文化遗产数字化修复

  • 机载LiDAR点云建筑物屋顶轮廓线自动提取研究综述

    霍芃芃;侯妙乐;杨溯;侯庆明;周庆;董友强;李爱群;

    建筑物作为城市中最主要的人工地物,其三维模型是智慧地球建设的重要数据支撑,实现精准自动化三维重建至关重要。机载激光雷达(Light Detection and Ranging, LiDAR)技术因具有环境约束小、操作成本低、采集速度快、数据精度高、可全天候获取地物空间信息等优势,已成为自动提取建筑屋顶轮廓线辅助建筑三维重建的主要数据源。首先对建筑屋顶轮廓线提取技术的发展历程进行简要回顾,再根据以往研究内容总结出一套较为通用的技术流程;该技术流程4个关键步骤为点云滤波、建筑物提取、屋顶轮廓线提取和轮廓线规则化;对每一步骤的实现方法、常用算法、发展现状以及面临问题进行详细阐述和对比分析。最后,对本技术面临的挑战和未来发展趋势进行讨论。

    2019年05期 v.26;No.137 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K]
  • 融合多特征的兵马俑碎片分类技术研究

    赵思仲;侯妙乐;李爱群;杨溯;胡云岗;董友强;

    兵马俑历经千年,多已破碎。因此,安全、高效地复原兵马俑碎片至原始形态,重现其原有风貌是文化历史研究的基础,同时也是文物保护修复的重要工作。在兵马俑修复工作中,俑体的碎片分类是其拼接复原的关键一步。本文从文物保护工程实际需求出发,通过将传统文物修复方法与现有科学技术相结合,提出了一种适用于兵马俑碎片的分类方法。首先,利用三维激光扫描与三维建模等技术构建兵马俑真彩色三维基础模型,根据兵马俑碎片的自身结构特点,基于SIFT以及Canny Lines描述子提取兵马俑碎片的二维图像纹理特征,并基于模型法向量和表面曲率的计算提取兵马俑碎片的三维模型几何特征,以此多特征为基础,采用层次语义网实现兵马俑碎片识别分类。实验结果表明:融合多特征并结合层次语义网的碎片识别分类方法是有效的,可作为后续碎片匹配的基础数据来源。

    2019年05期 v.26;No.137 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2900K]
  • 基于高光谱影像的瞿昙寺壁画颜料层脱落病害评估

    刘晓琴;侯妙乐;董友强;汪万福;吕书强;

    瞿昙寺因寺内所藏巨幅彩色壁画而闻名,但由于受到自然因素及人为因素的影响,寺内51间壁画廊中有些壁画已经发生褪色、龟裂、卷翘、起甲、颜料层脱落等病害,尤其是颜料层一旦脱落,对于不可再生的壁画来说,损失无法弥补。因此在壁画的保护修复过程中,对壁画病害的识别与评估就变得十分关键。以瞿昙寺西回廊的高光谱图像数据为研究数据,利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)方法对壁画病害识别分类;以此提取的病害矢量数据为基础,构建壁画病害的评估指标要素,进而提出基于多元统计回归的LS-SR-AIC评估模型,实现壁画病害严重程度的评估。实验结果表明:利用该方法颜料层脱落病害的SVM提取精度达95%以上,同时为颜料层脱落病害工程评价提供了一种新的方法指导,为文物的健康评价走向定量化评估提供参考与借鉴。

    2019年05期 v.26;No.137 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1987K]

理论研究

  • 兼顾非期望产出的工业用地效率测度、分异与溯因——以东北三省为例

    张雅杰;陶韦华;张丰;刘辉智;

    在引入非期望产出的基础上,利用Super-SBM-Undesirable模型测度2006~2015年东北地区34个城市的工业用地效率值并利用空间自相关分析其分异情况,进而选择固定效应面板模型进行溯因。结果表明:①东北地区城市工业用地效率总体上处于低效水平,且大部分地区工业用地效率呈现先上升后降低的态势;②东北地区城市工业用地效率水平总体上呈现空间正相关,但相关程度偏低,空间集聚现象以LL型为主,且集中分布在黑龙江省的东部和东北部;③对于东北地区城市工业用地效率而言,工业化程度和对外开放水平具有显著的正向作用,而工业国有化程度具有显著的负向作用,地区经济水平具有并不显著的改善作用;由于数据的局限性,对外交通水平并没有体现出预期的正向影响。

    2019年05期 v.26;No.137 29-34+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]
  • 基于模体的化石能源贸易网络特征分析

    李梦;杜清运;黄丽娜;任福;王玉晶;

    将能值理论引入化石能源贸易数据中进行网络建模,并与复杂网络分析方法相结合分析贸易网络结构特征,最后进行模体发现以识别网络中关键节点。研究表明:"一带一路"贸易网络中网络节点间的贸易联系较弱;从时间维度上看,整个贸易格局具有"小世界"特点,整体比较稳定;泰国、缅甸、中国、俄罗斯和卡塔尔属于整个贸易网络中重要性较高的国家节点,其中中国、泰国是重要的输入国家节点之一,缅甸则是能源传输与共享的枢纽,俄罗斯更倾向于扮演能源贸易中的中转国家节点,相比之下,卡塔尔的贸易模式则更为均衡;俄罗斯和印度尼西亚为贸易网络中3种能源重要输出国家节点;同样泰国和新加坡均是能源贸易网络中各能源重要输入国家节点。

    2019年05期 v.26;No.137 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K]
  • 基于自编码网络的移动轨迹异常检测

    方华强;颜寒祺;陈波;程承旗;

    移动轨迹异常检测是指从一群轨迹中寻找偏离一般模式的轨迹。基于聚类的异常检测依赖成对轨迹的距离计算,其计算实时性差且异常检测准确率低。提出面向移动轨迹异常检测的自编码网络,该模型对一般模式的轨迹有鲁棒的向量化表达能力,能够重构出与原始轨迹相近的输出;而对于偏离一般模式的轨迹敏感,重构后的输出与原始轨迹的差异大。根据该差异可直接检测异常,无需计算轨迹间的距离。以出租车轨迹为研究对象,试验结果表明该模型有更高的F Score,并且在数据量较大时检测时间低于参照方法,因此在高动态、大数据量的场景具有更好的适用性。

    2019年05期 v.26;No.137 41-44+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K]
  • 基于同质区和迁移学习的高光谱图像半监督分类

    赵婵娟;周绍光;丁倩;刘丽丽;

    针对高光谱遥感图像分类中标记样本难获取的问题,提出了一种基于同质区和迁移学习的新型半监督分类方法。首先对高光谱图像进行分割得到高纯度的同质分割斑块,获取大量扩展训练样本。并在此基础上引入迁移学习,将扩展训练样本作为源域,剩余未标记样本作为目标域,实现多次迁移,从而减少同一幅图像上各地物的分布差异,并保留其各自的内部属性。实验结果表明,该方法是一种有效的高光谱图像半监督分类方法。

    2019年05期 v.26;No.137 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 4553K]
  • SSW系统在地下大型停车场三维建模中的应用研究

    邓学锋;徐娜;贾宝;

    针对地下空间GNSS信号弱、空间狭窄等特殊场景,基于国产SSW移动激光测量系对大型地下停车场进行精细三维建模研究,制定了针对激光点云的数据采集、预处理、信息提取、矢量化及精细三维建模技术方案,提出基于时间与里程、迭代最近点算法、标靶作为控制点的地下空间点云纠正和实体分类建模方法,改进了基于激光反射强度与扫面距离的地面标示线提取、基于聚类分析的立柱体提取等技术,实现了停车场内部构筑物精细三维重建,并通过实例验证了方法的有效性。

    2019年05期 v.26;No.137 53-57+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2754K]
  • 顾及上下文信息的城区机载LiDAR建筑物自动化提取方法研究

    陈宇琪;罗一芬;龙竞帅;郭雪莹;

    针对从Li DAR点云数据中提取建筑物难的问题,提出一种顾及上下文信息的机载点云建筑物自动化提取方法。首先,以点为分类基元提取视觉分类特征,构建描述点云场景的视觉空间,并利用随机森林分类器初步分类场景。然后基于条件随机场模型将空间上下文信息引入点云分类中,使得分类结果满足局部连续和全局最优的特点。实验结果表明,建筑物可以有效地被分离出来,分离正确率超过96%,将为后续建筑物的自动矢量化提供理论支撑。

    2019年05期 v.26;No.137 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2892K]

创新应用

  • 新世纪版《国家普通地图集》数学基础的系统化构建与可视化研究

    乔俊军;胡冯伟;王东华;王桂芝;赵存珍;

    以新世纪版《中华人民共和国国家普通地图集》编研为研究对象,秉持科学性与适用性并举、系统性与可比性并行、传承性与创新性并重的设计原则,针对《国家普通地图集》多尺度、多区域、多图种的特点,运用系统论思想和系统工程方法,探讨了包含坐标系统、投影系统和比例尺系统在内的数学基础体系结构与框架建设,实现了基于基础地理信息数据的数学基础系统化构建与可视化研究,为《国家普通地图集》编研提供了全新的设计理念和技术方法。

    2019年05期 v.26;No.137 64-72+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1701K]
  • 一种融合多维信息的城市建成区提取方法

    王欣;程承旗;陈波;

    夜间灯光数据是提取大区域尺度建成区的有效数据源,现有提取方法需要针对不同的研究区域独立设置阈值或选取样本,提取精度依赖于主观经验或辅助数据质量。融合多源遥感信息、空间信息以及时间序列信息,提出一种城市建成区自动提取方法。首先,融合多源数据,利用DMSP-OLS、MODIS EVI、NDWI计算归一化城区综合指数NUACI;在此基础上,利用结合时空信息改进的FCM算法初步提取建成区;最后,定义建成区界定规则并进行提取后处理。选取6个典型城市实验,结果表明本文算法的提取结果总体精度均大于90%,适用于不同环境下建成区提取。

    2019年05期 v.26;No.137 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2401K]
  • 基于LSTM的城市道路交通速度预测

    阎嘉琳;向隆刚;吴华意;孙尚宇;

    交通预测对于交通智能管控具有重要的作用,实时准确的交通速度预测是相关研究领域中亟待解决的问题。传统预测方法难以应对日益复杂的交通数据,深度学习作为一种以数据为导向的新技术,在交通预测领域得到了广泛应用。综合利用城市道路交通的时空关联特征,搭建基于长短期记忆(LSTM)的城市道路交通速度预测模型,模型在时间特征上考虑了近历史时刻和远历史时刻的速度信息,以及待预测时刻的时刻值;在空间特征上集成了目标路段的上下游路段速度信息。基于武汉市出租车GPS数据和高德开放交通数据,开展数据处理与路段速度预测实验,分析预测模型参数与特征对预测结果的影响,并通过与传统方法的对比验证模型的有效性。

    2019年05期 v.26;No.137 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2487K]
  • 基于Lego机器人的低成本SLAM方法设计

    俞鑫楷;胡涛;李响;王继伟;

    SLAM技术是机器人在未知环境中实现自主移动的关键,在当下受到广泛关注。提出一种低成本的SLAM实现方法,以Lego机器人为硬件基础,其具有成本低、易获得并可使用多种传感器进行功能拓展的特点,以Le JOS为软件基础,采用包容体系结构控制机器人行为,选择C/S模式组织程序架构,并利用测距法对机器人进行定位,以三角法对障碍物进行定位。在室内环境中进行机器人的移动测试,成功实现机器人在未知环境中自主导航定位,同时在二维坐标系中绘制出栅格地图。

    2019年05期 v.26;No.137 86-89+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1600K]
  • 基于时间序列的网格化城市管理案件预测模型研究

    陈栾杰;吴同;彭玲;郑建春;杨艳英;

    针对传统或流行的基于时间序列的预测模型,探索出一种适用于网格化城市管理的成体系的案件预测方法。分别采用博克斯-詹金斯法、Auto-ARIMA以及LSTM模型,对近几年北京市6个城区各站点网格化管理问题案件数量进行预测,通过对比不同模型方法间准确度和实用性,以MAPE为精度评价指标,分析各个模型应用在城市网格化问题预测方面优势与劣势。研究发现,Auto-ARIMA适合进行对网格化管理问题数量趋势预测,博克斯-詹金斯法在解决滞后性问题中预测准确率很高,但由于预测流程烦琐,因此实用性较差,LSTM预测效果相对准确且平稳,可以在样本输入量、参数以及自身架构上进行进一步优化。

    2019年05期 v.26;No.137 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1742K]

技术探讨

  • 基于消费级无人机的地质露头三维建模技术研究

    万剑华;刘汝涛;刘善伟;冯建伟;王朝;张驰;

    针对传统地质露头三维建模技术存在设备昂贵、过程复杂等问题,提出一种基于消费级无人机的重建方案,并开展了精度评定实验和项目应用。利用消费级无人机开展地质露头三维建模易于操作、成本低,三维模型纹理精细度高,能够真实反映研究对象的表面状况,可在模型上精确量测距离和方向,在降低了野外工作量的同时,提高了地质露头传统野外量测精度,为地质露头野外踏勘提供了一种新的技术手段。

    2019年05期 v.26;No.137 96-100+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2318K]
  • 顾及轮廓特征的建筑物对象级三维变化检测方法

    陈奎伊;胡翰;丁雨淋;李晓明;卞雨凡;

    建筑物对象级三维变化检测是城市三维建筑模型更新及违法建筑查违等应用的核心关键技术。针对现有变化检测方法的限制,创新性提出了顾及轮廓特征的建筑物对象级三维变化检测方法,充分利用倾斜实景三维模型来进行变化检测。首先通过高度分析提取建筑物的轮廓线,同时过滤掉植被和地形等无关因素的影响;然后将不同高度的轮廓进行拟合后进行对比检测,并构建三维包围盒。该方法针对建筑物进行变化检测,检测对象单一,语义明确,既避免了对差值DSM滤波时不够彻底,又准确地保留了建筑物的有效信息,同时筛选出了未发生对象级变化的建筑物,可以更高效地对其做进一步的结构级变化检测。

    2019年05期 v.26;No.137 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1745K]
  • 室内三维点云与BIM集成的建筑施工进度监测方法

    刘莎莎;朱庆;汤圣君;丁雨淋;

    施工阶段是建筑生命周期的重要阶段,施工进度如果存在拖延会影响整个建筑工程项目的完成。传统的施工进度监测主要依靠人工方式进行实地检查记录,而项目施工现场的数据丰富,信息量大,只依靠人手工采集耗时耗力。因此提出一种室内三维点云与BIM集成的建筑施工进度监测方法。该方法首先通过BIM数据解析将BIM模型转化为三角网表达;其次手动选取BIM模型与三维点云间匹配点,采用最小二乘优化方法计算三维变换矩阵,实现两者的精确配准与融合;根据BIM组件语义进行门窗部件筛选并提取部件轮廓信息并填充均匀点云,最后采用三维点云变化检测方法对门窗部件的施工进度进行核查。以Revit数据与Geo SLAM系统采集的三维点云作为数据来源,对该方法进行了实验验证,实验结果显示该方法可实现建筑施工进度半自动核查。

    2019年05期 v.26;No.137 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1973K]
  • 山东省地理信息时空大数据中心的设计与实现

    尹斌;刘现印;宋拥军;

    信息化测绘技术体系对测绘地理信息数据管理和应用服务提出了新的要求。在分析山东省地理数据资源管理及应用特点的情况下,提出一种以"混合存储、动态整合、集成管理、联动更新、开放共享、按需服务"为典型技术特征的地理信息时空大数据中心建设思路,并对地理信息资源数据库设计、整合技术以及应用系统开发进行深入分析,可实现地理信息资源的有效组织管理和应用服务,促进信息化测绘管理和服务能力的提升。

    2019年05期 v.26;No.137 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2907K]
  • 基于机载点云数据的高精度水域DEM快速生成方法

    周国新;唐建波;雷丽珍;林超;陈驰;

    由于水域内机载点云数据稀疏或缺失,在生产高精度DEM时需要对水域区域进行分别处理,人工操作工作量大,且难以保持水域内DEM高程的自然平缓过渡。目前将水域和其他区域分开处理的DEM数据生产方法,不仅增加了数据处理的难度和工作量,也会引入水域和其他区域的DEM接边误差,影响数据质量。为此,提出一种基于机载点云数据的高精度水域DEM快速生成方法。该方法首先利用水域边界与原始机载点云数据,通过分段插值拟合生成水域内点云数据;进而,将插值生成的水域点云数据与原始点云数据进行合并获得完整点云数据;最后,利用合并后的完整点云数据生产高精度DEM数据。通过实验分析发现,该方法能够实现水域与其他区域的DEM一体化生产,提升DEM数据处理自动化水平,且能保证水域DEM的高程精度与自然平滑过渡要求。

    2019年05期 v.26;No.137 119-122+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2292K]
  • 地下管网BIM数据一体化处理平台研发与应用

    冯伟民;张敏;

    "数字中国、智慧社会"战略成为推动数字经济、智慧城市建设及其可持续化发展的重要途径。在此背景下,"智慧管网"的建设成为智慧市政建设中的重中之重。利用BIM技术研发地下管网数据一体化处理平台,在数据获取阶段即可建立三维可视化模型,不仅有助于开展规划设计应用,还可以将地下管网建设各阶段的信息纳入一体化运行。通过对管线数据的获取、规划设计及在市政建设阶段的实践应用证明:该方法不仅降低了规划设计的时间和成本,提高了建设管理阶段的效率,而且改进了传统规划设计理念,对地下管线规划设计的BIM应用研究起到了探索和引领的作用。

    2019年05期 v.26;No.137 123-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2107K]
  • 基于移动GIS的工作用图服务体系研究

    罗琪斯;王向飞;蓝如梦;

    针对传统工作用图专题化程度不高、针对性不强、产品形式单一等问题,通过对工作用图服务机制、平台多源数据整合展示和智能移动端工作用图服务平台研发的研究,提出了一种基于移动GIS的工作用图服务体系。旨在集成快速供图技术和多终端展示的优势,构成从数据生产到地图产品保障的整体性服务链条。应用案例表明,该工作用图服务体系有助于测绘地理信息成果的转化应用,拓展地图服务对象和服务范围,为开创测绘部门工作用图服务保障新模式提供参考。

    2019年05期 v.26;No.137 129-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1585K]
  • 一种水系结构线生成算法的设计与实现

    王子豪;段佳;

    针对如何利用地理国情普查数据快速生成水系结构线问题,提出一种水系结构线生成算法,并对算法进行编程实现和应用验证分析。实际应用表明,该算法具有生成速度快,生成的水系结构线节点少、数据量小,可批量修改水系结构线等特点。

    2019年05期 v.26;No.137 134-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K]

  • 广东省地质测绘院简介

    <正>广东省地质测绘院成立于1958年,是全国首批甲级资质测绘单位,同时持有土地规划甲级资质,是广东省政府采购定点印刷单位、广东省科技服务业百强机构、广东省高新技术企业、广东省最佳诚信企业、广东省优秀企业和广东省守合同重信用企业;通过了ISO9001、CMA质量管理体系、省地质局保密管理标准化认证。经过几代测绘人的不懈努力,我院现已发展为集测绘、印刷、系统开发、土地规划为一体的实力雄厚、服务品质优秀、技艺精湛、作风扎实的专业地质测绘队伍。

    2019年05期 v.26;No.137 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 2752K]
  • 《地理信息世界》征订启事

    <正>欢迎订阅欢迎赐稿欢迎刊登广告《地理信息世界》是我国以推动测绘地理信息和自然资源调查与监测科技创新为宗旨的具有权威性的国内外公开发行的中国科技核心期刊。是中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊《、中国核心期刊(遴选)数据库》收录期刊、中国期刊全文数据库全文收录期刊《、CAJ-CD规范》执行优秀期刊,全国优秀测绘地理信息期刊。《地理信息世界》面向地理信息系统、卫星与导航、遥感、测绘、地图、自然资源调查与监测等领域,聚焦学术

    2019年05期 v.26;No.137 138页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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