非航海用DDM向航海应用转换的方法

针对非航海用数字水深模型（DDM）不能直接应用于航海上的这一问题,提出了一种基于水深不确定度拟合面的非航海用DDM向航海应用转换的方法。采用不确定度合成方法计算原始水深不确定度对非航海用DDM建模点的传递不确定度;利用测试点检验法估算非航海用DDM网格的地形描述不确定度,进而合成建模点的综合不确定度;基于模型网格双线性法构建非航海用DDM的水深不确定度拟合面,并推估模型内任一点的水深不确定度,以提高转换后非航海用DDM的深度保证率。试验证明：所提方法切实可行,能够较大程度地提高转换后非航海用DDM的深度保证率,以满足舰船的安全航海需求。     

基于直接剖分的球面四边形离散格网生成方法

提出一种基于直接剖分的球面四边形离散网格生成方法,将该方法生成的四边形网格与基于QTM(四元三角网)扩展的四边形网格的面积形变进行对比分析。根据实验数据可知,基于QTM扩展的四边形网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加而增大,最后会收敛到2.1;基于直接剖分的球面四边形离散网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加而增大,且不收敛,但此网格在中间恒定、连续的大片区域,网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加最终收敛到1.3。     

河网汇水区域的层次化剖分与地图综合

对于具有网络状结构的河系数据的综合化简,判断河流分支在河网中的重要性需要考虑三个层次的结构信息:全局范围内的空间分布模式;局域环境下的分布密度;单条河流的几何特征。为提取这些结构化信息,本文基于网络分析运用Delaunay三角网模型建立了各级河流分支汇水区域的层次化剖分模型,其基本思想是将汇水区域划定当作“空间竞争”问题来求解,运用类似于Voronoi图的空间等剖分几何构造表达“袭水”过程,在各支流子系统内部及其环境之间通过Delaunay三角网骨架线确定汇水区域的分水岭。基于该层次剖分模型可计算河流分布密度、相邻河流间距、汇水范围及层次关系,进而推算出河系网中每一条河流的重要性系数,实现不同尺度下河流的综合选取。     

基于边扩张算法和熵编码的3D网格模型的拓扑信息压缩

本文总结了三类不经三角剖分直接编码多边形网格模型拓扑信息的单分辨率压缩法,对其中基于边区域扩张的Face Fixer算法进行了研究,并分别应用同阶自适应区间编码法和算术编码法对三角形网格模型和多边形网格模型进行了压缩.实验结果表明:随着模型数据量的增大,区间编码的压缩率和压缩速度反而高于算术编码,因而对于大数据量的网格...     

基于QTM的线状图形自动化简算法探讨

全球网格是由形成地球表面剖分的一系列区域所组成,八面体四分三角网(QTM)是其中一种具有层次性的网格。本文依据数据点在规则网格中的分布规律,提出了一种在QTM数据结构支持下的线状图形化简算法。该算法以经过每级QTM网格的数据点的平均值为标准,能自动地对比较平缓的线段进行较粗选点,而对相对复杂的线段进行较密选点。本文以及Dutton算法都能克服DouglasPeucker算法中难以客观和合理确定阈值的困难,但是本算法比Dutton算法简单,且具有更高的化简率,能更好地保留了线状图形的弯曲特征。     

剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法

在海量空间数据的组织与表达方面,与传统的空间数据模型与方法相比,地球剖分网格表现出了极大的优势。鉴此,本文提出了一种剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法,首先利用大量POI数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息的兴趣的空间分布;然后对空间要素进行分类分级,确定其表达的尺度范围;运用GeoSOT剖分理论划分不同层次的剖分面片,建立剖分面片与尺度的对应关系,根据用户对剖分面片所在区域的兴趣度大小,表达不同详细程度的空间要素,实现基于用户兴趣的空间数据多尺度表达。实验表明,该方法能够满足用户由概略到详细、由重要到次要的空间认知需求,同时能够获得较好的多尺度表达效果。     

结合不确定度与密度聚类算法的多波束异常值自动滤波算法

本文在复现CUBE滤波算法的基础上,借鉴其网格节点可吸收水深点选取模型,提出了一种结合不确定度与密度聚类算法的多波束异常值自动滤波算法。本文使用DBSCAN密度聚类算法对水深值加以聚类,使用卡尔曼滤波推估节点水深值,选取具有最小不确定的水深假设作为节点水深值,实现对多波束测深数据异常值的有效清理。实测数据和仿真试验结果表明：CUBE滤波算法不能将连续异常值完全剔除,而本文算法能够较好地去除连续异常值。本文算法流程明晰、参数简单、性能可靠,对数据质量较差的情况下较多异常值也能够进行清理,具有实际的工程应用价值。     

复杂矿体模型多域自适应网格剖分方法

针对轮廓线拼接法在复杂矿体建模时无法处理多域邻接特征的问题，应用Delaunay细分方法实现了一种适用于多域复杂矿体的网络剖分方法，不仅可以生成多域表面模型，还可以同时对不同域的矿体进行网格剖分，便于后期进行多域复杂矿体的有限元模拟。该方法通过约束Delaunay三角剖分来近似域和曲面，以及在Delaunay细分中确保对域的近似精度和对单元的网格质量。在约束Delaunay三角剖分的基础上，通过多标签算法对子域进行封装，并对中间域进行分离或通过距离场对中间域进行拟合，修改多域多面体的预测构造方法，实现了对多域多面体的自适应网格剖分方法。对河北省北洺河铁矿复杂矿体建模的试验结果表明，该方法除了可以生成无缝、连续的多域模型之外，通过网格优化还可以生成高质量的四面体和三角网格，避免轮廓线拼接法大量退化和奇异三角形的存在。同时该方法在逆向工程、有限元分析、科学计算可视化等领域中也都具有重要的应用价值。     

一种改进的近似等面积QTM剖分模型

为克服传统QTM格网面积变形较大的缺陷,在"纬线法"剖分的基础上,引入变经纬度等面积剖分的思想,提出了一种新的等面积改进剖分模型。该模型通过调整纬线的位置,确保两条相邻纬线间的格网面积总和无变化,从而达到控制QTM格网面积变化及变化积累的目的。试验结果表明,该改进模型在保留了"纬线法"QTM剖分的优点(如计算简单、与经纬度格网间的对应关系明确等)以外,还具有以下优势:1模型的收敛性更好,格网单元面积最大、最小比最终收敛到1.38,远小于"纬线法"的1.73;2中低纬度区的格网单元面积变化较小,分布连续,且随剖分层次的增加,变化大的格网区域逐渐向两极移动集中;3格网单元的面积变化不会随层次的增加而累积增大。     

多波束水深数据不确定度研究

针对目前多波束水深数据质量评定问题,提出一种基于交叉检查的多波束水深数据质量评定方法。该方法计算原始水深的不确定度信息,利用多波束交叉测线成果水深信息,分析交叉检查区域水深差值与不确定度相符情况。试验结果表明,不同的多波束软件得到成果水深及其不确定度不同,所提方法能检查出多波束成果水深与其不确定度不符程度。     

一种基于不确定度的水深控浅方法

针对目前广泛使用的经验取浅方法在安全可靠性上的不足,提出了一种基于不确定度的水深控浅方法。所提方法计算了原始观测和内插水深的不确定度信息,并基于不确定度信息设计了安全可靠的水深控浅模型,比对分析了两种水深方法的安全可靠性。实验证明：与经验取浅方法相比,所提方法可明显提高水深模型的安全可靠性,特别是在水深变化复杂的区域。     

顾及垂直递减率的中国区域Tm格点产品空间插值

大气加权平均温度(T_m)是全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)反演大气水汽(precipitation water vapor, PWV)的关键参数。当前已有T_m模型提供的T_m信息难以捕获其日周期变化,因此限制了其在高时间分辨率GNSS PWV估计中的精度。大气再分析资料可提供高时空分辨率的T_m格点产品,但是在使用时需要对其进行空间插值,且T_m在高程上的变化远大于其在水平方向上变化。同时,针对中国区域地形起伏大等特点,提出顾及垂直递减率的中国区域T_m格点产品空间插值方法,以分布于中国区域的2015年89个探空站资料为参考值,验证了提出的方法在全球大地测量观测系统大气中心T_m格点产品和美国国家航空和太空管理局提供的MERRA-2的T_m格点产品中的空间插值精度。结果表明：(1)在顾及垂直递减率的T_m格点产品空间插值中,反距离加权法的...     

二次CUBE滤波算法及在边坡乱石区测深数据处理中的应用

针对传统CUBE（combined uncertainty bathymetry estimation）算法在水下边坡乱石区多波束测深数据滤波中表现出的水深估计不准确、地形特征模糊和粗差剔除能力不足等问题,基于乱石区测深数据特点,提出二次CUBE滤波算法,给出了位置和水深同步估计的思想和方法、顾及地形梯度的平面和水深不确定度传递模型、参考水深的多重估计和优选新算法,以及顾及地形梯度的二次水深估计模型,综合实现了乱石区水深的准确估计和粗差的自动准确检测。试验表明,本文给出的方法实现了粗差的自动准确剔除,提高了传统CUBE算法水深估值的精度,算法效率和抗差性更强,形成的地形特征更加准确。     

Determination of deflections of the vertical using a combination of spherical harmonics and gravimetric data for the area of Greece

The determination of gravimetric deflections of the vertical for the area of Greece is attempted by combining a spherical hamonics model and gravity nomalies using the method of least squares collocation. The components of deflections of the vertical are estimated on a grid with spacing 15′ in latitude and 20′ in longitude covering only the continental area of Greece, where a sufficient number of point gravity anomalies is available. In order to test the accuracy of the determination, gravimetric deflections of the vertical are computed at stations where astrogeodetic data are available. The results show that in a large region of rugged topography and irregular potential field, the prediction is possible with a standard deviation of 18% ... 28% of the root mean square variation of the observations, without taking into account the topography. Furthermore, the estimation of some systematic differences between observed and computed deflections of the vertical is attempted.     

高精度瞬时水深模型的一种构建方法

高精度的水深表达是舰船安全、经济航行的先导和基础。本文提出了一种构建高精度瞬时水深模型的方法,利用高密度的多波束水深数据作为静态水深,基于余水位订正的预报水位作为动态水位,通过高效集成静态水深和动态水位从而构建瞬时水深模型。实验证明:本文所提的构建瞬时水深模型的方法较传统的方法,准确率有了很大的提高;瞬时水深模型的精度与格网尺度有关;余水位是影响瞬时水深模型精度的一个重要因素。     

浅水多波束勘测数据精细处理方法

系统分析多波束勘测水深的误差表现,针对性地提出相应的改正措施,首先去掉勘测质量差的重复覆盖条带,改正横摇校准残差,然后根据提出的浅水常梯度声速模型,搜索确定模型参数,以此模型参数及波束到达角和旅行时对每个波束重新进行归位计算,接着自动删除多余边缘波束,最后网格化水深数据并以对应的波束号确定中央和边缘波束位置,对格网中边缘波束进行强制微调,得到光滑的格网水深数据。从实测数据结果来看,本文算法物理意义明确、切实可行、后处理速度较快,改正结果较理想。     

高精度瞬时水深模型的乘潮进港分析

针对海图上航道水深数据稀少、进行乘潮进港分析不准确的不足,本文提出了基于高精度瞬时水深模型的乘潮进港分析方法。在海图水深的基础上,融入高密度多波束水深数据,共建高精度静态水深模型,并进一步精化水位预报,形成高精度的瞬时水深模型;然后,采用分段测试的方法,分析航线可行性,并求取乘潮进港时间窗口。实验结果表明基于高精度的瞬时水深模型能够获得更准确的乘潮进港出发时间窗口,可提高航道通航能力。     

图谱迭代反馈的自适应水体信息提取方法

提出图谱迭代反馈模型,结合空间聚合图特征和非线性谱映射结果的优点,设计图谱迭代反馈机制,并通过自适应信息计算方法自动地调整提取参数,逐步地计算逼近正确的专题区域边界。结合水体提取案例,在分析当前较为有效的水体提取方法基础上,选取ETM影像作为数据源,提出图谱迭代反馈的自适应水体信息提取（WERSTP）理论与方法。试验比较表明,该方法能充分结合基于指数和基于光谱分类提取方法的优势并成功融入水体空间分布特征,获得较好的提取效果。     

基于线性四叉树结构的Voronoi图反向膨胀生成方法

提出一种基于线性四叉树结构并顾及矢量与栅格计算性质的Voronoi图生成方法,其核心思想是利用线性四又树结构以减小空间剖分所产生的空间复杂度,改变膨胀模拟操作的计算方向以减小时间复杂度。讨论了基于数学形态学的反向膨胀计算模型及推理出基于该计算模型的几个优化计算性质。实验验证,这种方法能够有效地平衡时空复杂度,并且易于求取邻元,其时间复杂度小于均匀格网结构与常规四叉树结构。一般情况下,空间复杂度小于均匀格网结构。