Construction and application of coastal zone image map based on uncontrolled point technology

Using the tight connection of direct geolocation technique and large-scale digital aerial photography system, the authors carried out the high-precision aerial remote sensing survey in Binhai New Area of Tianjin and Caofeidian New Area of Tangshan, West Bohai Bay. The application of uncontrolled point technology gets rid of the dependence on the base station for aerial remote sensing, and also overcomes the shortcoming of the rarity of ground stations in the surrounding areas of the coastal zone. Utilizing the 0.3 m high-resolution true-color aerial photography images and high-precision positioning and orientation elements, the authors have successfully constructed the Digital Elevation Model (DEM) and Digital Orthophoto Map (DOM), which meet the requirements of 1:10 000 scale indexes in plane and altitude. These fill the gap in the basic geological information of high-precision aerial remote sensing in Binhai New Area and the intertidal belt of Caofeidian Coastal Zone. On the basis of high-resolution satellite data, remote sensing interpretation has been used for land type classification and coastline extraction, which provides detailed and reliable geographic information for the thematic maps of remote sensing geological interpretation, geological ecological environment and disasters. The results show that the application of tightly coupled airborne position and orientation system (POS) and uncontrolled technology shortens the mapping cycle of DEM and DOM, reduces a lot of ground measurement workload and saves manpower and material expenditure. The research can provide some new technical support and working ideas for geological survey in coastal zone working areas.     

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.     

全数字加密与测图定向的自动导入

目前使用的航空摄影测量全数字自动空三加密软件有两套，一套为VZ、另一套为GXP-AAT．两套加密软件各自独立，只与本系统开发测图软件联机(导入信息、数据)，它制约了设备的有效地使用和生产的顺利进行．通过软件开发，实现对GXP-AAT加密与Virtuozo NT测图的联机、定向数据自动导入．     

基于高频GPS数据探测地震波信号的研究

介绍了适合于处理高频GPS数据的精密单点定位(PPP)和单点测速(PVD)两种算法,并通过静态模拟实验对其估值精度进行评估。精密单点定位算法解算的动态NEU三维坐标分量RMS分别为4.2、4.7和7.3mm;单点测速算法得到的NEU三维速度分量RMS分别为2.2、1.8和4.3mm/s。针对2010年4月4日墨西哥Baja California MS7.2级地震,选取震中距为60km的观测台站。采用精密单点定位和单点测速算法,分别解算高频GPS观测站的位移和速度的时间序列,其结果与并址的强震仪加速度积分得到的位移和速度的时间序列相比具有较好的一致性。实验结果表明:高频GPS能够有效提取地震波信号,且在强震中不易受仪器倾斜等因素影响,不存在积分偏差,是监测地震等地壳运动的重要手段。两种算法在地震监测应用中各有特点,精密单点定位可获得观测台站的永久变形量,单点测速可实时探测到高精度的地震波信号。     

基于抗差Kalman滤波的精密单点定位

当精密单点定位的观测值含有异常数据时,Kalman滤波的精度将会降低。采用抗差Kalman滤波方法能够有效抑制观测异常,提高滤波的精度和可靠性。运用武汉国际GPS服务跟踪站数据对该方法进行了验证。结果表明,抗差Kalman滤波的精度比Kalman滤波的精度有一定程度提高,说明抗差Kalman滤波能够有效抑制观测异常。     

基于RS与GIS技术的江苏海岸带湿地分类

通过对江苏海岸带TM影像进行计算机自动分类与人工解译相结合的分类研究,探讨了提高海岸带湿地分类精度与效率的方法与途径。先采用分区分层分类的方法依据海岸线将本研究区分为陆地和海滩两部分。对于陆地部分,对基础分类影像经过非监督分类和光谱聚类处理后,获得分类模板,利用此模板对基础分类影像进行监督分类,对于海滩部分依据平均高潮位线、中潮位线、NDVI对影像进行分层分类,在分类的过程中运用了人机互译判读方法。结果精度评价表明该方法能明显提高海岸带湿地的分类精度。最后,基于VB和MO控件开发了江苏海岸带湿地GIS系统。     

GPS PPP技术用于滑坡监测的试验与结果分析

为了研究全球定位系统(GPS)精密单点定位(PPP)技术用于滑坡等地质灾害监测时可能达到的精度和可靠性等问题,结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干GPS监测点进行连续实时动态监测,利用PPP技术对该滑坡从稳定、开始滑动直至产生破坏的全过程监测数据进行了处理与分析,并与GPS单历元差分定位、载波相位实时差分定位技术监测结果进行了对比。结果表明:GPS PPP技术监测结果的内符合精度约为10 mm,外符合精度约为40 mm,且GPS PPP技术具有一些差分GPS无法比拟的优势,如无需基准站支持、作业成本低、效率高、可直接获取监测点在国际地球参考框架下的绝对坐标等。该技术完全可用于滑坡等地质灾害的实时动态监测和预警。     

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。     

船载海陆一体化三维地形测量技术在海岸带侵蚀淤积监测中的应用

海岸带作为陆地与海洋的分界线,是海陆相互作用最强烈的地带,海岸带地形测量是海洋测绘任务的重要组成部分.为实现海岸带地形高效率、高精度、一体化测量,本文提出了海岸带船载海陆一体化三维地形测量技术.论文详细介绍了该测量技术的设备组成、工作原理及工作流程,并重点阐述了其关键技术.在此基础上,应用该技术对渤海湾津冀沿海两处典型海岸带开展海陆一体化三维地形测量,结果表明该技术可用于海岸带地区水上岸堤护坡及防潮坝位移监测,以及水下岸坡侵蚀淤积调查.     

航空摄影测量影像定向的若干探讨

简要叙述了现行航空摄影测量的作业模式和关键技术要求,分析了直接利用航摄像片外方位元素恢复立体模型所得到的目标点物空间位置精度以及模型点的上下视差。经对带有双频动态GPS数据的1∶2 500～1∶60 000各种摄影比例尺的覆盖多种地形航摄像片的试验表明,由摄影测量加密所获取的影像外方位元素可直接用于4D产品生产中的影像定向,而由POS系统提供的影像外方位元素还难以直接用于摄影测量测图。      

航空物探测量中直升机起降点设置及应用

在航空物探测量飞行中,直升机以其机动灵活、出色的超低空性能以及能够沿强起伏地形飞行等特点,获得了业界认可的测量效果。但是直升机续航能力不足的弱点也成为野外飞行作业的首要问题,在测区内设置临时起降点这一方法可以很好地解决直升机续航能力不足的难题。笔者在总结直升机临时起降点设置原则基础上,利用实例说明直升机临时起降点设置方法及直升机飞行测量效率。该方法提高了野外飞行作业的效率,扩大了飞机的测量活动范围,降低了飞行作业的成本。     

~(210)Pb和~(137)Cs测年在中国海岸带古环境演变研究中的应用

海岸带地处陆地和海洋交界地区,是物质和能量交换的中心地带,沉积环境复杂。而对其沉积记录古环境信息的正确理解和解释在很大程度上依赖于年代框架的建立。210Pb和137Cs年代学的问世,解决了高速沉积环境中时间量程为百年或更短的沉积物的定年,近年来得到广泛的应用。在实际应用中,我们应该根据研究目的、范围等因素,选择合适的测年手段测年。此外,由于每种方法还存在不足,且可能同时会有几种方法适用,所以为了增加测年数据的准确性和可靠性,我们应尽量选择多种适当方法进行对比测年。     

基于变形数字图像处理的土体拉伸试验装置的研发与应用

研究黏土的抗拉性能对于认识离子固化剂改性黏土的黏聚力等力学性能有着重要的意义。针对现有拉伸测试装置的不足,设计研发了一套基于变形数字图像处理的土体材料拉伸试验装置,该装置包含应变控制模块、加载夹具模块、数据采集模块和数字图像处理模块。改进了现有加载夹具的不足,将土样形状设计为“8”型并运用FLAC3D有限元数值计算软件验证其合理性,巧妙地解决了夹具与土样之间的连接问题,并且将加载夹具功能与制样盒功能合并,避免了试样转移过程中可能受到的扰动。新增了图像采集装置,记录土样变形破坏过程,基于Geo-PIV数字图像处理软件分析土样试验过程中的变形规律。应用该装置开展了素蒙脱土及不同配比离子固化剂减小蒙脱土黏聚力对比试验研究,研究结果表明：拉伸仪能精确控制、采集土体的抗拉强度。粒子图像测速（particle image velocimetry,简称PIV）分析结果客观、真实地表明,试验过程中土样处于受拉状态,并且土样受加载夹具夹持的部位并未出现明显的应力集中现象;离子固化剂改性蒙脱土抗拉强度以及拉伸变形模量较未改性土低,降低程度随离子固结剂溶液浓度增大而增大;数据采集装置对应力、应变信息变化敏感。试验结果和数字图像结果表明,所设计的拉伸试验装置具合理性、可靠性以及敏感性。     

基于数字图像处理技术的冰川堆积物粒度分析——以川西贡嘎山冰川堆积物为例

冰川堆积物的粒度组成在很大程度上控制了其物理力学性质,但常规试验无法得到连续的冰川堆积物的粒度组成数据.应用数字图像处理技术和室内试验相结合的分析方法,首先借助图像处理技术,对冰川堆积物剖面的砾石形态进行分析.获取粗粒部分(>2cm)的粒度组成,然后采用室内颗分试验获得细粒(<2cm)部分的粒度组成,将2类粒度数据进行叠合即可获取连续的冰川堆积物的粒度组成.结果表明:研究区冰ill堆积物的粒度组成极不均匀且颗粒分析曲线呈现多峰性,具有良好的级配和工程性质;冰川堆积物的粒度组成、砾石形态和排列特征都有很好的分形特征.     

基于数字图像处理技术的冰川堆积物粒度分析——以川西贡嘎山冰川堆积物为例

冰川堆积物的粒度组成在很大程度上控制了其物理力学性质,但常规试验无法得到连续的冰川堆积物的粒度组成数据。应用数字图像处理技术和室内试验相结合的分析方法,首先借助图像处理技术,对冰川堆积物剖面的砾石形态进行分析,获取粗粒部分(>2cm)的粒度组成,然后采用室内颗分试验获得细粒(<2cm)部分的粒度组成,将2类粒度数据进行叠合即可获取连续的冰川堆积物的粒度组成。结果表明：研究区冰川堆积物的粒度组成极不均匀且颗粒分析曲线呈现多峰性,具有良好的级配和工程性质;冰川堆积物的粒度组成、砾石形态和排列特征都有很好的分形特征。     

基于数字图像处理技术的冰川堆积物粒度分析——以川西贡嘎山冰川堆积物为例

冰川堆积物的粒度组成在很大程度上控制了其物理力学性质,但常规试验无法得到连续的冰川堆积物的粒度组成数据。应用数字图像处理技术和室内试验相结合的分析方法,首先借助图像处理技术,对冰川堆积物剖面的砾石形态进行分析,获取粗粒部分(>2cm)的粒度组成,然后采用室内颗分试验获得细粒(<2cm)部分的粒度组成,将2类粒度数据进行叠合即可获取连续的冰川堆积物的粒度组成。结果表明：研究区冰川堆积物的粒度组成极不均匀且颗粒分析曲线呈现多峰性,具有良好的级配和工程性质;冰川堆积物的粒度组成、砾石形态和排列特征都有很好的分形特征。     

基于离线卫星地图的移动导航定位服务应用

为实现精准的移动导航定位,将离线地图导航软件与web墨卡托投影格式影像图、DEM数据、OSM矢量交通图等数据相结合,借助离线地图导航软件的定位功能以及地形地貌、植被类型、通行通视条件等特征信息进行移动导航定位的现场解译,同时总结了移动导航定位在广西某输电线路和老挝某钾盐矿项目勘测中的导航应用效果。结果表明,基于离线卫星地图的移动导航定位既可以帮助野外工作人员宏观把握整体导航路线,又能通过现场解译对临场细节进行验证,从而优化导航线路顺利到达待测点位置。