内陆湖泊水深测量的几何内插法与遥感反演法的对比研究

本文对东湖水域分别采用几何内插模型和遥感统计相关模型进行水深反演,重点对比分析2种方法在不同水深区间上计算精度的差异性,明确它们各自在水深测量中的有效阈值。通过精度对比分析,得出在4m以上的浅水区遥感反演法的精度高于几何内插法,在4m以下的深水区几何内插法的精度高于遥感反演法的结论。     

基于CZMIL Nova的中国海岸带机载激光雷达测深潜力分析

浑浊水体导致激光脉冲能量急剧衰减,并在回波信号中产生大量噪声,导致点云密度降低,甚至无法探测到水底。因此机载激光雷达测深作业需要水体光学特性信息提供支撑,以减少无效测量。首先,基于CZMIL Nova理论测深,根据MODIS反演的中国海域水体漫衰减系数K_d(490 nm)数据,计算CZMIL Nova在海岸带水域的最大理论测深值,最大理论测深超过GEBCO(general bathymetric chart of the oceans)水深数据的区域,即为潜在可测区;然后,根据最大理论测深与GEBCO水深比值倍数进行可测潜力分类;最后,选取从清澈到浑浊3种水域实测数据对分类的合理性进行验证。结果表明,中国近海有21. 19万km~2区域具备开展机载激光雷达测深工作的潜力;适合开展海陆一体连续测量的区域为海南岛文昌—东方段、北海及雷州半岛东西岸、山东半岛日照—青岛段、辽东湾银州—绥中段,根据K_d(490 nm)值估算分别为水深20～40 m,10～20 m,20～25 m,10～15 m以浅范围。     

基于波束角与姿态耦合效应的河道水深测量改正方法

在河道水深测量作业中,测船姿态的变化将引起水深测量的测深误差和回波水深点的位置误差,在水深变化较大的复杂水域,这种误差将较大地影响测量精度。为提高使用河道水深测量的精度与可靠性,需在采用合适的模型进行测深改正和回波水深点的位置改正。考虑到河道水域水下水深变化的特点和水深测线布置的特性,提出了"相对纵摇"和"相对横摇"的概念,采用简单的计算模型即可以有效地减弱波束角效应与测船姿态耦合效应在河道陡坡水域测量中的影响。实例表明,基于波束角和姿态耦合效应计算出的测量成果比不考虑姿态和波束角改正或仅考虑姿态改正情况下,陡坡位置的综合精度分别提高了30%和20%左右。     

石油地质

50年前人们认为,在水深15m的近海区进行开发是一种重大挑战。打算在近海开展工作的勘查人员,不过是试图将陆地成藏组合扩展到“深水环境”而已。20年后,工业界在水深100m处开始生产,而勘查人员的     

基于ETOPO1数据的全球及重点 海域水深统计与分析

由于不同的水深探测手段及海深反演方法适用于不同深度的海域,且全球海域水深分布不均,因此在探测及反演海深之前,需对目标海域的水深分布有一定认识。本文采用ETOPO1模型对全球及部分海域进行统计分析,结果表明,全球及大西洋、印度洋、太平洋区域的水深大多处于3 000—10 000 m,其中3 000—5 000 m水深海域占比较大,因此,在这些海域主要采用重力数据结合船测数据进行反演,同时应注意避开海岸带、岛屿较多、海脊存在的区域;对于水深小于1 000 m的海域,可以根据外部环境,采用多波束船测、水深遥感、机载激光测深等方式进行探测。通过分析及统计全球和重点海域的水深可以为海深探测及海底地形反演方法的选取提供参考。     

我国21块湿地列入国际重要湿地名录

湿地一般认为是陆地与水域之间的过渡地带。国际《湿地公约》对湿地的定义为:湿地系指不问其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6     

渤海湾近岸海域水深遥感反演研究

针对多光谱遥感技术进行浅海水深信息提取具有覆盖地域大、动态连续监测等特点,该文利用环境与灾害监测预报小卫星星座A星(HJ-1A)影像数据,对渤海湾20m以内近岸水域的水深进行实验研究。通过对HJ-1A遥感图像不同波段及波段组合的反射率与实测水深值的相关关系分析,选取敏感波段,建立最佳回归模型,定量计算研究区水深值。研究发现:5~10m水深区域内遥感反演效果最好;10~20m次之;0~5m受沿岸构筑物、泥沙等影响严重,反演效果较差。     

海底底质分类支持下的WorldView-3多光谱影像浅海海域水深反演

近几十年来,基于遥感影像进行水深反演一直是国内外学者研究的热点。本文使用WorldView-3高分辨率卫星影像,结合卫星测高数据,以中国海南岛附近的蜈支洲岛及其附近海域为主要研究区域,在进行数据预处理、底质分类之后,分别通过多元线性回归模型、Stumpf对数比值模型和BP神经网络集中对岛屿周围0～20 m水域的水深进行反演和结果分析。结果证明,对这3种模型而言,在进行底质分类之后精度都会明显提升。其中,BP神经网络反演水深精度最高(均方根误差范围为0.2～0.7 m),多元线性回归模型次之(均方根误差范围为0.3～0.8 m),对数比值模型精度最低(均方根误差范围为0.6～1.1 m)。     

新一代全球海底地形模型BAT_WHU2020

本文利用由多源卫星测高资料计算的新版全球重力异常Grav_Alti_WHU,联合船测水深资料,构建了全球75°S—70°N范围的1′×1′海底地形模型BAT_WHU2020。以船测水深、现有模型和多波束测深数据为参考,对模型精度进行了分析评价。结果表明,在中国海域及邻区(104°E—160°E,0°N—50°N),本文模型与船测水深之差值的标准差约70 m,与SIO V19.1模型精度相当,优于ETOPO1、DTU10、GEBCO_08等模型,较此前发布的BAT_VGG模型精度提高了约30%,说明本文模型构建方法可靠、数据处理准确、精度较高。在全球范围内,BAT_WHU2020模型与船测水深之差值的标准差为50～65 m,差值在±200 m范围内的比率超过95%,与SIO V19.1模型精度相当,优于ETOPO1、DTU10、GEBCO_08等模型,较BAT_VGG模型精度提高了27%～36%。以SIO V19.1模型为参考,模型之差的标准差为90～110 m,约90%格网点差值在±200 m以内,约95%格网点差值在±300 m以内,两者一致性良好。最后,讨论了地壳均衡、Parker公式高次项等对成果精度的影响,模型的真实空间分辨率,以及以多波束测深为参考的模型精度问题。分析认为,BAT_WHU2020模型空间分辨率为10～18 km,在马里亚纳海沟、麦夸里海岭地区相对精度为5%～6%。     

江苏近海岸水深遥感研究

以江苏近海辐射沙脊群海域为典型研究区,通过实测水深数据和水体光谱测量与分析,发现对应TM3和TM4波段的水体光谱反射率对水深信息敏感,线性相关系数分别达到-0.561和-0.694。结合多光谱遥感信息传输方程所推导出的水深信息对数反演模式,针对本研究区TM4和TM3波段数据所建立的水深预测模式的复相关系数R2为0.4793,对0-15m水深,预测水深和实测水深之间拟合较好。利用TM5波段反射率、出露沙洲反射率以及海水反射率的差异,通过建立掩膜图像,可较有效地对TM遥感图像进行水陆分离,提取TM图像中海水部分,进一步可通过常用的图像处理软件绘制每隔5m的TM水深遥感制图、等深线图。随着高空间、高光谱、高辐射分辨率遥感技术的发展,对浅海水域的水深和水下地形进行遥感探测的技术方法和应用将会不断地深入开展。     

无人船近海水深测量与抗风浪能力评估北大核心CSCD

传统载人测量船吃水深,无法进行浅海水深测量,因此吃水极浅的无人船为近海水深测量提供了新途径。本文利用无人船无验潮测深与GNSS网络RTK技术,在不同的风浪条件下进行了近海水深测量试验;并从轨迹跟踪与水深测量精度方面,定量评估了无人船野外作业的抗风浪能力。结果表明:0~0.3 m浪、0~2级风是无人船近海测量作业的理想风浪阈值;风浪过大会导致无人船路径跟踪精度较低,难以保证测量成果质量。在理想的风浪阈值内,无人船无验潮测深技术能实现近海水深的高精度测量,满足相关测深规范要求,在近海水深与海底地形测量中具有广阔的应用前景。     

基于遥感影像的煤矿沉陷区水深反演研究

目前,用遥感研究水深多集中于沿海及内陆水域,煤矿塌陷地水深反演研究很少。本文以徐州九里塌陷湖为例,通过分析水深值与水体反射率的关系,得到各单因子的线性、非线性反演模型,经分析其误差相对较大;选取各水深分段内误差较小的因子,最终建立多元回归模型,其绝对误差、相对误差均优于单因子模型。     

由NPP-VIIRS影像估算广东省碳排放的尺度效应分析

碳排放估算是节能减排和全球气候变化研究的重要领域之一,NPP-VIIRS夜间灯光影像能够反映人类活动强度而被广泛应用于碳排放的空间估算分析。本文构建和对比了基于2015年NPP-VIIRS夜间灯光影像的广东省能源消耗碳排放估算拟合模型,并重点研究了NPP-VIIRS影像的尺度效应,探讨了500、1000、1500和2000 m分辨率的模型结果精度。研究显示：①二次多项式拟合模型是碳排放估算的较优化方法,广东省21个城市之间拟合结果差异较大;②1000 m分辨率的NPP-VIIRS夜间灯光影像的广东省碳排放估算结果均方根误差最小,2000 m分辨率的绝对误差较小,并通过升尺度提高了模型运算效率;③间隔100 m从500 m连续递增至2000 m的不同空间分辨率的夜间灯光影像碳排放估算结果具有波动性,在1000 m分辨率处趋于平衡。本文分析了基于NPP-VIIRS夜间灯光影像的广东省碳排放估算模型,揭示了不同空间分辨率影像的尺度效应规律,可为夜间灯光影像碳排放估算提供空间尺度优化和结果精化方面的参考。     

姿态修正技术在黄河河口测验中的应用

为了解决黄河三角洲附近海区测验中测船姿态对单波束数字测深数据的影响，本文利用姿态传感器对测船的姿态进行了有效改正。试验结果表明，姿态修正技术对数字测深仪瞬时水深进行改正后，其测深结果与传统的人工水深曲线改正后成果比较，中误差为0.089 m，试验段面0 m线以下面积相差不超过0.22%，符合国家规范要求，提高了海区测验中测深成果的精度，为数字技术在海区测量的应用提供了技术保证。     

基丁ESDA的深圳市住宅基准地价空间分布规律研究

介绍了ESDA基本原理,分析了深圳市住宅基准地价分布特征。结果表明,研究区住宅基准地价2000元／m2以上等值线形成高／高集聚区域,800元／m2以下等值线形成低／低集聚区域,1000元／m2、1500元／m2、2000元／m2和3000元／m2等值线两侧地价变化较大。     

卫星遥感反演水深技术在偏远地区海图测量中的应用

在偏远水域进行海图测量一直是个难题,遥感反演水深技术的发展弥补了传统海图测量的局限性.本文重点讨论了基于Stumpf模型和多时相方法的多光谱卫星遥感水深反演技术,分析了影响其质量的主要因素,通过在海南岛偏远水域的工程实践案例,评估和验证了其一般精度和可靠性,认为其结果除可用于测量和规划海图之外,还可作为海图现势性评估、海底变化检测和测量优先级确定的工具,为在偏远地区、未测量区域以及动态变化水域改进海图测量提供了新的途径.     

智能无人船单波束测深系统在水下地形测量中的应用

阐述智能无人船搭载单波束测深系统在河湖库区水下地形测量中的应用，根据无人船单波束测深原理及水下地形测量技术流程，从测深水域范围确定、测线布设、测深数据处理与分析、水深数据精度检核、水下DEM生成等各个关键技术环节进行研究与分析。以山西省某水库为例，以较完善反映水底地形地貌的前提下，兼顾测量效率和成本，确定最佳技术路线和方案，为从事水下测量作业的工作者提供参考。     

基于水域机器人的水下地形测量系统研究与应用

本文首先介绍了水下地形测量系统方案,结合我院引进的水域机器人测量系统,介绍了水域机器人测量系统水下地形测量作业流程,将水域机器人测量系统应用于渠口坝景观大桥工程水下地形测量,结果表明,该水域机器人测量系统测量数据质量较好、成果可靠、能降低测量人员的劳动强度、大大提升作业效率,较好的为生产服务。     

一种利用GPS实时动态定位获取水深的测量模型

本研究通过构建船固空间直角坐标系,借助GPS实时定位技术测定海底水深点的空间直角坐标,通过坐标转换,获得海底水深点高斯平面坐标和图载水深数据。该作业模式不仅无需验潮,而且能够有效消除传统作业模式中船只动态吃水和涌浪等因素对测量成果的影响,在实际测深作业中具有可行性。     

多波束与RTK三维水深测量技术的联合应用

介绍多波束测深系统的构成、工作原理、作业方法,以及RTK三维水深测量技术的理论依据,通过在渤海湾航道水深测量的工作实践,证明使用多波束系统结合RTK三维水深测量技术联合作业,可以得到令人满意的测量精度。