刘树辉[1](2017)在《面向城市规划的三维空间分析方法研究与实现》文中认为近年我国城镇化进程发展迅猛,对科学的城市规划手段需求迫切。二维城市规划系统未充分表达空间对象之间关系,不能逼真地展现空间场景,已经无法满足现代城市规划要求。因此对于面向城市规划的三维空间分析方法研究和实现的需求就变得十分迫切。针对传统二维规划系统存在的问题,论文研究并实现了三维场景中的基础空间量测、坡度分析、拆迁信息管理、日照分析、路网规划分析等三维空间方法。针对坐标求取精度不高和区域坡度分析不直观的问题,提出了基于交点判断的坐标查询方法和结合单点坡度量测结果的区域坡度分析。针对城市拆迁管理混乱和没有实现流程化的问题,完善了基于空间查询的拆迁信息管理流程。针对道路规划脱离实际、检测分析不充分等问题,整合出一套完整的道路规划分析流程。在本文方法基础上设计并实现面向城市规划的三维空间分析方法应用平台,采用B/S架构,使用javascript、php等语言,实现了包含空间量测、拆迁管理、日照分析、路网分析等空间分析功能以及登录验证、后台管理、漫游浏览等辅助功能。该平台提高了城市规划管理的科学性和效率,应用在了城市规划领域并取得了良好效果。
李学鹏[2](2014)在《数字化探究式中学地理学习活动设计研究》文中研究表明在信息化变革背景之下,中学地理教学面临着一场“数字化革命”。为了使数字化技术与学生的学习活动达到有机融合,设计具有探究式特征的数字化中学地理学习活动,进一步推进中学地理活动教学的发展。在文献分析与案例研究的基础上,本文提出了支撑数字化探究式中学地理学习活动设计的理论基础:建构主义理论、多元智能理论、主体性教育理论和后现代主义课程理论;从地理教育国际宪章、地理课程标准、相关技术条件的发展与相关研究的分析中论证了设计的可行性;分析了其在教科书与数字化实验室建设、教师发展、学生发展等方面发挥的不可替代的功能。在此基础上,探讨适于进行数字化探究式中学地理学习活动的类型:“难以进入实地或空间尺度跨度大”“与GIS相关”“需要大量数据支撑”“实验操作类”的学习活动;提出教育性、地理性、科学性、艺术性、可操作性的设计原则;从活动主题设计、活动目标设计、活动平台与数据准备、探究问题设计、探究特性设计构建数字化探究式中学地理学习活动的设计维度。根据设计思路,分析两个具体的案例:利用3D-Earth探究地球公转的地理意义、利用GIS平台探究自然环境对城市的影响。最后,总结主要结论,在反思中展望进一步的研究。
吴宁[3](2013)在《基于目标识别和参数化技术的城市建筑群三维重建研究》文中研究表明随着数字城市的快速发展和城市三维空间模型应用领域的不断扩展,城市建筑群三维模型的需求日益增长。然而传统建筑物三维重建方法在面对大空间尺度、大数据量、更新节奏快的城市建筑群时,在效率、精度、成本、尺度、技术门槛等方面均不同程度存在缺陷。为此,论文尝试引入目标识别和参数化技术,探求一种适用于城市建筑群的低成本、低门槛、高效率的“大众化”三维重建解决方案,以满足数字城市及相关领域的迫切需求。论文的主要内容包括:(1)对建筑物三维重建、目标识别和参数化建模这三大领域的相关研究、技术方法作了总结回顾,指出了其存在的问题;(2)对三大技术体系作了深度解构,指出了“二元并行框架”的成因,给出了交叉的可行途径,并通过体系重构,构建了城市建筑群三维重建的“三元交叉框架”;(3)针对遥感影像分割,提出了面向对象的多尺度区域合并分割方法和基于量化合并代价的快速区域合并分割方法;(4)针对矢量图形优化,提出了基于删除代价的矢量图形单层次优化方法、面向遥感影像矢量化图形的多层次优化方法和面向建筑群的矩形拟合优化方法;(5)针对三维信息提取,提出了基于扩展统计模型的建筑群高度提取方法和三种城市建筑群层数估算模型,针对侧向航拍影像提出了一种建筑群坐标修正方法;(6)提出了“参-建分离”的系统架构。针对该架构中的参数管理模块,设计了参数的关联、组织、管理和属性块的恢复、管理等方法。针对服务网站模块,设计了风格库管理和项目库管理子模块。针对自动建模模块,提出了DXF-SHP文件格式自动转换,CGA文法规则和规则库框架设计,规则库的调用和参数值传递,以及自动化建模脚本的设计等系列方法;(7)集成关键技术方法,开发了城市建筑群三维重建软件原型系统(3DRS)及其子系统CBRS、CityUp,并以杭州市西湖区为案例开展了实证研究,从精度、效率、成本、技术门槛、时效性等方面验证了整套解决方案的可行性。研究表明:(1)建筑物目标识别与参数化建模技术,恰可解决建筑物三维重建面临的两大难点;“三元交叉框架”使三大技术体系成为一个紧密连接、流程清晰、分工明确、目标一致的统一整体,为相关研究提供了理论支撑和方法指导;(2)面向对象的多尺度区域合并分割方法使综合考虑多种地物特征和多尺度分割成为可能,最大限度地缩短了队列长度,提高了分割精度和速度;基于量化合并代价的快速区域合并分割方法不仅能够保证分割精度,而且合并速度优势随初始分割区域数量的增加而越加显着;(3)相较于经典DP方法,基于删除代价的矢量图形单层次优化方法具有更高的精度和更低的时间复杂度,而且单位节点处理能力和等压缩率下的处理速度均具有显着优势;相较于传统单层次优化方法,面向遥感影像矢量化图形的多层次优化方法对影像不同的分割尺度和空间分辨率具有更强的适应性,能更好地还原地物的多层次特性;面向建筑群的矩形拟合优化方法可以有效减少最小面积外接矩形的计算时间,确保矩形对边平行、邻边垂直的关系,所得优化结果的形态和面积精度均较为理想;(4)基于扩展统计模型的建筑群高度提取方法、建筑群层数估算模型和建筑群坐标修正方法分别达到了较高的精度水平,可满足相关应用需求;(5)“参-建分离”的系统架构以及针对三大模块提出的一系列创新方法大幅降低了参数化建模平台的技术门槛和边际成本,提高了建模效率,为参数化技术的快速、广泛普及提供了新的发展思路;(6)本研究所提方法及系统在精度、效率、成本、门槛、时效性等方面均满足实验预定目标,体现了广泛的优势和大众化特性,整套解决方案具有可行性;(7)研究成果将推动数字城市三维空间数据基础设施的建设,使之在城市规划与管理、建筑景观设计、国防军事、应急救灾、环境保护、虚拟旅游、交通导航等诸多领域得到更广泛的应用。
沈欣[4](2012)在《光学遥感卫星轨道设计若干关键技术研究》文中研究指明遥感卫星为人类从外层空间观测地球提供了平台,利用卫星所搭载的各种传感器,人类能够及时获取地表和地球各个圈层的状态及变化信息。随着航天技术、信息技术的飞速发展,航天遥感已经进入高时间分辨率、高空间分辨率和高光谱分辨率的新阶段。然而,卫星遥感数据的获取和信息服务又受到了卫星轨道、传感器性能、通信条件、数据分发模式乃至行业管理体制的约束,尚无法满足用户的全部要求,特别是应急情况下对遥感数据时效性和精度的要求。鉴于卫星轨道是影响卫星数据获取能力的最重要因素,作者提出通过优化轨道设计,提升遥感数据的按需获取能力和数据质量。本文旨在通过对光学遥感卫星轨道设计中涉及的动力学基础、设计流程、覆盖指标量算、特殊类型轨道设计以及基于多目标优化算法的轨道设计等关键技术的研究,拟突破光学遥感卫星轨道设计中的几个重要瓶颈问题,为光学遥感轨道的优化设计提供理论和技术支撑。本文研究内容包括:1.研究了卫星轨道动力学基础和遥感卫星轨道设计流程。在介绍卫星运动的时空基准和运动规律的基础上,研究了遥感卫星轨道设计的流程,阐述了遥感卫星轨道设计各阶段的主要任务,深入分析了光学轨道设计的约束条件和性能指标,探讨了它们与轨道参数的关系。2.研究了适宜于光学遥感卫星的特殊组合轨道设计方法。特殊类型轨道的优化选择是光学遥感卫星轨道设计是一个重要步骤,论文重点研究了适宜光学遥感卫星几种特殊组合轨道的设计方法,结合典型应用给出了上述轨道的设计流程,开发了向导式光学遥感卫星轨道设计的原型系统。3.研究了光学遥感卫星覆盖性能度量的关键技术。卫星轨道的覆盖性能量算是轨道设计中的一项重要工作。本文针对时间分辨率和覆盖范围量算两个关键指标分别提出了度量算法,可为设计方案提供准确、快速的覆盖性能量算工具。4.研究了基于多目标优化算法的遥感卫星轨道和星座设计方法。卫星轨道设计是一个典型的约束条件下的多参数多目标优化问题,进化算法是解决多目标优化问题的一种有效手段。以改进的NSGA-Ⅱ算法为优化工具,针对单星和星座轨道进行了优化设计,本文提出了基于多目标优化算法的光学遥感卫星轨道和星座设计方法。论文的主要特色和创新点有:1.提出了一种满足局部区域覆盖要求的具有高时、空分辨率,且具有良好拱线静止特性的临界回归椭圆轨道设计方法。该轨道具有四个主要优势:第一,通过将近地点置于热点区域上空,可保障对局部目标成像的高空间分辨率;第二,扩展了回归系数的区间,大大缩短了轨道的回归周期,因而具有高时间分辨率;第三,由于使用临界轨道,具有良好的拱线静止特性,保证了对同一纬度目标成像时分辨率一致;第四,与轨道高度(近地点高度)相同的圆轨道相比,该轨道具有更长的工作寿命。2.提出了基于多目标优化算法(改进的NSGA—Ⅱ算法)的遥感卫星轨道和星座设计方法。针对特殊类型轨道无法满足减灾救灾、军事行动等快速响应任务要求的问题,本文采取了基于多目标优化理论的轨道优化设计方法。根据卫星轨道设计任务的特点,本文改进了NSGA-Ⅱ算法,利用卫星覆盖性能指标的快速算法,提出了基于多目标优化算法的光学遥感卫星轨道和星座设计方法。3.提出了光学遥感卫星覆盖性能指标量算的关键算法。针对轨道时间分辨率和覆盖范围量算两个关键指标量算问题,分别提出了顾及J2项摄动影响的光学卫星成像窗口预报和基于几何成像模型的线阵CCD卫星成像区域预报两种快速算法,为轨道的覆盖性能度量提供了工具,有效支撑了遥感卫星轨道的优化设计。4.基于本文提出的特殊轨道设计方法,开发了向导式的光学遥感轨道设计原型系统(ODPSRSS),提高了特殊轨道设计的工作效率。
吕杰[5](2012)在《基于机器学习和辐射传输模型的农作物叶绿素含量高光谱反演模型》文中进行了进一步梳理快速准确地定量获取农作物叶绿素含量对于大范围农作物生长健康状况监测、产量估算具有极其重要的意义。由于辐射传输模型通常比较复杂,同时农作物光谱与叶绿素含量是非线性的关系,并且地表环境系统包含众多不确定性因素,传统的辐射传输模型反演技术已不能满足精确估算农作物叶绿素含量的需要。机器学习算法能够表达植物生物化学参数与光谱反射率之间隐含、潜在的非线性函数关系,这有可能使机器学习更加适合于通过辐射传输模型反演获取农作物生物化学参数。如何将机器学习中的算法引入到辐射传输模型,用于构建农作物叶绿素含量高光谱反演模型,提高估算农作物叶绿素含量的精度、解释模型输出的结果,是一个值得深入研究的关键问题。本文在叶片尺度上,通过PROSPECT模拟农作物光谱,将叶片叶绿素含量与光谱特征联系起来;在冠层尺度,通过机器学习和PROSAIL反演估算了冠层叶绿素含量。论文的主要内容和创新点如下:(1)分别采用一阶导数、包络线去除、小波变换降噪等对ASD实测光谱和Hyperion影像上的纯净像元光谱增强变换。分析了PROSPECT模型模拟的叶片光谱、PROSAIL模拟的冠层光谱对不同叶绿素含量的光谱响应。利用先验知识解决了遥感反演的病态问题。建立了叶片尺度和冠层尺度农作物光谱数据集。(2)运用遗传算法和粒子群优化支持向量机参数C和γ选择,提出GA-SVM、PSO-SVM模型,分别应用GA-SVM、PSO-SVM与PROSPECT反演获取农作物叶片叶绿素含量。结果表明,PSO-SVM和PROSPECT反演估算叶绿素含量精度高于GA-SVM反演PROSPECT估算叶绿素含量精度。因此,PSO-SVM对于确定SVM参数、提高支持向量机与PROSPECT反演农作物叶片叶绿素含量精度有重要价值。(3)将梯度助推机与辐射传输模型结合,提出了基于梯度助推机和PROSPECT的农作物叶片叶绿素含量遥感反演模型,即GBM-PROSPECT。应用GBM-PROSPECT在demy Cλ光谱数据集上估算农作物叶片叶绿素含量,结果表明,估算模型R2为0.9714,MSE为36.9652,与SVM-PROSPECT、RF-PROSPECT相比,GBM-PROSPECT估算农作物叶片叶绿素含量精度最高。因而,在叶片尺度上,GBM-PROSPECT更适合获取叶绿素含量。(4)运用随机森林进行农作物冠层叶绿素含量遥感反演,构建了RF-PROSAIL模型。使用RF-PROSAIL在db9 Cλ光谱数据集上估算研究区农作物冠层叶绿素含量。结果表明,估算模型R2为0.9000,MSE为1670.4,并且RF-PROSAIL运算时间少于GBM-PROSAIL运算时间,表明估算农作物冠层叶绿素含量RF-PROSAIL优于GBM-PROSAIL。因此,在冠层尺度,RF-PROSAIL最适合估算农作物叶绿素含量。(5)分析了PROSPECT模型、SAIL模型的局限性,探讨了不同尺度高光谱模型反演估算农作物叶绿素含量误差来源。未来研究应建立融合空间格局分析、改进的辐射传输模型、农作物生物理化参数数据库、随机森林算法的综合尺度提升框架,应用于多源遥感数据协同估算农作物冠层叶绿素含量。
王羲程[6](2012)在《基于TM影像的青藏高原湿地提取方法研究》文中指出湿地是陆地与水域交错而形成的水陆过渡地带,在维护地区乃至全球的生态平衡发挥了重要作用而被称为“地球之肾。青藏高原作为我国三级阶梯的第一级,平均海拔为40005000米。该区域为三江源头,分布着包括高寒沼泽,高寒沼泽草甸和高山湖泊湿地在内的各类湿地,面积约为133,000平方千米。青藏高原区湿地生态环境极其脆弱,独特的自然地理环境使得该区域湿地对全球气候变化具有前瞻性反应。在高寒高海拔区,部分自然环境恶劣地区人员无法到达,因而很难保证湿地调查的准确性与数据更新的及时性。同时在自然环境恶劣青藏高原,传统的野外湿地量算方法人力、物力、财力以及时间上都耗费较大,这给本区域湿地生态环境及其演变的研究带来了极大困难,因此研究青藏高原湿地的计算机快速提取有着重大的现实意义。遥感影像获取具有高时间分辨率特征,为湿地监测提供了大量精确数据源。国内利用遥感影像针对其它区域湿地提取都有了一定研究,但以青藏高原区湿地为对象的计算机快速获取还涉及较少。虽遥感影像提取湿地信息的研究已进行了多年,但山区、高原区的湿地提取仍有许多问题需进一步研究解决。本文通过对十多年来湿地信息提取相关方法的研究与分析,拟运用计算机快速提取的基本思想,通过对TM影像光谱特征进行分析,使用决策树分类(DecisionTree Classification)方法,提出了一种以青藏高原区湿地为研究对象的半自动湿地信息提取方法,并结合DEM数据去除由地形产生的干扰信息。经过实验提取并通过100个验证采样点与分类图像的对比分析发现,本文总体分类精度达到90.8960%,kappa系数为0.8164。总体看来已具有较高分类精度。
杨鹏[7](2011)在《基于太阳观测图像的月球车天文导航》文中指出月球车要在月表复杂环境下进行巡视勘测以完成科学探测任务,需要导航系统的支持。为了确保它能够在长时间、远距离的条件下正确执行巡视任务,它的导航系统要有高度的自主性,特别是高精度定位和定向的能力。可用于月球车的导航方法主要有惯性导航、视觉导航和天文导航等。自主天文导航是误差有界的绝对导航,可以修正惯性导航和视觉导航等相对导航的累积误差。在月表其它定向方法都无效时,只有天文定向才能为月球车提供绝对航向信息。在本文基于太阳观测图像的月球车天文导航的研究成果中,主要创新点如下:1.太阳敏感器中高性能太阳图像质心提取算法太阳敏感器输出是月球车天文导航的主要信息来源之一。在月表特殊环境下,为了减弱月尘对成像的影响,可以使用视觉导航中透镜式相机作为太阳敏感器。针对太阳图像噪声以及典型图像退化的不良影响,提出一种基于Zernike矩的高精度太阳质心提取算法。采用Sobel算子进行边缘检测,Zernike矩重定位亚像素边缘,用最小二乘法拟合圆心。而当图像存在退化时,需进行有效圆边缘点检测后,再用该法提取质心。从理论上分析了Zernike矩亚像素边缘检测对圆拟合法的改进作用。利用仿真图像和地表实验图像,将本文方法与传统的重心法,带阈值的重心法和圆拟合法进行了比较。结果表明,本文方法精度更高,具有更好的稳定性,可以对月球车天文导航起良好作用。2.一种非迭代的月球车天文定位方法传统的月球车天文定位方法是迭代解析高度差法(简称迭代算法),它本质上是一种非线性最小二乘估计算法,在求解过程中需要位置初始值,然后通过迭代求解算法,直到收敛。针对迭代解析高度差法的缺点,提出了一种非迭代的月球车天文定位方法。该法可用于月球车定位,无需位置初值也无需迭代求解。另外,它也可以用于获得迭代算法的初始值,以加快收敛。相比较与迭代算法所用的球面几何[苗永宽,1983],非迭代算法主要使用解析几何。该法计算速度快,定向精度较高,定位时受噪声影响仍旧较大。下文第3部分在抑制噪声方面做了改进。3.月球车同时天文定位和定向方法本文重点提出了月球车静止条件下同时天文定位和定向方法,该法无需迭代,而且可以抑制噪声影响。具体为采用太阳传感器输出的太阳矢量和倾斜计的月球车姿态输出,联合月表太阳星历,最后用姿态四元数估计算法求解。另外还分析了静止条件下传感器系统误差(如安装位置误差、偏置等)和随机噪声对导航的影响,对这两类误差进行了联合标定。接着进行月表天文导航的仿真,用该方法得到了仿真结果。在地表进行了实验,并且把地表实验结果与地表仿真结果进行比较,有很高的一致性。4.基于角速度当前统计模型的月球车连续天文导航方法准确实时地获得行驶过程中月球车的状态信息是其长时间、远距离自主导航的关键,为了克服天文导航需要停车条件下进行天文定向的缺点,为此提出了一种基于天体观测和陀螺角速率测量的连续天文导航方法。采用星敏感器观测得到的恒星方向矢量信息作为量测方程;利用本文提出的角速度当前统计模型(AVCSM)建立月球车运动模型,以及月球车姿态的四元数微分方程作为系统方程。最后给出了扩展卡尔曼滤波(EKF)下的月球车位置、航向和姿态的解。另外,在地面站提供月球车位置的条件下,给出基于太阳敏感器、倾斜计和陀螺仪的定向和定姿结果。仿真结果表明该方法可以连续地获得较高的导航精度。
刘化果[8](2010)在《高性能塔式太阳能定日镜控制系统研究》文中研究说明太阳光线能流密度低、辐射具有间歇性,使太阳能热发电技术受到局限,在塔式太阳能热发电技术中,定日镜技术是实现塔式太阳能热发电的关键技术,是提高太阳能能量密度的关键部件。作为能量传递的第一个环节,定日镜的功能在于跟踪、反射、聚焦太阳光,并将其准确投射到太阳塔上的吸热器中,定日镜运行及能量反射需可靠、稳定、高效才能保证整个发电系统安全运作。然而定日镜的机械误差给系统控制带来不便,导致太阳位置变为相对的非线性变化,外界环境因素导致跟踪精度降低,且发电能力与定日镜反射的太阳辐射度有关,为使系统比较均衡地工作,在反射光强较弱时尽可能增加定日镜上接收到的太阳辐照量,光强度较大时适度减少接收到的太阳辐照量,有必要找到定日镜法线和太阳光线在不同情况下的最佳角度,使辐射量的差异尽可能小,而全年总辐射量尽可能大。因而为使定日镜在不同硬件误差、突发天气状况下稳定工作,需选取一种合理的控制方式。本文对太阳跟踪装置的机械结构和控制原理及系统设计做了简单研究,描述了聚光反射镜自动跟踪装置的机械结构及跟踪控制的原理、方法,分析了太阳运行规律,介绍了太阳跟踪系统的原理,并就其实现的可能性进行探索,提出太阳跟踪方案,并根据DCS发展趋势,提出了一种塔式太阳能热发电分布式控制系统的总体方案以及其各子单元应实现的控制功能,并设计了分布式控制系统的网络结构和主要控制单元的控制策略,实现对太阳方位角和高度角的双轴自动跟踪,部分成果已应用于塔式太阳能热发电站的控制系统中,可以广泛使用于需要跟踪太阳的装置中,提高太阳能利用效率。文章还介绍了该系统的设计思想、基本原理和主要部件,太阳跟踪的几种常见方法,举出了地平坐标系双轴跟踪方式的具体应用,作了初步的计算分析。基于对“天球理论”所推导出的太阳方位角与经纬度、时间等参量关系曲线特性的分析,提出太阳方位角和高度角的求解条件,并完成太阳位置功能块的建立和反射过程建模。针对塔式太阳能定日镜控制系统具有非线性、数学模型难以建立等特点,常规控制方法难以取得良好的控制效果,而模糊控制策略大多应用于受控对象数学模型难以建立的场合,具有较好的稳定性,并结合实际情况和操作人员的经验,提出了用模糊控制来确定定日镜法线与太阳光线的最佳夹角。本文以北京延庆定日镜控制系统作为研究对象,从定日镜控制的角度对其进行深入研究。开发了相应的控制软件包,结合ABB公司的Control Builder AC800F集散控制系统,通过ABB公司的AC500可编程控制器实现塔式太阳能定日镜控制系统的设计。结合现场运行结果,表明可达到预期目标,有良好的工程应用前景和价值,对塔式太阳能定日镜控制系统的设计可提供参考。
杨剑[9](2009)在《基于区域目标分解的对地观测卫星成像调度方法研究》文中指出对地观测卫星(Earth Observing Satellite, EOS)是利用卫星遥感器对地球表面和低层大气进行光学或电子探测以获取有关信息的一类卫星,其收集的信息广泛应用工业、科研、军事等领域。按照星载遥感器视场与观测目标范围的相对大小关系,目标可分为点目标和区域目标两类。区域目标相对星载遥感器的视场较大,需卫星多次观测才能完全覆盖,难以在较短的时间内获取其完整的遥感数据。为缩短区域目标遥感数据的获取时间,本文针对区域目标卫星成像调度问题,在求解框架、区域目标分解和卫星成像调度算法等方面进行了研究,提高了规划时间内的区域目标覆盖率,达到了合理利用宝贵的卫星资源的目的。论文主要成果如下:1.提出了对地观测卫星区域目标成像调度问题求解框架,描述和定义了对地观测卫星成像调度的立论基础和处理对象,确定了规划调度的业务体系、处理流程以及规划问题中的关键技术,将对地观测卫星区域目标成像调度问题分解为区域目标分解、卫星成像调度等两个尚需解决的子问题。为关键技术的研究和应用系统的设计实现提供总体框架支持和顶层指导。2.通过分析星载遥感器对地覆盖特性,提出了遥感器对地覆盖空间属性计算方法。为区域分解过程建立了一种带时间标记的成像条带数据模型,提出了约束可满足的区域目标分解算法,扩展了区域分解算法对卫星载荷约束的适应能力。3.通过分析对地观测卫星观测成像活动过程特点及相关约束,建立了对地观测卫星区域目标成像调度CSP (Constraint Satisfaction Problem)模型;综合考虑重要性优化目标和时效性优化目标,设计了基于局部收益准则的优化目标函数;针对多星区域成像调度过载规划特性,提出了基于迭代修复的多星区域目标成像调度算法,并通过实验验证了算法的实用性和有效性。基于以上研究成果,设计并实现了区域目标分解和多星成像调度算法类库CoverageAnalyst,以验证论文提出的各项关键技术。
张超[10](2009)在《基于电子经纬仪的天文测量系统及应用研究》文中提出天文测量是空间大地测量的主要技术手段之一,可有效满足国家大地网及局部网控制、卫星及航空航天器发射、导弹发射、惯性平台标校、远程火炮精密定向等方面的需求,且工作模式完全自主,抗干扰能力强。本文研制出了一套基于现代测量技术的新型天文测量系统,并在实际作业中广泛应用。文中针对新系统提出了一系列全新的天文测量理论及方法,编制了相应的智能测量软件,并对大量测量数据进行了分析验证,得出了肯定的结论;探讨了天文测量中的若干相关问题,并通过对理论及实测结果的分析,给出了合理化建议;对新系统的拓展应用进行了研究,提出并实现了快速天文定向的新方法。论文的主要研究内容及创新点如下:1.提出卫星天文授时法,并实现了利用GPS、“北斗”卫星进行天文授时。2.提出并实现了利用计算机内部晶振作为天文测量的时间基准,进行天文守时及时间比对,并对利用原子频标/石英晶振进行长时间天文守时进行了可行性研究。3.提出并实现了利用电子经纬仪取代传统T4光学天文经纬仪,进行一等天文测量的方法和技术,实现了国内外沿用半个多世纪的一等天文测量主设备的更新换代。4.针对新系统的特点,研究出了一套完整的“多星近似等高法同时测定天文经纬度”和“北极星多次时角法测方位角”的理论、方法和技术实现途径,突破了长期以来天文测量一直采用国外学者的理论、方法和技术的局限。5.应用计算机和自动控制技术对电子经纬仪进行了研究开发,实现了系统的自动定向、自动寻星等功能,大大提高了自动化水平和作业效率。6.提出并实现了白天利用测日进行快速定向的方法,并成功实现了其精度的提高。7.提出并实现了“基于差分方式的恒星识别原理”,可对任意恒星实现识别匹配,基于此,提出并实现了测任意恒星实现快速定向的方法,扩大了天文定向的使用范围。8.研制出了系统全套硬件设备;编制了全套天文测量软件,完成了天文测量内外业一体化集成技术研究,实现了天文测量数据的自动采集、传输、记录及成果的实时处理、检核和输出,使测量效率提高十倍。9.对天文测量中各种误差的影响进行了系统分析,并给出了相应的解决方案,对提高测量精度及作业效率具有重要意义。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维GIS在城市规划方面的研究现状 |
| 1.2.2 空间分析相关理论研究现状 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 1.5 论文技术路线 |
| 1.6 论文组织结构 |
| 2 三维空间分析基本原理 |
| 2.1 空间分析概念 |
| 2.2 三维空间分析 |
| 2.3 三维场景建设 |
| 2.3.1 OpenGL渲染流程 |
| 2.3.2 三维空间坐标转换 |
| 2.4 三维空间数据库 |
| 2.5 三维空间数据库模型 |
| 2.6 小结 |
| 3 城市规划三维空间分析方法 |
| 3.1 三维空间量测 |
| 3.1.1 基于交点判断的坐标查询方法 |
| 3.1.2 空间距离量算 |
| 3.1.3 空间面积量算 |
| 3.1.4 基于点阵坡度量测的区域坡度分析方法 |
| 3.2 三维空间拆迁信息管理方案 |
| 3.2.1 空间查询概念 |
| 3.2.2 拆迁信息编辑录入 |
| 3.2.3 拆迁信息查询 |
| 3.2.4 拆迁关键信息专题统计 |
| 3.3 三维空间日照分析 |
| 3.3.1 日照标准介绍 |
| 3.3.2 日照原理 |
| 3.3.3 日照分析 |
| 3.4 三维空间路网规划分析 |
| 3.4.1 城市群形态路网最短路径搜索 |
| 3.4.2 交通量供给和需求分析 |
| 3.4.3 线路选址检测 |
| 3.4.4 动态可视域分析 |
| 3.4.5 道路规划成果三维空间展示 |
| 3.5 小结 |
| 4 应用设计和实现 |
| 4.1 开发环境 |
| 4.2 系统总体架构 |
| 4.3 空间分析功能设计 |
| 4.4 系统数据库建设 |
| 4.4.1 数据库设计原则 |
| 4.4.2 数据库设计 |
| 4.5 功能实现 |
| 4.5.1 空间量测 |
| 4.5.2 拆迁信息管理 |
| 4.5.3 日照分析 |
| 4.5.4 路网分析 |
| 4.5.5 控高分析和沉浸对比 |
| 4.6 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 内容摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 问题缘起 |
| 第二节 研究对象的涵义 |
| 一、数字化 |
| 二、探究式 |
| 三、数字化探究式中学地理学习活动及其特征 |
| 第三节 国内外研究现状 |
| 一、国内研究发展概况 |
| 二、国外研究发展概况 |
| 第四节 研究的思路、方法与意义 |
| 一、研究思路 |
| 二、研究方法 |
| 三、研究意义 |
| 第二章 数字化探究式中学地理学习活动设计的理论基础、可行性与功能 |
| 第一节 数字化探究式中学地理学习活动设计的理论基础 |
| 一、建构主义理论 |
| 二、多元智能理论 |
| 三、主体性教育理论 |
| 四、后现代主义课程理论 |
| 第二节 数字化探究式中学地理学习活动设计的可行性 |
| 一、地理教育国际宪章的引领 |
| 二、地理课程标准的要求 |
| 三、技术条件的支撑 |
| 四、相关研究的借鉴 |
| 第三节 数字化探究式中学地理学习活动的功能 |
| 一、数字化探究式中学地理学习活动具有不可替代的功能 |
| 二、推动教科书及数字化实验室的发展 |
| 三、促进教师的发展 |
| 四、促进学生的发展 |
| 第三章 数字化探究式中学地理学习活动的设计思路 |
| 第一节 数字化探究式中学地理学习活动类型的选择 |
| 一、难以进入实地或时空尺度跨度大的学习活动 |
| 二、GIS相关技术学习活动 |
| 三、需要大量数据支撑的学习活动 |
| 四、实验操作类地理学习活动 |
| 第二节 数字化探究式中学地理学习活动设计原则 |
| 一、教育性原则 |
| 二、地理性原则 |
| 三、科学性原则 |
| 四、艺术性原则 |
| 五、可操作性原则 |
| 第三节 数字化探究式中学地理学习活动设计维度 |
| 一、活动主题设计 |
| 二、活动目标设计 |
| 三、活动平台与数据准备 |
| 四、探究问题设计 |
| 五、活动的探究特性设计 |
| 第四章 数字化探究式中学地理学习活动设计的案例 |
| 第一节 案例:利用3D-Earth探究地球公转的地理意义 |
| 一、活动主题 |
| 二、活动目标 |
| 三、活动平台选择 |
| 四、探究问题设计 |
| 五、探究学习活动过程 |
| 六、案例分析 |
| 第二节 案例:利用GIS平台探究自然环境对城市的影响 |
| 一、活动主题 |
| 二、活动目标 |
| 三、活动平台与数据准备 |
| 四、探究问题设计 |
| 五、探究学习活动过程 |
| 六、案例分析 |
| 第五章 结语与展望 |
| 第一节 结论 |
| 第二节 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 后记 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目次 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 社会背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.2.1 理论意义 |
| 1.2.2 应用价值 |
| 1.3 研究概念的界定 |
| 1.3.1 城市建筑群 |
| 1.3.2 建筑基础数据 |
| 1.3.3 三维重建 |
| 1.3.4 目标识别 |
| 1.3.5 参数化技术 |
| 1.3.6 遥感影像 |
| 1.4 研究体系的设计 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.4.3 技术平台 |
| 1.4.4 研究框架 |
| 1.5 论文主要创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 研究综述及研究思路的提出 |
| 2.1 建筑物三维重建研究综述 |
| 2.1.1 研究与应用现状 |
| 2.1.2 技术方法分类 |
| 2.1.3 研究现状评述 |
| 2.2 基于遥感影像的建筑物目标识别研究综述 |
| 2.2.1 建筑物目标识别概述 |
| 2.2.2 国内外研究现状 |
| 2.2.3 研究现状评述 |
| 2.3 建筑物参数化建模研究综述 |
| 2.3.1 建筑物参数化建模概述 |
| 2.3.2 国内外研究现状 |
| 2.3.3 研究现状评述 |
| 2.4 研究思路的提出 |
| 2.4.1 文献综述的启示 |
| 2.4.2 研究思路的提出 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 城市建筑群三维重建的“三元交叉框架”构建 |
| 3.1 解构:目标识别、参数化建模与三维重建的“二元并行框架” |
| 3.1.1 建筑物目标识别技术体系的解构 |
| 3.1.2 建筑物参数化建模技术体系的解构 |
| 3.1.3 建筑物三维重建技术体系的解构 |
| 3.1.4 “二元并行框架”的剖析 |
| 3.2 交叉途径分析 |
| 3.3 重构:城市建筑群三维重建的“三元交叉框架” |
| 3.3.1 新框架的构建目标 |
| 3.3.2 新框架的构建原则 |
| 3.3.3 “三元交叉框架”的构建 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 面向城市建筑群的遥感影像分割 |
| 4.1 影像分割概述 |
| 4.1.1 相关概念 |
| 4.1.2 常见的分割方法 |
| 4.1.3 存在的问题 |
| 4.2 面向对象的多尺度区域合并分割方法 |
| 4.2.1 概述 |
| 4.2.2 面向对象的多尺度区域合并 |
| 4.2.3 实验结果与分析 |
| 4.3 基于量化合并代价的快速区域合并分割方法 |
| 4.3.1 概述 |
| 4.3.2 基于量化合并代价的快速区域合并 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 面向城市建筑群的矢量图形优化 |
| 5.1 矢量图形优化概述 |
| 5.1.1 相关概念 |
| 5.1.2 常见的优化方法及主要问题 |
| 5.2 基于删除代价的矢量图形单层次优化方法 |
| 5.2.1 概述 |
| 5.2.2 DCA算法 |
| 5.2.3 数理分析 |
| 5.2.4 实验分析 |
| 5.3 面向遥感影像矢量化图形的多层次优化方法 |
| 5.3.1 概述 |
| 5.3.2 矢量化图形的多层次优化 |
| 5.3.3 实验结果与分析 |
| 5.4 面向建筑群的矩形拟合优化方法 |
| 5.4.1 概述 |
| 5.4.2 面向建筑群的矩形拟合优化 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 面向城市建筑群的三维信息提取及坐标修正 |
| 6.1 基于扩展统计模型的建筑群高度提取方法 |
| 6.1.1 建筑高度提取研究现状 |
| 6.1.2 基于扩展统计模型的建筑群高度提取 |
| 6.1.3 实验结果与分析 |
| 6.2 城市建筑群层数估算模型 |
| 6.2.1 三种层数估算模型 |
| 6.2.2 实验结果与分析 |
| 6.3 针对侧向航拍影像的建筑群坐标修正方法 |
| 6.3.1 坐标误差的原因分析 |
| 6.3.2 建筑群坐标修正方法 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 面向城市建筑群的参数化建模 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 “参-建分离”的系统架构设计 |
| 7.3 参数管理模块设计 |
| 7.3.1 参数与图元的关联 |
| 7.3.2 参数的组织与管理 |
| 7.3.3 属性块的恢复机制 |
| 7.3.4 属性块的管理 |
| 7.4 服务网站模块设计 |
| 7.4.1 风格库管理子模块设计 |
| 7.4.2 项目库管理子模块设计 |
| 7.5 自动建模模块设计 |
| 7.5.1 DXF-SHP文件格式自动转换方法 |
| 7.5.2 CGA文法规则设计 |
| 7.5.3 规则库框架及调用、传递机制设计 |
| 7.5.4 自动化建模脚本设计 |
| 7.6 实验结果与分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 第8章 城市建筑群三维重建系统集成与实证研究 |
| 8.1 系统集成及功能介绍 |
| 8.1.1 CBRS子系统的集成及功能介绍 |
| 8.1.2 CityUp子系统的集成及功能介绍 |
| 8.2 城市建筑群三维重建实证研究——以杭州市西湖区为例 |
| 8.2.1 三维重建(实验)总体设计 |
| 8.2.2 CBRS子系统环境下的建筑群目标识别 |
| 8.2.3 CityUp子系统环境下的建筑群参数化建模 |
| 8.2.4 实验结果与指标验证 |
| 8.3 本章小结 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1:DCA算法的证明过程 |
| 附录2:3DRS系统中本文方法的实现模块 |
| 附录3:1-8单元城市建筑群三维重建实验记录 |
| 个人简历及攻博期间的科研与学术成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外的相关研究现状 |
| 1.3.1 卫星轨道设计研究 |
| 1.3.2 多目标进化理论与遥感卫星轨道与星座优化设计 |
| 1.4 本文研究内容和组织结构 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 论文的组织结构 |
| 第二章 遥感卫星轨道设计基础 |
| 2.1 时间系统 |
| 2.1.1 常用时间系统 |
| 2.1.2 儒略日记时法 |
| 2.2 空间坐标系统 |
| 2.2.1 地心惯性坐标系 |
| 2.2.2 地心地固坐标系 |
| 2.2.3 坐标转换 |
| 2.3 二体轨道与轨道摄动 |
| 2.3.1 二体运动的数学描述 |
| 2.3.2 状态向量与轨道根数 |
| 2.3.3 轨道摄动因素分析 |
| 2.3.4 平均轨道与轨道设计 |
| 2.3.5 星下点轨迹 |
| 2.4 遥感卫星轨道的流程 |
| 2.4.1 遥感卫星轨道设计步骤 |
| 2.4.2 约束条件与指标要求 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 特殊类型轨道设计 |
| 3.1 几种常见遥感卫星特殊轨道 |
| 3.1.1 太阳同步轨道 |
| 3.1.2 回归轨道 |
| 3.1.3 临界轨道与冻结轨道 |
| 3.2 卫星特殊轨道选择的原则 |
| 3.3 太阳同步回归圆轨道设计 |
| 3.3.1 太阳同步轨道 |
| 3.3.2 太阳同步回归轨道 |
| 3.4 椭圆轨道设计 |
| 3.4.1 太阳同步椭圆轨道 |
| 3.4.2 临界回归椭圆轨道 |
| 3.5 光学遥感卫星轨道设计原型系统 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 光学遥感卫星覆盖性能量算关键技术 |
| 4.1 光学遥感卫星的主要覆盖性能指标量算 |
| 4.1.1 覆盖范围指标量算 |
| 4.1.2 时间分辨率指标量算 |
| 4.2 基于成像几何模型线阵CCD覆盖区域预报方法 |
| 4.2.1 成像区域预报基础 |
| 4.2.2 线阵CCD成像区域预报模型 |
| 4.2.3 线阵CCD成像区域预报与覆盖范围量算仿真实验 |
| 4.3 光学遥感卫星成像时间窗口预报方法 |
| 4.3.1 遥感卫星成像时间窗口预报模型 |
| 4.3.2 初值选择策略 |
| 4.3.3 算法流程 |
| 4.3.4 算法实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于多目标进化算法的光学遥感卫星轨道设计 |
| 5.1 多目标优化理论 |
| 5.1.1 多目标优化问题 |
| 5.1.2 Pareto最优解的概念 |
| 5.1.3 MOP问题传统解法 |
| 5.2 多目标进化算法(MOEA) |
| 5.2.1 多目标进化算法概况 |
| 5.2.2 多目标进化算法框架 |
| 5.2.3 典型多目标进化算法 |
| 5.3 基于改进的NSGA—Ⅱ算法的光学卫星轨道和星座设计 |
| 5.3.1 改进的NSGA-Ⅱ算法 |
| 5.3.2 基于改进的NSGA—Ⅱ算法的遥感卫星轨道设计 |
| 5.3.3 基于改进的NSGA-Ⅱ算法的星座设计应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 完成的主要工作 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读博士学位期间主要科研工作 |
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 英文缩略词表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 高光谱遥感获取植物叶绿素含量的基础 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 经验统计方法 |
| 1.3.2 辐射传输模型 |
| 1.3.2.1 叶片光学模型 |
| 1.3.2.2 冠层辐射传输模型 |
| 1.3.2.3 PROSAIL耦合模型 |
| 1.3.2.4 辐射传输模型反演获取生物理化参数原理 |
| 1.3.2.5 模型反演的病态本质 |
| 1.3.3 辐射传输模型反演技术进展 |
| 1.3.3.1 迭代优化算法 |
| 1.3.3.2 查找表法 |
| 1.3.3.3 机器学习 |
| 1.3.4 存在问题 |
| 1.4 研究目的与意义 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.6 论文组织结构 |
| 第2章 研究区与数据资料 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.2 叶片样品 |
| 2.2.1 叶片采集 |
| 2.2.2 叶片叶绿素含量测量及光谱测量 |
| 2.2.2.1 叶片光谱测量 |
| 2.2.2.2 叶片叶绿素含量测量 |
| 2.3 冠层光谱测量 |
| 2.4 平均叶倾角测算 |
| 2.5 叶面积指数测定 |
| 2.6 冠层叶绿素含量测算 |
| 2.7 叶片等效水分含量与干物质量测算 |
| 2.8 HYPERION高光谱影像 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 ASD高光谱数据预处理 |
| 3.1 ASD高光谱数据预处理 |
| 3.1.1 ASD高光谱波段选择 |
| 3.1.2 ASD光谱数据平滑处理 |
| 3.2 光谱数据增强 |
| 3.2.1 导数光谱变换 |
| 3.2.2 包络线去除 |
| 3.2.3 小波变换 |
| 3.2.3.1 小波变换原理 |
| 3.2.3.2 小波变换降噪 |
| 3.2.3.3 小波函数的优化选择 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 农作物叶片尺度叶绿素含量定量反演 |
| 4.1 PROSPECT模拟叶片光谱 |
| 4.1.1 叶片反射率敏感性分析 |
| 4.1.2 叶片尺度光谱数据集建立 |
| 4.2 基于支持向量机和PROSPECT的叶片叶绿素反演模型 |
| 4.2.1 统计学习 |
| 4.2.2 支持向量机 |
| 4.2.3 SVM参数性能分析 |
| 4.2.4 遗传算法优化SVM参数 |
| 4.2.4.1 SVM参数编码 |
| 4.2.4.2 初始化 |
| 4.2.4.3 适应度函数 |
| 4.2.4.4 遗传算法操作子 |
| 4.2.5 粒子群优化确定SVM参数 |
| 4.2.5.1 粒子群优化 |
| 4.2.5.2 PSO确定SVM参数 |
| 4.2.6 SVM-PROSPECT农作物叶片叶绿素反演模型建立 |
| 4.2.7 模型精度检验 |
| 4.2.8 GA-SVM模型结果与讨论 |
| 4.2.8.1 GA-SVM种群最大数量参数影响分析 |
| 4.2.8.2 GA-SVM适应度分析 |
| 4.2.8.3 GA-SVM模型结果与分析 |
| 4.2.9 PSO-SVM模型结果与讨论 |
| 4.2.9.1 PSO-SVM种群最大数量参数影响分析 |
| 4.2.9.2 PSO-SVM适应度分析 |
| 4.2.9.3 PSO-SVM模型结果与分析 |
| 4.3 基于随机森林和PROSPECT的叶片叶绿素反演模型 |
| 4.3.1 决策树 |
| 4.3.2 集成学习 |
| 4.3.2.1 集成学习模型 |
| 4.3.2.2 Bagging算法 |
| 4.3.3 随机森林 |
| 4.3.3.1 随机森林原理 |
| 4.3.3.2 RF变量重要性测算 |
| 4.3.4 随机森林参数设定 |
| 4.3.5 RF-PROSPECT模型精度检验 |
| 4.3.6 结果与讨论 |
| 4.3.6.1 RF树的数目参数影响分析 |
| 4.3.6.2 RF特征数目参数影响分析 |
| 4.3.6.3 RF变量重要性结果 |
| 4.3.6.4 RF-PROSPECT模型结果与讨论 |
| 4.4 基于梯度助推机和PROSPECT的叶片叶绿素反演模型 |
| 4.4.1 Boosting算法 |
| 4.4.2 梯度助推机 |
| 4.4.2.1 梯度助推树 |
| 4.4.2.2 GBM随机采样 |
| 4.4.2.3 GBM可解释性 |
| 4.4.3 GBM-PROSPECT农作物叶片叶绿素反演模型参数设置 |
| 4.4.4 GBM-PROSPECT农作物叶片叶绿素反演模型检验 |
| 4.4.5 结果与讨论 |
| 4.4.5.1 GBM树的数目影响分析 |
| 4.4.5.2 GBM学习速率参数分析 |
| 4.4.5.3 GBM树节点数目影响分析 |
| 4.4.5.4 GBM-PROSPECT模型估算农作物叶片叶绿素含量结果分析 |
| 4.4.5.5 GBM-PROSPECT模型变量重要性结果分析 |
| 4.5 PROSPECT模型有效性讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 农作物冠层尺度叶绿素含量遥感反演 |
| 5.1 HYPERION高光谱影像预处理 |
| 5.1.1 波段选择 |
| 5.1.2 辐射定标 |
| 5.1.3 坏线修复 |
| 5.1.4 大气校正 |
| 5.1.5 独立分量分析 |
| 5.1.5.1 ICA原理 |
| 5.1.5.2 ICA特征提取 |
| 5.1.6 包络线去除 |
| 5.1.7 小波变换 |
| 5.2 PROSAIL模拟冠层光谱 |
| 5.2.1 冠层光谱反射率敏感性分析 |
| 5.2.2 训练数据集与测试集确定 |
| 5.3 基于机器学习和PROSAIL的农作物冠层叶绿素含量反演模型 |
| 5.3.1 随机森林参数设定 |
| 5.3.2 GBM参数设定 |
| 5.3.3 农作物冠层叶绿素反演结果 |
| 5.3.4 变量重要性结果 |
| 5.4 RF-PROSAIL模型推广到HYPERION影像 |
| 5.5 PROSAIL模型有效性讨论 |
| 5.6 不同尺度辐射传输模型反演叶绿素含量讨论 |
| 5.7 辐射传输模型反演病态本质讨论 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 论文研究内容及创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 1.5 小结 |
| 第二章 研究区概况及数据特征 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.2 研究区数据特征简介 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 影像数据预处理 |
| 3.1 缨帽变换 |
| 3.2 DEM 数据的预处理 |
| 3.3 归一化植被指数提取 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 湿地信息提取 |
| 4.1 决策树算法 |
| 4.2 决策树分类依据 |
| 4.3 湿地信息决策树 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 分类后处理及精度评价 |
| 5.1 噪声去除 |
| 5.2 分类的精度评估 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 月球环境及其影响 |
| 1.1.2 月球车及其它探测器 |
| 1.1.3 天文导航意义 |
| 1.2 月表自主天文导航综述 |
| 1.2.1 天文导航的历史 |
| 1.2.2 天文导航的基本原理 |
| 1.2.3 天文导航研究现状 |
| 1.3 本文主要工作及内容安排 |
| 2 月球车天文导航系统分析 |
| 2.1 天文导航中的坐标系 |
| 2.1.1 天球坐标系 |
| 2.1.2 空间坐标系 |
| 2.2 导航系统分析 |
| 2.2.1 系统的组成 |
| 2.2.2 系统输入和输出 |
| 2.2.3 系统的框图 |
| 2.2.4 具体实现算法 |
| 2.3 太阳星历 |
| 2.3.1 太阳投影点的时间和位置 |
| 2.3.2 地表太阳位置 |
| 2.3.3 月表太阳位置 |
| 2.3.4 月表太阳星历仿真 |
| 2.4 太阳敏感器 |
| 2.4.1 功能和结构 |
| 2.4.2 简单质心提取 |
| 2.5 倾斜计 |
| 2.5.1 功能和选型 |
| 2.5.2 输出转为欧拉角 |
| 2.6 电子罗盘(HMR3000) |
| 3 太阳敏感器中信息处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 太阳图像质心提取算法 |
| 3.2.1 重心法 |
| 3.2.2 带阈值的重心法 |
| 3.2.3 圆拟合法 |
| 3.2.4 基于Zernike矩的质心提取算法 |
| 3.3 仿真和地表实验结果 |
| 3.3.1 仿真标准图像生成 |
| 3.3.2 规则图像仿真结果 |
| 3.3.3 退化图像仿真结果 |
| 3.3.4 实验结果 |
| 3.4 太阳敏感器标定 |
| 3.4.1 透视投影公式 |
| 3.4.2 标定结果 |
| 3.4.3 误差分析 |
| 3.5 结论 |
| 4 一种非迭代的月球车天文定位方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 QUEST(QUATERNION ESTIMATOR)法 |
| 4.3 标定坐标系I与C的旋转关系 |
| 4.3.1 标定方法一 |
| 4.3.2 标定方法二 |
| 4.3.3 标定实验结果 |
| 4.4 计算月球车的位置和航向 |
| 4.4.1 观测月表太阳高度 |
| 4.4.2 非迭代位置解析解 |
| 4.4.3 确定月球车的航向 |
| 4.5 实验结果分析 |
| 4.5.1 地理位置估计 |
| 4.5.2 航向角估计 |
| 4.5.3 基于VC++的天文导航系统的设计和实现 |
| 4.6 结论 |
| 5 月球车同时天文定位和定向方法 |
| 符号说明 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数学基础和传感器模型 |
| 5.2.1 位姿的数学表示 |
| 5.2.2 太阳传感器模型 |
| 5.2.3 倾斜计模型 |
| 5.3 月球车位姿确定算法 |
| 5.3.1 同时天文定位和定向 |
| 5.3.2 姿态误差消除 |
| 5.4 月表仿真结果 |
| 5.4.1 仿真方法 |
| 5.4.2 位置误差参考 |
| 5.4.3 航向和位置误差 |
| 5.5 地表实验 |
| 5.5.1 地表实验方法 |
| 5.5.2 地表实验结果 |
| 5.6. 讨论 |
| 6 基于角速度当前统计模型的月球车天文导航 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 坐标系统和姿态运动学 |
| 6.2.1 坐标系统 |
| 6.2.2 四元数姿态运动学 |
| 6.3 连续天文导航 |
| 6.3.1 位置和姿态的状态方程 |
| 6.3.2 天文观测方程 |
| 6.3.3 连续-离散扩展卡尔曼滤波 |
| 6.4 仿真及结果 |
| 6.4.1 仿真条件的设定 |
| 6.4.2 仿真结果一 |
| 6.4.3 仿真结果二 |
| 6.5 结论 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文研究成果 |
| 7.2 下一步工作计划 |
| 参考文献 |
| 攻博期间完成的论文 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太阳能发电概述 |
| 1.1.1 能源现状 |
| 1.1.2 太阳能发电的特点 |
| 1.2 太阳能发电国内外研究动态 |
| 1.2.1 太阳能发电的分类 |
| 1.2.2 塔式太阳能发电简介 |
| 1.2.3 国内研究动态 |
| 1.2.4 国外研究动态 |
| 1.3 定日镜控制技术概况 |
| 1.4 本文主要研究内容及方法 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 太阳位置模块的建立及反射过程建模 |
| 2.1 太阳与地球的相对运动 |
| 2.2 太阳跟踪方式研究 |
| 2.2.1 太阳辐射强度 |
| 2.2.2 太阳位置确定方式 |
| 2.2.3 太阳跟踪方式研究 |
| 2.3 太阳位置算法建模 |
| 2.3.1 日出、日落的角度与时刻计算 |
| 2.3.2 太阳位置建模 |
| 2.4 定日镜反射光线过程建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 定日镜结构分析及控制方式研究 |
| 3.1 定日镜结构分析 |
| 3.1.1 定日镜硬件结构分析 |
| 3.1.2 定日镜跟踪传动机构分析 |
| 3.2 定日镜误差分析 |
| 3.3 定日镜误差校正系统 |
| 3.3.1 定日镜及镜场控制系统技术研究 |
| 3.3.2 定日镜误差校正系统研究 |
| 3.3.3 定日镜校偏研究 |
| 3.4 定日镜场存在的问题分析 |
| 3.5 定日镜控制方式 |
| 3.5.1 定日镜运转方式分析 |
| 3.5.2 定日镜控制方式研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 控制平台选型及定日镜相对位置的研究 |
| 4.1 控制平台的选取 |
| 4.1.1 DCS 技术简介 |
| 4.1.2 PLC 技术论述 |
| 4.2 定日镜控制系统的结构设计 |
| 4.2.1 通讯方式的设计 |
| 4.2.2 DCS 控制系统的整体结构设计 |
| 4.3 定日镜法线与太阳光线的夹角研究 |
| 4.3.1 模糊控制理论简介 |
| 4.3.2 定日镜法线与太阳光线的最佳交角分析 |
| 4.4 最佳交角模糊控制器的设计及仿真 |
| 4.4.1 集热温度算法研究 |
| 4.4.2 模糊控制器的设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 定日镜控制系统设计 |
| 5.1 PLC 驱动伺服电机的研究 |
| 5.2 就地控制器的设计 |
| 5.2.1 就地控制柜的组成 |
| 5.2.2 就地控制柜的功能研究 |
| 5.2.3 硬件配置 |
| 5.2.4 软件设计 |
| 5.3 控制软件的效果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录(攻读硕士学位期间完成的论文及参与的科研项目) |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和来源 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 区域目标分解方法研究现状 |
| 1.2.2 卫星成像调度模型和优化算法研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容与技术 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 对地观测卫星区域目标成像调度问题分析 |
| 2.1 对地观测卫星工作原理及流程 |
| 2.1.1 对地观测卫星成像过程 |
| 2.1.2 对地观测卫星数传过程 |
| 2.1.3 卫星对地观测成像组织实施过程 |
| 2.2 对地观测卫星区域目标成像调度问题描述与分析 |
| 2.2.1 区域目标成像任务要素 |
| 2.2.2 对地观测卫星要素 |
| 2.2.4 优化目标函数 |
| 2.2.5 各要素之间的关系 |
| 2.2.6 对地观测卫星区域目标成像调度问题特点和难点 |
| 2.3 对地观测卫星区域目标成像问题求解框架 |
| 第三章 区域目标分解算法 |
| 3.1 星载遥感器对地覆盖 |
| 3.1.1 覆盖区 |
| 3.1.2 覆盖带的外沿轨迹方程 |
| 3.1.3 星载遥感器的视角 |
| 3.2 区域目标分解算法 |
| 3.2.2 带时间标记的成像条带数据模型 |
| 3.2.3 约束可满足的区域目标分解算法CSPCA |
| 第四章 多星区域目标成像调度问题建模和求解 |
| 4.1 卫星成像调度问题模型构建 |
| 4.1.1 多星区域目标成像调度CSP模型 |
| 4.1.2 基于局部收益准则的优化目标函数 |
| 4.2 基于迭代修复的卫星成像调度算法 |
| 4.2.1 初始解生成 |
| 4.2.2 迭代修复过程 |
| 4.2.3 基于区域目标分布的启发式准则 |
| 4.2.4 实验结果与分析 |
| 第五章 CoverageAnalyst类库设计 |
| 5.1 CoverageAnalyst体系结构 |
| 5.2 模块设计 |
| 5.2.1 MapApp模块设计 |
| 5.2.2 StripScheduler模块设计 |
| 5.2.3 GeoTool模块设计 |
| 5.2.4 STKTool模块设计 |
| 5.2.5 BasicObject模块设计 |
| 5.3 应用实例 |
| 5.3.1 应用实例一:面向遥感卫星规划调度的地理信息分析服务原型系统 |
| 5.3.2 应用实例二:数据获取资源规划系统 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 下一步工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一部分 绪论及天文测量的基本理论方法 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 论文的内容安排 |
| 1.3 论文的主要创新点及研究成果 |
| 1.3.1 主要创新点 |
| 1.3.2 主要研究成果 |
| 第2章 天文测量的基本理论方法 |
| 2.1 天文测量中的坐标系统 |
| 2.1.1 天文坐标系与大地坐标系 |
| 2.1.2 天球坐标系 |
| 2.1.3 天文导航定位元素及其间的关系式 |
| 2.1.4 天球坐标系间的转换 |
| 2.2 天文测量中的时间系统 |
| 2.2.1 恒星时及太阳时 |
| 2.2.2 地方时与地理经度的关系 |
| 2.2.3 恒星时与平时的实用化算方法 |
| 2.2.4 天文测量中常用的几种时间 |
| 2.3 天体测瞬位置的确定 |
| 2.3.1 大气折射及其改正 |
| 2.3.2 周日光行差改正 |
| 2.3.3 星表、星表系统 |
| 2.3.4 恒星视位置计算 |
| 2.4 天文经纬度及方位角测量的基本原理方法 |
| 2.4.1 天文经度测量的基本原理 |
| 2.4.2 天文纬度测量的基本原理 |
| 2.4.3 天文方位角测量的基本原理 |
| 2.4.4 传统天文测量方法简介 |
| 第二部分 基于电子经纬仪的天文测量系统研究 |
| 第3章 系统总体技术研究 |
| 3.1 系统概述 |
| 3.1.1 系统组成及工作原理 |
| 3.1.2 系统的基本要求 |
| 3.1.3 所采用的关键技术 |
| 3.1.4 主要技术指标 |
| 3.1.5 主要功能及用途 |
| 3.2 软件系统及主要功能 |
| 3.2.1 测前准备子系统 |
| 3.2.2 天文定向子系统 |
| 3.2.3 天文经纬度测量子系统 |
| 3.2.4 天文方位角测量子系统 |
| 3.2.5 成果管理子系统 |
| 3.2.6 系统管理模块 |
| 第4章 卫星天文授时技术研究 |
| 4.1 天文授时技术概述 |
| 4.2 利用GPS进行天文授时 |
| 4.2.1 GPS卫星授时原理 |
| 4.2.2 GPS接收模块输出信息的提取 |
| 4.2.3 利用GPS接收模块实现精确授时 |
| 4.3 利用“北斗”进行天文授时 |
| 4.3.1 “北斗一号”卫星授时原理 |
| 4.3.2 “北斗一号”授时型接收模块输出信息的提取[30] |
| 4.3.3 利用“北斗一号”授时型接收模块实现精确授时 |
| 4.4 卫星时刻与天文时刻的换算 |
| 第5章 守时及时间比对技术研究 |
| 5.1 天文守时及时间比对技术概述 |
| 5.2 利用计算机进行天文守时 |
| 5.2.1 计算机内部时间特点 |
| 5.2.2 计算机内部高精度时间的提取 |
| 5.2.3 计算机内部时间稳定性分析 |
| 5.3 计算机+卫星计时器实现时间比对及计时 |
| 5.3.1 并行接口接收1PPS实现精确计时 |
| 5.3.2 串行接口接收1PPS实现精确计时 |
| 5.3.3 USB接口接收1PPS实现精确计时 |
| 第6章 基于新型系统的测量方法研究 |
| 6.1 电子经纬仪/全站仪用于天文测量的研究 |
| 6.1.1 电子经纬仪测角原理简介 |
| 6.1.2 观测数据获取及处理 |
| 6.1.3 精确测瞬时刻确定 |
| 6.1.4 电子经纬仪机载软件研究 |
| 6.2 天文定向及自动寻星 |
| 6.2.1 天文定向 |
| 6.2.2 观测自动寻星 |
| 6.3 多星近似等高法同时测定经纬度 |
| 6.3.1 基本原理 |
| 6.3.2 主要误差处理方法 |
| 6.3.3 观测星表生成 |
| 6.3.4 测量实施方案 |
| 6.3.5 观测数据解算 |
| 6.3.6 实测数据分析 |
| 6.4 北极星多次时角法测量方位角 |
| 6.4.1 观测实施方法 |
| 6.4.2 地面目标天文方位角的计算 |
| 6.4.3 实测数据分析 |
| 第三部分 系统的应用研究 |
| 第7章 实际作业成果及分析 |
| 7.1 系统应用概况 |
| 7.2 天文经纬度测量成果精度及分析 |
| 7.2.1 天文经纬度成果精度 |
| 7.2.2 测量结果内符精度分析 |
| 7.2.3 与T4 系统测量成果比较 |
| 7.3 天文方位角测量成果精度及分析 |
| 7.3.1 天文方位角成果精度 |
| 7.3.2 测量结果内符精度分析 |
| 7.3.3 与T4 系统测量成果比较 |
| 7.3.4 天文方位角测量成果的对向检核 |
| 7.3.5 与T4 同步测量成果比较分析 |
| 7.4 多次监测数据比较 |
| 7.5 成果分析小结 |
| 第8章 实际作业中的相关问题研究 |
| 8.1 天文经纬度测量时段数及时段分布 |
| 8.1.1 一等天文经纬度测量时段划分 |
| 8.1.2 二等天文经纬度测量时段划分 |
| 8.1.3 三等及以下天文经纬度测量时段划分 |
| 8.2 天文经纬度测量中各项误差的影响及处理 |
| 8.3 天文方位角测量时段数及时段分布 |
| 8.3.1 天文方位角测量时段划分 |
| 8.3.2 方位角白天测量时段问题 |
| 8.4 天文方位角测量中各项误差的影响及处理 |
| 8.4.1 测站位置误差 |
| 8.4.2 观测时间误差 |
| 8.4.3 观测仪器误差 |
| 8.4.4 回光灯光路偏差 |
| 8.4.5 仪器调焦误差 |
| 8.4.6 大气旁折光差 |
| 第9章 快速定向技术研究 |
| 9.1 白天测日快速定向 |
| 9.1.1 测日定向原理 |
| 9.1.2 测日定向实施方案 |
| 9.1.3 实测数据分析 |
| 9.1.4 太阳位置对测量精度影响的分析 |
| 9.2 任意星快速定向 |
| 9.2.1 定向基本原理 |
| 9.2.2 恒星差分匹配方法 |
| 9.2.3 精确定向的实现 |
| 9.2.4 实测数据分析 |
| 9.2.5 恒星位置选择 |
| 第10章 总结及展望 |
| 10.1 本文工作总结 |
| 10.2 下一步研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作 |
| 致谢 |