一种地面三维模型的快速自动生成方法

以陕北某矿一盘区地形图为例,利用MapGIS软件和Surfer软件,通过提取地形图上高程控制点的图元,在MapGIS软件下将这些图元转换成地面高程控制点的X、Y坐标及地面高程Z数据,在Surfer软件下生成地面三维模型。该方法不用对地形等高线矢量化和赋高程属性,可快速生成地面三维模型,满足矿区实际生产需要。     

种地面三维模型的快速自动生成方法

以陕北某矿一盘区地形图为例,利用MapGIS软件和Surfer软件,通过提取地形图上高程控制点的图元,在MapGIS软件下将这些图元转换成地面高程控制点的X、Y坐标及地面高程Z数据,在Surfer软件下生成地面三维模型。该方法不用对地形等高线矢量化和赋高程属性,可快速生成地面三维模型,满足矿区实际生产需要。      

基于综合识别方法的河北白洋淀湿地提取研究

湿地作为地球上宝贵的自然资源,在维持自然生态平衡、改善生态环境、防治污染等方面具有极其重要的功能。基于Landsat 8 OLI遥感数据,通过对比分析关于湿地和水体的不同提取方法及结果,确定了适合于白洋淀淀区湿地和开阔水体的最佳提取方法,并利用改进的指数方法和谱间关系法分别对淀区湿地和开阔水体进行了定量化提取。鉴于白洋淀淀区湿地主要包括开阔水体和芦苇区两部分,将淀区内湿地和开阔水体进行几何拓扑后,得到淀区内芦苇区的范围。总结出一套适用于白洋淀湿地及其组成部分提取的综合方法,为利用遥感技术在白洋淀淀区内提取湿地及相关信息提供了方法借鉴。     

基于无人机遥感的河流阶地提取

河流阶地记录了河流演变过程中因构造抬升或气候变化引起的侵蚀基准面变化的信息,阶地的提取与划分对于新构造研究与古气候重建有着重要的意义,在分析传统阶地提取方法不足的基础上,提出了一种利用无人机遥感进行阶地提取的新方法.该方法利用无人机航拍影像和高精度地面控制点,通过基于计算机视觉的多视立体运动恢复结构(structure from motion with multi-view stereo, SfM-MVS)技术自动生成研究区高分辨率的正射影像和数字表面模型(digital surface model,DSM),在此基础上根据河流阶地的几何特征,利用高程、坡度及影像灰度等统计量实现阶地信息的提取.利用这一方法对汉江支流蛮河下游河段的阶地进行了提取试验.结果表明,该方法能够提取到两级河流阶地和一级河漫滩信息,提取结果与野外实测结果有较好的一致性.与传统阶地提取方法相比,该方法具有精度好、效率高、可视化效果全面直观等优势,显示出无人机遥感在河流地貌学研究中的巨大优势和广阔应用前景.      

Google Earth高程数据精度分析及在地震勘探中的应用

地震勘探勘查区往往位于偏远地区,已知地形资料较少。Google Earth(简称GE)采用的数字高程模型数据为SRTM,精度较高。笔者在批量提取GE高程数据的基础上,分别对山区和平原地区的GE高程数据的精度进行了分析。结果表明,无论是在山区还是平原地区,GE高程数据均与地表实际高程基本一致;在平原地区的精度高于山区;GE高程数据可以满足等高线生成和观测系统参数分析的需要。     

低空无人机倾斜摄影测量测图精度实证

为了研究倾斜摄影测量对测图精度的提高作用,以A、B两个测区为例,分别以双片和多片前方交会、竖直和倾斜影像为对比条件,建立立体模型与实景三维模型,并通过对模型和数字线划图中检查点的误差统计,对平面精度和高程精度进行对比分析。相比于基于双片前方交会生成的立体模型,基于多片前方交会生成的实景三维模型精度更高;在地形为高山地的A测区,平面和高程中误差均由分米级提高至厘米级,结合《数字航空摄影测量空中三角测量规范》可以达到1：500比例尺的成图标准。相比于竖直摄影测量,倾斜摄影测量的交会光线更多,因而其模型精度也更高;在地形为山地的B测区,高程精度可与平面精度相当,中误差均在5 cm以内,解决了航空摄影测量因影像采集方式而高程精度较差的难题,基于倾斜实景三维模型进行三维测图,数字线划图中等高线中误差满足《1：500 1：1 000 1：2 000地形图航空摄影测量内业规范》中对1：500比例尺的精度要求。     

基于决策树模型的上海城市湿地遥感提取与分类

城市湿地是上海重要的生态基础并具有复杂多变的自然特性。研究采用决策树分类方法,以TM影像多光谱波段特征为主要分类变量,采用经K-T变换、IHS变换等光谱增强后的数据以及利用灰度共生矩阵分析影像第一主成分的纹理统计量作为辅助分类变量,结合城市湿地几何特征信息,构建上海城市湿地决策树分类模型,进行上海市湿地信息的遥感提取和分类。结果表明：（1）上海城市湿地总面积为1 277.40 km²;其中水田面积最大,占总面积的65.30%;其次为河流、库塘、湖泊和芦苇。（2）决策树模型的分类方法在一定程度上提高了城市湿地提取和分类的精度,使其达到89.05%;与传统的最大似然法相比,总精度提高了约10%。     

青藏高原DEM的生成与应用

数字高程模型（DEM）不仅可以实现三维地形可视化，而且还能由其进一步获得与高程有关的地形要素。针对青藏高原DEM生成和应用过程中碰到的数据量大、区域广阔、应用难度大等问题，本文给出了相应的解决方案，提出一套DEM制作和应用流程：以1：25万地形图矢量等高线数据内插方式生成青藏高原DEM数据，在此基础上，运用Mask处理后相交分析思想与多级金字塔、DEM水淹分析、高程分带等处理技术实现了青藏高原三维地形可视化、三维遥感影像制作、及其它生态地质环境因素的变化分析。基于此方法生成的青藏高原DEM数据，不仅精度高，三维地形可视化效果好，而且解决了海量DEM数据与其它资料综合分析的问题。     

遥感DEM分析在新生代火山群提取和识别中的应用

本文主要针对新生代火山群火山机构保持较完整,具有独特的遥感影像特征的特点,利用数字高程模型(DEM)进行地形地貌分析,提取火山口可能位置,再结合遥感影像特征甄别。经过野外验证证实,此方法可有效掌握研究区火山口形态特征、分布位置及分布规律,为野外工作提供指导,对提高研究区地质工作的研究程度具有实际意义。     

利用ASTER卫星立体像对提取喀斯特数字地形模型——以广西大化高峰丛深洼地喀斯特地貌为例

ASTER卫星立体像对已经被成功地用于提取全球数字地形模型（DEM）,其有效性已经在不同类型的非喀斯特地貌区域得到验证。和一般地貌相比,喀斯特地形,特别是中国南方喀斯特,具有自己独特的形态特征。能否从ASTER影像中精确地提取喀斯特地貌DEM目前尚未见到有任何报道。本文利用ASTER影像成功地提取了广西大化地区高峰丛深洼地的喀斯特地貌DEM,并且将提取结果与同一地区1∶5万地形图控制点的高程和4个剖面的高程变化进行了对比。研究区内绝大部分区域是喀斯特地貌,但在其西北部有一舌状砂岩地貌分布,从而提供了一个很好的喀斯特和非喀斯特地貌DEM精度对比的机会。本文的研究结果表明,从ASTER影像提取出来的砂岩地貌的DEM均方根误差要小于喀斯特地区,表明从ASTER影像中能更有效地提取非喀斯特地貌的DEM。相比之下,提取得到的喀斯特DEM精确度则稍差。究其原因主要是因为研究区内独特的高峰丛深洼地地形形态。由于峰丛地形的阴影在构成立体像对的两幅影像（nadir-looking和aft-loo-king）上的大小和形态差异很大,导致了DEM生产过程中两幅影像不能精确配准,从而产生比较大的误差。相比之下,砂岩地区地貌相对比较平坦,地形阴影大小和形态在两幅影像上差别不大,故而能得到精度比较高的数字地形模型。本文研究结果同时还表明适当增加地面控制点能在一定程度上改善提取出来的喀斯特地貌DEM的精度。尽管提取的数字地形模型精度稍低,其均方根误差仍然远远小于该地区峰丛和洼地个体体量。因此本研究认为从ASTER立体像对提取的数字地形模型可广泛用于喀斯特地貌形态特征研究。     

地面多基线数字摄影测量在冰川测量中的应用 ——以博格达峰黑沟8号冰川为例

冰川的监测一直是冰川学研究的重要内容, 2008年对天山东段博格达峰南坡的黑沟8号冰川末端进行了地面多基线数字摄影测量, 获取了该冰川末端的影像, 以及与之相配套的控制信息. 在Lensphoto多基线数字摄影测量系统中, 测得了冰川末端的0.11 km² DEM数据. 采用同期测量的GPS数据检验得知, 摄影测量所得DEM数据在高程上的平均误差为1.92 m, 标准偏差为3.47 m. 地面旋转多基线数字摄影测量是一种非常有效的冰川测量手段, 可以在典型冰川测量和冰川重要部位(例如冰川末端、 冰崖等)的测量中发挥作用.     

2000-2014年祁连山西段老虎沟12号冰川高程变化

祁连山冰川自1990s以来持续萎缩,冰川融水径流变化对邻近的干旱区水资源产生重要影响。以往遥感与实测研究显示祁连山西段老虎沟12号冰川面积减少、末端退缩、运动速度降低及平衡线高度升高。为了进一步验证老虎沟12号冰川变化规律,利用高分辨率TerraSAR-X/TanDEM-X微波影像数据,与SRTM-C DEM进行差分干涉,得出老虎沟12号冰川2000-2014年高程年平均变化值为（-0.29±0.09）m·a^-1。为了验证遥感观测结果,利用RTK-GPS对老虎沟12号冰川表面进行测高,并与SRTM-C DEM上相应点的高程值进行比较,计算测量点的高程年变化值,结果显示两种方法获得的年平均变化值之间具有很好的正相关性,表明利用TerraSAR-X/TanDEM-X微波影像数据及差分干涉技术监测祁连山冰川高程变化具有较好的可行性。     

Monitoring and analysis of changes in a wetland landscape in Xingzi county

Wetlands play an important role in water conservation, environmental protection, and biodiversity conservation. Remote sensing is an economical and efficient technique for wetland monitoring which can limit disturbance in sensitive areas and support wetland conservation. In this paper, we used three phases of Thematic Mapper/Enhanced Thematic Mapper plus (TM/ETM+) remote sensing images from October 1989, October 1999, and October 2009 to study wetlands in Xingzi County. The images were segmented using the object-oriented remote sensing image interpretation software eCognition Developer 8.64, then segmented images were classified by slope, digital elevation model (DEM) data, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Specific Leaf Area Vegetation Index (SLAVI), and Land and Water Masks (LWM) index to produce land type classification maps. Land use change information was obtained by analyzing the superposition of two classification maps of the wetland area from different years. The results showed that landscape patches in Xingzi County displayed fragmentation in their spatial distribution over time. Based on an index of changes in landscape patches, the fastest growing landscape type is grassland, while the fastest decreasing type is irrigated land. Dominant driving factors of changes in Xingzi County’s wetland landscape are population growth and policy changes.     

Influence of water quality change in Fu River on Wetland Baiyangdian

Fu River is the only river that has perennial flow into Wetland Baiyangdian and is mainly composed of living sewage and industrial wastewater from Baoding city. Pollutant concentrations were monitored at three sections in the upstream, midstream, and downstream of Fu River and water quality in Wetland Baiyangdian was monitored at seven monitoring sites from 2001 to 2005. Results show that pollutant concentrations in Fu River and pollution load entering Wetland Baiyangdian generally increased during 2001–2005. On average, the concentrations of COD_Mn and BOD₅ increased by 46.5% and 50% from 2001 to 2005 in Fu River and COD_Mn increased by 17% in Wetland Baiyangdian. The total amount of COD_Mn and BOD₅ entering Wetland Baiyangdian increased from 1630 and 997 t/a to 2243 and 1583 t/a from 2001 to 2005, respectively. Total amount of water within the wetland and non-point source pollution input from surrounding areas also influenced the water quality in the wetland.     

IRS-P5卫星影像提取DEM及其地学应用

基于高分辨率遥感卫星数据提取DEM技术已广泛应用于地学研究中,但基于IRS-P5立体像对提取DEM的研究应用目前还比较少。主要介绍了IRS-P5卫星获取立体像对的工作原理,立体像对提取DEM原理、方法及精度评定,列举了该技术在地学研究中的应用实例及其应用前景以及存在的问题。结果表明,在良好的地面控制点的支持下,IRS-P5立体像对提取的DEM平面和高程精度均可满足国家山地1∶1万地形图测图规范要求,在地学研究中具有广阔的应用前景。     

面向东川复杂山地泥石流沟谷三维地形建模及特征分析的无人机遥感探测应用研究

以云南省东川区小江流域中游左岸大白泥河支流的泥石流沟谷为研究对象,利用无人机遥感技术采集该泥石流沟谷地表地貌数据,提出结合地面三维激光扫描建模数据进行同名地物控制点提取,实现无人机影像数据的绝对定向方法。通过Smart3D影像数据处理,构建研究区三维地形模型,得到数字正射影像（Digital Orthophoto Map,DOM）、数字表面模型（Digital Surface Model,DSM）和高密集匹配点云。利用PhotoScan软件中的不规则三角网渐进加密技术对点云数据进行处理,得到0.5 m分辨率的数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）。结合ArcGIS和Cloud Compare中的相关地形分析模块,实现对该段泥石流沟谷地区的地形特征分析。基于无人机遥感的泥石流沟谷地形建模及特征分析研究中采用的技术路线和方法,对于定性、定量探测高原复杂山区地质灾害及其监测、防治等具有重要实证案例参考价值与实践指导意义。     

联合升降轨InSAR 与高分辨率光学遥感的滑坡隐患早期识别

宁夏隆德县地处六盘山西麓,地质条件复杂,受季节性强降雨影响,滑坡地质灾害频发,给当地人民生命财产安全造成了严重威胁。针对宁夏东部和南部植被覆盖率高的特点,文章利用合成孔径雷达升降轨差分干涉测量（Synthetic Aperture Radar Difference Interferometry, D-InSAR）技术与高分辨率光学遥感相结合,对隆德县展开滑坡隐患早期识别与探测研究。首先通过干涉叠加技术（Stacking）分别获得2019年1月—2020年5月隆德县升轨和降轨方向的雷达视向形变速率,然后结合高分辨率光学遥感影像产品和数字高程模型（DEM）,基于专家判识经验建立适用于该研究区的滑坡隐患形态和变形解译标志,完成全县范围的滑坡隐患综合遥感识别和地面调查工作。本次遥感调查工作共识别滑坡隐患47处,野外调查验证21处,其中核实16处,准确率为71.4%。实地调查结果验证了综合遥感识别与探测技术在宁夏南部地质灾害隐患遥感调查的适用性和可行性,同时也验证了识别结果的准确性,为宁夏南部地区滑坡防治和突发地质灾害应急提供了重要的科学依据。     

Digital elevation model (DEM) generation using the SAR interferometry technique

The development of satellite technology is rapidly increasing the evolution of remote sensing. Satellite images give extensive useful information about the land structure that is easily manageable in the process of generating true, high-speed information which allows the forecasting of future environmental and urban planning. Remote sensing comprises active and passive systems. Passive sensors detect natural radiation that is emitted or reflected by the object or surrounding area being observed. Active systems which produce their own electromagnetic energy and their main properties are their ability of collecting data in nearly all atmospheric conditions, day or night. These systems are frequently used to generate a digital elevation model (DEM) because they cover large areas. DEM supplies essential data for applications that are concerned with the Earth’s surface and DEMs derived from survey data are accurate but very expensive and time consuming to create. However, the use of satellite remote sensing to provide images to generate a DEM is considered to be an efficient method of obtaining data. Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) is a new geodetic technique for determining earth topography. InSAR measurements are highly dense and they only give information in Line of Sight of Radar. In the study, interferograms were produced from the InSAR images taken by ERS satellites in 1992 and 2007 and we developed the methods to generate a DEM using the InSAR technique and present the results relating to Kayseri Province in Turkey. The accuracy of the DEM derived from the InSAR technique is evaluated in comparison with a reference DEM generated from contours in a topographical map.