基于小波分析的玉米叶绿素a与LAI高光谱反演模型研究

2003与2004年分别在长春市良种场与中国科学院海伦黑土生态实验站,实测了大田耕作与不同经营制度作用下玉米冠层高光谱反射率与叶绿素a含量、叶面积指数（LAI）数据。采用NDVI（Normalized Difference Vegetation index）、SAVI（Soil-Adjusted Vegetation Index）、TVI（Transformed Vegetation Index）、MTVI2（Modified Transformed Vegetation Index2）等植被指数建立了玉米叶绿素a与LAI反演模型;应用小波分析对采集的光谱反射率数据进行了能量系数提取,并以小波能量系数作为自变量进行了单变量与多变量回归分析,对玉米叶绿素a与LAI进行估算。研究发现NDVI、SAVI、TVI、MTVI2植被指数可以较为准确的估算玉米叶绿素a、LAI（R^2〉0.70）;小波能量系数回归模型可以进一步提高玉米叶绿素a含量、LAI的估算水平,以一个特定小波能量系数作为自变量的回归模型,玉米叶绿素a、LAI回归确定系数R2分别高达0.79、0.82;以多变量回归分析表明玉米叶绿素a、LAI实测值与预测值的线性回归确定性系数R2分别高达0.87、0.90。以上结果表明,小波分析可以对高光谱数据进行特征变量提取,进而反演玉米生理参数,对其他植被生理参数反演具有一定借鉴意义。图3,表4,参11。     

基于IFS算法的植被虚拟仿真模拟

由于植被的动态性、随机性和不规则性,使得可融合遥感信息、辐射计或多传感器的植被计算机虚拟仿真相对复杂.在算法构造上要求具备较好的仿真数据接口,并保证仿真输出的真实、稳定和实时性.基于IFS(Iterated Function System,迭代函数系统)算法可有效实现上述仿真模拟的要求.以基于遥感信息的植被虚拟仿真模拟为研究对象,讨论了基于IFS算法实现植被仿真模拟造型中的S垫片仿射变换、IFS码的确定和基于IFS码的拼贴等关键算法实现步骤,从而有效实现针对常规目标植被的高可用、高可融合遥感数据的仿真模拟.图2,表1,参12.     

基于EON的核设施VR特征建模技术研究

根据核设施虚拟仿真的特点,分析了辐射场以及屏蔽等特殊因素对特征模型构建的影响,对其特征模型进行了归纳与界定,给出了辐射场、屏蔽等模型的计算方法.结合训练仿真系统研制开发的需求,完成了辐射场、屏蔽、动态维修工艺等特征模型的构建;基于EON仿真平台进行了二次开发,实现了实时交互的仿真环境,并对构建的核设施虚拟仿真模型进行了验证.     

基于散射体模型的PolInSAR数据模拟反演研究

极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)测量是一种集极化雷达(PolSAR)和干涉雷达(InSAR)测量技术于一体的新的对地观测技术,利用极化干涉雷达数据提取地表植被垂直结构参数是当前极化干涉研究的热点问题.然而现在国内外适用于PolInSAR处理的数据都是重复轨道数据,其中应用广泛的是SIR-C/X-SAR数据,其成像时间在10多年前,成像区域植被高度及衰减系数大小无法考证,因此利用该数据进行反演,反演结果的精度无法验证,故有必要对极化干涉数据进行模拟来验证PolInSAR反演算法的优劣.提出了一种便于验证反演算法的基于散射体模型的PolInSAR数据模拟方法,并利用基于统计特征的反演算法验证了该数据的有效性.     

基于几何映射的遥感成像光照仿真方法

光照条件是影响可见光遥感成像结果的重要因素,是成像仿真领域的一项重要研究内容。提出一种基于几何映射的遥感成像光照仿真方法,以单幅遥感图像样本和三维模型为输入,获取不同光照条件仿真图像。对输入的样本图像进行几何定标,并通过逆向渲染提取场景的可见光反射特性数据;利用场景几何模型,通过几何映射方法获取样本图像各像素点的几何信息;根据设定的光照条件在图像空间进行成像仿真计算,获取不同光照条件的仿真结果。实验表明,该方法能够实现较为真实的光照仿真。     

基于ADAMS与SIMULINK的舵机虚拟样机建模和仿真

舵机是制导控制系统的重要部件,为了减少成本,提高制导控制系统的研发效率,提出了用舵机虚拟样机替代物理样机的方法.利用机械动力学分析软件ADAMS和控制仿真软件SIMULINK分别建立导弹舵机的机械动力学模型和控制器模型.通过对仿真数据处理和分析,并与物理舵机实测数据进行对比,确定出虚拟样机的控制参数,改进模型准确度,获得可行的舵机虚拟样机.在此基础上,将虚拟样机嵌入到制导控制系统仿真中,仿真结果验证了此方法的可行性.     

含季节性虚拟变量的GM(1,1)模型及其应用

针对GM（1，1）模型难以准确预测季节性时间序列的问题，本文将季节性虚拟变量作为灰作用量引入传统GM（1，1）模型中，提出了含季节性虚拟变量的GM（1，1）模型（简记为GMSD（1，1））.在GMSD（1，1）模型定义型和白化型的基础上，推导了GMSD（1，1，x⁽¹⁾）模型、GMSD（1，1，x⁽⁰⁾）模型、GMSD（1，1，b）模型、GMSD（1，1，exp）模型、GMSD（1，1，C）模型等五种派生型GMSD（1，1）模型，构建了季节性虚拟变量GM（1，1）模型群.同时利用粒子群算法对GMSD（1，1）模型和GMSD（1，1，exp）模型中的解析式进行最优化求解.最后以中国水力发电量的季度数据为例，验证了含季节性虚拟变量的GM（1，1）模型及其派生模型的有效性和优越性.结果表明：相较于传统GM（1，1）模型，引入季节性虚拟变量的GMSD（1，1）模型及其派生模型更能准确地描述系统特征序列的季节性波动和周期性变化特征.     

虚拟目标轨迹参数化设计与可视化仿真

结合光电测量系统仿真测试需求和虚拟目标的运动特征,提出了一种简便实用的目标运动特征仿真模型,建立了基于此模型的仿真轨迹参数化设计方案,对仿真轨迹的参数化设定、生成流程及轨迹理论跟踪数据的产生进行了论述.在开发的可视化仿真系统中,采用实时交互式设计方式,动态、直观的仿真出运动特征符合要求的目标轨迹,为测量系统图像仿真提供了理论数据和三维场景,是一种高效率的目标运动轨迹仿真手段.     

黑潮锋特征建模及其可视化技术研究

根据黑潮锋区环境特点及其对海军水声探测的重要影响,建立了指数形式的黑潮锋特征快速重构模型,利用历史数据、实测数据、遥感数据实现了锋区环境参数的快速获取.在此基础上,提出了基于锋面梯度纹理特征的黑潮锋三维体结构可视化方法,实现了对锋区三维空间特征的实时、直观表达.黑潮锋年变化特征的仿真实验结果表明了该方法的有效性.     

XSLT在仿真数据转换中的应用

XML已经广泛应用于仿真系统开发和执行过程中的数据表示、数据存储、数据交换和数据共享。XSLT是XSL样式表的一个组成部分,用于将XML转换为其它形式的文档,如XML、HTML、文本文档等。使用XSLT实现仿真数据转换,如将想定转换为脚本文件、模型描述文件转换为对象模型模板（OMT）文件和基本对象模型（BOM）描述文件等,可以驱动仿真系统的开发与执行,实现异构仿真系统的互联,提高仿真系统的兼容性,增强仿真系统的可扩展性和可维护性。针对XSLT仿真数据转换的复杂性和XSLT编程语言的局限性,提出了双层映射数据转换方法,并使用XSLT中的命名模板、参数和变量定义、流程控制等方法,设计实现了递归循环算法。     

基于组件的分布式虚拟仿真平台的研究与实现

分布式环境下虚拟仿真技术是在虚拟的逼真环境下,对产品设计及其周边环境进行协同仿真验证的有效手段.本文首先提出了分布式虚拟仿真系统设计的一些概念和原理,接着提出了基于组件对象模型的虚拟仿真系统建模与仿真方法,并重点阐述了支持分布式虚拟仿真的集成框架及其关键实现技术,该平台在一具体的仿真实验系统—飞机模拟仿真飞行系统的的设计中得到具体应用。     

虚拟手术仿真器技术

虚拟手术仿真器是虚拟现实技术在医学上的一个重要应用。本文较为全面地论述了虚拟外科手术仿真器的研究发展概况,对其需求和关键技术进行了分析,重点讨论了虚拟人体器官组织物理模型的构造技术,为下一步开展虚拟手术仿真器的研制工作打下了研究基础。     

虚拟电子实验室体系结构及其关键技术研究

基于虚拟原型和计算机网络的虚拟电子实验室（VEL）是一种先进的研究，实验，开发和设计理念，VEL是除了理论和实验之外的第三种科学研究与工程设计方法和形式。VEL提供给用户一种共享资源，技术交流，远程控制，共同研究，协同工作的分布式解决问题的环境，VEL涉及许多关键技术和相关领域，包括VEL系统总体技术，建模／仿真技术，虚拟现实（VR）／可视化技术，协同虚拟环境实现技术等。     

真实场景的生成与实时绘制技术

真实场景的实时绘制是飞行模拟器视景系统开发的一个难点。本文介绍了采用大幅遥感卫星照片和DEM数据生成真实场景和使用IRIS Performer开发工具，实时绘制真实场景的技术，提出了采用区域分割，多精度模型等方法，将大片区域场景分成若干了子块，每块有几层模型的设计思想，提出了基于视步的场景数据动态分块调入与释放策略，应用该方法实时绘制的真实场景已投入飞行模拟训练，获得了满意效果。     

真实海洋环境视景仿真技术研究

真实海洋环境的视景仿真技术一直是虚拟现实仿真技术的重要研究方向之一。针对此课题,系统研究了三维海洋环境的组成和环境建模技术,从二维电子海图中直接获取海洋地理环境数据,作为虚拟海洋环境视景仿真的数据基础,采用基于Delaunay算法的三维数字地图地形建模方法,将三维地形数据转化为可以直接进行三维建模的ded文件。实验演示了海洋地理信息三维模型库的构建方案、模型示例及三维虚拟海洋环境的实现,取得了逼真的仿真效果。     

用于汽车操纵稳定性模拟的虚拟现实平台的研究

运用虚拟现实技术建立了一套桌面虚拟现实系统来进行汽车操纵稳定性的研究。首先按照汽车操纵稳定性的要求建立了相关的虚拟试验场景以及汽车操纵稳定性的动力学模型。在此基础上,利用Matlab/Simulink及其虚拟现实工具箱构建了实现汽车操纵稳定性仿真可视化的桌面虚拟现实系统。最后进行了基于虚拟现实的汽车操纵稳定性仿真。结果表明该桌面虚拟现实系统基本能够实现对汽车操纵稳定性的研究,同时该系统提供了新的评价和分析汽车操纵稳定性的工具。     

虚拟装配关键技术及其发展

虚拟装配技术是虚拟制造技术的关键部分,它主要实现两个层次的映射,即底层用产品虚拟模型映射了产品物理模型,顶层的虚拟装配仿真过程映射了真实的物理装配过程。虚拟装配关键技术主要包括:碰撞检测、零部件建模以及数据交换与集成、装配规划、基于约束的运动导航与精确定位、线缆管路等可变形体零件装配技术、知识的提取与应用和装配评估与验证等。文中对这些关键技术的研究现状进行了综述,并根据研究现状分析了虚拟装配技术中存在的问题以及发展趋势。     

通用虚拟现实软件开发平台的研究及其应用

针对快速构建虚拟现实应用系统的需要，开发出全集成化，功能完备且性能先进的通用虚拟现实软件开发平台VRMagic。该平台采用模块化设计，模块之间通过统一的数据结构相互通讯。基于WTK的三维虚拟演播室子系统是该平台的核心模块，它通过解析仿真描述文件产生虚拟场景，具有六自由度漫游、实时交互，实时视频合成与GIF动画等功能，同时支持立体眼镜、V8头盔、CyberGlove数据手套与多种定位与跟踪设备。通过将生物大分干三维结构信息转化为仿真描速文件，可利用访平台实现生物大分于三维空间结构及其动态演化过程的虚拟现实显示。     

基于蒙特卡罗方法的森林冠层BRDF模拟

蒙特卡罗(MonteCarlo)是一种随机统计方法,被广泛用于模拟可见光森林冠层BRDF(双向反射率分布函数)。基于蒙特卡罗方法构建了光子与植被冠层之间的随机过程,给出了蒙特卡罗模拟森林冠层的BRDF的具体实现方法。在此基础上,讨论了蒙特卡罗模拟中的关键技术:光子自由路径的计算;光子散射方向的确定;BRDF热点效应纠正;光子能量收集算法。实践表明,蒙特卡罗方法能准确模拟出森林冠层BRDF,并能作为其他森林冠层BRDF模型的有效检验工具。