运用GPS RTK进行场地土方工程测量及计算

场地土方工程测量就是在施工场地平整前进行土方量测算的测绘工作,测量的目的是计算工程施工区域的土方填（挖）数量。土方数量的测量、计算是建筑工程施工中工程量预算、编制施工组织设计和合理安排施工现场的重要依据。根据施工场地自然地形的不同,常用的测量计算方法有方格网法、断面法、地形等高线法等,可使用水准仪或全站仪,计算方法多为手工计算。     

Cass在土地平整工程中的应用

土地平整指通过拆迁、土方工程对土地表层状况进行改造,拆除建筑物、构筑物以及存在较明显的土地不同位置的高差,以达到后续施工的要求;在土地平整工程中土方量的计算又是核心与中心环节。该文在介绍土地平整工程的基础上,结合南方测绘的Cass软件对于工程中计算土方量的方法,包括方格网法、DTM法、区域土方平衡法等基本方法。最后通过实例验证、对实验结果进行对比分析,绘制土地平整规划图,得出结论。     

地形横向密度扰动对于区域大地水准面建模的影响

分别利用Helmert和KTH法模拟试算了不同地形起伏区域内横向密度扰动对于大地水准面的影响。结果表明,在地形起伏较小的平原或丘陵地带,横向密度扰动的影响一般不会超过cm级,在精度允许的范围内可以忽略其影响;在地形起伏较大的山区,横向密度扰动的影响可达cm甚至dm级,对于cm级大地水准面精化而言,需要考虑其影响。此外,基于Helmert与KTH法解算的结果在地形起伏剧烈的山区差异较大,由于Helmert法计算地形效应时忽略了外区地形质量的影响,其解算结果可能存在偏差。总体而言,在地形起伏剧烈的山区建模时,需利用多种计算方法基于实测数据分别进行试算,通过计算的变密度大地水准面与实测的GPS水准数据进行比较分析,得到适合该区域的大地水准面建模方法。     

土地整理中土方量计算方法比较研究

土方量的计算在土地整理工程中非常重要,直接关系到土地整理项目的合理性和投资预算。文章对土地整理项目中常用的4种土方计算方法的特点和适用范围进行比较分析。     

单波束无人船一体化水下地形建模及辅助分析

通过搭载单波束测深仪的无人测量船,辅助CORS系统和姿态仪,对长安新区滩涂区进行无验潮模式水下地形测量,建立了滩涂区水下地形DTM模型和水下3D模型。同时,依据测区设计标高,计算填挖土方量,为长安新区滩涂区造陆工程和城镇建设发展提供科学的测量成果并辅助决策。     

基于改进SVM分类法的SAR图像水体面积提取研究

在复杂地表环境下的多云多雨地区,基于合成孔径雷达（SAR）图像提取水体时容易受到其它地物如水田、山体阴影等干扰,传统的灰度阈值法和SVM法未能考虑水体与其它地物在纹理和地形上的差异,因此水体提取结果精度较差。研究首先用Refined Lee滤波对SAR图像进行预处理;其后通过DEM建模和坡度计算提取地形特征,通过计算图像灰度共生矩阵以提取纹理特征（包括均匀性、角二阶矩和熵）,并结合SAR图像极化信息以及SDWI指数形成针对水体提取的特征空间,通过融合地形特征和图像纹理特征发展了改进SVM 分类法的水体提取模型。在使用Sentinel-1 SAR数据对所发展模型与SDWI水体指数法、传统SVM法水体提取结果进行比对后发现,改进SVM分类法提取的水体结果较好地剔除了水田和山体阴影,且提取的水体水面比传统的SVM法更加完整;该方法在总体精度、Kappa系数、漏分率和错分率指标上均优于SDWI法和传统的SVM法,总体精度达到98.06%,比SDWI法和传统的SVM法分别提高了23.24%和5.49%,有效提高了复杂环境下地表水体的提取精度。研究最后将所发展模型应用于2018年马哈韦利河流域逐月水体提取与变化分析,有效解决了山体阴影和水田误分问题。本文提出的改进SVM法可以实现复杂地表环境下大范围水体信息准确、完整提取。     

Civil 3D软件在岩土边坡设计土石方量计算中的应用研究

近年来,滑坡次生灾害日益增多,针对滑坡的加固设计就显得尤为重要。由于边坡设计只是图纸设计,采用常规的土方量计算方法由于没有参照很难计算出准确的土方量。本文通过利用Civil 3D软件根据设计参数建模,建立参考模型,对比参考模型和原始模型,就可以准确地计算土方量,并结合工程实例验证此方法的精度。     

局部型地形因子并行计算方法研究

 随着分析区域的扩展及需求精度的提高,数据-计算密集型地形分析亟需通过并行化来满足用户的时间响应需求。局部型地形因子是以一定半径的分析窗口(通常为3×3)计算且具有单元计算结果独立性的地形信息,是数字地形分析的基本参数。本文在分析局部型地形因子串行算法特征的基础上,以坡度算法为样本,对局部型地形因子的并行计算方法进行了深入研究。从数据并行的角度,对并行计算环境下的数据划分粒度、方式及结果融合策略进行了分析,构建了局部型地形因子的并行计算方法。利用SRTM陆地表面地形DEM数据,设计了坡度并行计算的实验以验证其方法的正确性和实用性。实验结果表明,本文提出的并行计算方法顾及了任务、数据及计算环境,可快速对局部型地形因子串行算法进行并行化改造,提高算法的执行效率,具有较好的并行性能。     

面向景观规划设计的数字地形交互式编辑技术

 数字地形编辑是虚拟地理环境、三维景观仿真系统中一个重要的研究内容,在城市与乡村、区域道路网、风景园林的数字化规划设计实践中具有重要价值。本文以规则格网的数字地形为研究对象,面向城市和园林景观规划设计中的实际应用,提出了交互式数字地形编辑的解决方案,重点给出了分页技术的地形交互式编辑具体过程和相关的主要实现技术。数字地形编辑的实现,首先,通过鼠标交互式操作,结合射线求交算法,在地形表面选取目标编辑区域;然后,结合夹角之和检测算法,获取区域下地形数据,设定新的地形高程值,最后,将编辑操作传输至地形其他层,更新整个地形,并在地形编辑后,采用方格网计算法,统计出区域下地形填挖方量。此外,在经过平整的地形区域,植入树和三维建筑模型,构建虚拟城镇小区景观。本文初步实现了编辑操作功能的计算机软件,并展示了数字地形编辑在城镇小区景观设计中的应用结果。试验表明,基于规则格网和分页技术的数字地形编辑方法具有算法简单、计算量小、易实现等特点。此外,通过鼠标交互式的操作,能够实时、直观地显示编辑结果,达到"所见即所得"的效果。     

复杂环境下GNSS滑坡监测多路径效应分析及处理方法

GNSS-RTK技术用于地形地貌、植被环境较为复杂区域监测形变时,因反射引发的多路径效应会对形变监测结果产生较大影响,严重制约该技术应用于高精度滑坡监测。针对复杂环境下GNSS滑坡监测多路径效应,通过采集秦巴山区监测环境与黄土监测环境下GNSS滑坡形变监测数据,对不同环境的可视卫星观测范围、信噪比及多路径效应序列进行详细分析,并利用恒星日滤波法对多路径效应序列进行修正,验证复杂环境下削弱多路径效应的方法和精度。结果表明:受监测地形影响,多路径效应与低高度角相关关系减弱,采用单一截止高度角削弱多路径效应的方法不适用;复杂环境引起的多路径效应可达2m,其定位精度无法满足形变监测要求;通过小波去噪,对定位结果采用恒星日滤波法提取误差趋势项,并用于相邻两天的定位误差实时修正,发现采用恒星日滤波法进行多路径效应修正后使定位残差提高至毫米级,东、北和高程3个方向精度分别提高84.38%、72.88%、64.84%。     

AMMI模型的DEM内插方法不确定性研究

 内插模型的精度评价问题一直是DEM内插研究中的热点问题。以往较多的研究关注插值模型本身的精度评价,却忽略了插值模型与应用环境之间的交互作用,例如,普通克里金方法作DEM内插一般精度较差,但是当插值区域平坦时,该方法的插值精度却很高,这表明该方法对平坦地形的插值问题具有较好的适应性。为了分析不同插值模型在不同地形环境下的适用性,本文选取陕北黄土高原地区不同地貌类型的实验样区,应用AMMI模型对不同内插模型的精度,以及对不同地貌类型的适用性进行评价,该模型最大的特点是很好地结合了方差分析与回归分析的特点,特别适合于不同影响因素之间交互作用的分析。实验结果表明,AMMI模型可以有效地分析内插方法与地貌环境对内插精度的交互作用,不同的内插方法对不同的地貌类型区的适用性存在差异。以本文的研究为例,在陕北黄土高原地区最稳定的DEM内插方法是样条函数法,而反距离加权法与Top to Raster方法精度会更高。最后,通过对环境指数与若干地形因子的相关性分析,表明地貌类型区的坡度可以粗略地代表第一环境指数。     

基于磁导率的频率域航空电磁法双频反演方法

以往的频率域航空电磁法数据反演方法中,通常在模型中以真空磁导率代替介质磁导率,忽略了磁性层影响。但在高
磁性区域,这样做将会导致计算电阻率值偏高。针对这一问题,首先根据层状介质模型研究了考虑磁导率和电阻率因素条件下的
电磁场正演计算方法,并且分析了不同磁性介质对频率域电磁响应的影响规律。在此基础上,提出了磁导率和电阻率的双频反演
方法,电阻率是通过2个频率的虚分量之比计算得到的,计算结果更加可靠,提高了磁性区域视电阻率填图的精度。通过对模型
计算和实测数据进行反演计算,表明这种方法具有较高的反演精度,为强磁性区域航空电磁法视电阻率填图提了供一种行之有效
的反演方法。      

土地平整工程中批量计算土方量的方法研究

文章研究和总结了在MAPGIS地理信息系统中以高程点、高程线为数据源进行土地平整土方量批量计算的方法,并对其精度进行了分析。     

不同滤波系数在电磁法数值计算中的应用研究

电磁法存在大量的汉克尔积分,由于积分核函数的复杂性,该类积分不存在解析解,采用数值方法求解汉克尔积分是电磁法正演研究中的关键问题。数值滤波法运算速度快、执行效率高,克服了被积函数的奇异性和高振荡性问题,是数值求解汉克尔积分的重要方法。采用存在解析解的汉克尔积分,对比研究了5套高精度汉克尔滤波系数,总结了不同数值滤波算法的计算精度和误差分布特点。结果表明,5套数字滤波的快速汉克尔变换算法在逼近相应的理论解析解时,不存在振荡现象,且计算精度高;汉克尔积分计算精度均随着发收距的增大而降低;计算精度并不一定随着数值滤波系数个数的增多而提高。分别采用5种滤波系数对水平电偶极子和垂直磁偶极子的电磁场进行计算,得到的电场和磁场的形态基本一致。     

基于南方CASS的土地复垦中梯田设计——以宁武县采矿废弃地为例

本文以宁武县采矿废弃地的土地复垦为例,介绍了南方CASS软件在土地复垦中土方量的计算中的应用,旨在为进行土地复垦项目提供技术支持和指导作用。通过使用南方CASS可以提高绘图和计算的精度,同时大大节省了制图和土方量计算的时间。     

成都市混合层厚度的计算及方法对比

为揭示近年来成都市混合层厚度的变化特征,明晰不同混合层厚度计算方法之间的差异,利用成都市2004~2013年地面常规气象数据及同期探空数据,应用国标法、联合频率法以及干绝热法对该地大气混合层厚度进行计算分析。结果表明:国标法和联合频率法计算得到的混合层厚度年变化特征均呈下降趋势,干绝热法变化趋势平缓;国标法结果显示混合层厚度在夏季最高、冬季最低,联合频率法和干绝热法则是春季最高、秋冬季最低;就日变化而言,国标法的混合层厚度在14时最大、02时最小,此与联合频率法08时混合层厚度值最小不同。3种方法对比得到,国标法计算结果偏低,干绝热法和联合频率法计算精度较高。     

暴雨内涝危险性情景模拟方法研究——以上海中心城区为例

本文采用地理信息系统技术（GIS）与水文/水动力学相结合的方法,使用修正的SCS模型进行产流模拟,利用局部等体积法和水动力模型进行汇流模拟,建立了基于情景的城市暴雨内涝危险性模拟工具,并对相同雨强情景下不同汇流模型的模拟结果与精度进行了对比分析。结果表明：（1）局部等体积法计算简单,对降雨的时程分配较为敏感,峰前历时和雨强对结果影响显著,较适合于雨型确定的城市暴雨内涝危险性快速模拟;水动力模型计算复杂,与整个降雨历时存在明显关系,模拟精度较高。（2）利用台风“麦莎”带来强降雨导致的积水实测数据,对模拟结果进行对比和验证,表明本文建立的水动力模型法模拟结果与实测降雨积水更为接近,更适合上海中心城区暴雨内涝危险性情景模拟。     

成都市混合层厚度的计算及方法对比

为揭示近年来成都市混合层厚度的变化特征,明晰不同混合层厚度计算方法之间的差异,利用成都市2004～2013年地面常规气象数据及同期探空数据,应用国标法、联合频率法以及干绝热法对该地大气混合层厚度进行计算分析.结果表明:国标法和联合频率法计算得到的混合层厚度年变化特征均呈下降趋势,干绝热法变化趋势平缓;国标法结果显示混合层厚度在夏季最高、冬季最低,联合频率法和干绝热法则是春季最高、秋冬季最低;就日变化而言,国标法的混合层厚度在14时最大、02时最小,此与联合频率法08时混合层厚度值最小不同.3种方法对比得到,国标法计算结果偏低,干绝热法和联合频率法计算精度较高.     

基于区域生长的黄土地貌沟沿线提取方法与实验

沟沿线是黄土地貌正负地形的分界线,地形在沟沿线处存在较大的高程变化和坡度转折。坡面畸变邻域法是一种有效提取沟沿线的方法,但该方法对正负地形进行分割时,往往会产生大量的碎屑多边形和分类错误,严重影响沟沿线的提取精度。为了解决这个问题,本文采用区域生长方法来改进坡面畸变邻域法的提取结果。首先,分别以DEM提取的山顶点和出水口点作为正负地形的生长点进行4邻域生长,生长至正负地形边界或大于坡度阈值为止;然后,采用边缘检测方法提取正负地形分界线;最后,依据形态学图像处理方法去除"毛刺"得到最终的沟沿线。结果显示,该方法实现了对沟沿线的自动提取,解决了由于正负地形分类错误造成的沟沿线定位不准确的问题,提高了沟沿线的提取精度,同时该方法也较好地保持了沟沿线的完整性和连续性,对黄土高原不同地貌类型具有普遍的适用性。     

一个浅水波方程的Semi—Lagrangian—半隐式格式试验方案

在正形投影坐标系下,半拉格朗日法与半隐式法相结合积分浅水波方程导出的模式,用一小时的时间步长,是无条件稳定。我们作了一个60小时的实例时间积分,计算稳定。半隐式积分格式导致求解一个赫姆霍茨方程,为比较其高低精度的优劣,我们提出在空间上用二阶精度和四阶精度解赫姆霍茨方程的超松驰法,同时,作了有无地形的试验。应该注意列,半拉格朗日法含有大量的插值,因而,在每一步时间步长里此积分格式比通常的欧拉法含有更多的计算,但是每一时间步长的计算量的增加却从使用很大的时间步长得到了更多的补偿。