基于B超成像的泥沙起动流速测量方法

床面上泥沙颗粒的起动测量一直是泥沙运动规律研究的难题。为此,提出了一种基于B超成像技术的泥沙起动流速测量方法。在模型试验水槽中,该方法利用B超仪获取水下地形及其附近粒子的运行图像,通过图像处理技术分析统计床面附近运动粒子的成像光斑个数,并分析其与流速之间的关系。结果表明,B超成像光斑个数在泥沙起动过程中存在一个突变过程,且该突变过程与泥沙起动运动相对应,可用来判定泥沙起动及其对应的起动流速,并利用该流速下的床面地形变化验证了该方法的正确性。该方法具有无扰动无干扰、适合于清水和浑水、易于实现自动化测量的特点。     

小波变换用于超声成像测井图像增强处理的研究

本文针对成像测井图像增强的问题,提出一种基于小波变换的超声成像测井图像增强方法.对超声成像测井图像进行小波变换分解,在小波变换域内采用一个新的非线性函数作用于各个尺度下的高频系数,然后重构图像.适当地调节非线性函数的参数值,既能增强图像,又能在一定程度上抑制噪声.与常规的图像增强方法相比,该方法在提高超声成像测井图像的细节表现能力上效果较佳.     

基于多频超声成像特征的软弱结构面可视化分析方法研究

在一定荷载条件下,岩土体内部软弱结构形态特征及其变形破坏方式对岩土工程边坡失稳等具有重要的意义,而岩土体内部软弱结构面及其形态特征的可视化分析往往缺乏有效的现场测试手段。基于此,提出一种基于多频超声成像特征的软弱结构面可视化分析方法。该方法通过使用多个频率的超声波来获取对应条件下不同角度、不同频率下岩土体内部软弱结构组织的超声扫描图像,统计分析其反射衰减特征以及差值图像的渐变特征,并据此建立软弱结构面定性定量分析方法,从而实现岩土体内部软弱结构的可视化分析。该方法实现了对岩土体内部软弱结构的实时成像探测和可视化监测,解决了现有技术中无法实现对岩土体内部软弱结构的原位成像探测和精细化分析的问题,为岩土工程和地质勘察中有关软弱结构诱发岩土体失稳机制的研究提供了一种新的技术手段和研究思路。     

航道水下数字高程模型的构建方法

以东莞市某航道水下数字地形构建为例,应用GPS—RTK技术并配合测深仪,荻取水下地形测量原始数据。通过VC＋ObjectARXCAD二次开发,在构建格网DEM精度和运行效率方面,利用几种内插方法实现了数字航道水下地形模型的构建,得出在水下地形起伏不大的情况下．TIN线性内插在构建航道格网DEM中是一种高效率、高精度的方法。     

起伏地表地震三维观测系统的实时可视化方法

针对起伏地形的大规模三维观测系统数据实时可视化问题,提出了一种基于多细节层次地形模型与精细炮检点符号模型相结合的地震观测系统实时显示方法。利用图形硬件将每帧地形数据渲染到深度纹理,运用GPU着色器并行内插出炮检点实际显示高程,从而避免了炮检点立体符号与起伏地形高程的显示偏差。实验结果表明,该研究成果能够实现起伏地形大规模三维观测系统数据的逼真和高效可视化,能有效提高地震采集软件在复杂勘探区的采集设计能力。     

CS404小口径超声成像测井探管研制

介绍了由核工业北京地质研究院自主研制的一型可用于铀矿勘查和开采领域的CS404小口径超声成像测井探管,其直径Φ40 mm、换能器工作频率为1.2 MHz、方位精度±1°、单圈成像扫描点数为180点、测井速度2 m/min时纵向分辨率为6.67 mm。在探管研制实现的基础上,进行了该型探管与QL40探管在室内模型和相山铀矿田CUSD1科学钻孔的对比测量试验,结果表明:CS404小口径超声成像测井探管声幅成像与时差成像对比明显、成像效果清晰,系统实现性能指标及成像结果均达到国外先进进口设备水平,能够为铀矿勘查和开采中的裂隙、破碎带识别以及产状提取提供一种全新的技术手段。     

基于地震干涉的回采工作面随采地震成像方法

煤矿安全生产迫切需要能够对工作面进行实时探测的方法,随采地震成像方法是一个有效解决途径。基于采煤机地震信号特征的分析,研究对比了3种随采地震信号干涉方法的适用性,利用贝叶斯反演提出了工作面的随采地震槽波层析成像方法。结果表明:采用反褶积干涉或互相干干涉,皆能有效压缩震源的子波,得到比互相关干涉更宽频谱的炮集;利用二次干涉方法,有助于获得更高精度的到时与层析成像结果。该方法能够实现煤矿井下回采工作面的随采地震实时成像,及时发现速度随时间变化的危险区域,对工作面地质灾害做出预警。      

水下地形与淤泥测量Silas技术

水下地形与淤泥测量Silas技术是采用Silas系统连续测定不同深度的淤泥密度,以密度划分淤泥类别;采用GPSRTK无验潮技术采集淤泥测点的空间信息,确定其相对高差.应用实践表明,它与传统淤泥测量方法相比,具有速度快、精度高、费用省、对水下淤泥扰动小等优点,可应用于水库、湖泊、海口、航道等水下地形与淤泥测量.     

浅地层剖面原始数据中海底反射信号的识别及海底地形的自动提取

2004年12月使用浅地层剖面仪GeoChirpⅡ在长江口南港进行了浅地层剖面观测,采集的原始数据反映了声波记录在海底表面存在着振幅的极大值及该记录的信噪比较低.根据声波记录在海底表面的反射特征,首先在剖面图像中确定海底表面所在的采样点范围,然后采用最大振幅法实现海底反射信号的识别及海底地形的自动提取,并对提取出的海底地形进行平滑处理.采用该方法从长江口南港的浅地层剖面原始数据文件中识别了海底反射信号,实现了海底地形的自动提取并把提取出的海底地形和原海底地形进行了比较.结果表明,提取出的海底地形能够较精确地反映原海底表面韵律性的起伏形态,证明了该方法的有效性.     

智能无人测量船在水下地形测绘中的应用

工程建设需要获取水下地形数据，GNSS+智能无人船测绘系统应用非常广泛，可获取翔实的水下地形数据，为科学设计提供基础资料。本文介绍了智能无人船系统组成、与传统作业模式对比分析、测深仪的基本原理，通过测绘工程实例，介绍了无人船水下地形测量航线规划，自动测深作业，采用中值滤波来进行水深测量点粗差剔除，数据处理取样。通过对布设检查线数据的分析，检查断面与测深断面相交处水深点的深度较差，结果均满足规范要求。实现了智能无人测量船代替人工完成水下地形的测量工作，大大提高测量精度与效率并减少人员涉水风险。同时提出了目前仍存在的一些问题以及对未来的展望。     

三维多波束系统在库区冲刷淤积计算分析中的应用

库区冲刷淤积是水工建筑的安全运行的直接威胁,目前检测方法相对落后。三维多波束系统是一套成熟的海洋测绘技术,由于内陆水电水利工程水下检查需求的特殊性、复杂性,暂未在该方面得到广泛应用。这里基于三维多波束系统检测的高精度水下地形数据,采用自编软件系统,建立DEM模型,对库区水下地形、冲刷淤积及三维成图进行计算分析与应用。结合现场实际情况,表明三维多波束系统在该方面的应用效果较好,可以精确计算库区冲刷淤积现状,建立三维数据基准库并实现三维可视化。     

多路径效应影响下实时动态测量方法的精度检测与分析

为了检测多路径效应对实时动态测量方法的影响,笔者在大面积湖面、树林、高压线、观测视线与高大建筑物的不同高度角条件下进行了实时动态测量实验。使用GPS静态测量布置一些观测点,选出部分点作为已知点,并分别使用RTK和全站仪进行观测其他点。对两者测出的数据进行比较和分析后,发现这些地形、地物对RTK测量工作存在影响,并提出了相关建议。     

同时实现地质雷达数据地形校正和偏移成像的方法

起伏地形使地质雷达图像变得复杂、地层界面的反射同相轴畸变、绕射同相轴严重偏离双曲线形状.提出了用麦克斯韦方程逆时偏移的方法同时实现地形校正和偏移成像以消除地形的影响.该方法将等偏移距逆时记录作为在接收点位置处的电流源,用时间域有限差分法求介质中的波场,输入波场退为零时刻时的空间电场分布即为地形校正和偏移成像结果.由于地形校正也是基于波动方程实现的,因此它比基于射线理论的常规静校正方法精确.通过比较该方法与常规静校正加逆时偏移之效果可知,该方法能更准确地对起伏地形下方的金属管线等绕射体成像.     

顾及空间各向异性的海岸带水下地形构建方法——以黄河三角洲为例

测深点是获取水下高质量数字高程模型的主要数据源,海岸带区域低密度的测深点会导致水下数字高程模型精度较低。针对该问题,结合反距离权重法与粒子群算法,提出一种顾及各向异性的多参数协同优化的点位加密算法,获取在全局意义下的补插点位水深最优解。以黄河三角洲1992年、2007年和2015年3期测深数据为研究对象,采用4种地学常用的插值方法对提出的加密方法进行验证,结果表明该方法处理后的数据插值精度有显著提高,绝对误差与相对误差均降低12%,能够对水下地形进行更为准确的重建。     

小波多尺度井间地震层析成像方法

将小波多尺度分析的思想引入到井间地震层析成像非线性反问题研究，首次提出了小波多尺度遗传进化井间地震层析成像方法。该方法是一种非线性全局寻优算法，其解大大地优于线性化反演方法的解，并极大地提高了地震层析图像的分辨率和图像质量，很好地解决了复杂模型和大扰动模型成像的难题。另外，小波多尺度反演方法还能能够提供不同分辨率的反演图像，将有益于层析图像的解释。数值模型试验和实际工程应用结果表明该方法具有很好应用效果。     

RTKGPS技术应用于湖泊资源保护的研究

介绍了GPS的实时差分在湖泊资源保护中的应用，研究了RTK技术进行湖泊堤岸测定，水下地形测量和湖泊水容量的计算，阐述了该技术应用于湖泊资源保护的有效性和实时性。     

GPS RTK技术在地形测量中的应用

RTK技术又称载波相位动态实时差分技术,能够实时地提供测量点在指定坐标中的三维坐标,并达到厘米级精度,通过对GPS RTK技术在控制测量、数字测图等工程中的基本应用,对动态GPS的特性和使用方法有了进一步认识,该技术已广泛应用于地形测量、控制测量、工程测量、航空摄影测量等诸多领域。     

长时间尺度珠江口河网水下地形演变过程三维可视化实现及分析

阐述了长时间尺度珠江口河网水下地形演变过程中的三维可视化实现过程及空间分析方法,进一步揭示了珠江口河网水下地形演变机理。将收集的地形图进行数字化,建立不规则三角网,实现三维可视化,并在此基础上进行剖面分析,为不同年份的地形比较从而揭示珠江河网水下地形演化过程奠定基础。针对遇到的高程值转换问题,介绍了零值线法,采用点射线法作为判断依据达到高程转换的目的,同时针对该方法工作量大等不足,提出了字段标识法这一行之有效的方法。     

一种海洋重力测量信号滤波方法的研究

为了有效地消除海洋重力异常测量值中存在的噪声干扰,提高重力异常值测量的精度,采用FIR数字低通滤波技术可以有效的剔除重力异常测量信号中包含的高频噪声成分,最大程度的还原真实重力异常值。本文重点介绍了数字滤波器的原理和设计方法,利用傅里叶变换分析测量信号中所包含的真实重力信号和噪声信号在不同频率下的分布和强度。在对原始重力异常值测量信号进行频谱分析的基础之上,提出利用频率采样的方法设计符合重力信号特点的低通滤波器,并结合已有的重力异常值测量数据对该方法进行实验验证。结果表明,利用该方法设计的滤波器可以有效地剔除高频噪声成分,滤波结果与标准值的误差在0~1 m Gal范围内。     

基于无人机摄影测量的露天矿边坡数值模拟

数值模拟是露天矿山边坡稳定性分析的常用方法,边坡模型构建是数值模拟的基础,地形测量的准确性对于边坡稳定性分析精度具有十分重要的影响。近年来,低空低速小型无人机(UAV)被广泛应用于地质调查中,为复杂条件下地形快速测量提供了一种可行的方法。针对露天矿山边坡坡形更新快、地形复杂、人工测量困难的情况,采用搭载单镜头小型无人机,对露天矿山边坡进行低空摄影测量,并通过飞行试验,对比研究了无人机搭载镜头旋转角度对边坡测量精度的影响,最终得到高精度边坡数字高程模型(DEM),并通过Surfer、Rhino等软件转化为三维FLAC模型,实现从无人机测量到三维数值模型的快速建立。得到以下可供参考的研究结论:在目标边坡坡度小于45°时,无人机搭载镜头旋转角度不同对边坡测量精度有较大影响,当镜头旋转角度介于70°~90°时,获得的测量精度较高;与人工测量相比,无人机摄影测量获得的边坡坡形更符合真实边坡实际坡型;无人机航拍照片经过PhotoScan、Surfer、Rhino等软件的转化,能够快速建立三维数值模型,并获得更好的数值模拟计算结果,满足边坡稳定性分析需要。