大坡度地质露头高分辨率无人机影像采集方法与建模实践*

野外地质露头的观察、研究能够最直接、最有效地获取地下地层信息,为地质科学研究提供最直观、最真实的一手地质资料。然而传统的露头研究,尤其针对大坡度、人员无法到达区域的露头研究,主要依赖坡底部考察、测量和拍照等方式记录露头信息,难以精细、准确地表征整个地质体。消费级无人机具有机动性好、适应性强和成本低等优势,且能够近距离、多视角、变高度地获取露头影像。本研究对无控制点情况下的大坡度地质露头影像采集方法与模型构建精度进行探讨,利用消费级无人机垂向航线采集影像,然后构建模型。结果证明倾斜摄影测量技术结合消费级无人机能够有效地构建具有毫米分辨率精度的大坡度地质露头模型。构建的模型具有分辨率高、分辨率均一、量测精度可达毫米等特点,可有效降低野外考察的工作难度,降低人员安全风险,真实准确地复现野外大坡度露头情况,为大坡度露头剖面解译、分析和量测提供真实可靠的数据基础。     

基于AMSR2微波辐射计的近海面气温反演算法研究

基于多元线性回归方法,利用2013-01-06的AMSR2辐射计亮温数据和红外-微波融合SST数据产品,开展了近海面气温反演算法研究,并用TAO,RAMA和PIRATA等浮标实测数据对近海面气温的反演结果进行检验。近海面气温反演结果误差情况:均方根误差为0.66℃,偏差为0.02℃,相关系数R为0.91,该误差结果表明所建立近海面气温反演算法较好的反映在60°S~60°N纬度范围内的近海面气温分布情况;同时为进一步确定不同纬度近海面气温反演的误差分布,将近海面气温反演结果与ECMWF再分析数据进行了对比分析,结果表明,从赤道起算,纬度每升高或降低1°,反演均方根误差约增大0.1℃。     

基于移动GIS的城乡规划数据动态维护系统研究

针对传统城乡规划数据动态维护工作存在的工作效率低、调查结果错误率高、调查结果难以实时更新等问题,基于移动GIS、Silverlight、ArcGIS Server、空间数据库等技术,设计开发了城乡规划数据动态维护系统,实现了规划数据浏览、查询分析、在线编辑等功能,为周边要素自动更新提供了解决方法,解决了变化数据难以实时更新的问题,提高了规划现状资料调查工作的效率和调查结果的准确度。     

省级似大地水准面成果在名山主峰高程测量中的应用

本文论述利用省级似大地水准面成果测量名山主峰高程,分析精化正常高与已知正常高的差值．讨论了名山主峰正常高测量的可行性。     

基于多时相遥感数据的海岸线自动提取方法

海岸线是海洋的重要组成部分,对于海域管理具有重要意义。本文根据岸线位置确定原理,即将多时相瞬时水边线上边界近似作为海岸线,提出了一种基于多时相水边线的海岸线自动提取方法,该方法应用区域生长与边缘检测相结合的方法提取瞬时水边线,然后采用海岸线自动判别算法进行海岸线的提取。首先计算归一化水体指数（normalized difference water index,NDWI）图像,利用区域生长算法进行海陆分割,得到海陆分割二值图;然后利用Canny边缘检测对海陆分割结果进行边缘检测,得到瞬时水边线;最后利用海岸线自动判别算法得到多时相瞬时水边线上界作为海岸线。本文以马六甲海峡部分海岸作为研究区域,应用多期Landsat 8遥感影像进行了海岸线提取和分析。为验证海岸线提取精度,对获取时间接近高潮时的一景哨兵二号影像进行目视解译得到人工解译的海岸线,与本文提取海岸线进行对比。结果显示,本文算法得到的海岸线平均偏移量和均方根误差分别为21.01 m和21.96 m,能够满足30 m分辨率遥感图像的精度要求,相比采用单景影像提取海岸线,精度有明显提高。     

陆架环流作用下的北黄海中北部细颗粒物质输运

海洋泥质沉积是流域、古气候及海平面变化信息的重要载体，对该粒级物质的系统研究，是获取环境信息的重要手段。为此，采集北黄海中北部表层沉积物80件，经室内筛分处理，并对细颗粒组分（<63 μm）进行了稀土元素（REE）测试。结果显示REE的含量及分布模式在长山列岛东西两侧差异显著:东侧物质明显富集REE，尤其轻稀土元素（LREE），Eu元素则明显缺失，指示了受鸭绿江的显著控制；长山列岛以西，REE除含量降低外，分布模式也变平缓。造影剂马根维显（Gd-DTPA）在磁共振成像（MRI）中的大量使用，可能是造成Gd明显富集的主要原因。此外，辽南沿岸物质的来源及分布与以往认识存在差异，以往认为辽南沿岸泥质沉积为鸭绿江为主的辽东半岛河流的远端泥沉积，而本文的研究发现:辽东半岛东侧长山列岛至大连湾外海域以黄河来源物质为主，鸭绿江物质对北黄海西部泥质区的贡献在西侧大于东侧，其中陆架环流对物质输运发挥着重要作用。     

辽东半岛东岸近海泥区悬沙浓度的时空分布及控制因素分析

鸭绿江作为典型的中小型河流，细颗粒沉积物从鸭绿江流域到辽东半岛东岸近海泥区的源汇过程有着独特的机制，而遥感解译是了解入海沉积物在河口-陆架输运过程和机制的有效手段之一。因此，本文通过在辽东半岛东岸海域进行了现场悬沙浓度测量，并与GOCI影像建立关系，反演了该地区2011年4月至2017年3月间的表层悬沙浓度，从而揭示了该海域表层悬沙浓度的时空特征，分析了潮流、大风天气和洪水对悬沙浓度变化的影响，在此基础上探讨了研究区的悬沙浓度输运格局。结果显示，研究区表层悬沙浓度空间差异大，河口附近是悬沙浓度高值区，可达500 g/m3以上，其他区域则悬沙浓度多小于20 g/m3。另外，研究区表层悬沙浓度枯季高，洪季低，有着显著的季节性变化。进一步分析表明，枯季大风天气引起的风浪作用增强，是导致表层悬沙浓度增高的主要原因；洪季虽然悬沙浓度较低，但流域洪水期间的悬沙浓度显著增加。此外，作为典型的中小型源-汇传输体系，沉积物从鸭绿江到辽东半岛东岸近海泥区总体上仍遵循"夏储冬输"的输运机制。     

长江口及废黄河口海域表层沉积物中多环芳烃分布特征和生态风险评价

2015年10月采集长江口及废黄河口51个沉积物样品,对沉积物中的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的含量进行测定,探讨长江口及废黄河口海域表层沉积物中PAHs的分布组成、来源及潜在的生态风险评价。总PAHs的含量范围为4.23~292.39 ng/g,平均值含量为67.40 ng/g。研究区样品的PAHs含量呈现"北部低南部高"的空间分布特征,舟山群岛东部区域PAHs含量普遍偏高,长江口次之,废黄河口最低。与国内其他海区相比,研究区域PAHs总体处于中低等污染水平。运用统计分析和特征比值法对来源进行分析,研究区域沉积物中PAHs主要是以4环、5环为主,来源分析显示PAHs的主要来源为各类燃烧源及石油源的混合来源。根据效应区间低/中值法(ERL/ERM)评价结果显示,长江口及废黄河口海域的潜在生态风险很小,但对生态有一定的潜在威胁,也应该引起重视。     

联合多代卫星测高资料反演中国南海重力异常

联合HY-2A、Geosat、ERS1/2、Envisat、T/P、Jason1/2等多颗测高卫星,通过共线处理和交叉点平差削弱海面时变效应和径向轨道误差等影响,以Jason-1测高卫星作为参考,对多代测高卫星进行基准统一,消除测高数据的不一致性,基于全球EGM2008重力场模型,采用移去恢复技术和逆Vening-Meinesz公式反演中国南海(0°~23°N,103°~120°E)2'×2'重力异常,与船测重力数据比较,均方根误差为4.9m Gal。     

基于正交变换的多通道遥感影像变化检测

针对多时相多通道遥感影像的变化检测问题，引入了多元统计中的典型相关分析方法，对遥感影像进行典型变换，并采用最小噪声比率变换对典型变换结果作后处理，得到差异影像，初步解决了将变化信息集中到少数分量中的问题。实验证实了该方法的有效性，并与主成分分析方法进行了比较。