多站载波相位差分GPS技术在风沙地貌台风响应模式研究中的应用与实现

根据海岸风沙地貌台风响应和单站载波相位差分GPS的特点,提出了应用七参数Δx、Δy、Δz、Ωx、Ωy、Ωz、K的坐标平滑处理技术和求解高程异常值ζ进行曲面拟合的载波相位差分GPS技术,从2014至2017年间对福建平潭岛海岸风沙地貌台风响应的观测点进行实际测量,观测结果与精密水准测量观测出来的结果进行比较,其高程误差范围在0.1~3.3 cm之间。表明多站载波相位差分RTKGPS技术的测量精度完全能满足海岸风沙地貌台风响应观测的精度要求。     

三维激光扫描仪在跨断层形变监测中的实验研究

三维激光扫描系统是集成了多种高新技术的非接触式主动测量方式的对地观测系统。该技术可一次性获取监视区域密集点云数据,将传统的以点代面的监测方法发展为地形、地物三维空间观测,既可进行区域微变形监测,亦可对兴趣点的变形进行监测。当前应用研究主要针对断层活动相关的构造地形、地貌展开,其在高精度跨断层形变测量领域应用较少。以唐山地震台跨断层形变观测场地为试验场地,检验该技术用于跨断层形变测量的可行性。经过多次实验,目前中短距离上可检测到毫米级的变化量。随着研究的不断深入,其在断层三维形变监测中有着很大的应用前景。     

近景摄影测量在探槽地质信息获取中的应用——以泾阳南塬庙店4#滑坡为例

探槽是最直观的地质勘查技术手段之一,也是正确认识地质体内部构造信息的关键资料。但探槽本身无法长久保存,需要及时对探槽的地质数据进行精确记录和存储。传统的探槽地质信息记录方法主要有素描法和照片拼接技术,通过其可获取探槽的二维地质信息。三维激光扫描和摄影测量技术等三维空间影像技术的发展,为获取探槽的地质信息提供了全新的思路。文中以泾阳南塬庙店4^#滑坡探槽为例,介绍了利用近景摄影测量技术记录探槽三维地质信息的方法。该方法首先在整理好的探槽表面布设像控点,然后用数码单反相机采集探槽表面相片,最后利用图像建模软件对探槽进行三维图像建模工作。为便于技术方法的推广应用,文中还对像控点的测设和相片的采集方案等关键技术问题进行了详细介绍。为验证成果的可靠性,还对近景摄影测量成果的精度进行了验证分析,并在此基础上详细讨论了数据成果的二维和三维地质应用,结果表明:与传统方法相比,利用摄影测量技术记录探槽的地质信息提高了野外工作的效率和安全性,且该方法与三维激光扫描数据相比保留了更丰富的纹理细节;数据成果在实现传统的平面应用功能的基础上,还具有很好的三维应用价值,值得推广应用。     

三维激光扫描技术在正断层型地表破裂调查中的应用——以2008M_S7.3于田地震为例

随着三维激光扫描技术的发展,其被广泛应用于震后同震位移参数等基础资料的获取。本文简要介绍了三维激光扫描仪的基本原理和工作流程,然后以2008年于田MS7.3级地震为例,介绍了三维激光扫描在正断层型地震的同震位移等参数获取中的应用,并分析了实际垂直位移与视垂直位移的比值(Vo/H)与地形坡度角(α)以及断层倾角(β)的关系。通过5个典型断错地貌的三维激光扫描,获得了2008年于田MS7.3级地震的垂直和水平同震滑移量,垂向和左旋位移均为1—3.5m左右,揭示出于田MS7.3级地震为一次正断与左旋运动分量大致相当的地震。由于断层走向的变化,在地表破裂南段表现为左旋位移大于垂直位移。5处测量点的地表变形带宽度介于10—25m之间。     

三维激光扫描技术在农村集体土地地籍测绘中的应用研究

目前大部分地籍测量都是使用GPS定位系统和全站仪测量技术。然而由于农村土地比较分散,在测量的时候需要投入大量的设备和人员。使用三维激光测量技术,能够快速采集到观测点的三维坐标,减少测绘的人员和全站仪的投入。本文简单介绍了三维激光扫描技术,以及它在农村集体土地地籍测绘中的具体应用。     

基于三维激光扫描的BIM技术在城市老旧建筑改造的应用

近年来,三维激光扫描被广泛应用于复杂老旧建筑物的数据采集,应用BIM技术实现建筑信息模型的创建是建筑信息管理的热潮。基于三维激光扫描技术和BIM技术,以深圳市光明区某复杂老建筑的自来水管网扫描工作为例,运用三维激光扫描仪器对复杂老建筑外围进行实景测量,提取原始数据导入Cyclone Register 360软件进行点云数据处理,并探索了通过Autodesk Recap将扫描的点云数据逆向建模,创建复杂老建筑的BIM模型。     

基于高精度地基LiDAR技术的活动断层错断地貌研究——以冷龙岭活动断裂带为例

高精度地形测量是活动断裂带定量研究的重要途径,通过对强震活动形成的错断地貌进行测量分析,可以估算断层位移,分析断层破裂的历史过程,揭示强震复发特征。激光雷达测距技术(LiDAR)为研究断层破裂特征提供了重要手段。选取青藏高原东北缘的冷龙岭活动断裂为研究目标,利用地基LiDAR对一些典型错断地貌进行了测量,并就地基LiDAR构建活动断层三维错断地貌的关键技术问题进行了分析。通过对测量得到的点云数据进行点云匹配、镶嵌、植物滤除以及不规则三角网建模处理,得到了0.05m空间分辨率的数字高程模型,划分了地貌单元,识别了断层陡坎与断层错断冲沟等地貌,实现了对断裂微地貌形态的高清晰度三维再现,并据此揭示了沿断裂带存在的多次地震事件,断裂主要表现为左旋走滑活动,并具有微小的倾滑运动分量。     

雅鲁藏布江河谷风沙地貌形成机制与发育模式

雅鲁藏布江河谷风沙地貌有 4级 2 1个类型 .河谷区具有风沙地貌发育的环境条件 .由MM4中尺度气候模型模拟的河谷冬半年近地表流场和风矢量场从宏观上反映了有利于风沙沉积的河谷流场 ,在总体上制约了风沙地貌的分布区域与地貌部位 .沙丘、沙丘群发育主要有迎风阻滞沉积、背风回流沉积和弯道绕流沉积三种方式 ,经历了风力作用沙丘形成 水力作用沙丘消减的正、逆交替过程 ,并自初生带→主体带→消退带演化 ,最终以爬升沙丘 (片 )或下落沙丘形态消退或消亡 .     

2012年6月24日宁蒗—盐源5.7级地震的发震构造浅析

本文在分析2012年6月24日宁蒗—盐源5.7级地震的震源机制解、 余震特征、 震害分布基础上, 结合区域第四纪地层分布成因特征、 区域地质构造特征以及对三维卫星遥感影像进行断层地貌解译分析, 认为此次5.7级地震是北西向永宁断裂正断为主活动的结果。 该断裂在影像上线性延伸, 断层崖发育, 其晚第四纪活动性对建立区域新构造变形模式的意义有待进一步研究。     

基于高精度LiDAR数据的断裂活动习性精细定量——以香山-天景山断裂景泰小红山段为例

高精度、高分辨率的地形地貌数据是活动构造定量研究的重要基础数据。传统研究方法中,通过航卫片或遥感影像解译只能获取二维平面特征,中等分辨率DEM(5～10m网格单元)只适用于大尺度三维地貌特征的提取。激光雷达测量(Light Detection and Ranging,Li DAR)技术可直接对地貌进行高精度、全方位的三维地表形态测量,为活动构造研究提供了精细的地貌形态数据,有助于深化对断裂带地表破裂过程和断裂活动特性的理解。文中选取青藏高原东北缘香山-天景山断裂带西段的景泰小红山断裂中一段断错地貌明显的断裂段作为研究对象,基于高精度Li DAR数据生成了景泰小红山断裂0. 3m高分辨率的数字高程模型(DEM),沿断裂带详细识别并测量了地貌标志(冲沟、山脊和阶地)的断错位移,获得了地貌标志的82个水平位移和62个垂直位移,并分析了不同方向上的位移丛集特征。结果显示,沿断裂的水平与垂直位移均可识别出5个丛集,其中最小丛集可能指示最新一次地震的同震位移,而其它位移丛集则反映了断裂带多次地震活动累积的结果。通过对多个断错标志的水平和垂直位移合成的滑动矢量进行分析,可以看出该断层段的运动习性具有...     

基于立体视觉的砌体房屋模型振动试验研究

针对结构动态响应监测三维变形的需求,研究立体视觉三维测量算法,建立基于结构测面的世界坐标系,得到结构振动响应三维位移公式.研究圆形标识点边缘检测、中心拟合及匹配约束算法,编译基于MATLAB平台的立体视觉结构振动测试分析软件.使用本文集成的立体视觉测量系统完成不同加速度峰值Taft波及El Centro波作用下砌体房屋模型振动台试验,同时测得结构三维位移时程曲线.面内位移时程曲线表明立体视觉方法与位移计数据吻合非常好,证实立体视觉测量方法的有效性.离面位移时程曲线表明砌体房屋模型在地震动作用下发生扭转,且随地震动加速度峰值增大,扭转反应加剧,充分验证立体视觉方法用于监测结构三维振动响应的可靠性及实用性.     

塔克拉玛干沙漠风沙运动若干特征观测研究

以塔克拉玛干沙漠公路沿线为研究区, 选取复合沙垄、新月形沙丘和平沙地三种典型风沙地貌为床面, 通过实地观测与分析, 研究了塔克拉玛干沙漠风沙流结构及其输沙强度等风沙运动特征. 横向沙丘链、纵向沙垄及平沙地上风沙流输沙量的对数与高度之间表现为线性关系, 即风沙流输沙量百分数随高度增加呈指数函数递减, 10 cm高度内输沙量占观测高度(40 cm)内总输沙量的80% ~ 95%, 20 cm高度内输沙量占总沙量98%以上. 不同地貌类型和地貌部位, 输沙率差异甚大. 并根据对风沙地貌成因、形态类型与分布特征的调查分析, 将复合横向沙丘链-冲积平原与高大复合纵向沙垄-垄间低地两种塔克拉玛干沙漠典型地貌组合的风沙流运动划分为若干状态特征带, 由工程设施所处地形与地貌部位, 可定性判断风沙危害类型与强度, 进而确定防治方案和措施.     

基于OLI和DEM数据初步研究盘谷寺断裂新构造运动特征

太行山南缘盘谷寺断裂新构造运动特征对分析太行山地区构造地貌演化，乃至研判我国东部新构造活动形势具有重要意义。基于Landsat 8 OLI遥感影像数据和ASTER GDEM数据，对盘谷寺断裂线性构造进行初步解释，分析冲沟发育、坡向坡度等构造地貌特征，通过构建遥感影像与高程数据相叠加的三维地貌模型，进一步优化断裂构造地貌视觉效果。研究结果表明，盘谷寺断裂为1条平面呈舒缓波状、近东西走向的南倾正断层。在断裂下盘，由西向东依次发育了密集的平行状侵蚀沟、断层三角面和低矮的侵蚀残丘等多种构造地貌类型，反映了断裂不同部位垂向运动的差异性。构造运动导致断层两盘地表坡向和坡度的明显变化，综合剖面分析结果，认为断裂在新构造期活动强度由西向东逐渐减弱。     

三维激光扫描技术在震害调查中的应用

三维激光扫描技术是近年发展起来的一门新技术。作为获取空间数据的有效手段,该技术以其快速、精确、无接触测量等优势在众多领域发挥着越来越重要的作用。本文简要介绍了三维激光扫描仪的基本原理及工作流程,并以芦山7.0级地震为例回顾了该仪器在震害调查中的应用情况和现场工作特点,对破坏后实景建筑物点云数据的收集、拼接、分析处理及三维虚拟重现进行了实践和研究,最后分析并探讨了该仪器在地震应急及科学考察中的应用前景。     

多孔径InSAR技术电离层校正方法及二维形变场应用研究——以玉树地震为例

差分合成孔径雷达干涉测量技术只能监测地表在雷达视线方向上的一维形变,这极大的限制了其发展和应用.本文详细介绍了一种利用单对干涉影像监测地表二维形变的方法——多孔径InSAR(MAI)技术,研究了基线误差和电离层对该技术的影响,发展了利用顾及方向性的滤波和插值方法改正电离层的影响.最后,以2010年玉树地震为研究对象,利用两景PALSAR影像给出了地表的同震二维形变场.研究结果表明,MAI技术要明显优于传统的灰度偏移量法,在同震形变监测和震源参数反演中具有巨大的潜力.     

基于P5立体像对和高分辨率Google Earth影像的丽江-小金河断裂断错地貌解译

丽江-小金河断裂斜切中国西南“川滇菱块”,走向北东,为一高角度斜滑断裂.与平面遥感影像相比,通过三维影像解译断错地貌有显著的优越性.印度P5卫星数据具备真正2.5m分辨率,在制图方面,像对生成DEM以及制图精度可达1∶25000.本文依据立体像对提取DEM的原理,利用ENVI软件DEM Extraction模块提耿出了丽江-小金河断裂带P5立体像对的DEM.文中利用等高线套合分析法和剖面线法对DEM精度进行评价,结论认为,DEM精度优于1∶5万地形图等高线高程精度,而且与实时动态差分（RTK）测量结果比较一致.文章重点选取了丽江市北东方向干塘子和西南方向南溪盆地两处,将三种高程数据——从P5立体像对提取出的DEM、google earth影像地形高程和1∶5万矢量地形图等高线生成的DEM,结合Google Earth影像做成三维立体影像,较为直观地对三种高程数据进行了有效的对比,结论认为,P5立体像对生成的DEM精度最高.在室内利用高精度三维立体图对丽江-小金河断裂断层地貌进行了解译,经过野外踏勘和探槽验证,证明三维影像解译具有很高的利用价值.     

考虑视觉传达效果的震后区域三维图像虚拟重建

传统二维震害图像方法对震后区域进行研究时,由于其拍摄角度具有局限性,震后区域图像的视觉效果不理想。提出基于三维激光扫描技术的震后区域三维虚拟重建方法,采用三维激光扫描仪测量震后区域,获取该区域的点云数据,采用Cyclone软件合并点云数据后,得到震后区域拼接后的整体点云图,将该图点云数据进行去体外孤点、去噪声点以及点云取样等处理后实施封装,在封装的点云数据上采用Sketch模型实施贴图操作,实现视觉传达效果理想的震后区域三维图形的虚拟重建。实验证明,所提方法对震后区域的三维图像虚拟重建结果精度高、视觉效果好。     

小型无人机(sUAV)在基岩区古地震研究选点中的应用

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年等技术的发展,基岩断层面成为在基岩区古地震研究的良好研究对象。但是,受沟谷侵蚀、沉积覆盖和人为改造等非构造因素影响,并非所有出露的基岩断层面都能完整记录和保存古地震信息。因此,必须在基岩断层面上选择合适的研究点。传统的野外测量方法耗时费力,难以掌握基岩断层面的整体信息,即使通过高分辨率卫星影像也无法获得基岩断层面的精细结构。小型无人机航测(sUAV)采用低空摄影测量技术,可快速获取基岩断层面高精度的地表三维结构,为筛选目标工作点提供便利。文中以山西地堑系六棱山北麓断裂的马家窑基岩断坎为例,采用小型无人机航测结合SfM摄影测量技术,获得了基岩断层面的高精度三维地形数据,通过精细地貌解译和断层坎剖面分析识别了沿断层坎分布的崩塌破坏、沉积埋藏和侵蚀剥露等非构造因素,分析了侵蚀、埋藏和构造这3种典型的基岩断层面的形态特征,选取了适合开展古地震研究的基岩断层面点,展现了小型无人机在基岩区古地震研究工作中发挥的重要应用潜力。     

右江断裂带落央小段的断层眉脊带探讨

断层眉脊带在华南地区是一种罕见的构造地貌现象。描述了在上落央发现的断层眉脊带特征,测量了断层露头的几何学特征,利用三维激光扫描技术研究了断层对水系的影响。结果显示:北侧断层眉脊面出露地表至少0.33 m,南侧为1.3 m,并形成了跌水。眉脊面在平面上呈左行右阶的雁列式展布。该露头由南北两组断层组成,它们均为左旋走滑性质,南侧断层在水平方向上左旋错移冲沟5.5 m。讨论后认为:此次发现的断层眉脊带可能是一次古地震或历史地震事件的遗迹。     

安宁河断裂带晚第四纪活动的基本特征及强震危险性分析

通过影像解译,结合野外地质调查,利用第四纪地貌填图、样品采集和差分GPS地貌面的测量等研究手段,对安宁河断裂带及其附近地区第四纪地貌特征与断层活动关系进行了研究,分析了安宁河断裂带晚第四纪以来的活动特征,探讨了该断裂上强震的危险性。结果表明,晚第四纪以来,安宁河断裂带有强烈左旋走滑和逆冲的双重运动特征,由此可将其划分为南、北两段,北段最后一次活动时间大约在公元15世纪,南段最后一次活动时间为1536年。安宁河断裂带北段的强震危险性大于南段,且未来地震的强度在7.5级左右。