利用内部信息的农用自动引导行走车的研究(第2报)——MAP(Map And Planning)系统

介绍农用自动引导行走车研究的地图和路径计划系统(MAP系统)。针对农业领域作业的实际情况,建立了农田的环境模型和环境地图,并采用图论的方法开发了路径计划系统,进而构造了路径地图。     

自动引导行走车环境理解系统的研究

以立体视差测距原理为基础，用两个摄像机同时对同一景物进行拍摄，根据景物在左、右图像中的视差，计算目标距控制点的三维空间的实际距离，可以得到一张关于行走车工作环境的地图，以便进行路径计划。本文给出了一种农用自动引导行走车的环境理解系统的构成方法，经实验验证，该方法可行，适合我国农业发展的趋势，有发展前途     

基于LIO-SAM建图和激光视觉融合定位的温室自主行走系统

为解决传统导航方案在温室内无法应对光照变化大、作物行间距窄、接收GPS信号差等问题,该研究提出了基于即时定位与地图构建技术的激光视觉融合式自主导航算法。该系统利用三维激光雷达VLP-16(Velodyne LiDAR,VLP-16)和惯性测量单元获取温室环境信息,采用基于紧耦合的雷达惯导定位建图（tightly-coupled lidar inertial odometry via smoothing and mapping,LIO-SAM）算法构建导航地图,基于轮式里程计和视觉里程计采用扩展卡尔曼滤波器算法实现局部定位,融合激光点云配准算法和自适应蒙特卡洛定位算法实现全局定位。同时,在自主行走系统应用A*算法规划全局路径和动态窗口算法规划局部路径,从而实现自主导航。试验结果表明,LIO-SAM算法构建的温室导航地图最大相对误差、最大绝对误差和均方根误差分别为9.9%、0.081和0.063 m,在温室内改进后的定位算法横向偏差小于0.020 m,纵向偏差小于0.090 m;当自主行走系统以0.15、0.30和0.50 m/s的速度运行时,横向偏差、纵向偏差和航向偏角的平均值分别小于0...     

ArcGIS制图表达在地图制图方面的应用

随着科学技术的不断发展和创新,计算机地图制图已基本替代传统的地图绘制,实现了地图制图技术的历史性变革。ArcGIS10是ESRI公司出品的一系列GIS软件,它的自动化地图制图技术已相当完善,可以实现各种地图制图的需求。通过实例讲述了ArcGIS制图表达在地图制图方面的应用,解决传统GIS制图符号化中复杂地物表现上的难题,实现符号系统的共享,属性变化的动态表达,制图表达的规范化与个性化,以及图库数据的一体化生产和管理,最终提高GIS制图的效率。     

论数字地球与地图

论述了数字地球的基础理论和数字地球的概念、内容、应用领域；讨论了基于数字地站台的地图生产自动化和基于数字地球技术的地图产品种类。     

双激光雷达温室运输机器人导航系统研制

为解决机器人在温室环境下的自主导航问题,该研究研制了基于双激光雷达的温室运输机器人导航系统,实现温室环境下的地图构建、路径规划和定位导航。融合激光雷达与编码器信息,使用cartographer算法及时定位与地图构建。根据地图与检测点信息,采用Dijkstra算法规划全局路径,使用动态窗口算法规划局部路径,完成自主导航。试验表明,车载系统分别以0.2、0.5和0.8 m/s速度运行时,实际导航路径与目标路径的横向平均偏差小于13 cm,标准差小于5 cm;导航目标点处横向偏差、纵向偏差的平均值不超过9 cm,均方根误差不超过11.2 cm,标准差小于5 cm,航向偏差的平均值小于10°,均方根误差小于12°,标准差小于6°,满足机器人温室运输作业的导航精度需求。     

人地关系的地图表现——开县土地人口容量图编制过程

运用地图的表现手法，研究土地和人口之间的复合关系，设计出新的人地关系图种－土地人口容量图，阐述了土地人口容量图编制原则，方法和特点。     

C#WinForm中巧用Flash实现地图向导

结合Flash先进的动画技术开发基于C#语言的WinForm应用程序,能使程序更加生动美观,交互能力更强。在“县域土壤养分管理和施肥信息系统（SNMAIS）”中巧妙地应用了这一技术,实现了“地图向导”功能,从而更加方便直观地引导用户使用系统。本文在阐述C#WinForm与Flash通信原理的基础上,详细描述了“地图向导”功能的实现方法。     

农业专利地图工具的研究与实现

本文主要介绍了农业专利地图工具的研究意义、用途和实现方法,实现过程包括专利数据库的建立、专利数据输入模块和统计分析模块。     

基于GIS的泰州市自动气象站应用系统的设计和实现

根据泰州市气象业务发展需求,以GeoServer发布地图数据为基础,结合SQL Server数据库,以Java为开发工具设计并实现了基于GIS的自动气象站查询系统。在对自动气象站数据报文自动采集入库,形成统一格式的数据库基础上,实现了多条件的气象要素查询、统计,异常数据值的监测和预警、疑误数据反馈等功能,同时提供了等值线、色斑图、曲线图等形式多样的服务产品表达方式。该系统已经投入运行,并通过一体化业务平台服务于社会和行业用户。     

遥感,地图,地理信息系统一体化应用

遥感、地图和地理信息系统三者呈“你中有我，我中有你”的相辅相成关系。三者一体化应用使地球科学得以进展，又能在资料开发、环境保护、自然灾害监测评价等方面发挥重要作用。一体化应用的基础是掌握三者的学科－技术特性与相通关系。     

农业地理信息系统中对栅格图象无用数据的空间分析技巧

阐述了栅格图象处理过程中,对斑点噪声和无用数据的处理技巧,并且按照实施步骤列出了相应的地图代数函数。     

基于模糊神经网络的智能履带车路径跟踪系统

履带车适合于松软地面作业，其在结构化环境中能够自动驾驶功能具有重要的意义。介绍了基于模糊神经网络的智能履带车路径跟踪系统。该系统是模糊控制和神经网络控制的有机结合体，除了保留常规模糊控制器的自然语言信息处理功能以外，同时具有神经控制系统的监督学习及知识获取功能，这使得控制系统对变化的工作环境具有更好的适应性。试验表明：该控制系统对变化路径的跟踪响应迅速、反应敏感，能够满足路径实时跟踪的要求，效果较好。     

CAD文件导入奥维地图的三种方法及其对比

将奥维地图软件应用到水土保持野外作业中,可显著提高现场踏勘效率。本文详细介绍了将CAD文件导入奥维地图的三种方法,通过综合分析各方法的特点并进行对比分析,结果表明:关联点法更具有普适性及推广意义。     

基于地图直接对比的土壤空间表达尺度效应研究——以封丘土壤属性制图为例

将封丘县3 608个土壤样点分为3 463和145个点,分别构成制图数据总集和验证数据总集,再从制图数据总集中通过4%～96%的多尺度随机抽样,构成17个制图子集。分别按Kriging、IDW和以点代面法对土壤有机质、有效磷和速效钾进行预测制图,基于地图直接对比计算制图子集和制图数据总集制图结果的相关系数以评价土壤属性图变化的尺度效应,并与验证数据集评价的多尺度制图结果进行了对比。最后,采用多子集制图结果的变异系数指示多尺度地图表达的不确定性,并将其与基于Kriging估值方差及随机模拟的不确定性表达进行了对比。研究表明,基于地图直接对比可发现,制图效果与样本数量具有显著的分形关系,且分形维数受制图方法和土壤属性空间可变性的双重影响:同样条件下以Kriging方法最小,而以点代面法最大;以土壤速效钾最小,而土壤有效磷最大。验证数据集实测值和估计值的相关系数及均方根误差没有表现预期的分形特征。Kriging估值方差及随机模拟表达的单一尺度制图不确定性明显受采样点分布与Kriging估值大小影响,而基于地图直接对比的多尺度制图的不确定性更客观地反映土壤自然变异,其中土壤有机质、土壤速效钾有较强规律可循,而土壤有效磷则没有规律。     

奥维互动地图在规划设计项目调查中的应用——以某矿山生态修复设计项目为例

对奥维互动地图常用的基本功能进行了介绍,并以某矿山生态修复设计项目为例,结合规划设计项目调查中的使用经验,对其功能应用情况进行了总结。在规划设计项目调查中采用奥维互动地图进行行程规划、路程导航、定位获取信息、轨迹记录、测量等,可以有效提高外业调查效率,大大节约时间和人力成本,同时突破了传统外业调查工作的局限性,能够适应相关规划设计项目的发展趋势,应用前景广阔。     

农业电力巡检系统中路径分析算法与实现

讨论了农业电力巡检系统的路径分析算法，并在eSupermap环境下，以某区级农电局电道网数据为例，利用eVC及eSupermap二次开发类库实现了其最短路径和最佳路径分析。     

基于WebGIS的基本农田土壤环境质量评价系统

在区域土壤环境时空数据库支持下，以GeoWeb为地图服务器，利用ASP、JavaScript和HTML程序语言，建立基本农田土壤环境质量评价系统(PFSEGIS)，PFSEGIS的构建包括基本农田土壤环境数据库和模型系统两部分。数据库由样点监测数据、地形图数据和元数据组成。模型系统包含单因子评价模型、综合评价模型和空间插值模型。PFSEGIS包括样本数据采集、样本评价、区域模拟、信息统计、元数据浏览5个功能子系统，把监测数据与地图数据相结合进行空间分析处理，并通过模型运算，实现了基本农田土壤环境质量信息的在线共享、评价与咨询服务。     

基于CSLE模型的巴基斯坦土壤侵蚀评价

通过制作土壤侵蚀图,分析土壤侵蚀主控因子,为巴基斯坦水土流失与保护提供合理的科学依据及治理参考。以土壤侵蚀抽样调查单元数据和土壤侵蚀因子数据为数据源,基于CSLE模型分别以空间插值法和地图代数法定量计算巴基斯坦水蚀区土壤侵蚀图,以空间插值结果为参照对地图代数计算结果做直方图匹配得到巴基斯坦水蚀速率图;采用水利部SL 190—2007标准对巴基斯坦风蚀强度进行了定性评价;使用分类决策树分析土壤侵蚀的主控因子。结果表明,空间插值法制图具有空间预测的准确性,地图代数法制图可以表现良好的局地变异特征;直方图匹配土壤侵蚀图兼具这2种方法的优点,土壤水蚀速率平均值为972.9 t/(km²·a),水蚀区土壤侵蚀比较严重,风蚀区以剧烈风蚀和极强烈风蚀为主,大部分地区生物措施因子是影响土壤侵蚀的主控因子,耕作区和山区的主控因子分别是R因子和LS因子。     

跨平台集成开发配电网络GIS的研究与实现

配电网络地理信息系统GIS与配电管理系统DMS的其他部分有着密切的联系。在配电系统中引人GIS是配电管理系统发展的需要。GIS的主要功能体现在与设备管理FM/自动成图AM、监视控制和数据采集SCADA系统、管理信息系统MIS、用户信息系统CIS 等各个系统的有机结合，可以为DMS提供强有力的数据和图形平台。基于现代化全面信息实时管理、建立公共服务平台、优化系统性能的需要，有必要进行跨平台集成开发。利用VC++和MapInfo集成开发为例，在Windows环境下，生成一个集成地图的应用程序，使地理信息系统的空间数据与其他属性数据相结合，实现集成开发的部分功能。