摘要：针对智能遥感卫星系统星上处理与端到端测绘应用的轻量化全球控制信息需求,本文提出了一种星载轻量化影像控制点数据制作方法。首先,在稀少/无地面控制数据条件下,通过国产高分辨率立体测绘卫星影像的区域网平差处理,生成全球影像控制点;其次,通过将影像控制点的局部影像描述至特征向量,设计星载影像控制点的轻量化表示模式,分析其存储性能和星上匹配应用策略;然后,采用哈希映射学习得到的哈希函数,将影像控制点特征向量转换至哈希码,实现星载影像控制点的深度轻量化处理;最后,采用多类型卫星影像数据,进行影像控制点提取、特征向量描述、深度轻量化处理以及匹配性能分析试验,验证了轻量化影像控制点星上匹配与应用可行性,得到了全球影像控制点轻量化处理能力分析结论。

摘要：针对空间目标态势威胁响应和预警研究不完善的问题,为实现空间目标行为和事件的智能推理、实时响应和主动预警,保障航天活动和空间利益,提出面向行为与事件的空间目标态势本体模型(BEO-SO2)。基于基本形式本体(BFO),构建空间目标态势行为与事件本体模型。在统一时空框架下建立空间目标关系模型,实现空间目标行为执行和事件发生过程的动态推演。以空间目标碰撞威胁为背景,设计对象实体等级体系和碰撞威胁行为与事件要素,建立碰撞威胁推理规则,基于空间目标态势行为与事件本体进行实现、验证与展示。结果表明,空间目标态势行为与事件本体能够实现空间目标碰撞威胁的等级推理与预警,并指导进一步的空间活动,为航天任务与空间活动提供有效保障。

摘要：针对目前沉浸式虚拟现实相关工作通常是基于局部环境构建的,在全球大范围场景方面仍存在空白和不足的问题,提出一种面向沉浸式虚拟现实的数字地球交互漫游方法.首先,确立以观察者为中心的视点控制基本范式;其次,推导设备坐标系与大地坐标系、空间直角坐标系之间的2种基本对应关系,将真实世界中人的活动空间连续映射到数字地球中;然后,考虑当前硬件条件,提出一种综合使用头盔和手柄进行全球范围漫游浏览的方法,能够对观察方向、移动方向、移动速度进行灵活且准确的控制,并符合人在真实世界的经验和直觉;最后,融合地表影像、高程、高精度倾斜模型数据构建多尺度数字地球场景,设计多种类型漫游任务进行实验,通过完成度、耗费时间、视线偏角等指标,评估漫游方法的有效性、合理性和舒适度.实验结果表明,该方法能够有效地支撑用户在全球虚拟环境中的漫游浏览,可以更自然、高效地完成多种类型的漫游任务,为后续全球范围沉浸式虚拟现实相关工作提供基础.

摘要：六边形全球离散格网系统是支持多源地球空间信息融合处理的优选解决方案,相关研究已引起学术界广泛关注。相较于完整的全球格网,局部不规则区域格网的应用需求更加广泛,相关生成算法是当前六边形全球离散格网系统研究的重要问题之一。将二十面体相邻三角面组合为菱形逻辑结构,在此基础上,提出一种局部区域多孔径六边形格网系统生成算法。首先,分析格网剖分类型,建立离散整数坐标系,描述多孔径六边形格网单元空间位置;其次,将局部区域分解到球面二十面体的菱形逻辑结构上创建子区域;然后,根据子区域边界设计外接最小菱形遍历算法,剔除与目标区域无关单元;最后,遍历最小菱形,生成多孔径局部格网。对比实验结果表明,提出的算法具有灵活性好、效率高等优点,生成的多孔径六边形格网用于栅格数据组织,可显著减少数据量,具有较好的应用潜力。

摘要：提出一种基于路段连接图的格网模式识别方法。该方法以路段连接对作为研究的基本单元,以节点路段为点,路段的连接为边用路段连接图表达道路网。将在道路网中识别格网转化为在路段连接图中搜索格网回路。提出了描述路段连接对几何与连接关系的5个参量,用于筛选图中符合格网特点的节点和边。设计了图搜索的约束条件,使用广度优先遍历搜索连接关系图中的回路,完成了格网模式的提取。试验结果表明,该方法能够有效地识别格网模式。

摘要：统计制图符号是用来表达统计数据类型的专题符号,是制图者理解数据与用图者认识数据之间信息与传递的重要桥梁。通过对统计制图符号的分类、空间布局和内部构成元素的深入分析,提出了一种利用空间布局构建统计制图符号的方法。阐述了空间布局约束下统计制图符号的形式化描述和组织方式,设计了统计制图符号生成的基本流程,依次构建了视觉变量、布局约束下的图元及统计制图符号。实验表明,该方法能够突破传统统计制图符号对数据依赖性强且构建复杂的局限,丰富统计制图符号的种类,具有一定的实际应用价值。

摘要：机器地图是为提升无人平台复杂环境认知与理解能力而提出的一类新型地图。本文以机器地图的概念模型为基础,从认知科学视角提出一种以记忆结构与过程为参考、符合认知逻辑的机器地图建图理论模型。通过分析记忆的结构与过程、心象地图的内容与组织,认知架构和机器人系统中的环境认知等问题,梳理出机器地图的认知逻辑及其对机器地图建图模型的支撑。在此基础上,分析了机器地图的任务目标和内容分类,从信息组织、逻辑结构与生成过程3方面提出机器地图建图模型的设计原则。基于该原则,设计了机器地图建图的逻辑结构和过程模型。在逻辑结构方面,从空间、视觉、情境、图式、规则等方面细化了感知地图、工作地图和长时地图中的内容与结构关系;在过程模型方面,按照认知活动抽象出包括理解、注意、推理、学习、行动的机器地图建图基本活动,并提出内隐和外显两类建图过程。机器地图的认知逻辑与建图模型,本质上是对机器地图认知计算机制的阐释,从抽象层次上为研究人员提供协同研究的基础框架,也为相关技术与数据的集成、评估、运用提供参考。本文的研究还为数字孪生或虚拟地理环境的构建提出新的目标与要求。

摘要：无人平台对复杂环境的自主认知能力是制约其广泛应用的关键问题,已成为当前地图学、人工智能、机器人等领域的研究热点。本文基于地图学的视角,交叉融合人工智能、机器人和认知科学的相关研究思路与成果,借鉴心象地图的作用功能,提出适用于无人平台认知环境的新型地图——机器地图,并对其特征进行了分析。类比心象地图的构建与运用机制,结合人工认知系统的设计决策点和核心认知能力,给出了机器地图概念模型的设计原则,提出“两环三图”的概念模型。该模型说明了机器地图与无人平台的内在联系,并勾勒出机器地图的功能部件与运行逻辑,为开展机器地图研究提供顶层框架和理论指导;类比心象地图的结构组成,提出了包含感知地图、工作地图和长时地图的机器地图逻辑构成,并分析了3类地图的内容与转化关系。在结论部分指出了机器地图的双向促进研究路线。机器地图的研究,能够提升无人自主平台对于复杂环境的认知和学习能力,也为智能时代地图学的发展探索新路径,具有十分重要的意义。

摘要：面向室内位置服务中路径规划与导航的应用需求,提出一种基于栅格空间的通行区域模型及其自动提取算法。首先,在栅格模型基础上引入了相邻栅格和途经栅格,结合具体示例阐述了通行区域模型的基本原理;然后,根据室内地图数据特征,通过室内栅格模型初始化、通行区域初次提取和邻域融合,设计了通行区域的自动提取算法;最后,选取西单大悦城一楼室内地图数据进行了不同栅格尺度的通行区域自动提取和路径规划试验。结果表明,该算法针对走廊内存在障碍等复杂室内环境具有较好的适用性,并且通行区域模型相比网络模型的路径规划结果更加符合复杂室内环境的路径行走特征。

摘要：网络空间测绘已经成为各领域普遍关注的热点问题。其核心任务是探明网络空间组成要素,分析网络空间现象规律,绘制网络空间结构。网络空间测绘的研究存在概念术语多样、研究框架不统一,要素及规律的认识不清晰,网络空间地图表达方法不规范、缺乏统一标准等问题。在系统梳理各领域对网络空间测绘研究现状的基础上,分析了各领域对网络空间内涵的共性认识;从网络空间的空间特性、地理特性和人文特性出发,剖析了从测绘地理学角度研究利用网络空间的特点和优势;提出了网络空间测绘的研究框架,重点描述了网络空间“测”与“绘”的核心内容和关键技术,并阐述了其与实景三维、数字孪生及元宇宙之间的关系;将网络空间“测量”分为狭义的和广义的网络空间测量,指出其缺少从整体角度对网络空间特征测量和缺乏针对人在网络空间活动现象和规律的测量研究;从网络空间认知需求出发,提出了网络空间地图概念模型和分类;从网络空间坐标系、“地理-网络”关联映射、网络空间地图表达方法等方面重点描述了网络空间地图制图的关键技术,系统分析了网络空间地图表示方法及其适用性;最后,对网络空间顶层概念、网络空间建模方法、网络空间地图理论与方法以及网络空间地图应用场景设计等需要重点研究的关键科学问题和关键技术进行了展望。