基于GIS三维建模的滑坡有限元强度折减法稳定性评价

频发的滑坡地质灾害给我国铁路线路的安全运营造成严重威胁。受限于滑坡体三维建模技术,以往多采用二维模型分析滑坡体的稳定性状态。利用GIS三维空间建模技术的便利性,提出了基于GIS三维建模的有限元强度折减法滑坡稳定性评价方法。以四川省茂县新磨村山体滑坡体为工程实例,利用GIS地理空间信息技术,建立了滑坡体三维可视化模型,进而创建了滑坡体的三维有限元分析模型,计算了自然、地震暴雨工况下的稳定性系数,给出了滑坡体应力、应变和位移云图,可为综合评价滑坡体的稳定状态和地质灾害防治提供依据。     

融合工程地质资料与GNSS高精度监测信息的黑方台党川黄土滑坡稳定性研究

针对当前滑坡稳定性评价方法难以准确获取评价结果的突出问题,本文提出了一种融合地下水、工程地质钻孔信息及灌溉资料等工程地质资料与GNSS观测的黄土滑坡稳定性评价方法。首先,基于高分辨率影像、高精度DEM、地层地貌等多源异构数据,建立滑坡精细三维地质模型体;然后,将滑坡外部高精度GNSS监测数据作为模型外部约束条件,进一步构建起融合工程地质资料与GNSS观测的黄土滑坡稳定性综合评价模型。本文方法能够将滑坡外部大地测量高精度监测数据与工程地质数值模拟手段有机融合,实现了滑坡外部形变信息与内部变形机制的有效耦合。通过我国典型黄土滑坡域甘肃黑方台党川实际发生的两起滑坡失稳事件验证表明,本文方法可有效地提高滑坡稳定性评价结果的精度及可靠性,获取了与试验区域滑坡实际失稳情况相一致的结果:HF06/07 GNSS监测点首先失稳,其次是HF09监测点失稳,最后是HF05监测点失稳。基于本文方法获取的滑坡失稳顺序与实际滑坡发生顺序高度一致,显著优于现有的滑坡失稳数值模拟法。     

GBInSAR河流滑坡变形监测应用

对城市中河流滑坡进行变形监测与分析掌握滑坡体形变规律,是滑坡安全性评估的重要手段。针对南宁邕江柳沙半岛滑坡灾后加固过程中稳定性,采用GBInSAR技术对该滑坡进行连续高精度变形监测,同时结合时间序列分析方法获取了该滑坡体的二维形变时间序列图以及特征点的形变时间序列。变形监测与分析结果表明,滑坡体上的加固带处已基本稳定,加固带上大部分PS点的形变在1 mm以内;滑坡体的大部分区域的形变基本在4 mm以内,且形变呈明显的非线性变化;GBInSAR技术可以快速、有效地获取河流滑坡整体形变信息及形变的演化过程。     

三维激光扫描测量技术在滑坡监测中的应用

介绍了三维激光扫描测量的原理并对其理论测量误差进行了分析。采用三维激光扫描技术对广东省五华县崩岗一滑坡进行了6次观测,分析结果表明,三维激光扫描技术与传统的滑坡监测相比具有速度快、精度高、能实时三维动态显示滑坡变化及滑坡量等优点,在实时动态监测中具有广泛的应用前景。     

动态数据驱动多模型耦合的滑坡稳定性分析方法

我国是一个地质灾害频发的国家,滑坡作为典型地质灾害具有时间分布上的突发性、空间分布的随机性、影响因素的复杂性的特点,受地形、地质、水文和人文因素复杂影响下的滑坡稳定性分析成为科学研究的前沿热点。传统滑坡稳定性分析基于静态的物理模型,其模型通常建立在一定的假设基础上,模型抽象,参数时变、空变,导致对滑坡稳定性分析难以满足防灾减灾的时效性、准确性需求。因此,本文提出了一种基于动态数据驱动的多模型耦合的滑坡稳定性分析方法,利用天空地一体化监测数据,建立了一套依靠动态传感数据实时驱动的地形-水文-滑坡机理耦合的滑坡稳定性分析框架,阐述了基于知识规则的监测数据智能清洗方法,数据驱动的多模态监测数据实时接入与自主加载,多模型耦合机制,监测数据与滑坡机理模型动态同化算法,从而提高了滑坡稳定性分析的时效性和准确性,变被动减灾为主动防灾。     

城市地下空间三维地籍的建立

随着城市建设中地下空间的开发,传统的二维地籍已难以满足地籍管理在三维方向上的扩展,迫切需要利用三维地籍对地下空间进行数据管理和空间确权。本文基于地下空间开发中各类地物的空间特征,首先从三维自然特性与法律特性两个方面建立了三维地籍的概念,并进而阐述了三维地籍数据模型以及二维地籍与三维地籍的一体化数据管理方法。     

基于Skyline的城市三维管道自动生成技术

围绕城市地下三维管道的自动生成技术进行了分析与探讨,针对传统管道建模方法中所存在的不足之处,提出了一种基于Skyline的三维管道动态批量生成方法。其主要思想是：通过自动计算二维管线的三维管道建模参数,配合其属性参数的模板化机制,就能实现大规模三维场景中管道模型的快速创建。实践应用表明,该方法较传统建模方法更为快速和实用。     

甘肃黑方台黄土滑坡InSAR识别、监测与失稳模式研究

采用合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术对甘肃黑方台地区潜在的黄土滑坡开展了多时相编目、长时序监测以及失稳模式识别研究。首先,采用不同空间分辨率、不同波长的历史存档合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）数据对黑方台地区2006-12至2017-11间的潜在滑坡开展了识别研究,在2006-12至2011-03和2016-01至2016-11两个时间段均识别出数10处不稳定坡体,实地调查和光学遥感影像验证了InSAR技术识别结果的可靠性与准确性。然后,对典型不稳定滑坡体采用高空间与高时间分辨率的TerraSAR-X数据开展了长时序监测,结果表明,在InSAR监测期间,累积形变最大的滑坡体在随后的时间里均发生了滑动,并成功地捕获到滑坡体形变加速的时间点。最后,利用升降轨SAR数据开展了黄土滑坡二维形变监测研究,基于滑坡的二维形变特征并结合地形图以及光学遥感影像进一步研究了滑坡的失稳模式,现场调查结果验证了所获得滑坡失稳模式的准确性。     

利用无人机影像进行滑坡地形三维重建

针对滑坡表达研究的需要,提出了一种基于无人机影像序列的滑坡地形全自动鲁棒三维重建方法。以某滑坡区为试验场地,利用无人机搭载小型数码相机获取滑坡影像,辅助飞控数据建立的影像拓扑关系,依据计算机视觉原理,对滑坡地形进行了全自动三维建模,生成了包含颜色信息的三维点云数据,构建了滑坡体数字表面模型(DSM)。结果表明:该方法可快速实现滑坡三维地形精细测绘,有效降低作业成本和劳动强度;所建模型可准确表达滑坡体的空间分布特征,为正确分析评价滑坡稳定性提供了有力支持,尤其适合在困难山区或潜在危险地区的滑坡遥感动态监测。     

一种V/S和LSTM结合的滑坡变形分析方法

滑坡变形的产生是坡体自身地质条件和外部诱发条件共同作用的结果,滑坡变形定量预测是滑坡监测预警的关键。传统的基于滑坡累计位移-时间曲线分析滑坡变形的方法,忽略了滑坡变形演化的影响因素,难以对滑坡变形进行准确预测。三峡库区滑坡研究多集中在滑坡时空分布特征和滑坡整体稳定性分析方面,亟需开展单体滑坡综合变形分析。以三峡库区白水河滑坡为例,基于滑坡宏观变形和位移监测数据,利用重标方差（rescaled variance statistic,V/S）分析法对滑坡整体和局部变形趋势进行分析,进而构建考虑库水位波动和降雨滞后性影响因素的可有效利用长期依赖信息的长短记忆（long short-term memory,LSTM）神经网络模型,定量预测滑坡位移。研究结果表明,滑坡体属牵引式滑坡,北东部稳定性较差,西部和后缘相对稳定,预测值的均方根误差为8.95 mm,证明该模型是一种高性能的滑坡变形分析方法。     

一种三维实景建模技术的应用研究

在众多三维实景建模的研究中,分析建模方法、效果以及应用的较多;而分析数据采集方法和建模效率的较少。基于Agisoft PhotoScan建模软件在建设领域的具体应用案例,分析研究了提升三维实景建模技术数据获取与建模效率的方法,为三维实景建模技术的应用得出了一些有益结论。     

多视觉变量与单目视觉线索组合的三维地质模型增强可视化分析

可视化与可视化分析能有效提升枯燥、抽象数据的认知能力。然而,受地表环境要素遮挡、三维地质模型的不规则几何特征等要素影响,地下局部空间视觉表征中断,难以高效感知和交互分析地质要素及要素间的空间、属性特征。因此,本文提出了一种多种视觉变量和单目视觉线索组合的三维地质模型特征信息的增强可视化分析方法,实现了三维地质模型关键信息的增强表达与定量分析,并选择重大铁路某大桥和某隧道两个区域地质单元进行了案例试验分析。结果表明,与现有三维网格类标尺可视化分析方法相比,本文方法的精度和效率分别提升了13.63%、29.32%;根据参与者的调查统计分析,可视化效果与交互体验也有较大提升,证明本文方法可以更高效地感知和分析复杂三维地质模型场景中的关键特征信息。     

三维地理信息系统相关技术研究

对已经成为地理信息领域研究热点的三维地理信息系统进行了较为深入地探讨。基于空间认知方法学理论，结合面积对象的思想，提出了一种新的三维地理信息系统数据结构。该数据结构符合人的一般思维，可以方便清晰地存储和管理空间数据，并且有利于三维空间对象的空间分析与显示。针对三维地理信息系统空间分析的基础环节－－三维空间点定位与查询，提出了化三维查询为二维＋一维查询，该方法可以提高三维空间查询的速度。     

3D GIS技术研究发展综述

回顾了3DGIS的发展进程,从三维空间数据获取,三维数据模型,三维空间数据管理和分析以及三维可视化技术4个方面综述了3DGIS技术的发展。探讨了目前研究3DGIS的4个热点问题:①数据源集成快速获取数据的方法;②不同数据模型的集成;③支持空间分析的面向对象的数据模型;④城市三维模型。     

基于CityGML的城市3维空间数据组织

当前的3维GIS重视3维空间方面的研究。重点是研究3维空间的几何对象的数据组织、操作方法以及查询分析等内容。本文通过对3维空间数据模型的研究,建立了一种基于CityGML语义的以建筑物为主的城市目标3维空间数据组织方法。这种方法丰富了城市3维空间数据建模,尤其对3维中的城市目标查询、统计和分析奠定了良好的基础。     

三维建筑模型单体化的深度学习技术实现

倾斜摄影三维建模技术能够快速建立目标区域的实景三维模型,但是该机制下的模型为连续不规则三角网（TIN）,无法对其中具体的地理对象进行分析。本文采用深度学习语义分割方法提取建筑物,并与传统面向对象的影像分析提取结果进行对比。研究表明语义分割方法能够有效提取倾斜模型对应数字正射影像中的建筑物。通过对提取结果进行后处理得到建筑物矢量面,为每个建筑物添加基本属性信息,利用矢量面实现建筑物单体化并发布三维模型和数据服务,能够更有效地利用倾斜摄影模型展示研究区域地理空间和建筑物信息。     

几何特性与流线追踪相结合的地形结构线提取法

以距离变换为主要工具,建立了能追踪任意点流水线的数字地表流线模型。利用等高线几何特性分析法和DEM高程信息找出等高线上的山谷点,并以此作为起点进行流水线追踪,同时,用流线与等高线的交点是否符合山谷点的几何特性来决定流线追踪是否结束。这样,将山谷点的水总是顺谷而下的自然物理特性与山谷点所具有的几何特性紧密结合,得到山谷点的流线就是所求的山谷线。实验证明,该方法能有效地解决地形特征线段合理连接的问题,能控制结构线提取的详略程度。     

1980西安坐标系向2000国家坐标系转换省级兴趣点数据成果分析

首先介绍了1980西安高斯平面坐标系向2000国家高斯平面坐标系转换的两种常用方法:改正量插值法、二维七参数法.其次,在广西测区内,以1:10000比例尺图幅为单元,选取16个(2组,每组8个)图幅为试验区域,选取3×3块兴趣点数据,使用两种方法进行坐标转换,以从自然资源部获取的2000坐标为真值,分析两种转换成果.结...     

基于IDL三维地形建模及可视化技术研究

三维地形建模及可视化是GIS、计算机图形学、虚拟现实、数字摄影测量等领域的研究热点。在分析第四代交互可视化数据语言IDL的基础上,应用组件编程技术实现了高程数据和遥感图像进行地形三维合成的可视化实验系统,与传统方法相比,运用IDL进行地形建模及可视化具有较高的程序开发效率和较强的地形可视化效果。     

结合影像的LIDAR数据三维建筑物提取

随着LIDAR技术的出现,三维建筑物的提取也受到越来越多的重视。由于LIDAR数据分布的不连续性和不规律性,直接从机载激光扫描测距数据中进行建筑物提取较为困难。本文提出了一种结合灰度影像的LIDAR数据三维建筑物提取方法,分三个步骤:首先对灰度影像进行建筑物二维提取;然后将处理后影像和LIDAR数据粗匹配,初步确定LI-DAR数据中的三维建筑物区域;最后利用一组阈值操作进行三维建筑物的精确提取。实验结果表明该方法简单实用,适应性强。