基于无控技术的海岸带影像图构建与应用

运用直接地理定位技术和大幅面航空数字摄影系统的紧密捷联,开展渤海湾西部天津滨海新区和唐山曹妃甸新区的高精度航空遥感调查工作。无地面控制点技术的应用摆脱了航空遥感对基站的依赖,也克服了海岸带周边地区地面基站稀少的局限。利用获取的0.3 m高空间分辨率真彩色航摄影像和高精度定位定向元素,成功构建了平面与高程均符合1:10 000比例尺指标要求的数字高程模型(digital elevation model,DEM)和数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM),填补了天津滨海新区和唐山曹妃甸新区海岸带潮间带高精度航空遥感基础地质信息的空白,同时结合高分卫星数据,在土地类型分类、海岸线提取等方面开展了遥感解译应用,为进行遥感地质解译、地质生态环境与灾害等要素的专题图制作提供详实可靠的地理信息基础数据。研究结果显示,紧耦合机载定位定向系统(position and orientation system,POS)无控技术的运用缩短了DEM和DOM成图作业周期,减少了大量地面测量工作,节约了人力和物力支出,为海岸带工作区开展地质调查提供了新的技术支撑和工作思路。     

无人机在强震区地质灾害精细调查中的应用研究

为对强震区地质灾害进行精细调查,基于无人机低空摄影测量系统能够获取高精度、高分辨率和高时效的遥感影像且具有灵活性强和不受复杂地形影响等特点。本文将无人机低空摄影测量系统应用到强震区地质灾害精细调查,探讨了强震区地质灾害无人机遥感精细调查流程及成果应用。以老虎嘴滑坡所在区域的应用为例,阐述了无人机遥感像片的获取和DEM、DOM及三维真实空间场景的制作方法,重点介绍了利用三维真实场景对地质灾害进行定性及定量分析及精确描述。实践结果表明:（1）同常规的遥感调查方法相比,该方法不仅能够获取更高分辨率和更高精度的地质灾害精细调查基础数据,而且还提高了其时效性及可靠性;（2）构建的地质灾害体三维真实空间场景突破了传统的二维地质灾害解译技术,提高了地质灾害解译的精度及准确度。本文较完整地阐述了无人机低空摄影测量系统在强震区地质灾害精细调查的流程及方法,可以较好地应用于强震区地质灾害精细调查。     

数字高程模型在天津滨海平原区地质填图中的应用

天津市滨海平原地区地势平坦,地貌类型不易划分,沉积物粒度较细,遥感解译精度及实地可识别性差,按照传统的地质调查方法开展填图,图面表达效果不佳。数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)是地形的数字化表达,具有一般地形图无法表达的三维可视化信息,能够真实反映地形地貌特征。在开展天津滨海平原地质填图过程中,通过建立研究区DEM,并结合路线地质调查、槽型浅钻施工、样品测试分析,进行了地貌单元划分,将浅地表沉积物划分为河流、海侵和三角洲3个沉积体系: 河流沉积体系包含边滩(曲流砂坝)、充填河槽(牛轭湖)、决口扇、天然堤、洪泛盆地和湖沼沉积微相; 海侵沉积体系包含海滩脊、越岸扇、高潮坪和残留潟湖沉积微相; 三角洲沉积体系主要为三角洲前缘沉积。通过与不同类型遥感解译结果进行对比分析可知,DEM可充分弥补遥感影像的不足,对浅地表沉积物进行详细的成因类型划分,提升对浅地表地质作用过程的认知程度,较好地指导野外地质填图。将高精度DEM数据应用于第四系覆盖区地质填图,可以大大提高填图精度及效率,为城市生态安全保障、国土空间规划、产业结构布局等提供基础地质依据。     

Application of Digital Elevation Model in the geological mapping of the coastal plain of Tianjin

Tianjin coastal plain is flat and its landform is not easy to be divided. The grain size of the sediments is fine, with poor remote sensing interpretation accuracy and field identification, which leads to weak geological map expression effect by the traditional geological survey method. Digital Elevation Model (DEM) is a digital representation of the topographic surface and it has 3D visual information that cannot be expressed by the general topographic map, which can truly reflect the features of the landform. The authors divided the geomorphic units of shallow sediments during the geological mapping process of Tianjin coastal plain based on DEM and the geological survey of the route, the construction of the shallow groove drilling and the sample testing. The shallow sediments can be divided into three sedimentary systems: fluvial sedimentary system, transgression sedimentary systm and deltaic sedimentary system. The fluvial sedimentary system includes several genetic types of point bar, oxbow lake, crevasse splay, natural levee, flood basin and lake marsh. And the transgression sedimentary system can be divided into beach ridge, overland fan, high tide flat, residual lagoon, while the deltaic sedimentary system includes the delta front. DEM can fully make up for the shortage of remote sensing images after the comparative analysis with the results of remote sensing interpretation of different types. Besides, DEM can also be used for the detailed genetic classification of the shallow sediments and improve the cognition about shallow geological process, which will guide the field mapping. The application of high-precision DEM data to the geological mapping on the covered areas of quaternary system can greatly improve the mapping accuracy and efficiency, and provide basic geological support for urban ecological security, territorial space planning and industrial structure layout.     

海岸带数字航空摄影质量控制与评价

随着机载POS系统和数字航空摄影技术应用于海岸带地形测量,水线曲折、水域面积广阔、滩涂陡缓不一、具有潮汐变化等多因素给海岸带航空摄影质量控制带来诸多问题。因此,为了得到优质的调查结果,需对获取的航空摄影资料进行质量评价。通过分析航空摄影作业过程及获取成果的类别,从中选取能够全面衡量航空摄影质量的指标元素,对这些元素加以预先控制以提高最终成果质量; 基于专家经验法和数学统计法对各指标元素赋予权重,提出了全要素直接参与的加权法对航空摄影数据质量进行评价; 归纳了在获取与处理过程中影响质量的各子元素间的相关性,可利用该特点在今后的作业中进行有针对性的改善或控制,达到提高成果精度的目的。对渤海海岸带航空摄影数据的评价结果显示,整体质量优秀,与实际的制图结果吻合,成果精度满足海岸带地质调查需求,质量控制和评价方法可行。     

延川县地质灾害详细调查实践与认识

延川县地处陕北黄土梁峁沟壑区,地质灾害频发。通过遥感解译、地面调查,查明了区内地质灾害类型、规模、特点及其分布规律。     

贵州2010年6月28日关岭滑坡遥感应急调查

2010年6月28日,贵州省关岭县发生大规模滑坡,2010年6月30日中国国土资源航空物探遥感中心根据国土资源部中国地质调查局的部署,紧急派机飞往灾区进行航摄,获取了灾后第3天的高分辨率航摄图像数据,经正射处理后,进行解译提供灾区使用。该解译以QuickBird数据、航摄数据及1∶50 000数字地形、航摄立体像对生成的DEM分别作为滑坡前后的遥感数据源及地理控制数据源。采用数字滑坡技术估算了628关岭滑坡灾害的灾损,解译了滑坡的形态结构及运动方式,利用滑坡前后DEM计算了原斜坡滑走及堆积的滑坡方量,分析了628关岭滑坡成因及存在的地质灾害隐患,并提出防治措施建议。     

无人机遥感图像及其三维可视化在汶川地震救灾中的应用

在分析了无人机低空遥感影像几何变形原理,对无人机遥感数据进行图像拼接与几何校正,正射精校正等处理后与高精度DEM融合,制作出了研究区景观的三维遥感虚拟动态模型。通过分析三维可视化图像,结合地形资料,对汶川地震重灾区安县荼坪河流域由山体滑坡和崩塌等地貌变化造成的堰塞湖和相关灾害,进行了高分辨率、低空遥感的灾害信息获取和灾情评估。实践表明,在灾害应急和复杂地形条件下,使用无人机低空遥感及其三维可视化技术,进行实地数据采集和信息提取,能够对震后各种实时情景进行精确描述,为决策者提供了准确、详细、及时的第一手资料,从而最大限度地减少损失。     

天津滨海新区海岸带地质灾害危险性评价

滨海新区是天津经济发展的增长极,随着新区内工程建设规模日益扩大及经济建设快速发展,灾害地质严重与否已成为新区发展的重要制约因素之一。本文通过对区内断裂、地震、沉降、软弱土、液化砂土等灾害特征进行归类,建立滨海新区海岸带灾害地质危险性评估体系,运用层次分析法按照无危险度、较低危险度、中危险度、较高危险度、高危险度5个等级,对滨海新区灾害地质危险性进行量化综合评价。     

多源遥感数据在西准噶尔哈拉阿拉特山地区1:5万地质填图中的对比研究

以ETM、SPOT5和Quickbird为主要信息源,在哈拉阿拉特山地区开展1:5万区域地质填图,对该地区的地层单元、中—小规模地质体(如岩脉、小岩体和火山口)和地质构造特征进行了详细地遥感解译分析,并开展了大量的遥感野外地质调查验证.结果表明,采用彩色空间HSV变换融合法将SPOT5高精度遥感图像数据与ETM图像数据...     

无人机摄影测量在矿山地质环境调查中的应用

为解决传统的人工野外矿山地质环境调查易受交通、地形影响,且劳动强度大、效率低、成本高等问题,将无人机摄影测量技术应用在矿山地质环境调查中。以长春市净月东升采石场为研究区,利用RTK（实时动态差分技术）获取地面控制点坐标,采用大疆精灵4无人机进行航空摄影,在Pix4Dmapper建立的研究区三维模型上经量测、解译等,提取研究区内矿坑面积、边坡方位、长度、高度、体积和表面积以及滑坡、崩塌堆积体和断层等矿山地质环境相关的几何信息,制作了研究区地形图、DOM（数字正射影像）和DSM（数字表面模型）,同时解译了边坡大量随机结构面迹线和产状信息。结果表明,基于无人机摄影测量技术的矿山地质环境调查可以快速获取矿山地质环境信息,获取的结构面倾向、倾角误差分别在5°和4°以内,可满足矿山地质环境调查精度要求。     

基于Quickbird影像的小堡崩塌群调查研究

遥感技术为地质灾害调查研究提供了新的途径和手段,已成为地质灾害调查研究的一种重要技术手段,特别是高分辨率的Quickbird卫星影像在地质灾害的调查研究中有着广泛的应用。笔者在研究汉源县小堡崩塌群时,采用Quickbird卫星影像,通过遥感数字图像处理,获得高精度的遥感影像图作为地质灾害遥感研究的数据源,并进行遥感解译,总结小堡崩塌群的遥感影像特征。根据遥感影像特征来判定其规模、稳定性、危害程度和发展趋势,并分析其形成条件和影响因素。     

IKONOS卫星影像在甘肃省红会煤矿区塌陷群识别中的应用

遥感技术在地质灾害的调查中有着广泛地应用,特别是高分辨率卫星影像。本文采用IKONOS高分辨率卫星影像,通过正射校正、影像融合后,获得高精度的遥感影像,作为解译地质灾害的遥感数据源,可以快速、准确地识别红会煤矿区的塌陷群,并能够清楚地识别塌陷及其细节特征,分析其影响因子、规模和危害程度,取得了良好的效果。     

山区地质灾害应急调查的内涵及方法分析评述

地质灾害应急调查是针对突发性地质灾害或险情进行的紧急调查,需在一至数日的调查期间及时提供实时信息,并尽快提交应急调查报告,为地质灾害应急救援和处置提供科学依据和技术支撑。根据应急调查技术条件,划分为单点和群发地质灾害应急调查两大类。文章论述了山区地质灾害应急调查主要工作流程,即:基础资料准备、现场协调会议、制订工作方案及协调安排、卫星及无人机遥感调查、野外应急调查、资料综合研究及报告编写,以及各个环节的主要工作方法。地质灾害应急调查主要采用野外现场调查访问、地质测绘与卫星定位以及高分辨率卫星遥感、无人机航拍等便捷有效的工作方法。文中定义了地质灾害应急调查,详细分析评述了山区地质灾害应急调查的基本规则、调查方法和技术要求。      

面向高空间分辨率遥感影像的山区地形校正方法

山区地形复杂,遥感影像地形效应明显,易造成"同物异谱"、"同谱异物"现象,增大了遥感地质填图的难度.但前人对适用于复杂地形条件下地质填图的地形校正模型讨论较少,特别是校正高空间分辨率遥感影像时多缺少对应高精度数字高程模型,校正结果易受地形异常影响.在Richter"山区"校正模型基础上引入地形抹平模型,提出"Smoothed山区"校正方法,并与另14种地形校正模型在GF-1、GF-2、SPOT6山区影像上进行对比实验.结果显示,"Smoothed山区"校正模型在山区高空间分辨率遥感影像的校正效果明显优于其他模型,校正结果地形效应减弱,影像信息丰富不失真,并且直接获取地表反射率数据,可为进一步的遥感蚀变提取等工作提供基础数据.该模型适用于复杂地形山区的遥感地质填图.      

地面沉降预测的灰色-马尔柯夫模型

天津滨海新区地处京津和环渤海两大城市带的交汇点,与日本、韩国隔海相望,是我国对外开放的重要通道。滨海新区广泛分布有软弱土层,属于欠固结地层,不仅会自然压密,而且在荷载的长期作用下容易产生次固结变形;长期以来,由于地表水资源短缺,大幅超采地下水的形势严峻。自然因素与人为活动的综合作用,使得滨海新区地面沉降现象普遍发生,形势不容忽视。应用一定的理论与方法,预测地面沉降可能的发展趋势,以寻求有效的防治措施,是天津滨海新区地面沉降研究的最紧迫任务之一。地面沉降是一种渐变性地质灾害,可以预测其发展趋势。文章结合灰色系统理论预测模型及马尔柯夫预测模型特点,提出了地面沉降预测的灰色-马尔柯夫模型,并应用实例演示灰色-马尔柯夫模型预测过程。为便于大量监测点的预测,采用C＋＋编程对天津滨海新区170个监测点进行预测,结果证明灰色-马尔柯夫模型对天津滨海新区地面沉降趋势预测具有实际意义,表明此模型对随机性强,波动性大的时间数列预测具有较好的精度。在实际应用中,灰色-马尔柯夫模型一般需要较多的原始数据,原始数据越多,预测精度越高。     

天津滨海新区分层标监测系统技术研究

阐述了天津滨海新区基本地质条件及工程地质特征,分析了对新近系明华镇组以上地层进行全面系统监测的必要性。介绍了滨海新区分层标监测系统建设的工作方法,简述分层标监测系统建设中各种类型分层标的设置及标孔结构设计。在总结前人分层标建设的基础上,结合多年设计施工及监测工作经验,对分层标的标孔结构、标底及孔隙水压力监测孔做了技术研究改进,并与传统的分层标工艺进行了分析比较。工程验证结果表明,各项技术改进应用效果良好,达到预期设计目标。     

国道318、214线藏川滇部分区段公路地质灾害遥感解译

通过工作路线公路地质灾害的解译实践，讨论公路地质灾害遥感解译的技术方法，介绍各类地质灾害的影像特征及其解译标志。分析地质灾害的时空分布特征与对公路产生危害的主要原因。以彩红外航片为主，TM图像为辅，经地面检验综合解译是公路地质灾害调查的最佳途径。     

面向东川复杂山地泥石流沟谷三维地形建模及特征分析的无人机遥感探测应用研究

以云南省东川区小江流域中游左岸大白泥河支流的泥石流沟谷为研究对象,利用无人机遥感技术采集该泥石流沟谷地表地貌数据,提出结合地面三维激光扫描建模数据进行同名地物控制点提取,实现无人机影像数据的绝对定向方法。通过Smart3D影像数据处理,构建研究区三维地形模型,得到数字正射影像（Digital Orthophoto Map,DOM）、数字表面模型（Digital Surface Model,DSM）和高密集匹配点云。利用PhotoScan软件中的不规则三角网渐进加密技术对点云数据进行处理,得到0.5 m分辨率的数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）。结合ArcGIS和Cloud Compare中的相关地形分析模块,实现对该段泥石流沟谷地区的地形特征分析。基于无人机遥感的泥石流沟谷地形建模及特征分析研究中采用的技术路线和方法,对于定性、定量探测高原复杂山区地质灾害及其监测、防治等具有重要实证案例参考价值与实践指导意义。     

SAR遥感数据用于岩性识别与分类的研究

利用新疆北部山区雷达遥感数据,通过遥感数字图像处理与增强,生成雷达遥感假彩色合成影像应用于岩性判释。对不同岩性岩石,利用极化雷达提供的地表岩石的多种散射信息作为输入进行计算机神经网络分类,岩性识别分类的总精度为62.6%。与常规雷达数据分类对比,分类精度与岩石识别正确率均有显著提高。