距离矩阵的本征值用于脂肪醇的QSPR研究

为了表征脂肪醇的性质,根据脂肪醇分子的拓扑结构特点构建了脂肪醇的距离矩阵,并将距离矩阵的最大本征值定义为拓扑指数A,并计算了60余种脂肪醇分子的拓扑指数A.采用回归分析方法建立空腔表面积(CSA)、折光指数(nD)、溶解度(lgSw)以及辛醇/水分配系数(lgKw)等多种物理化学性质的QSPR模型.结果表明,这些物理化学性质与拓扑指数A,均具有良好的相关关系,相关系数均在0.99以上,所建QSPR模型方程稳定性良好,预测能力强,如实反应了这些物理化学性质的变化规律,可用于其它物理化学性质的预测.     

一种人体三维Reeb图计算方法

提出一种人体三维Reeb计算方法。利用人体三维网格数据的顶点坐标,求取顶点的测地距离,构造Morse函数,依据顶点的三角面关系提取人体三维模型的Reeb图,给出基于Reeb图的一般人体骨架结构表示。通过计算Reeb图上弧的曲率,判断是否需要增加关节节点,从而能更准确地描述人体三维模型的拓扑结构。实验结果表明,该方法计算量小、适用性广。     

拓扑距离特征指数对多氯联苯的QSPR研究

根据分子拓扑理论,提出1种新的多氯联苯(PCBs)化合物分子中,顶点原子(基团)点价值δ_i的计算方法,据以构建分子的结构参数——拓扑距离特征指数(TDEI);同时考虑分子体积以及氯原子在苯环上的位置和数目对PCBs性质的影响,引入分子体积参数(V_R)和基团定位指数(D),然后,采用多元线性回归法,分别建立了PCBs的正辛醇-水分配系数(lgK_(OW))和水溶解度(-lgS_w)的定量结构-性质相关模型,其相关系数分别达到0.9972和0.9730,均优于前人的工作。利用模型预测另外7个PCBs分子的lgK_(OW)和-lgS_W,预测值与实验值的一致性令人满意。     

基于改进的等距离映射算法的人脸识别

针对等距离映射(Isomap)算法在处理扰动图像时拓扑结构不稳定的缺点,提出了一种改进算法。改进算法将图像欧氏距离(IMED)嵌入到等距离映射算法之中。首先引入坐标度量系数计算图像的坐标度量矩阵,通过线性变换将原始图像从欧氏距离(ED)空间转换到图像欧氏距离空间;然后计算变换空间中样本的欧氏距离矩阵,并在此基础上构建样本邻域图,得到近似测地距离矩阵;最后采用多维标度(MDS)分析算法构造样本的低维表示。对ORL和Yale人脸数据库降维并结合最近邻分类器进行实验,基于改进算法的识别率平均分别提高了5.57%和3.95%,表明与原算法相比,改进算法在人脸识别中对图像扰动具有较好的鲁棒性。     

基于有序路径集的边界表示模型搜索方法

针对传统图匹配方法的复杂性和图序列化技术对图拓扑结构的敏感性,提出一种基于有序路径集相似性的边界表示模型搜索方法.首先根据模型表面属性将其分类并排序,然后以模型表面作为路径结点分别提取模型的同类表面有序路径集、异类表面有序路径集作为模型的线性表达形式;在此基础上,提出一种基于有序路径间距离的边界表示模型距离度量方法,通过逐级计算有序路径间的距离、有序路径集间的距离,得到模型间的距离.模型搜索实验的结果表明,文中方法对模型拓扑结构的变化具有一定的鲁棒性,搜索精度高于已有方法,同时在线匹配时间具有多项式级的时间复杂度.     

基于形态图表示的三维物体识别算法

基于形态图表示的三维物体识别的基本思路是：首先建立待识别物体的模型库，找出模型集中所有模型物体的形态图和特征视图，并提取以它们的拓扑结构信息和几何信息；其次对物体真实图像作轮廓提取和0边界跟踪，得到二维图像的线架图，同时提取出它的拓扑结构信息和几何信息；最后将物体图像的拓扑结构信息和几何信息与模型库中模型物体的拓扑结构信息和几何信息匹配，从而达到识别的目的。文中提出了在生成线图链码时提取其拓扑结构信息和几何信息的方法，由拓扑结构信息和几何信息构造特征矩阵的方法，以及识别过程中特征矩阵的匹配算法。     

线框模型投影图的消隐

不具有表面信息的三维线框模型投影到二维平面上,不能利用现有的立体投影消隐的方法来消除被遮挡线。提出利用包围盒与有向三角形相结合的方法,找出投影图中的相交边,通过投影模型计算距离并判断其相互的遮挡关系。引入遮挡矩阵存储遮挡信息弥补了投影降维后造成的深度信息损失。利用遮挡矩阵更新表示顶点间拓扑关系的连接矩阵,得到不含隐藏线的投影图。实验表明,算法稳定而高效。     

面向非线性特征的三维CAD模型聚类

拓扑结构是三维CAD模型的关键属性,其对应的描述符为图、树等非线性结构.针对现有聚类算法无法有效对这些非线性描述符聚类的问题,提出一种面向非线性特征的三维CAD模型聚类算法.首先将各类非线性特征统一表征为属性图,定义属性图序列的距离矩阵;然后以距离矩阵为输入,利用非线性凝聚层次聚类算法实现属性图的聚类;最后以聚类结果为学习样本,引入增量模型的动态归类方法归类新增模式,实现三维CAD模型可重用区域的有效聚类.理论分析及实验结果表明了该算法的有效性.     

三维CAD曲面模型距离-曲率形状分布检索算法

产品三维CAD模型检索对实现产品设计信息的有效重用具有重要意义和作用.针对在工程应用中存在大量含有曲面的产品,提出一种基于距离-曲率形状分布的三维CAD曲面模型检索算法.首先在模型表面随机取点,计算出所取点的曲率以及该点到模型质心的距离;然后以模型质心为球心,统计处在不同半径球壳间所取随机点的曲率分布,分别以球壳半径和曲率为坐标轴构建距离-曲率平面网格,并统计每个网格中随机点出现的频次,从而形成距离-曲率矩阵;最后利用特定的规则计算矩阵的相似值,用该值衡量2个模型的相似程度,实现模型的相似性检索.实验结果表明,文中算法的检索性能比传统的形状分布算法有较大提高,尤其适用于自由曲面模型的检索.     

STL格式文件的快速拓扑重建算法

针对立体光刻(STL)文件所表示的图形要素之间缺乏必要的拓扑关系,对STL格式文件进行分析和读取,以哈希表作为查找表快速建立三维模型各要素间的拓扑关系,建立能表示要素关系的点表和面表,利用基于哈希表的拓扑重建算法实现了拓扑结构的快速建立, 算法时间复杂度仅为O(n), 空间复杂度为O(3n+(4+m)f+m)。最后,列举5个实例进行验证测试,实验结果显示,与直接算法和红黑树法相比,所提出的算法用时更少,在普通计算机上重建含有65万个三角面片模型的拓扑结构只需2.3s。     

Evaluation of urban taxi-carpooling matching schemes based on entropy weight fuzzy matter-element

The evaluation of urban taxi-carpooling matching is the key index for the success of taxi carpooling. In this research, matter-element theory is introduced. Moreover, a matter-element evaluation model is established, and a matter-element evaluation algorithm based on fuzzy entropy weight is proposed. In accordance with the characteristics of the matching data, the algorithm takes the distance to the carpool destination, the distance to the carpool starting point, the carpool distance and the time to the carpool starting point in the passenger-matching scheme as the characteristic indexes of the evaluation category. A compound fuzzy matter-element matrix is established through an index fuzzy value method, and a matter-element matrix of a preferred membership degree and a fuzzy matter-element matrix of standard deviation are constructed. An index weight is determined through entropy weight method, and the closeness degree of the matter-element matrix is calculated. It avoids the shortcoming of traditional matter-element method which uses artificial determination of an eigenvalue index and correlation degree calculation. Experimental results show that the evaluation result of this algorithm is close to the actual evaluation result. In addition, the evaluation effect is better in this algorithm than in the traditional matter-element algorithm.     

基于谱特征嵌入的脑网络状态观测矩阵降维方法

针对基于功能核磁共振（fMRI）重构的脑网络状态观测矩阵维数过高且无特征表现的问题,提出一种基于谱特征嵌入（Spectral Embedding）的降维方法。该方法首先计算样本间相似性度量并构造拉普拉斯矩阵;然后对拉普拉斯矩阵进行特征分解,选取前两个主要的特征向量构建2维特征向量空间以达到数据集由高维向低维映射（降维）的目的。应用该方法对脑网络状态观测矩阵进行降维并可视化在二维空间平面,通过量化类别有效性指标对可视化结果进行评价。实验结果表明,与主成分分析（PCA）、局部线性嵌入（LLE）、等距映射（Isomap）等降维算法相比,使用该方法得到的脑网络状态观测矩阵低维空间的映射点有明显的类别意义表现,且在类别有效性指标上与多维尺度分析（MDS）和t分布随机邻域嵌入（t-SNE）降维算法相比,同一类样本间平均距离Di指数分别降低了87.1%和65.2%,不同类样本间平均距离Do指数分别提高了351.3%和25.5%;在多个样本上的降维可视化结果均有一定的规律性体现,该方法的有效性和普适性得以验证。     

基于碰撞检测的三维板坯库动态注记模型

以板坯库为背景,给出了基于碰撞检测的三维文字动态注记模型。在三维的大场景中,影响文字注记的因素有距观察者距离、不同模型间占用相同空间、模型间相互遮挡等。提出的模型很好地权衡了这些影响因素,并应用碰撞检测技术解决了不同模型占用相同空间的问题,检验了三种不同的包围盒碰撞检测技术的检测速率。实验结果表明,该模型可以很好地应用于三维大场景的文字注记。     

Application of logistic regression model and its validation for landslide susceptibility mapping using GIS and remote sensing data

The aim of this study is to evaluate the hazard of landslides at Penang, Malaysia, using a Geographical Information System (GIS) and remote sensing. Landslide locations were identified in the study area from interpretation of aerial photographs and from field surveys. Topographical and geological data and satellite images were collected, processed and constructed into a spatial database using GIS and image processing. The factors chosen that influence landslide occurrence were: topographic slope, topographic aspect, topographic curvature and distance from drainage, all from the topographic database; lithology and distance from lineament, taken from the geologic database; land use from Thematic Mapper (TM) satellite images; and the vegetation index value from Système Probatoire de l'Observation de la Terre (SPOT) satellite images. Landslide hazardous areas were analysed and mapped using the landslide‐occurrence factors by logistic regression model. The results of the analysis were verified using the landslide location data and compared with probabilistic model. The validation results showed that the logistic regression model is better in prediction than probabilistic model.     

基于观测优化的双机协同控制与避障

为实现不确定环境下无人机对远程超视距目标的精确指示,考虑空中移动和静止障碍物,提出基于观测优化的双机协同控制与避障算法,从而增加测量信息,减小目标状态估计的不确定度.以费舍尔信息矩阵(FIM)表征所获取的目标信息,理论推导出三维空间中双机最优观测的指标函数,并设计无人机协同控制律,得到优化的无人机观测航迹,增强无人机协...     

三维模型的空间匹配与拼接

为获得敦煌莫高窟第172窟的全景三维模型,实现文化遗产数字化保护,提出一种三维模型的空间匹配与拼接方法。首先通过基于四目立体视觉系统的复杂场景三维重建方法,获取单一场景的三维模型;然后以场景真实三维点云数据的对应图像坐标为约束条件,进行高精度特征点匹配;最后以两对同名点在相邻两场景中的空间距离应该一致为条件,保留匹配精度高的点,用于计算旋转矩阵和平移矩阵,进行三维模型间的空间拼接。实验结果表明:与传统拼接方法相比,本文的模型拼接处无明显错位现象,视觉效果更好,传统方法与本方法的匹配误差分别为0.008 2和0.001 6,拼接精度得到显著改善。     

Quantifying the neighborhood preservation of self-organizingfeature maps

It is shown that a topographic product P, first introduced in nonlinear dynamics, is an appropriate measure of the preservation or violation of neighborhood relations. It is sensitive to large-scale violations of the neighborhood ordering, but does not account for neighborhood ordering distortions caused by varying areal magnification factors. A vanishing value of the topographic product indicates a perfect neighborhood preservation; negative (positive) values indicate a too small (too large) output space dimensionality. In a simple example of maps from a 2D input space onto 1D, 2D, and 3D output spaces, it is demonstrated how the topographic product picks the correct output space dimensionality. In a second example, 19D speech data are mapped onto various output spaces and it is found that a 3D output space (instead of 2D) seems to be optimally suited to the data. This is an agreement with a recent speech recognition experiment on the same data set.     

基于A*算法的三维地图最优路径规划

研究了基于A*算法的适合人步行行走的山地环境下三维地图最优路径规划算法及实现.本文考虑了三维山地无路网信息覆盖的条件较差环境,对A*算法进行改进,并利用三维地形DEM数据计算出一条相对平缓且长度较短的三维路径.改进算法对三维条件下路径最短的评价标准由原有的空间距离累加最短改进为先将空间等效成水平距离,再计算距离是否最短.同时,本文充分考虑了搜索点周围环境的整体坡度信息作为启发信息,来降低算法寻找的路径走在陡坡上的概率.实验表明,本算法最终计算出的三维最优路径在平缓度及路径最短上有所改善,基本符合人步行行走的习惯.