地质雷达+三维测量内窥镜的城市道路病害检测与应用

城市道路病害体作为城市安全的重要隐患,具有隐蔽性、突发性等特点,需及时予以检测和处理。地质雷达利用电磁波反射确定地下介质分布,以其无损、快捷及浅层高分辨率优势广泛应用于城市道路病害检测中,但要对病害体作进一步处理,需要对病害体做进一步精细勘测。本文利用地质雷达在道路病害检测中的优势,结合三维测量内窥镜技术的实时视频和测量功能,实现道路地下病害体的准确定位和精准测量,为后续防治和治理提供有用数据。     

利用GNSS-R信号进行交通车流检测

为了有效检测交通状况,提出了一种使用GNSS-R （导航卫星反射）信号进行车流检测的方法。该方法利用两种天线分别接收导航卫星直射信号和反射信号,使用通用接收机进行信号采集后,在软件接收机中进行信号处理解算,获得直射通道和反射通道的相关功率,以及卫星的高度角。然后使用反演介电常数的方法对车辆进行探测,获得交通车流状况。通过试验验证,该方法能够有效地对探测区域内的车辆进行检测,证明了使用GNSS-R进行交通车流检测的可行性。     

用人工神经网络方法反演水体吸收系数

吸收系数是水体的固有光学参数,是进行水体光学遥感研究的基础。讨论了一种基于人工神经网络(artifi-cial neural networks,ANN)、利用遥感反射比数据反演水体吸收系数的方法。该方法用实测的水体遥感反射比(Rrs)数据集建立BP神经网络,用以反演水体在波长440 nm处的吸收系数(α(440))。实测遥感反射比数据集的80%数据用于训练样本,20%数据用于预测样本。研究结果表明:正确选择神经网络的传递函数、训练函数和隐含层节点个数是至关重要的;用最优的传递函数、训练函数和隐含层节点个数得到的预测结果与实际测量结果的相关系数高达0.978,证明了该方法的可行性。     

基于Landsat 8影像的多光谱厚云检测方法研究

在ACCA算法基础上,通过分析厚云及典型地物光谱特性,结合Landsat 8卫星传感器波段特性设计多光谱厚云检测方法,将影像大气顶端反射率和亮度温度作为输入值,检测厚云分布位置。检测结果显示,厚云像素的检测准确率在ACCA算法上有所提高,尤其是对于边界云和碎云的识别优于ACCA算法。当应用于多时相及多地区含云影像时,影像中厚云像素的检测准确率在90%以上,表明该方法能较好地检测各个时相及不同地物上空的厚云像素。     

桩锚作用下L型超大深基坑的变形特性分析

为深入探讨超大型深基坑施工引起的变形特性和影响因素,本文以北京某居住及商业金融用地项目深基坑监测为例,全面结合大型深基坑施工的地质、环境、受力条件等影响因素,通过选取深基坑的特征部位变形的数据进行分析,研究L型超大深基坑监测的桩顶竖向位移、水平位移、桩体深层水平位移和锚杆应力变化特性及相互作用关系,结果表明：桩顶竖向位移变化趋势整体向上隆起;桩顶和桩体最大位移量平均值分别为0.056%和0.054%He(He为开挖深度),两者的位移量基本一致;L型中单个桩体锚杆损失值占锁定时应力的10%～20%。通过分析提出桩锚作用下的L型超大深基坑在基坑开挖土体卸载回弹和锚杆拉力随深度增大等作用下,引起桩体实际产生的位移量更大,危险性系数更高,最终形成桩体围护结构和土体的结合体呈一种向上托举状态。     

一种房屋建筑承灾体高度的快速自动估算方法

为满足大范围房屋建筑承灾体高度高效调查的需求,提出了一种顾及房屋结构的建筑物高度快速自动估算方法。首先基于LiDAR点云制作区域数字高程模型和数字表面模型,获取地面和地表高程矢量点;然后利用1∶500地形图数据对房屋结构进行解析,确定房屋底部和顶端高程计算面;最后以高程计算面内点要素的高程均值作为底部和顶端高程,进而求差计算房屋高度。以广州市南沙区范围内的532栋房屋建筑对象为实验对象,该方法得出的建筑高度与不动产登记资料的实际高度误差约有84.21%在0.2 m之内,表明该方法效率高、精度可靠,能满足大范围房屋高度快速调查的需求。     

震后松弛过程的粘弹性模型在1997年Mw7.6玛尼地震中的应用研究

采用麦克斯韦体模型、标准线性体模型和伯格斯体模型,具体研究了1997牟玛尼地震在衰减时间1～100 a间的震后位移场和库仑应力场.结果表明:①在1～5 a的短期内.采用标准线性体和伯格斯体模型的震后位移场具有时空上的一致性;而在10 a以上的中长期内.麦克斯韦单元开始起主要作用.表现为采用麦克斯韦体和伯格斯体模型的震后位移场具有时空上的一致性.②虽然应力阴影区和应力触发区随时间而同步扩展,但短期内,采用标准线性体和伯格斯体模型的粘弹性库仑应力场的空间结构具有一致性;而中长期内,采用麦克斯韦体和伯格斯体模型的粘弹性库仑应力场的空间结构具有一致性.为更好地解释震后形变及粘弹性库仑应力触发响应,流变模型的选择需要根据研究的时间段和观测数据源具体确定.     

AR模型谱在超导重力数据信号检测中的分析研究

在介绍AR（auto-regression）模型谱分析原理的基础上,分别采用AR模型谱和周期图法对法国Strasbourg、澳大利亚Mt Stromlo和日本Matsushiro三个站的超导重力数据进行信号检测,以半日波的理论值为依据,运用两种方法进行半日波信号检测、分析与比较。结果表明,在超导重力数据信号检测分析中,AR模型谱比周期图法更准确、稳定,且受数据量的影响较小。     

基于GNSS-R的后续海冰观测实验

冬季海上浮冰的活动给海上生产和海上运输带来了严重的负面影响,需要对海冰进行全天候、大范围检测。此次实验根据海水与海冰电磁特性的差异,利用较为经济的导航卫星反射信号遥感方法,在天津渤海岸展开连续的观测和数据采集。对同一颗GPS卫星的不同极化类型的反射信号从能量的角度分析海冰分布情况,在误差最小的情况下得出分析结果：不同极化类型的导航卫星反射信号均可从不同角度表征海冰覆盖信息。     

使用SAR影像生成DEM的精度分析

雷达干涉测量(InSAR)和雷达立体测量(Radargrammetry)是使用SAR影像生成DEM的两种主动遥感新技术,前者利用反射雷达波的相位信息,而后者利用其灰度信息。本文利用ERS-1/2卫星对香港地区成像获取的SAR影像分别构成干涉像对和立体像对生成了DEM,并以外部DEM为参考,利用对比和统计方法分析了两种测量方法的精度情况和技术优势。     

利用样条分频消除GPS与APS组合定位中海浪扰动的方法研究

在GPS/APS组合定位技术实际应用中,由海浪引起的测量基准起伏会对定位结果数据产生较大波动,针对这一问题,引入了样条分频方法,进行了算法设计,利用实测数据进行了仿真分析,结果表明:该方法可以实现对混合于测量信号中的非被测目标位置特性信号的分离,在数据处理中能有效消除海浪对定位数据的影响。     

一个基于平稳小波变换的SAR内波检测方法

SAR图像数据量的激增,迫切要求一种自动的内波检测技术来代替传统的人工解译。基于此,本文提出一种基于平稳小波变换（SWT）的SAR图像内波检测方法,利用SWT对SAR内波图像进行分析处理,计算SWT系数的小波梯度信息,通过模极大值搜索方法进行内波边缘特征提取。最后通过南中国海东沙群岛观测的多幅SAR图像进行实验与分析,实验结果证明平稳小波变换对于SAR内波检测是有效的。     

一个异常的台风海面风、浪结构的遥感分析

Ｇｅｏｓａｔ卫星高度计可广泛应用于如锋面，海面风，浪和高度等多方面的研究，但利用高度计资料分析台风的海面风，浪断面结构，因受卫星轨道，台风路径和高度计风速算法等多方面的制约，过去一直研究较少。该文以Ｇ３ｏｓａｔ高度计１９８７年８月１１日一上升轨道的风，浪资料为基础，研究分析了８７０８号台风影响下的海南风速和海浪断面分布特征。     

GNSS-R地基实验

讨论了GNSS-R地基实验。计划在海岸附近选择一个固定观测平台，利用GPS单频接收机接收从GPS到观测点的直接和海面反射信号，从接收信号分析得到海面平均高度、有效浪高和潮位等海洋参数。并讨论实验原理，观测设备、以及从0级到2级的数据反演。     

Oil slick identification from imageries using optical power spectra

A new method for semi-automatic identification of oil slick on ocean/sea surface from space borne imagery using optical power spectra has been suggested. This method is based on the fact that the presence of the oil slick in the ocean suppresses the normal wave pattern that will be present in the ocean area without oil slick and the power spectra of the image area having the oil slick will be devoid of the peak corresponding to the dominant wave. In addition, the general shape of the oil slick will increase the low frequency content in the power spectra. The method has been applied for test areas containing oil slicks and the results are encouraging.     

AR序列异常值探测的Bayes方法在卫星钟差预报中的应用

AR模型中若含有异常值,会使传统的建模、估计及检验方法陷人困境,从而不能准确地预测和控制。本文在无信息先验条件下,结合观测信息,计算了基于均值漂移模型和方差膨胀模型异常值事件发生的后验概率,提出了无信息先验下自回归模型中异常值探测的Bayes方法并对异常值进行了估算。该方法能将异常值准确地探测和估算出来,借此修正模型,可提高预测的准确性。最后,做了钟差实测数据计算,比较了模型修正前后预报的情况,验证了该方法的有效性。     

基于X波段雷达的海洋动力学参数提取算法初步研究

从X波段船舶雷达记录的连续雷达图像中,可以获得海浪频谱和海流的信息。在不存在海洋表面流的情况下,雷达图像的三维频谱分布在由静水色散关系确定的平面轨迹上。海流的存在会使三维频谱的能量分布产生相应的多普勒频移,对此频移进行最小二乘拟合,可以确定海流的大小和方向,进而得到有向浪高谱。本文基于通用的海浪谱和方向函数,在考虑阴影调制的情况下仿真海面X波段雷达图像序列,分别对无海流和有海流作用下的三维频谱进行了数值模拟,通过海流产生的多普勒频移拟合出海流,并获得二维图像谱。最后分析了McMaster大学X波段雷达的实测定向海面回波数据,获取了海浪的一维图像频谱。     

SAR海洋内波表层流反演方法探讨

基于海洋内波SAR成像机理与M4S海面微波散射成像模型,提出SAR海洋内波表层流反演新方法。首先从SAR图像上获得内波剖面的海面后向散射强度,利用AH理论的线性近似关系得到猜测表层流,通过海面微波散射成像模型仿真海洋内波的SAR海面后向散射强度,利用二分法不断地修改风速和流速梯度等参数,使仿真信号最大程度的逼近实际SAR图像上的海面后向散射强度,输出最终海表层流。以中国南海海区3景海洋内波SAR图像为例,对该方法进行了探讨。结果表明,仿真的海洋内波SAR海面后向散射强度剖面和实际SAR图像上的信号剖面吻合,两者的相关系数达90%以上,说明该反演方法是收敛与可行的。     

THE GEODIMETER: AN INSTRUMENT FOR THE ACCURATE MEASUREMENT OF DISTANCES BY HIGH-FREQUENCY LIGHT VARIATIONS

Abstract

During the last few years a method of measuring accurately the lengths of lines of moderate length by means of high-frequency variations in the intensity of light emitted by a special transmitter, which promises to have many important applications in triangulation and precise traversing, has been devised by Mr. E. Bergstrand, of the Geographical Survey of Sweden. In principle, the method has certain resemblances to the apparatus invented and used by Fizeau for measuring the velocity of light, Bergstrand's instrument having been designed in the first place for the measurement of the same constant. In Fizeau's apparatus, it will be remembered, a ray of light was directed through the cogs of a revolving toothed wheel towards a distant mirror, and, when the wheel reached a certain angular velocity, the ray reflected from the mirror was intercepted by the cogs, so that an observer stationed on the same side of the wheel as the light source no longer saw the reflection of the light in the mirror. The angular velocity of the wheel being known or observed, the time taken for the cogs to obliterate the reflected image could be calculated, and twice the distance to the mirror divided by this time gave the velocity of light. In the Bergstrand apparatus, which is called the “geodimeter”, light pulses of known frequency and varying intensity are directed to the end station of the line whose distance is required, and, after reflection by a mirror at that station, are received back in a special receiving apparatus alongside the transmitter. Here they are converted into small electric currents, which, when the required distance is a certain function of the wave length of the transmitted and reflected pulses, can be made to give zero deflection on a sensitive galvanometer. In this way, the distance to be measured can be determined in terms of the wave length of the pulses. Experiments so far carried out with this apparatus have been successful up to distances of about 36 kilometres. Even with the latest model, however, as we shall see later, it is necessary to know the approximate distance to within 1½ km.     

水稻微波后向散射系数的模拟分析

提出了一套完整的水稻一次后向散射作用物理模型,通过该模型可以定量地模拟水稻对入射电磁波的后向散射作用,包括不同入射角、不同时相、不同波段、不同极化等各种情况,从而得到大量有价值的模拟结果。通过深入分析这些结果,可以对如何利用ＳＡＲ遥感数据更准确、更经济、更方便地进行水稻识别、长势监测及产品评估等工作提供理论依据和方法指导。