导纳函数的中国南海海底地形模型

针对目前大面积海域依然存在海深测量数据空白的问题,该文选取中国南海4°×4°(12~16°N,115~119°E)海域范围为研究区域,通过频率域上的相关性分析,得到重力异常在30~130km波长范围与研究海域海底地形的相关程度较高。以ETOPO1海深模型作为先验模型,应用导纳函数实现了在无船测数据情况下对海深的反演,最终得到1′×1′的海深模型。将反演结果与检核点进行比较发现,模型1在2 500m以上海域相对误差较小,反演精度较高;2 500m以下海域相对误差变化大,反演精度较低。无船测数据环境下,适当加入一定数量船测海深值作为控制点得到的海深模型2,相较于未加控制点的模型1,在1 000m以下水深处的标准差明显优于模型1,与检核点的差值精度最大提高了45%左右。     

利用垂直重力梯度异常反演海底地形的解析方法

目前,基于重力数据反演海底地形方法的主要原理是利用测深数据拟合出海底地形与重力（或重力梯度）数据之间的线性关系,这会导致对不同的海底地形会有不同的线性关系。为了克服这种不确定性的制约,本文基于长方体海山产生的垂直重力梯度的表达式,通过将研究海域进行格网化,建立了垂直重力梯度（vertical gravity gradient,VGG）与海深之间的函数关系,即关于海深的观测方程组,在此基础上,通过模拟计算,验证了观测方程组的解不仅唯一可解,而且具有较好的抗误差干扰性质。由于观测方程组受到研究海域外海山的影响（分为边界效应、远区影响）,因此,需要相应的数学方法来处理这些影响。本文将研究海域进行扩充得到扩展区域,然后在扩展海域上研究观测方程组,此时为了避免观测方程组出现奇异性,引入了正则化方法对扩展后的观测方程组进行求解,并从中截取研究海域上的海深。模拟试验表明,使用正则化方法后,边界效应对反演海深的均方根误差为0.48 m。最后,对南中国海真实海底地形进行了反演计算,将反演的海深与研究海域内的289个船测数据点进行对比,反演结果的均方根误差达到109 m。     

联合多源重力数据反演菲律宾海域海底地形

对比分析重力-海深的“理论导纳”和实际数据的“观测导纳”,获得研究海域有效弹性厚度理论值为10 km。联合重力异常和重力异常垂直梯度数据,应用自适应赋权技术,采用导纳函数方法构建菲律宾海域1'×1'海底地形模型。试验发现,当重力异常垂直梯度反演海深结果与重力异常反演海深结果的权比为2∶3时,所构建的海深模型检核精度最高。同时,联合多源重力数据反演海深能够综合重力异常和重力异常垂直梯度在对待不同海底地形上的反演优势,生成精度优于单独使用重力异常数据和重力异常垂直梯度数据反演的海底地形模型。以船测数据作为外部检核条件,反演模型检核精度略低于V18.1海深模型,而相较于ETOPO1海深模型和DTU10海深模型检核精度分别提高了27.17%和39.02%左右;反演模型相对误差的绝对值在5%范围内的检核点大约占检核点总数的94.25%。     

利用多元回归分析反演西南印度洋区域海底地形

针对海底地形与重力异常和重力异常垂直梯度在相应频段呈现强线性相关的特点,引入多元回归分析技术,提出并详细推导了联合多元重力数据的海底地形建模方法。然后,在西南印度洋SWIR(Southwest India Ridge)所在部分海域开展了海底地形反演试验及地形地貌分析研究。试验结果表明:6种海深模型中,基于多元回归分析技术构建的海深模型(BDVG模型)检核精度最高,相较于S&S V18.1模型和ETOPO1模型精度分别提高了11.51%和57.81%左右;2000 m以上水深海域,各个海深模型的检核精度较高,相对误差波动较小,反映了深海海域具有良好的反演效果;地形起伏剧烈海域或者浅海海域,BDVG海深模型,相较于以重力异常和重力异常垂直梯度作为单一输入源建立的BDG模型和BVGG模型相对误差及相对误差波动变化较小,反映了BDVG模型拥有更好的稳定性,从而体现了联合反演的必要性和优势。Indomed FZ—Gallieni FZ上唯一轴部缺失裂谷洋脊段(27洋脊段)目前属于岩浆供应充足阶段,构造作用的海底扩张对其影响较小;同时由于对称裂离方式影响,27洋脊段沿轴南北对称分布有地形隆起。     

顾及局部地形改正的GGM海底地形反演

研究了顾及局部地形改正的GGM(gravity-geologic method)海底地形反演方法,采用该方法反演了印度洋Rodriguez三联点区域的1 ′×1′海底地形模型,说明了反演计算过程及结果的有效性.同时将该方法应用于南中国海内4°×4°区域的海底地形的反演.与船测海深比较发现,在研究区域内,GGM方法反演得到的海深模型精度优于ETOPO1模型,并且在南中国海研究区域内,改进方法大大提高了海底地形的反演精度.     

基于CZMIL Nova的中国海岸带机载激光雷达测深潜力分析

浑浊水体导致激光脉冲能量急剧衰减,并在回波信号中产生大量噪声,导致点云密度降低,甚至无法探测到水底。因此机载激光雷达测深作业需要水体光学特性信息提供支撑,以减少无效测量。首先,基于CZMIL Nova理论测深,根据MODIS反演的中国海域水体漫衰减系数K_d(490 nm)数据,计算CZMIL Nova在海岸带水域的最大理论测深值,最大理论测深超过GEBCO(general bathymetric chart of the oceans)水深数据的区域,即为潜在可测区;然后,根据最大理论测深与GEBCO水深比值倍数进行可测潜力分类;最后,选取从清澈到浑浊3种水域实测数据对分类的合理性进行验证。结果表明,中国近海有21. 19万km~2区域具备开展机载激光雷达测深工作的潜力;适合开展海陆一体连续测量的区域为海南岛文昌—东方段、北海及雷州半岛东西岸、山东半岛日照—青岛段、辽东湾银州—绥中段,根据K_d(490 nm)值估算分别为水深20～40 m,10～20 m,20～25 m,10～15 m以浅范围。     

联合卫星测高技术的船载声呐测深测线密度设计

针对目前船载声学海深测量技术应对大面积海域海底地形数据获取效率仍然较低的问题,提出了联合卫星测高技术的船载声呐测深测线布设技术方案;并结合目标海域重力数据复杂程度,给出了满足海底地形模型构建精度需求的测线密度布设指标.首先利用导纳函数反演方法恢复实验中16块海域海底地形;然后联合水深测量控制点,应用自适应测线密度计算方法得到各区域的最佳测线布设密度指标;最后选择目标海域7个重力异常特征参量为参考,引入主成分分析法探讨了各区域的重力数据复杂程度.实验结果表明,目标海域重力数据复杂程度与最佳船测海深测线密度存在较强的相关性.在三等海道测量精度标准下,不同复杂程度区域的测线密度存在1'～9'的较大差别,复杂区域需要布设的测线明显较密.     

新一代全球海底地形模型BAT_WHU2020

本文利用由多源卫星测高资料计算的新版全球重力异常Grav_Alti_WHU,联合船测水深资料,构建了全球75°S—70°N范围的1′×1′海底地形模型BAT_WHU2020。以船测水深、现有模型和多波束测深数据为参考,对模型精度进行了分析评价。结果表明,在中国海域及邻区(104°E—160°E,0°N—50°N),本文模型与船测水深之差值的标准差约70 m,与SIO V19.1模型精度相当,优于ETOPO1、DTU10、GEBCO_08等模型,较此前发布的BAT_VGG模型精度提高了约30%,说明本文模型构建方法可靠、数据处理准确、精度较高。在全球范围内,BAT_WHU2020模型与船测水深之差值的标准差为50～65 m,差值在±200 m范围内的比率超过95%,与SIO V19.1模型精度相当,优于ETOPO1、DTU10、GEBCO_08等模型,较BAT_VGG模型精度提高了27%～36%。以SIO V19.1模型为参考,模型之差的标准差为90～110 m,约90%格网点差值在±200 m以内,约95%格网点差值在±300 m以内,两者一致性良好。最后,讨论了地壳均衡、Parker公式高次项等对成果精度的影响,模型的真实空间分辨率,以及以多波束测深为参考的模型精度问题。分析认为,BAT_WHU2020模型空间分辨率为10～18 km,在马里亚纳海沟、麦夸里海岭地区相对精度为5%～6%。     

海底底质分类支持下的WorldView-3多光谱影像浅海海域水深反演

近几十年来,基于遥感影像进行水深反演一直是国内外学者研究的热点。本文使用WorldView-3高分辨率卫星影像,结合卫星测高数据,以中国海南岛附近的蜈支洲岛及其附近海域为主要研究区域,在进行数据预处理、底质分类之后,分别通过多元线性回归模型、Stumpf对数比值模型和BP神经网络集中对岛屿周围0～20 m水域的水深进行反演和结果分析。结果证明,对这3种模型而言,在进行底质分类之后精度都会明显提升。其中,BP神经网络反演水深精度最高(均方根误差范围为0.2～0.7 m),多元线性回归模型次之(均方根误差范围为0.3～0.8 m),对数比值模型精度最低(均方根误差范围为0.6～1.1 m)。     

顾及海底地形非线性项的最小二乘配置反演方法

针对目前常用的反演海底地形方法主要考虑海底地形和卫星测高重力数据线性趋势项而忽略非线性项影响现状,提出了顾及海底地形非线性项的最小二乘配置反演方法.选择日本海某海域作为目标海区,利用卫星测高重力异常和重力异常垂直梯度数据作为输入源进行了方法试算并构建了相应的海深模型,然后以实际船测海深作为外部检核参考,评估了反演模型效...     

基于MapInfo的海量卫星影像管理与分析

实现海量卫星影像资料快速有效的管理,对开展大区域大数据量的生产任务具有重要意义。本文以天绘卫星影像数据为例,介绍通过自编程序读取关键信息,利用MapInfo软件实现海量影像数据快速有效的管理分析,解决现实生产中的难题。     

无像控无人机倾斜摄影测量在农村地籍测量中的应用

为了进一步提高无人机倾斜摄影测量的效率,本文提出了无像控无人机倾斜摄影测量的方法,并将该技术应用到农村地籍测量中。陕西省宝鸡市岐山县实验结果表明:所提出的无像控无人机倾斜摄影测量技术可以在保证农村地籍测量精度的前提下,提高无人机倾斜摄影测量在农村地籍测量中的工作效率。     

智能位置服务工作机理及发展趋势研究

人工智能、大数据挖掘、云计算等技术拓展了位置服务的服务方式和应用领域,并将服务的层次升华至智能化水平。首先,本文阐述了智能位置服务的研究现状,对比一般位置服务,梳理了智能位置服务的内涵与特点;其次,研究了智能位置服务的工作机理,建立基于定位技术、地理信息系统、位置模型构建与管理、活动任务建模、物联网技术、大数据挖掘、机器学习和增强现实8种关键技术的体系结构、运行模式和服务方式;最后,探讨了智能位置服务的发展瓶颈与未来趋势,为进一步智能位置服务的关键技术攻关提供参考和借鉴。     

基于B/S架构的陕西省博物馆管理信息平台的实现

陕西省历史文化悠久,在陕西省境内存在各级各类博物馆近250余处。为了对陕西省境内的博物馆进行有效的管理,需要建立直观高效的管理信息平台。在本项目中,依托陕西省第一次可移动文物普查项目,利用地理空间信息技术,建立了基于B/S架构的陕西省管理信息平台,能够对陕西省博物馆信息进行科学、高效的管理。     

Photoshop软件在影像数据接边中的应用

针对色调差异的影像接边后会存在接边缝隙、色调不统一等问题,本文提出一种利用Photoshop软件进行无缝接边的方法。藏区大比例尺基础地理信息数据采集项目DOM接边项目试生产验证表明,此方法解决了色调差异形成的接边缝隙、接边色调不统一、影像带地理坐标等问题,且该方法能满足接边精度要求。     

基于南方CASS的简码识别成图方法探讨

论述了如何对CASS系统JCODE.DEF文件中的CASS简码进行编辑,使之同时满足CASS软件编码规则及用户外业生产需求。介绍了在野外数据采集时,如何利用自编代码进行测图;在室内地形图编辑时,如何把外业观测数据文件转换为CASS系统定义的简码识别文件,从而利用简码识别功能自动成图。     

基于多种测绘装备协同工作在白河滑坡灾害中的应用

无人机低空摄影测量技术在应对各类地质灾害方面有着明显优势。本文以安康市白河县茅坪镇山体滑坡灾害为例,介绍了灾害应急中两大无人机系统以及IBIS微形变监测设备所发挥的巨大作用,阐述了无人机飞行设计、现场快速影像处理技术、灾区三维模型构建技术以及潜在危险区域形变量实时监测,并通过获取的数据成果对灾情进行了分析。     

多类重力场模型的精度分析

分析国际公布的EGM2008、GECO和EIGEN-6C4等超高阶重力场模型及GOCO03S、GOCONSGCF2DIRR5和GOCONSGCF2TIMR5等低阶重力场模型的内符合精度。利用实测的GNSS/水准数据对各模型进行外符合精度的检核。分析6个模型在不同阶次组合的精度,进而选取可靠的截断阶次确定组合重力场模型。计算结果表明:EGM2008、GECO、EIGEN-6C4及DIRR5四个重力场模型的阶方差均保持在mm级,而GOCO03S在191阶之后的精度达到dm级,TIMR5模型在228阶之后的精度达到dm级;6个重力场模型中,EIGEN-6C4模型的累计阶方差最小;EGM2008、GECO模型的互差阶方差在高频部分呈现差异,而在超高阶部分两种模型的互差阶方差符合性好;与EGM2008模型相比,其组合重力场模型高程异常精度最优可达0.063 m,精度提升幅度为15%,与GECO模型相比,其组合重力场模型高程异常精度最优可达0.060 m,精度提升幅度为23%,与EIGEN-6C4模型相比,其对应的组合重力场模型高程异常精度最优可达0.064 m,精度提升幅度为18%,因此,组合重力场模型能提高重力场模型高程异常的精度。     

一种优化的航空重力测量测线交叉点算法

针对目前航空重力测量数据处理中常规搜索方法存在搜索速度慢、正确率低、适用范围窄的不足,该文提出一种滑动窗口求解法。该方法以主测线点为搜索中心,采用一定大小的搜索半径对主副测线点进行搜索,将搜索到的主副测线上相邻两点组成线段序列,运用行列式法、投影法、面积法3种判断准则精确求取交叉点及不符值。通过实际算例,从搜索时间和正确率两方面对滑动窗口求解算法进行了讨论分析。结果表明,该文所提方法简单有效,能明显提高测线交叉点搜索效率,减少工作量。     

基于3D GIS的工程项目进度三维仿真系统

大型工程项目涉及的环节复杂、工序繁多,需要对工程进度进行有效控制。本研究利用3D GIS具有直观性和交互性等特点,通过与施工进度汇报数据的关联,利用动态仿真技术,实时生成最新的工程项目三维场景,为项目管理者了解项目施工进度、调整施工计划等提供了很好工具和手段。根据实际工程项目的工序划分,以及工程进度的动态性和进度维护的实时性,将工程项目细分至分项工程下的各种建筑构件,并建立构件库来存储构件的三维模型,提出了基于构件库的工程项目进度三维仿真方法。最后,以钦州港码头工程进度三维仿真应用为主要案例,介绍了该方法在实际工程项目中的应用。