MEMS惯性高度尺测量精度分析

研究了基于微电子机械系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)的惯性导航系统的短时相对高程测量精度,设计了“惯性高度尺”算法,进行了桌面测高和楼层测高两个验证性实验。分析了不同运动条件和运动时间下“惯性高度尺”的测高精度。基于零速修正技术提出了一种分段测量的方法。实验结果表明,桌面测高可实现毫米级精度(相对误差0.17%),楼层测高可实现多层厘米级和单层毫米级测量精度(相对误差分别为0.22%,0.06%)。测量误差与载体的姿态动态和运动时长成正相关。实验验证了MEMS惯导用于高度测量具有较高可行性,稳定的运动条件和较快的测量时间能够提高测量精度。     

智能草坪洒水器的设计

主要介绍了以STC89C51单片机作为核心控制器的智能草坪洒水器设计方案。系统前端主要采用温湿度传感器DHT-11和人体红外传感器HC-SR501检测草坪的实时环境情况和草坪上的人员情况,根据检测结果和预先设置的初值,控制洒水器的升降和水泵的工作。产品制作模型经过系统测试,基本达到设计要求。     

栅格型水文模型及其应用

选取汉江上游汉中水文站以上集水面积为研究区域,基于栅格型数字高程数据,利用数字高程流域水系模型,生成栅格水流流向,构建数字流域水系及空间拓扑关系;然后将逐步插值法处理后的栅格型降雨数据作为研究区内每一栅格单元上的雨量输入,并在各栅格上应用新安江降雨径流模型进行产流计算;再运用考虑区间侧向入流的Muskingum-Cunge法在栅格水系上进行“先合后演”的洪水演算,从而获得汉中站的流量过程．结果表明,栅格型水文模型不仅能演算出流域出口断面处的流量过程,还能方便地计算流域内各支流任一栅格点上的流量过程．     

城区三维景观重建中的建筑物提取

在采用包含建筑物高程信息的DEM数据进行地形建模时,依次连结相邻网格点为多边形的绘制方式会带来建筑物墙面倾斜,建筑物与地形混淆的问题．针对这一问题,利用建筑物顶点与地形顶点之间具有较大高度差的特点,结合建筑物的几何特征,提出了一种在DEM数据中提取建筑物的算法．实验结果证明利用该算法重建出的城区三维景观具有更为逼真的显示效果．     

不同空间尺度DEM坡度转换图谱分析

从地理学的宏观与实际需求的角度出发,选择代表黄土高原典型地貌类型(黄土丘陵沟壑区、破碎塬区、梁峁区)的3个样区作为试验区．试验以1：10000高精度地形图的5m空间分辨率DEM(数字高程模型)所提取的地面坡度为准值,运用GIS、数理统计和比较分析等方法,研究基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM所提取地面坡度的误差特征与纠正方法．文中应用地学信息图谱的理论和方法．经过反复实验、分析,找到一个精度较理想的,可适用于黄土高原不同地貌类型的坡度转换图谱．同时．利用它实现对基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM提取地面坡度统计值的误差纠正,为其应用精度提供参考标准和依据．此外,它也可以为各类DEM的适用性、应用精度的科学估算．以及有关标准的制定,提供科学依据。     

顾及非线性高程归算的中国西北区域对流层天顶延迟模型

对流层延迟是影响高精度导航定位的关键因素,同时也是进行GNSS水汽反演的重要数据。中国西北区域地形起伏较大,目前中国西北地区对流层天顶延迟模型在高程方面顾及不足,无法满足实时高精度定位需求,因此建立高精度中国西北地区对流层延迟模型成为迫切需求。针对当前中国西北地区ZTD模型未同时顾及非线性高程归算以及季节变化等问题,本文将利用2015-2017年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA5资料建立顾及非线性高程归算的中国西北地区对流层天顶延迟模型(MZTD模型)。联合未参与建模的2018年ERA5资料和中国西北陆态网84个GNSS测站数据,验证MZTD模型的精度和适用性,并与目前使用广泛的GPT3模型进行精度对比。结果表明：以2018年ERA5资料和中国西北陆态网测站数据为参考值,MZTD模型的均方根误差(RMS)分别为3.14cm和2.81cm,相对于GPT3模型精度分别提高了约16.3%和21.7%,同时MZTD减少模型参数,提升了模型计算效率。因此,顾及非线性高程归算的MZTD模型在中国西北区域体现了更好的精度和适用性,可以为中国西北地区进行实时GNSS水汽探测和导航定位提供重要参考。     

基于混合DEM数据存储结构的三维地形可视化

为了解决三维地形可视化中的海量数据快速高精度渲染问题,基于创建三维地形所使用的两种主要数字高程模型TIN（Triangulated Irregular Network）和GRID,研究了模
型采样点的分布特征、各自优缺点以及存储数据结构,给出了构建混合DEM（Digital Elevation Models）模型的方法,详述了构建混合模型,计算地形复杂度的方法,混合模型的数据结构及三角网生成算法。通过实验说明了混合模型用于三维地形可视化的优势。     

Bézier曲线的升阶方法

为了使伯恩斯坦基函数具有更多性质,更好地实现Bezier曲线升阶,把切比雪夫多项式转换到区间[0,1]上的正交函数。在区间[0,1]上,用该正交函数计算出转换矩阵M_n,并得到升阶矩阵T_（n,r）,从而在切比雪夫多项式与伯恩斯坦基函数之间,建立转换矩阵。该方法能够有效地升阶Bezier曲线,使其在CAGD中应用更广泛。     

基于摆动式单波束探测的微地形高程数据平滑算法研究

在摆动式超声单波束探测水下微地形中,高程数据的随机误差不可避免地影响地形绘制质量及未测地形预测精度.结合摆动式单波束探测特点,提出了一种改进型中值滤波算法,即根据背向超声波的地形坡面无法被探测的特点,首次引入地形坡度变化小于的经验准则确定跃变点最小间隔,再利用最小间隔判断测点是否为跃变点.在实际应用中,利用6条测线的高程数据,由标准中值滤波与改进型中值滤波进行比较.结果表明:改进型中值滤波算法能更好地保护地形特征点.     

基于分级预泄条件的水库汛限水位动态控制域与应用

为了解决汛限水位动态控制域主要确定方法存在的问题,采用数学模型方法进行研究,提出考虑24h降雨预报的分级预泄法确定汛限水位动态控制域,即将有效预泄时间内的泄流量划分为不同的量级,然后基于预泄能力约束法的基本理念,确定该条件下的水库汛限水位动态控制域。该方法更紧密的结合了水库防洪调度的实践,可操作性更强。