遥感在滩涂演变调查中的应用方法研究

本文主要介绍一种在潮滩演变遥感调查中确定任意潮位线的方法,该方法主要包括根据遥感图像上实时水边线的位置,结合收集到的水边线高程数据和另一潮位的高程数据,用图解法或计算法求取任意潮位线修正量,以确定所求潮位线的位置等内容。该方法在海南洋浦地区滩涂演变调查中使用后效果较好。     

远距离高精度GPS潮汐观测及垂直基准转换研究

为实现远岸潮汐精确监测及潮位海图高程转换,基于GPS事后动态处理技术(PPK)开展了远距离高精度潮位观测、提取及垂直基准面确定和转换模型构建方法研究。分别探讨了在锚定和走航情况下瞬时水面高程信号改正方法及潮位有效信息提取的最优截止频率,并给出了在不同情况下深度基准面大地高的计算方法模型及区域无缝深度基准面大地高构建模型。在实际试验中,基线距离在100km范围内,获得了基于深度基准的GPS潮位,精度优于10cm。     

基于边缘检测算法的LiDAR数据建筑物提取

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要其他辅助数据,可以从LiDAR点云数据中提取建筑物边缘,并滤除了许多干扰信息。这种方法为基于LiDAR数据提取建筑物目标提供了新的思路。     

基于边缘检测算法的LiDAR数据建筑物提取

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要其他辅助数据,可以从LiDAR点云数据中提取建筑物边缘,并滤除了许多干扰信息。这种方法为基于LiDAR数据提取建筑物目标提供了新的思路。     

LiDAR点云中快速提取建筑物的方法研究

研究了从LiDAR点云数据中快速提取建筑物的方法路线。首先通过滤波去噪从点云数据中获取数字表面模型DSM,再通过地面点数据分类获取数字地面模型DTM,将DSM与DTM相减得出对应实体主要为建筑物和植被等地物的规则化nDSM。再利用激光扫描线方向X变量值与高度函数值Z的导数值来确定LiDAR点云是否为建筑物类型,基于此理论对建筑物提取参数进行设置,从而快速提取出建筑物信息。通过实验数据论证并进行成果分析,结果表明本文方法具有较高的效率和准确率。     

西洋海域流场线遥感提取分析

利用遥感影像与同期大丰港实测潮位数据以及2006年江苏908调查流向实测资料,建立辐射沙脊群海域流场线与流向之间的关系。以西洋海域为例,采用纹理分析和非监督分类相结合的方法,分别提取大潮、小潮、涨潮和落潮成像时刻影像的流场线信息,生成流场线分布图,然后与实测流向进行对比分析。研究表明,提取的流场线分布走向与实测流向趋势一致。     

一种基于LiDAR数据的建筑物自动提取方法

基于LiDAR点云数据,提出一种由粗到细的建筑物自动提取方法。首先利用ISODATA算法对LiDAR数据生成的DSM进行聚类,在此基础之上依据建筑物的面积、地面点的高度差和坡度信息进行建筑物粗提取,最后利用地物的空间邻域关系对粗提取到的建筑物进行精处理。实验结果表明,该方法可以得到较高精度的建筑物信息。     

网格低潮面模型构建及精度分析

文章基于网格潮汐模型构建了网格低潮面(深度基准面)模型,分析了网格低潮面模型的精度影响因子,验证了网格低潮面模型的可行性和有效性.试验表明,网格低潮面模型精度优于20cm,在离岸较远的海区精度更高;基于网格低潮面模型的低潮面确定方法可以避免基准面确定需要设立验潮站获取(同步)潮位观测数据、沿岸低潮面(深度基准面)定义和算法存在差异以及基准面传递技术存在局限性的问题,尤其适合不易设立验潮站的海区的低潮面确定.     

利用曲面求交提取低潮线的方法

针对当前常用的低潮线提取方法不能适应较大区域范围的现状,提出一种基于曲面求交的低潮线提取方法。首先,在顾及潮滩带状分布特点的基础上,采用单向分区策略构建潮滩数字高程模型;然后,综合利用验潮站和网格潮汐模型计算的低潮面值,采用TCARI (the tidal constituent and residual interpolation)方法,构建曲面形态（连续无缝）的沿岸低潮面模型;最后,对所构的两个模型进行曲面求交,提取沿岸低潮线。试验结果表明,当提取低潮线的区域较大时,所提方法能明显提高低潮线的提取精度。     

浙江省平地区域机载LiDAR数据处理及DEM制作实践

为了进行平地区域原基础测绘产品高程的更新,我省进行了针对平地区域的机载LiDAR测高项目,为了获取高精度的DSM和DEM成果,在实际生产中开展了机载LiDAR数据处理及DEM成果的制作方法研究。本文将利用TerraSolid软件,从LiDAR点云数据的高程精度控制、点云滤波分类要求和如何利用特征线进行无点云数据区域的DEM精度控制等关键技术方面进行研究。     

高精度大地测量中的海潮位移改正

鉴于目前IERS规范中缺乏海潮对多数中国测站位移的改正，基于表面负荷形变理论，本文采用CSR3．0全球海潮模型和Farrell的格林函数结果，计算了中国测站的海潮位移改正。部分结果同IERS公布结果引比，符合很好，可以用于高精度大地测量，对中国地壳形变监测特别是沿海地区地壳形变监测具有重要的实用价值。     

The M 2 ocean tide loading wave in Alaska: vertical and horizontal displacements, modelled and observed

Crustal deformations caused by surface load due to ocean tides are strongly dependent on the surface load closest to the observation site. In order to correctly model this ocean loading effect near irregular coastal areas, a high-resolution coastline is required. A test is carried out using two GPS sites located in Alaska, where the ocean tide loading effect is large and consequently observed easily by relative positioning with GPS. The selected sites are Fair (Fairbanks) and Chi3 (located on an island that separates Prince William Sound from the Gulf of Alaska). Processing of hourly baseline solutions between Fair and Chi3 over a period of 49 days yields a significant ocean tide loading effect. The data are processed using different strategies for the tropospheric delay correction. However, the best results are obtained when 1-h ZTD (Zenith Tropospheric Delay) parameters for hourly solutions are used. In this case ocean tide loading is not absorbed into the ZTD parameters. Hence, ocean tide loading can be well resolved in the GPS data analysis. In addition, the M ₂ ocean tide wave in the Gulf of Alaska has a very large amplitude. Although the horizontal M ₂ ocean tide loading amplitude in general is only about 1/4 of the vertical M ₂ ocean tide loading amplitude, the differential horizontal M ₂ ocean tide loading displacements are nevertheless measurable using differential GPS (DGPS). When using the GOT99.2 ocean tide model and taking the coastal structure into account, the predicted differential vertical M ₂ amplitude and Greenwich phase lag due to ocean tide loading are 19.3 mm and 110.2 degrees respectively, while GPS measurements yield 21.3 ± 1.0 mm and 99.7±2.8 degrees. Similarly, the predicted differential horizontal M ₂ amplitude and Greenwich phase lag (in the north–south direction) are 4.5 mm and –77.0 degrees, while GPS yields 5.4 ± 0.3 mm and –106.3±3.3 degrees. Only the north-south component of the differential horizontal M ₂ ocean tide loading wave is considered, because the east–west component is too small for the processed baseline and not detectable using DGPS.     

海潮负荷效应对我国及周边IGS站的影响

针对近海区域海潮变化复杂且海潮负荷效应显著,而全球海潮模型在近海区域精度较低的问题,该文提出了将全球海潮模型NAO.99b和区域模型osu.chinasea.2010相结合,分析海潮对中国大陆及周边地区IGS站的影响。使用GAMIT软件解算IGS站实测数据,通过海潮负荷计算软件SPOTL对解算结果进行改正,并对改正效果进行对比和分析。结果表明,海潮负荷对中国及周边区域站点的影响主要体现在垂直方向,对一些站点的影响可以达到厘米级;海潮负荷对站点坐标的改正效果明显,特别是日本的种子岛站改正效果接近30%;站点改正效果从沿海到内陆逐渐减弱。     

利用GPS动态PPP技术求解海潮负荷位移

受特殊海岸线及复杂海底地形的影响,目前发布的全球海潮模型在局部沿海地区差异较大,需利用其他大地测量手段直接测定沿海地区的海潮负荷位移参数。GPS技术因具有全天候、精度高、成本低等优势,已成为获取海潮负荷位移参数的有效手段。本文基于GPS技术监测测站三维位移变化的灵敏度高于监测48个海潮参数的灵敏度这一基本思想,改进了利用GPS精密单点定位(PPP)技术估计48个海潮调和参数的方法,直接逐历元求解三维海潮负荷位移变化,再利用调和分析方法提取主要潮波(M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1)的海潮负荷位移建模参数(振幅与相位)。利用12个香港连续运行参考站(CORS)8年的GPS观测数据,计算各测站的海潮负荷位移建模参数。与传统方法比较,本文方法可有效加速K1潮波在东西方向的收敛。将GPS海潮负荷位移建模参数估值与中国近海海潮模型值比较,发现除S2、K2和K1潮波的均方根误差较大外,其他潮波的均方根误差均小于1.5mm。将香港2008—2014年验潮站数据反演的潮波参数与海潮模型值比较,结果表明:GPS与验潮站数据反演的潮波参数均与中国近海海潮模型及HAMTIDE2011.11A全球海潮模型符合较好,验证了GPS PPP反演海潮负荷位移的有效性。采用GPS PPP估计的8个潮波的振幅与相位值替换全球海潮模型中对应的潮波值,进行海潮负荷效应改正,可减弱GPS长时间序列中的半周年信号。     

Assessing the accuracy of predicted ocean tide loading displacement values

The accuracy of ocean tide loading (OTL) displacement values has long been assumed to be dominated by errors in the ocean tide models used, with errors due to the convolution scheme used considered very small (2–5%). However, this paper shows that much larger convolution errors can arise at sites within approximately 150 km of the coastline, depending on the method used to refine the discrete regularly spaced grid cells of the ocean tide model to better fit the coastline closest to the site of interest. If the local water mass redistribution approach is implemented, as used in the OLFG/OLMPP software recommended in the IERS 2003 conventions, OTL height displacement errors of up to around 20% can arise, depending on the ocean tide model used. Bilinear interpolation only, as used in the SPOTL and CARGA softwares for example, is shown from extensive global and regional comparisons of OTL displacement values derived from the different methods and softwares to be more appropriate. This is verified using GPS observations. The coastal refinement approach used in the OLFG/OLMPP software was therefore changed in August 2007 to use bilinear interpolation only. It is shown that with this change, OTL displacement values computed using OLFG/OLMPP, SPOTL and CARGA invariably agree to the millimetre level for coastal sites, and better than 0.2 mm for sites more than about 150 km inland.     

利用水位修正模型精化潮位数值模拟

利用海洋动力模式FVCOM（finite volume coast and ocean model）模式建立了高分辨率的海州湾及其外海域潮汐数值模型,提取了整个场内各个网格点上天文潮位值的时间序列。利用该区域内分布的5个验潮站资料提取水位修正模型,对场内的网格点进行水位修正,得到高精度的格点水位时间序列,然后对修正前后的水位值进行比较。结果表明,基于水位修正后的潮位数值模拟结果水位精度提高了10 cm左右。     

World-wide synthetic tide parameters for gravity and vertical and horizontal displacements

The response of the Earth’s crust to the direct effect of lunisolar gravitational forcing is known as the body tide. The body tide is superimposed by surface-loading forces due to the pressure of the periodically varying ocean tide acting on the Earth, called ocean tide loading (OTL). Both body tide and OTL can be decomposed into components of the same frequency known as tidal parameters. However, OTL is more complicated than body tides because of the dynamic effects of the ocean. Estimating OTL requires a model of the ocean tides and knowledge of the elastic properties of the solid Earth. Thus, synthetic tide parameters (amplitude factors and phase leads) have been developed here on a world-wide grid for gravity and positional displacements. The body tide contributions were added to the oceanic contribution to provide the Earth tide response. The accuracy and reliability of the synthetic tidal parameters have been estimated by comparing observed gravity and vertical-displacement tide parameters with those interpolated from our synthetic model, which shows good agreement. Tests also indicate that the synthetic tide parameters provide realistic gravimetric and displacements for practical use in tidal prediction.     

LIDAR点云数据的建筑物特征线提取

传统的房屋建模主要采用航空航天立体影像来获取房屋的3维数据,通过在数字摄影测量系统上进行立体量测来实现。这种方式费时、费力、周期比较长,影响了成果的现势性。机载激光雷达可直接、快速获取大面积地表点的三维坐标信息,为建筑物特征线提取和建模带来了便利。以往基于LIDAR点云数据进行建筑物特征线提取,大多只是针对简单的平顶房屋和人字型房屋。本文提出了一种能够精确提取建筑物特征线的方法,通过建筑物区域确定、建筑物顶面分类,能够实现诸如平面、斜面和多层次建筑物特征线提取的方法。     

潮汐改正对精密GPS基线解算的影响

介绍了三类潮汐模型改正,分析了中国及周边地区不同类型、大尺度GPS网,研究了极潮、大洋潮、固体潮模型改正对定位精度的影响,给出了模型的使用方法.     

潮汐对精密单点定位的影响

基于IERS2003协议，介绍了地球固体潮，海潮，极潮等改正模型，叙述了各潮汐项改正步骤，分析了各类潮汐改正模型的量级及对精密单点定位的影响。