.     

一种基于边收缩的3维表面模型数据压缩算法

随着数据采集尤其是3维激光扫描技术的发展,对地物目标建立的表面模型越来越精细,由于其不仅导致数据存储量急剧增大,也降低了图形实时交互显示的速度,因此必须对表面模型数据进行压缩处理。为了对原始扫描构模表面模型进行合理、有效的压缩处理,在Garland提出的表面模型压缩算法的基础上,提出了一种新的基于边收缩的表面模型数据压缩算法。该算法首先依据二次误差度量准则计算边收缩的代价,同时确定各边收缩的顺序,然后利用半空间测试方法判断边收缩的合法性,以实现表面模型的边界区域与内部区域的同步压缩。实践表明,该算法不仅在高压缩比的情况下仍能保留原始模型的几何特征,而且能有效地保证压缩模型的质量。     

边界约束的非相交球树实体对象多维统一索引

针对现有空间索引剖分结构复杂、节点重叠率高及对多维实体对象检索及运算支撑较弱等问题,构建了一种边界约束的非相交球实体对象多维统一空间索引;利用球的几何代数外积表达,提出了基于求交算子的直线-平面和直线-球面的相交判定与交点提取方法,建立了多维实体对象体元化剖分方法及包含边界约束的非相交离散球实体填充算法,实现了实体对象空间均匀、非重叠的分割,并在填充球的个数、重叠率以及对象逼近近似度等约束条件上获得了较好的平衡.定义了最小外包球生成与更新的迭代算法与包含球体积修正的批量Neural Gas层次聚类算法,在尽可能保证球树各分支平衡性的前提下,实现了索引层次体系的稳健构建.利用几何代数下球对象间几何关系计算的内蕴性与参数更新的动态性,实现了索引结构的动态生成与更新,进而设计了实体对象表面及其内部任意位置及区域的检索策略及基于实体索引的空间关系计算方法.基于不同实体对象的模拟实验显示,基于几何代数的实体对象索引可以有效实现多维实体对象表面及其内部任意位置及区域的快速检索,并能在有限时间内以较高的精度实现多维实体对象最近邻距离和动态实体对象相交状态的检索.相对于常用球树索引,所提出的索引方法在填充率、节点重叠率、填充误差、体元个数、层次球个数、体积百分比和时间占用等方面均具有明显优势,且不同分辨率剖分条件下的索引结构及空间关系计算精度具有更高的稳健性,可运用于具有较强时间约束下复杂多维动态场景中对象检索与空间关系计算.     

西北太平洋区域海面变化——过程、特征与预测

Based on 22 sparse-distributed tide gauge records in the Northwest Pacific Ocean marginal sea, the process, characteristic and prediction of regional sea level change are discussed by the integration of the following methods. Firstly, the regularized EM algorithm (RegEM)and the Multi-taper Spectral Method(MTM)are adopted to interpret their multiscale fluctuation processes and their spatial-temporal variations. Secondly, the orderly cluster method is introduced to classify these tidal stations, and with the consideration of the space adjacent relation, we obtain five sub-regions(the coasts of Bohai Sea-northern Yellow Sea, Yellow Sea-East China Sea along Chinese coast, the East China Sea along Japanese coast, the southern East China Sea and the northwestern South China Sea). Furthermore, the Mean Generation Function(MGF)is explored to predict the medium-and long-term trends of each tide station. Finally, the Principal Component Analysis(PCA)is employed to obtain re-gional-scale sea level change trends, sea level rise rates of the above five sub-regions from 2001 to 2030 are 1.23-1.27 mm/a, 3.30-3.34 mm/a, 2.72-2.76 mm/a, 1.43-1.47 mm/a and 1.13-1.15 mm/a respectively, and the whole region sea level rise rate is between 2.01 mm/a and 2.11 mm/a. The aim of our work is to conduct an integrated research on regional sea level change.