针对目前LiDAR点云对象基元获取方法存在的运算量大、不能对建筑物不同屋顶平面进行有效分割等问题，提出一种基于多约束图形分割的点云对象基元获取方法。该方法采用基于图的分割策略，首先使用邻近点约束条件构建网图结构，以此来降低图的复杂度，提高算法的实现效率；然后对相邻节点的法向量夹角进行阈值约束，从而将位于同一平面的点云分割为同一对象基元；最后进行最大边长约束，对建筑物点云与其邻近的植被点进行分离。为验证所提方法的有效性，选用3组由国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）提供的公开测试数据集进行测试以及2组由武汉大学提供的数据集进行实验分析。实验结果表明，所提方法能够有效分割建筑物的不同屋顶平面。使用DBSCAN和谱聚类方法与所提方法进行对比，利用准确率、召回率和F1得分作为精度评价指标。相比其他方法，在5组不同建筑物环境的点云数据中，所提方法均能取得最佳的整体分割效果，召回率和F1得分均优于其他两种方法。

大尺寸功能晶体氧化物广泛应用于**、高端制造、医疗等领域。熔体的结构和性质对于生长大尺寸高质量的功能晶体而言十分关键。本文综述了氧化铝、钇铝石榴石、铌酸锂等典型氧化物晶体的熔体结构特征。研究表明这几种熔体中都存在几种由金属阳离子与氧离子配位形成的不同多面体结构基元, 这些结构基元的配位数、键长、空间结构以及各种基元数量的相对占比与晶体中的存在显著差异, 并且结构基元的种类和占比与温度具有一定关联关系。在熔体中, 这些结构基元相互连接形成网状结构, 阴阳离子都可以作为节点在熔体中连接结构基元多面体。相变和熔体结构动态转变反映了晶体生长的热力学和动力学过程, 揭示结构相变和熔体的结构演变动力学过程将有助于从深层次理解大尺寸晶体的实际生长机理。在生长界面处诱导形成特定熔体结构基元, 构筑长程、均一的介尺度化学键合结构, 有助于实现高品质大尺寸晶体生长。

利用独特设计的阵列-液体电极介质阻挡放电装置，率先获得了Lieb晶格等离子体光子晶体，并实现了其基元大小、形状和微观形貌的多自由度原位调控。采用光电倍增管对Lieb晶格等离子体光子晶体的时空动力学行为进行了时空分辨测量。基于有限元计算，对不同基元结构的Lieb晶格等离子体光子晶体的色散关系和能带变化规律进行了系统研究。结果表明：Lieb晶格等离子体光子晶体由两套不同四方子晶格相互嵌套形成，具有优异的时空稳定性和周期性；随着Lieb晶格基元构型的改变，光子带隙发生显著变化，形成了偶然简并的类狄拉克锥结构，以及不同频段的完全带隙和非完全带隙；基元的几何形状对光子带隙数目、位置和宽度均具有重要影响。

针对车载移动测量系统不同时期获取的道路场景点云位置一致性差、车载激光点云与固定站激光点云坐标基准不统一的问题，本团队提出了一种利用地理实体目标特征的道路场景激光点云配准方法。首先分析道路场景激光点云的数据特点，结合高程误差趋势和道路场景地物的分布特征对车载点云进行分段，分割条带分布的车载道路点云为连续分布的小范围分段点云；然后提取固定地理实体目标作为配准基元，以降低场景的复杂度；接着结合特征值与形状指数构建特征约束，提取配准基元的多尺度关键点；最后在关键点约束下应用4PCS和双向KD树改进的ICP算法，完成多期道路车载激光点云的配准以及固定站与车载点云的配准。实验结果表明：多期车载点云配准精度在5 cm范围内，固定站与车载点云的配准精度最高可达到4.2 cm。所提方法为道路场景激光点云的高精度融合提供了实现途径。

采用全反模式的红外(ATR-IR)光谱实时研究了不同氘含量KH2-xDxPO4(DKDP)晶体的结晶过程，其中DKDP溶液氘含量范围为0到99%。通过υ1(PO4)和υ3(PO4)振动表征了DKDP结晶溶液中(H2PO4-)1-x(D2PO4-)x离子基团浓度的变化。υ1(PO4)振动强度的变化和υ3(PO4)振动宽度的变化说明生长溶液中的(H2PO4-)1-x(D2PO4-)x离子浓度随着测试时间延长而不断增大。同时,δ(P-O…H/D-O-P)振动峰的形成说明DKDP晶体的生长基元为(H2PO4-)n-x(D2PO4-)x离子团簇。波数在1 448 cm-1到1 653 cm-1范围内H-O-H和D-O-D振动强度的变化解释了DKDP晶体在结晶过程中氘含量分布不均的现象。

点云配准和点云地理化是点云数据处理中的重要步骤,其中地理化是点云数据与其他地理空间数据集成的基础。静态地面激光扫描点云地理化中,基于最少混合控制基元的点云地理化研究较少,因此,提出了一种由1个点基元、1条线基元和1个面基元构成的混合控制基元解算点云地理化参数的方法。实验结果表明,本方法的地理化精度较高,且能快速直接解算地理化参数,从而为精地理化提供初值。

点云分类是机载LiDAR点云应用于城市建模、道路提取等的重要阶段。虽然点云分类的方法有很多,但依然存在如多维特征向量信息冗余、复杂场景下点云分类精度不高等问题。针对这些问题,提出一种基于多基元特征向量融合的点云分类方法。该方法分别基于点基元和对象基元提取特征向量,并结合色彩信息,利用随机森林对点云数据进行分类。实验结果表明,所提的多基元分类方法相较于单基元分类方法能够获得更高的分类精度。为了进一步分析随机森林用于点云分类的有效性,分别使用支持向量机(SVM)以及反向传播(BP)神经网络进行对比分析。实验结果表明,随机森林方法所获得的三组点云分类结果在召回率以及F1得分两个评价指标中均高于另外两种方法。

液相体系晶须生长的两个必要条件是: 第一, 在晶须生长体系中, 有“一维方向优势联结”的生长基元存在。第二, 有惰性生长基元存在, 且这些惰性 生长基元必须具有一定的稳定能, 同时其稳定又要小于起主要联结作用的生长基元。本文通过列举若干晶须生长实例予以论证。

晶须生长机制一直备受关注，然而“晶须到底是怎样生长为条状的？”这一科学问题始终未能得到解决。传统晶须生长机制不适用于液相体系晶须生长 。本文试图提出液相体系晶须生长机制应为拓展的ACP(Anion Coordination Polyhedron)机制。因为传统的晶须生长机制未能解释液相体系晶须的生长形态， 也未能解释晶须的多样性以及指导人工可控晶须生长。拓展的ACP生长机制克服了这些问题，并有效地指导人工晶须生长。