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A Local Reference Frame Construction Method Based on the Signed Surface Variation

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Journal of Geodesy and Geoinformation Science 2021年第3期4卷 25-37页

作者： Xiaopeng YAN Wei ZHOU rencan peng Wenliang PAN Lei WANG Guoxin HU The P.L.A.91550 Unit Dalian 116023China Department of Military Oceanography and Hydrography&Cartography Dalian Naval AcademyDalian 116018China

A fast local reference frame(LRF)construction method based on the signed surface variation is proposed,which can adapt to the real-time applications such as self-driving,face recognition,object *** z-axis of the LRF is generated based on the concavity of the local surface of *** x-axis is constructed by the weighted vector sum of a set of projection vectors of the local neighborhoods around *** performance of the proposed LRF is evaluated on six standard datasets and compared with six state-of-the-art LRF construction methods(e.g.,BOARD,FLARE,SHOT,RoPS and TOLDI).Experimental results validate the high repeatability,robustness,universality and time efficiency of our method.

关键词： signed surface variation local reference frame point cloud feature extraction

顾及飞机姿态角的滩涂LiDAR强度数据修正法

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武汉大学学报（信息科学版） 2019年第8期44卷 1249-1257页

作者：周唯彭认灿董箭 91550部队辽宁大连116023 海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018

在深入分析现有机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)强度修正算法在滩涂地区适用性的基础上,针对单纯利用激光入射角对滩涂LiDAR强度信息进行高光修正有可能造成强度修正中心位置偏移的问题,利用视点端的飞机姿态角对目标... 详细信息

在深入分析现有机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)强度修正算法在滩涂地区适用性的基础上,针对单纯利用激光入射角对滩涂LiDAR强度信息进行高光修正有可能造成强度修正中心位置偏移的问题,利用视点端的飞机姿态角对目标端的激光入射角进行精密校正,结合校正后的入射角和经典的Phong光照模型,提出了一种顾及飞机姿态角的滩涂LiDAR强度修正模型,通过对经典强度修正后的数据进行进一步的高光修正,定量补偿了强度修正中心的位置偏移量,实现了强度信息中高光现象的有效消除。在MATLAB平台下对方法的正确性和有效性进行了实验验证,结果表明,经由该方法修正后的强度信息具有更好的同质性,可显著提高地物分类的准确性。

关键词： LiDAR 滩涂强度修正飞机姿态角冯氏光照模型

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LiDAR点云纹理特征提取方法

国防科技大学学报 2019年第2期41卷 124-131页

作者：周唯彭认灿董箭中国人民解放军91550部队海军大连舰艇学院军事海洋测绘系海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室

针对图像纹理应用于LiDAR点云分类过程中存在的多义性问题,提出点云纹理特征的概念。该特征属性反映了点与其邻域点的属性值分布情况,提取过程基于KD树数据检索结构和灰度共生矩阵算法。分析搜索邻域、移动步长和灰度等级等参数对点云... 详细信息

针对图像纹理应用于LiDAR点云分类过程中存在的多义性问题,提出点云纹理特征的概念。该特征属性反映了点与其邻域点的属性值分布情况,提取过程基于KD树数据检索结构和灰度共生矩阵算法。分析搜索邻域、移动步长和灰度等级等参数对点云纹理特征的影响,并利用支持向量机分类方法验证点云纹理特征,可以有效地辅助高程和强度信息以改善LiDAR点云的地物分类结果。实验还证明了相比于栅格格式的图像纹理特征,点云纹理特征约束的地物分类具有更高的分类精度,并且点云纹理特征在微小地物的甄别和水陆的区分方面具有突出的能力。该特征的这些优秀特性可以为海岸带机载LiDAR数据的精细化分类、海岸带高精度DEM构建和海岸线提取等工作发挥重要作用。

关键词：机载激光雷达点云纹理特征灰度共生矩阵地物分类

TIN_DDM Buffer Surface Construction Algorithm Based on Rolling Ball Acceleration Optimization Model

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Journal of Geodesy and Geoinformation Science 2020年第3期3卷 88-103页

作者： Jian DONG Zhiheng ZHANG rencan peng Gaixiao LI Mo WANG Department of Military Oceanograhy and Hydrography&Cartography Dalian Naval AcademyDalian 116018China Key Laboratory of Hydrographic Surveying and Mapping of PLA Dalian Naval AcademyDalian 116018China

In view of the TIN_DDM buffer surface existing in the construction and application of special data type,algorithm efficiency and precision are not matching;the paper applied the rolling ball model in the process of TIN_DDM buffer surface *** on the precision limitation analysis of rolling ball model,the overall precision control method of rolling ball model has been *** the efficiency requirement of TIN_DDM buffer surface construction,the influence principle of key sampling points and rolling ball radius to TIN_DDM buffer surface construction efficiency has been elaborated,and the rule of identifying key sampling points has also been ***,by erecting the numerical relationship between key sampling points and rolling ball radius,a TIN_DDM buffer surface construction algorithm based on rolling ball acceleration optimization model has been brought *** time complexity of the algorithm is O(n).The experiments show that the algorithm could realize the TIN_DDM buffer surface construction with high efficiency,and the algorithm precision is controlled with in 2σ.

关键词： TIN_DDM rolling ball model buffer surface construction algorithm precision algorithm efficiency

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利用曲面求交提取低潮线的方法

测绘学报 2014年第5期43卷 537-544页

作者：李宁张立华田震彭认灿海军大连舰艇学院海洋测绘系辽宁大连116018 海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018 海军海洋测绘研究所天津300061

针对当前常用的低潮线提取方法不能适应较大区域范围的现状,提出一种基于曲面求交的低潮线提取方法。首先,在顾及潮滩带状分布特点的基础上,采用单向分区策略构建潮滩数字高程模型;然后,综合利用验潮站和网格潮汐模型计算的低潮面值,采... 详细信息

针对当前常用的低潮线提取方法不能适应较大区域范围的现状,提出一种基于曲面求交的低潮线提取方法。首先,在顾及潮滩带状分布特点的基础上,采用单向分区策略构建潮滩数字高程模型;然后,综合利用验潮站和网格潮汐模型计算的低潮面值,采用TCARI(the tidal constituent and residual interpolation)方法,构建曲面形态(连续无缝)的沿岸低潮面模型;最后,对所构的两个模型进行曲面求交,提取沿岸低潮线。试验结果表明,当提取低潮线的区域较大时,本文方法能明显提高低潮线的提取精度。

关键词：低潮线曲面求交大区域潮滩数字高程模型沿岸低潮面模型分区

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与等深线协调的水深自动选取方法

哈尔滨工程大学学报 2016年第1期37卷 59-64页

作者：贾帅东张立华彭认灿海军大连舰艇学院海洋测绘系辽宁大连116018 海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018

针对当前水深自动选取中未考虑与等深线的协调问题,提出了一种与等深线协调的水深自动选取方法。运用道格拉斯普克算法,自动识别出等深线上的弯曲特征点;定义了水深点与等深线的协调度,并建立了协调度评估模型;通过计算水深点在等深线... 详细信息

针对当前水深自动选取中未考虑与等深线的协调问题,提出了一种与等深线协调的水深自动选取方法。运用道格拉斯普克算法,自动识别出等深线上的弯曲特征点;定义了水深点与等深线的协调度,并建立了协调度评估模型;通过计算水深点在等深线凸凹处和平直处的协调度,选取出与等深线最协调的水深点。试验结果表明:所提方法可分别在等深线凸凹处和平直处优选出协调匹配的水深点,并利用统计分析确定出所提方法中阈值、凸凹处和平直处的最协调距离的参数取值,进一步提高水深与等深线的协调效果。此外,通常资料图水深数据密度越大,选取出与等深线协调的水深点就越合理。

关键词：水深等深线协调自动选取海图

局部动态最优Voronoi图的NNI算法及其在格网数字水深模型中的应用

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测绘学报 2013年第2期42卷 284-289,303页

作者：董箭彭认灿郑义东王涛海军大连舰艇学院海洋测绘科学与工程系辽宁大连116018 海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018

在分析传统自然邻点插值(NNI)算法局限性的基础上,依据Voronoi单胞和Delaunay三角形的几何特性,提出基于局部动态最优Voronoi图的NNI算法。阐述该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下结合多波束测深数据对其在格网数字水深模型(Gri... 详细信息

在分析传统自然邻点插值(NNI)算法局限性的基础上,依据Voronoi单胞和Delaunay三角形的几何特性,提出基于局部动态最优Voronoi图的NNI算法。阐述该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下结合多波束测深数据对其在格网数字水深模型(Grid-DDM)中的应用进行了验证。试验表明该算法具有执行效率高、插值精度不丢失等优点。

关键词：局部动态最优Voronoi图 NNI 算法 Grid-DDM

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一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法

武汉大学学报（信息科学版） 2014年第5期39卷 611-615,625页

作者：李宁张立华田震彭认灿大连舰艇学院海洋测绘系辽宁大连116018 海军海洋测绘研究所天津300061

针对沿岸低潮面模型构建时数据多源、精度不等的现状,提出了一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法。利用验潮站低潮面数据和基于网格潮汐模型计算的低潮面数据等多源潮汐数据,改进潮汐数据插值方法,根据不同源数据精度信息进行权... 详细信息

针对沿岸低潮面模型构建时数据多源、精度不等的现状,提出了一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法。利用验潮站低潮面数据和基于网格潮汐模型计算的低潮面数据等多源潮汐数据,改进潮汐数据插值方法,根据不同源数据精度信息进行权重配赋,构建顾及不同源数据精度差异的沿岸低潮面模型。实验结果表明,本文所提方法顾及了沿岸海域潮汐运动特点和不同源数据精度差异对建模精度的影响,可以有效利用多源潮汐数据构建较高精度的沿岸低潮面模型,满足低潮线推算等特殊应用对高精度沿岸低潮面模型的需求。

关键词：海洋测绘沿岸低潮面模型理论最低潮面 TCARI 多源数据

一种利用双侧凸包扩张模型的路径快速规划算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2021年第1期46卷 58-64页

作者：李改肖吕程彭认灿董箭海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018 91937部队浙江舟山316000

针对障碍环境中路径规划存在的运算效率低、最短路径遗失问题,根据凸包边界在构建空间网络模型过程中具有快速高效的特点,结合路径与障碍物的相对位置关系,提出了一种基于双侧凸包扩张模型的路径快速规划算法。该算法在对凸包边界算法... 详细信息

针对障碍环境中路径规划存在的运算效率低、最短路径遗失问题,根据凸包边界在构建空间网络模型过程中具有快速高效的特点,结合路径与障碍物的相对位置关系,提出了一种基于双侧凸包扩张模型的路径快速规划算法。该算法在对凸包边界算法进行改进的基础上,提取左右侧关联障碍物的凸包边界作为网络模型,利用最短路径算法搜寻目标路径,并在ArcGIS Engine环境对密集不规则障碍物进行了仿真实验。实验结果表明,与凸包边界算法和航路二叉树算法相比,所提出的算法具有构建空间网络模型效率高、实际最短路径不丢失等优点。

关键词：凸包扩张模型快速路径规划最短路径不规则障碍