摘要:

三维地形起伏影响着广泛的景观生态格局、过程及其动态.利用遥感影像和DEM数据,基于地形起伏度和坡度将大冶市划分为平畈、缓丘、陡丘和低山4种地貌类型区域,考虑三维地形对生态系统服务功能的影响,建立了顾及三维的生态系统服务价值估算修正模型,同时引入3D景观格局指数来共同探讨建设用地扩张及其生态效应.结果 表明:(1) 1995-2015年,大冶市建设用地扩张存在逐渐加速的趋势,平畈和缓丘区域扩张强烈,且边缘式扩张模式占有优势地位,而陡丘和低山区域扩张较为缓慢,且边缘式、填充式和飞地式扩张三足鼎立;(2) 1995-2015年,大冶市建设用地扩张带来的生态服务价值总损失为37 525.56万元,平畈和缓丘区域因占地多而总损失量大,但缓丘和低山区域单位建设用地扩张代价更高;(3)从1995年、2005年、2015年的3D景观格局指数变化看,大冶市建设用地扩张导致各地貌类型区域的景观破碎程度均持续增加,在平畈和缓丘区域,新增建设用地与原有建设用地的连通性在开始改善,但平畈区域的景观均衡性后期开始减弱,缓丘区域的景观均衡性则持续增强,陡丘和低山区域新增建设用地团聚程度低,林地的主导地位开始削弱.

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车载激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)是一种具有良好城市植被垂直探测能力的技术.本文提出了一种基于车载LiDAR点云数据的城区树木三维信息自动提取方法,经实际测量验证,该方法具有高精度、低误差的优点.

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目的 探索速度变化、不同衬垫条件和不同书写工具等书写条件之下,签名书写压力的稳定程度和变化规律.方法 运用笔迹三维特征提取分析仪的压力彩色图显、压痕去墨色图显、压痕深度曲线分析等功能,分析正常签名笔迹的三维信息.结果 书写速度、衬垫条件和书写工具的改变对正常签名笔迹的书写压力均存在影响.结论 慢速签名的笔力分布相对快速笔迹更均衡,笔迹压痕的深度与书写速度无稳定对应关系;笔痕深度随衬垫物厚度增加而加深,达到最大值后继续增加衬垫物的厚度,凹痕深度反而变小,笔力较大者笔痕达到最大值时所需衬垫物的页数大于笔力较小者;中性圆珠笔字迹与油性圆珠笔字迹的笔痕形态明显不同,中性圆珠笔字迹笔画边缘凸起的高度大于油性圆珠笔字迹.

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城市空间三维信息的获取是建立城市三维模型的基础.从基于地图的方法、基于图像的方法、基于点群的方法.三个不同的角度来论述城市空间三维信息荻取的方法.

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为了能够从单一SAR图像中提取出建筑物的三维信息,基于SAR成像原理提出了从图像中建筑物叠掩和阴影区域计算平面矩形屋顶尺寸以及高度的方法.针对SAR平面矩形屋顶建筑物仿真图像, 利用灰度直方图信息定位建筑物二次散射区域,通过线灰度累加分割出叠掩和阴影区域, 再采用恢复公式计算屋顶尺寸和高度. 实验结果表明,对于具有明显几何形变的平面矩形屋顶建筑物单一SAR图像, 此方法有效恢复屋顶尺寸和高度,提高了建筑物检测识别的准确度和精度.

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讨论了刑事案件侦破过程涉及的足迹检验方法.考虑现有的足迹比对研究没有将足迹的深度信息与纹理信息分离后进行比对,提出了一种融合纹理特征与深度信息的比对方法来实现足迹的自动比对功能.该方法通过四步相移补偿法来获取真实足迹特征的三维信息;利用改进的二维高斯滤波器分离足迹的表面纹理特征与深度信息.最后,采用区域互相关测度分别计算不同三维足迹信息中纹理信息之间和深度信息之间的相似度,并按一定策略将量化的相似度信息转化为定性的判别结果.实验结果表明,提出的方法能够有效分离足迹中的纹理信息和深度信息,并能通过软件编程实现计算机对足迹的自动比对.与传统的针对二维图像灰度信息的足迹对比方法相比,提出的算法能够描述真实的足迹形貌,在现有数据集范围内,自动比对正确率不低于90％;加入人工干预后,比对正确率可达100％.得到的结果验证了提出方法的有效性.

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为提高西瓜子自动筛选系统的性能,提出一种用于度量和处理西瓜子弯翘度的方法.把双目平行立体视觉与骨骼线相结合,利用双目立体视觉技术重建物体表面的三维信息.将该信息进行正交投影,分别得到西瓜子在前视图和侧视图的轮廓.利用曲率尺度空间与骨骼线相结合的方法对侧视图的瓜子轮廓进行特征提取.实验结果表明,该方法对弯翘瓜子有较高的识别精度.

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随着数字城市的兴起,城市空间信息的快速获取和处理成为"数字城市"建设的关键内容之一.高分辨率卫星遥感和航空遥感因其分辨率高,在城市空间信息的获取和更新上可以发挥独特的作用. 本文对适应"数字城市"的航空遥感信息模块化获取和高分辨率遥感数据处理技术进行了阐述,并通过机载三维成像仪的数据获取,说明航空遥感在数字城市中的作用.

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采用传统的单Bang-Bang控制的光电设备进行精定位时,系统放大倍数为无穷大,所以系统不易稳定.本文分析了单Bang-Bang控制的不足,提出了一种变结构最优控制方法.该方法在粗跟踪时用Bang-Bang控制,在进入小偏差范围内切换为线性控制.在线性控制时,根据不同调节器的的不同特点,提出了红外一阶捕获,红外二阶跟踪的策略,并同时给出了Bang-Bang控制和线性控制的切换准则,红外一阶捕获和红外二阶跟踪的切换准则.实验显示,采用提出的方法光电设备的90°双目标定位能力在2.3s左右,比传统方法缩短了近1 s,快速性大大提高.另外,利用激光测距机可以给出舷角相差90°的双目标三维信息数据率为0.45 Hz,提高了双目标时系统的光电对抗能力.

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在3因素3水平的正交试验设计优化气相-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS)检测系统参数的基础上,通过采用顶空萃取的方式,使用GC-IMS联用分析技术获取了5种植物油和芝麻油不同加工工艺的特征挥发性有机物(volatile organic compound,VOCs)的GC-IMS指纹离子迁移谱,分析了气相(gas chromatography,GC)保留时间-离子迁移谱(ion mobility spectroscopy,IMS)漂移时间的三维信息,得出了通过GC-IMS三维信息上的出峰时间、数量和峰强度等信息的差异,可以实现植物油的种类的准确识别以及加工工艺改变与VOCs变化的规律的结论,结果证明,GC-IMS分析技术在植物油的品种识别、加工工艺识别、原产地识别和纯度检测等方面有着广阔的应用前景.