基于最小二乘拟合的三维激光扫描点云滤波

针对传统的使用单一拟合法滤波的不足,提出组合曲面拟合滤波方法。方法在对点云分割选取拟合点的基础上,先进行二次曲面拟合,去除误差较大点,然后在剩余的点云中,选取较为准确的多面函数拟合点,利用多面函数曲面可更好地表达地形细节,进一步逼近真实的地形表面的优点,进行二次滤波。实例表明,本文组合最小二乘拟合的点云滤波效果较好,去噪后的点云可用于生成准确的DEM。     

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采动区地表动态沉降预测的Richards模型

针对Knothe时间函数在采动区地表动态沉降预测中存在着较大偏差的问题,提出了地表动态沉降预测的Richards模型。基于开采过程中的地表沉降变形规律,给出了能够反映地表沉降全过程的理想时间函数模型所具有的基本特征,引入Richards生长曲线模型,分析了模型参数与地质采矿条件之间的定性、定量关系,并探讨了模型的适用范围,指出地表发生连续的、渐变的沉降变形时,模型预测效果较好。实例分析表明,Richards模型符合理想时间函数模型的要求,可较好地模拟采动区地表动态沉降过程,能够计算出地表移动持续时间和地表点在某一时刻的下沉值、下沉速度、加速度等动态参数,且模型的可塑性较强,具有较广泛的适用性     

基于深度学习AlexNet的遥感影像地表覆盖分类评价研究

地表覆盖分类信息是反映自然、人工地表覆盖要素的综合体,包含植被、土壤、冰川、河流、湖泊、沼泽湿地及各类人工构筑物等元素,侧重描述地球表面的自然属性,具有明确的时间及空间特性。地表覆盖分类信息数据量大、现势性强、人工评价费时,其自动化评价长期以来存在许多技术难点。本文基于面向对象的图斑分类体系,引入深度卷积神经网络对现有地理国情普查-地表覆盖分类数据进行分类评价,并通过试验利用AlexNet模型实现地表覆盖分类评价验证。试验结果表明,该方法可有效判读耕地、房屋2类图斑,正确分类隶属度优于99%,而由于数据较少、训练不充分,林地、水体图斑正确分类隶属度不高,分别为62.73%和43.59%。使用本文方法,经过大量数据充分微调的深度学习AlexNet可有效地计算图斑的地类隶属度,并实现自动地表覆盖分类图斑量化评价。     

顾及影像稀疏特性的压缩感知超分辨率重建

针对传统压缩感知信号重构仅实现对原始图像的复原和逼近,无法实质性提高影像分辨率问题,该文提出一种非退化的压缩感知超分重构方法。从图像传感器的结构分析数字影像的稀疏特性,进而以插值图像为指导,采用非线性的压缩感知优化重建方法,实现了非退化的单帧图像超分辨率重建。研究表明:该文方法改变了影像采集的过程和途径,弥补了传统压缩感知信号重构无法实质性提高影像分辨率的缺陷,且其重建图像的视觉效果及定量指标均优于传统插值法。     

联合InSAR与三维激光扫描技术监测矿区大梯度形变

基于传统差分干涉测量(D-InSAR)技术检测形变梯度有限,无法实现矿区地表大梯度形变监测的问题,本文提出利用三维激光扫描技术点云数据的高密度及其三维建模后单点定位精度高的特点,将SAR数据和点云数据进行融合提高形变检测梯度。具体过程为:根据干涉图像的相千系数掩膜去掉干涉图上形变梯度较大的点,相位解缠后得到"有洞"的形变场,基于反距离加权思想采用点云数据对SAK形变场进行"补洞"从而实现监测区域的无缝联接。以山东省境内某矿区工作面上方河堤大坝为例,应用本文提出的方法进行了矿区大梯度形变实验研究。研究结果表明:采用本文提出的方法监测结果与地面观测站水准数据较为一致,其中最大绝对误差64mm,最大下沉处相对误差为4.95%,从而证明了该方法的可行性。本文方法为利用D-InSAR技术实现矿区内大梯度形变监测提供了新的途径和手段。     

矿山条带开采相似材料模型变形测量

针对传统模型观测方法中存在的观测装置或传感器安装麻烦、工作量大、采样点有限等缺点,引入计算机视觉和数字近景摄影测量技术量测模型变形。用高分辨率数字相机获取不同模型,模拟开挖状态下的多组数字影像,选取二值化阈值对图像进行分割,根据标记区域的形状参数自动检测和识别标志点,通过边缘跟踪和椭圆拟合算法确定标志点中心坐标;推导了用二维直接线性变换关系式和共线方程分解出影像外方位元素初值的实用算法,利用光束法平差对标志点空间坐标进行精确定位。试验结果表明,空间坐标的测定精度高于±1mm,所测位移场与实际变形情况较为一致,可以满足矿山岩层和地表移动相似材料模型观测要求。     

月球遥感影像高精度定位研究

高精度影像立体定位是月球地形测绘的基础。对嫦娥1号光学传感器方位元素误差和方位元素相关性对影像定位影响进行了仿真,并建立了适合稀少、低精度控制点条件下月球光学影像区域网平差模型。该模型通过在月心直角坐标系(SOCS)进行影像空中三角测量来消除月球曲率引起的误差和测图范围限制,通过轨道形状的拟合与插值来减小摄影时刻轨道位置的偶然误差,在飞行坐标系中建立轨道修正模型来减少定向参数的数目,对轨道和姿态增加约束条件来提高月面控制点数目稀少及精度低条件下外方位解算的精度与可靠性。文中以克莱门汀10条轨道60景约195000km2月球南极区面阵影像和ULCN2005控制网为数据源,进行了不同方案的平差试验。通过对仿真和试验结果分析,得出月球遥感影像定位部分有益的结论。     

“合成孔径雷达干涉测量”课程思政建设与实践

针对当前面向工科研究生专业课程的思政教育研究偏少，缺乏课程思政建设方法及案例的问题，文中结合测绘类研究生所学习的“合成孔径雷达干涉测量”课程，发掘了该课程教学内容与思政要素的融合点，构建了“科研引导-隐性融合-创新拓展”课程思政“三步”实践教学法。以“资源开发地表形变监测与环境保护意识”为例，结合课程组的科研经历及研究成果，探讨了该课程思政教学实践过程。结果表明，该方法容易理解、操作方便，能够将思政元素与课程内容有机结合，可为工科类研究生课程思政教学提供参考。