太阳影子定位建模与分析

太阳影子定位是根据物体影子随时间的变化,获取视频拍摄时间和地点的技术.针对太阳影子定位问题,基于直杆影长与杆高构成的直角三角形,建立了影长与时间的函数关系式;利用非线性最小二乘法估计关系式模型中的时间和地点等参数;根据某视频中获取的拍摄数据,采用Matlab技术对数据进行拟合分析,并利用太阳方位角,对拟合得到的影长函数进行回归分析,以完成角度校验.实验结果表明,非线性最小二乘法能够解决太阳影子定位问题,角度验证能够保证建模结果的合理正确性,且此方法简单高效.     

太阳影长定位的误差分析及在视频数据中的应用

物体太阳影长及方位角的变化依赖于物体所在的经纬度,可以建立非线性最小二乘模型利用影长的变化反演参数以实现定位.针对影长定位精度问题,基于影响定位精度的因素建立大气折射、地球椭球等模型进行误差分析,发现定位误差平方和与影长测量偏误差成二次正相关,而大气折射和地球形状的影响也在统计检验下显著.在定位模型基础上,提出利用改进的三帧差分法识别影长图像以自动提取数据的算法,建立视频数据三维透视模型以实现定位.     

太阳影子拍摄时间和地点的定位方法

根据直杆在太阳下影子的长度确定拍摄地点和日期。首先,确定影响影长变化的5个因素,建立影长变化关系式,并分析单一参数变化对影长的影响规律。其次,在影长已知的情况下,采用非线性回归模型和最小二乘法,相对精准地确定直杆所处地点和拍摄日期。并针对一影长渐变的视频进行模型应用。最后,运用Matlab对影长变化规律、非线性回归模型、灰度读帧处理分别编写算法并描述。     

基于视频数据处理的太阳影子定位研究

针对太阳影子定位技术问题,使用二次多项式拟合、联立多元方程组求解等方法,利用EXCEL、Matlab、LINGO等软件进行编程求解,分别构建直杆影长变化模型、太阳影子定位模型、太阳影子定时定位模型等,从而得到如下结论:影子长度呈先递减后递增的变化趋势,且在当地时间正午12:00影子长度最短;在其他条件一定的情况下,影子长度与直杆长度、太阳直射点的纬度、直杆所在地纬度均呈正相关关系等;并以视频为例,根据已建立的数学模型,确定待估视频地点.     

基于非线性规划的太阳影子定位技术研究

针对太阳影子定位技术中,由物体影子变化确定拍摄地点和日期的问题,该文通过对影响物体影子长度各因素的分析,确定影子长度关于物体高度、经纬度、太阳高度角等参数的变化规律。由物体影子顶点坐标,以测量影长和计算影长间误差最小为目标,利用最小二乘原理,建立非线性规划模型,结合曲线拟合选取初值,通过穷举搜索算法,确定目标的可能地点和日期,并对拍摄的视频按固定频率提取各帧等预处理,得到测量数据后使用该模型,实现视频数据的定位分析。     

太阳影子定位测算技术研究

太阳影子定位技术是通过分析物体的太阳影子变化,确定影子所在地点和日期的一种方法。通过建立影子长度变化模型,根据杆长与太阳影子长度的变化规律,研究太阳影子与当地经纬度的变化关系,采用MATLAB编程计算对物体进行有效定位。同时,根据时间变量与影子顶点坐标关系,利用太阳方位角的公式,求得直杆所处日期。     

基于回归分析视频中太阳影子时空定位的研究

针对阳光下物体影子变化的过程,分析时序数据确立特定物体所在地。运用三角函数关系与太阳高度角决定公式确立影长决定公式,最小二乘法确立影长变化函数,日期时间已知时使用正午太阳高度角与逆推影长决定公式得特定物体所在地的经度和纬度,仅时间已知使引入半昼长计算公式与简便正午太阳高度角计算公式联立,得到经纬度推算出日期,最后处理视频得到影长变化数据再计算如前,通过视频中特定物体影长的变化确立视频拍摄日期与地点。     

太阳影子定位模型

以2015年全国大学生数学建模竞赛A题的附件1和附件4为对象.通过建立太阳影子定位的模型,分析确定影子对应物体所在的经纬度以及拍摄时间.在问题1中,利用直角三角形的性质,建立物体影子长度关于太阳赤纬、观测点纬度、真太阳时和物体高度变化模型,在MATLAB环境下绘制影子长度与各参数的三维相关图,得到其变化规律;在问题2中,基于问题1中建立的影子长度变化模型,结合真太阳时与观测点经度的关系,建立影子长度关于观测点纬度和观测点经度关系模型,通过非线性拟合估计观测点经纬度;在问题3中,将视频数据进行转化,获取太阳影子顶点坐标数据,基于问题2中建立的影子长度变化模型,结合日期与太阳赤纬的关系,通过非线性拟合估计视频拍摄的可能地点.     

基于时空角度对太阳影子定位技术的研究

针对太阳影子的定位,综合分析直杆影子长度及坐标与所处地理位置、太阳直射点、时间的理化关系,建立了影子变化的动态模型和非线性方程拟合模型,运用MATLAB、MATHEMATICA软件求解,得出了直杆的太阳影子长度变化曲线图、直杆所处地理位置和监控视频的拍摄日期等结果。     

基于优化模型的太阳影子定位技术研究

为了解决利用太阳影子轨迹进行定位的问题,该文首先根据球面天文学中太阳视坐标计算公式和影子形成原理,推导出影子长度与经度、纬度、日期及时刻4个参数的关系。在此基础上,采用最小二乘法,建立了利用影子轨迹确定测量地点经纬度和测量日期的优化模型,并设计了粗略搜索算法+穷举法对优化模型进行求解。实践表明,将经纬度为(79.75°E,39.52°N)处测得的数据代入优化模型,利用上述算法编写MATLAB程序进行求解,结果为(79.50°E,39.87°N),误差在1%以内。     

太阳影子定位参数反演模型的混合粒子群算法

针对非线性太阳影子定位参数反演问题,给出一种基于单纯形算法的权重线性递减的粒子群混合算法,此混合算法融合了单纯形算法的精确局部搜索能力和粒子群算法全局搜索能力,且采用权重线性递减的粒子群算法加快了算法的收敛速度。在太阳影子定位参数反演的数值实验中,所提算法不仅成功反演参数,而且拥有较高的计算精度和更快的收敛速度。     

基于数学建模的太阳影子定位

太阳影子定位技术对现代定位技术具有较为重要的参考价值,通过研究太阳下物体影子长度的变化情况与各个参数的关系,描绘动态变化规律曲线图.在此模型基础上,利用最小二乘法、曲线拟合的数学方法,根据物体影子的动态变化规律求出物体高度以及测量点所在地.     

利用重力卫星数据恢复地球质量迁移方法的研究

利用卫星重力数据反演地球质量迁移一直是地球物理研究领域的重要课题。主要讨论了基于重力场球谐函数反演地球表面质量变化的基本理论,推导了反演模型的基本理论公式。利用GRACE月重力场数据对反演模型公式进行了试算;并将试算结果与CPC和GLDAS模型数据进行了比较。比较结果表明:该反演模型能很好地反映某区域水储量变化,具有较好的适用性和精确性。     

基于影子轨迹线反求采光效果的技术研究

根据"立竿见影"现象及竿影日照图的原理,分析影子的形成原理和影子随时间的变化规律,建立了时间、太阳位置和影子轨迹关系的数学模型,利用影子轨迹图分别推导出求解建筑物朝向、间距、采光时间的数学公式。设计算法通过Visual Basic和Visual Lisp编程,研制计算机反求实验平台,构建利用竿影轨迹图反求建筑采光效果的方法。     

基于视频分析的地理信息隐私保护方法

社交网络中的视频资源常常包含了丰富的地理信息,因而给用户隐私安全带来严重的威胁。针对视频中的位置隐私等问题,利用太阳影子定位技术以及图像局部扭曲技术原理,提出了基于图像处理的视频地理信息隐私保护方法。根据观测直杆影子的视频建立太阳影子变化模型,挖掘该视频的地理信息,对视频进行处理,确定自然投影阴影区域。使用自适应网格技术对视频局部区域扭曲,达到了地理信息隐私保护的目的。实验表明,该方法能够对地理信息中包含的个人信息进行伪装和隐藏,同时保证视频连续完整性和可用性。     

基于物体影长数据的定位方法研究

根据物体在太阳光下的影子变化数据来判断其所在的地点和日期,是一项具有现实意义的研究。通过分析时角、赤纬角及当地的经纬度与物体影长的物理学关系,将地点的空间定位问题转化为数学上的优化问题并建立模型进行求解。在日期已知时,利用确定性的两阶段空间搜索算法进行模型求解;在日期未知时,改进模型,利用细菌觅食优化算法(bacterial foraging optimization,BFO)进行求解。经检验,两种定位方法的效果均良好,可具体应用于解决现实生活中的地点定位。     

基于"穷举-非线性拟合"算法下的太阳影子定位分析

针对太阳影子定位问题,分析影子长度关于各个参数的关系,建立影子长度变化模型;在该模型基础上,使用非线性拟合、穷举等方法,设计"穷举-非线性拟合"算法;利用MATLAB编程求解,确定不同的条件约束下,直杆的可能地理位置及所测日期.     

基于BP神经网络太阳影子定位问题研究

对于直杆太阳影子的定位问题,根据地理知识建立太阳影子和各个物理量之间的函数关系模型,在该模型的基础上利用BP神经网络良好的非线性拟合能力和自学习能力,由直杆太阳影子反演出直杆可能所在地理位置和所测日期。     

基于视频数据分析的太阳影子定位法应用研究

利用太阳高度角的正弦表达式,推导出物体影长与太阳高度角、当地经纬度和赤纬角的数学公式。据此,利用视频数据中物体影长变化规律,以及摄像机成像原理,建立最小二乘法约束规划数学模型,确定视频拍摄地点和日期。最后,讨论了此方法在现实生活的一些应用。     

太阳影子定位研究

针对太阳影子定位问题,使用最小二乘法、多项式联立、残差分析等方法,分别构建非线性回归、求解纬度等模型,应用MATLAB软件完成了太阳影子定位经纬度的公式推导与求解,并结合实际数据进行实践。此方法简便直观,实用性较强,可应用于破案侦查等现实案例中。