双频激光雷达多通道波形数据联合测深方法

激光雷达在不同水深环境下,单通道的波形数据波形差异性较大,难以准确检测真实的水面和水底回波信号。利用双频激光雷达1 064 nm近红外通道(CH1)以及532 nm不同接收视场的浅水通道(CH2)和深水通道(CH3),对不同水深的波形数据进行拟合分解,实现了多通道联合探测水面和水底回波信号。与单通道波形分解方法相比,实验结果表明,本文方法在波形有效检测率平均提高了约15%,测深精度平均提高了约11%。     

台湾岛西南海域福尔摩沙海脊冷泉区地形地貌特征分析

利用水深数据和ROV近海底影像资料,对福尔摩沙海脊冷泉区的海底地形地貌和冷泉系统的海底表征进行了描述和分析,并讨论了二者之间的响应关系。结果表明,相对于船载多波束数据而言,近海底多波束测深系统所获得的数据能更高精度地反映冷泉区海底地形地貌特征,是研究冷泉系统不可或缺的基础资料。基于ROV近海底观测影像资料,福尔摩沙海脊冷泉系统整体表现为局部被化能自养生物群落覆盖并有流体喷口零星分布的巨大自生碳酸盐岩岩丘,海底表征主要包括形态各异的自生碳酸盐岩结壳或岩体、化能自养生物群落、流体喷口、还原性沉积物等几种形式。研究表明,福尔摩沙海脊冷泉区的地形地貌特征与冷泉系统海底表征具有良好的响应关系,并且该区的地形地貌特征主要受控于出露于海底的自生碳酸盐岩的形态特征及规模。首次揭示了福尔摩沙海脊冷泉区地形地貌特征与其海底表征之间的响应关系,以期为后续的冷泉研究提供必要的背景资料支持。     

基于Pix4Dmapper的无人机低空摄影测量数据处理

随着科技发展,无人机的使用就像汽车一样应用于各个领域,成熟的航空摄影测量理论为无人机在测量方面的使用提供了坚实的基础,而后处理成像软件通过提供三维模型来实现数据的精确可视化,更进一步提高了无人机的有效性。本文利用航空摄影测量的中心投影原理,提出基于Pix4Dmapper的无人机低空摄影测量数据处理流程,对经过空中三角测量和相机校准的航摄像片经过光束法区域网平差、空三加密、点云编辑、滤波处理,生成高精度的Google瓦片、正射影像图(DOM)、三维点云模型、数字表面模型(DSM)、数字高程模型(DEM)、数字地面模型(DTM),经过多次应用表明:处理成果能够满足应用需求,极大促进了摄影测量技术的发展。     

无人机正射影像辅助无人船测深的作业方法探讨

无人船测深系统被越来越广泛地应用于采集水深数据。在复杂水域环境中进行作业时,无人船受到工作底图及导航方式的限制,难以采用自动航行模式进行测绘,因此提出了一种无人机正射影像辅助无人船测深的作业方法。通过无人机快速获取测区正射影像成果,利用正射影像辅助进行测区划定和测线布设,避开可能造成作业风险的水上障碍物和岸滩。并在此基础上进行自动航行线路的规划设计,在水位不低于正射影像获取水位时开展无人船测深作业。经验证,采用该方法能够最大限度的完成测绘任务,同时降低作业强度与风险,具有较好的应用价值。     

基于R-FCN_ResNet的深海冷泉区生物的识别与分布研究

针对深海冷泉生物数量多、密度大、特征低,人工识别它们的种类和数取它们的数量耗时费力且准确度低这一问题,利用残差学习块,改进了基于区域的全卷积网络算法,用以深海冷泉生物的自动识别与检测。首先,构建了一组包括5类目标生物的深海冷泉生物图像目标检测数据集;然后,在TensorFlow框架下对比了R-FCN_ResNet、Faster R-CNN和SSD_MobileNet三种典型的卷积神经网络算法。从训练耗损时间、平均检测速度、平均置信度三方面权衡,突出了R-FCN_ResNet模型的优势;最后,将测试集图片输入至该模型中检测深海冷泉生物的种类和数量,并且以此复现了生物的分布情况。实验证明,所提方法结合本文数据集进行的深海冷泉生物识别与分布研究,是有效可行的,且具有较高的目标分类和定位准确率。     

基于水文分析法的海底峡谷特征要素自动提取方法研究及应用

海底峡谷是陆源沉积物向深海运移的主要通道,也是陆架/陆坡区重要的地貌单元。随着多波束测深技术的发展,如何快速而准确地从海量数据中识别并提取海底峡谷的特征要素,是一个亟待解决的重要热点问题。文中根据海底峡谷谷底下切、谷壁高而陡等地形特征,基于水文分析法和坡度分析等原理,通过ArcGIS中的数据建模工具建立了一种从数字高程模型(DEM)数据快速识别和提取海底峡谷特征要素的方法。以南海北部陆坡神狐峡谷区为例进行算例分析,结果表明,该方法在快速了解海底峡谷的发育位置和特征要素等方面是可行的,并可以获得峡谷头尾部水深、轴线长度、峡谷范围等特征信息。为获得该方法适用于研究区的最优参数组,文中讨论分析了峡谷形态、重分类阈值及数据分辨率等影响峡谷识别的因素。结果分析表明,峡谷形态会在一定程度上影响识别结果的准确性,但不影响对峡谷的总体了解;零值汇流累积量重分类阈值和DEM数据的空间分辨率是影响峡谷识别结果准确度的两个重要因素,在神狐峡谷群区,空间分辨率200 m且重分类阈值0.4时,海底峡谷识别和特征要素提取效果最佳。     

渤海氮污染的来源结构与污染压力空间分布

近30年渤海环境发生了巨大变化,陆源污染输入是导致渤海环境恶化的主要原因。为研究陆源污染压力强度与海域污染的空间关系,采用层级嵌套的水污染输出分区方法,将环渤海地区划分为23个陆海统筹管理分区,并基于土地利用数据、社会经济统计数据和污染普查等资料,估算出环渤海地区五类社会经济活动的总氮排放量,进而分析各分区单元的陆源污染压力。研究结果表明：① 渤海周边陆域总氮排放量约85万t,农业农村面源污染是氮污染的主要来源,占总排放量的57.4%,工业污染贡献有限,渤海湾沿岸城镇居民生活排放突出;② 23个陆海统筹管理分区之间的污染压力差异巨大,辽东湾、渤海湾和莱州湾周边的分区陆源污染压力大,其它分区的压力相对较低,各分区内陆域污染压力与对应海域污染状况在空间上高度一致;③ 各分区之间污染的来源构成差异显著,渤海湾氮污染的主要来源是居民生活排放,辽东湾工业污染相对突出,莱州湾农业面源污染占比大;④ 渤海周边陆源污染排海压力短期内难以缓解。     

深水潜标的耐压计算与变形分析

深海观测潜标是一种深海观测仪器设备,用于深海底部的环境观测和研究。深海潜标设计的难点之一是潜标壳体的结构设计、耐压计算及材料选择。在初步设计的基础上,利用abaqus软件,采用有限元方法,计算出额定外压下壳体的形变,并进行了额定外压下的失稳计算,计算了壳体在高压环境下的体积和浮力变化。通过计算结果的分析比较,选择了合适的材料,设计出满足强度要求的壳体。     

影像金字塔增量更新方法

在分析影像金字塔结构的基础上,介绍了一种影像金字塔的增量数据组织方法,并提出了一种影像金字塔增量更新算法,该方法利用最新影像数据对原影像金字塔相关层次变化数据块进行局部更新。实验结果表明该方法可提高时态影像数据的存储效率,并能实现各级影像金字塔数据的自动更新。     

斜向波作用下防波堤衔接段块体的稳定性和沉箱结构上波浪力试验研究

在斜向波浪作用下,防波堤结构衔接段会产生波能集中、壅水和漩涡等复杂的水动力情况,对该区域块体稳定性和沉箱结构产生极不利的影响,本文开展了三维整体波浪物理试验研究,以揭示不同角度斜向波与块体稳定性和沉箱结构受力敏感性的关系.同时将得到的试验结果与规范公式计算结果进行比较分析,得出两者之间的差异性.试验结果可为工程设计中结...