超像素极化合成孔径雷达影像谱聚类算法研究

针对基于像素的谱聚类计算量大、效率低,且受到影像斑点噪声影响严重的问题,该文结合极化合成孔径雷达影像的统计特性,提出了一种基于超像素的极化合成孔径雷达影像谱聚类算法。该方法首先用基于梯度分割影像的分水岭算法得到影像的初始分割;然后按区域邻接关系合并含像素个数较少的极小区域得到超像素图像;最后以超像素为基本数据单元,采用修正Wishart距离作为超像素之间的距离度量标准,通过Nystrm逼近的采样方法获得最终的分类结果。最后利用模拟数据和1991年获取的荷兰Flevoland地区L波段稻田数据验证了该算法的有效性,总体分类精度达到了98.17%。     

一种基于胡克定律的PS-InSAR公共主影像选取新方法

针对现有的PS-InSAR公共主影像选取方法未考虑时间基线、空间垂直基线和多普勒质心频率基线之间相关性对影像相干性影响的问题,该文基于物理学领域的胡克定律提出了一种利用三维弹力结构模型实现PS-InSAR公共主影像选取的新方法。模型依据三基线间的余弦夹角构造基线向量,将3个失相干因素的相干性测度进行三维映射以构建三维弹力空间,通过研究弹力大小和方向的变化实现主影像的选取。为验证三维弹力结构模型的有效性,论文选用Sentinel 1A和ENVISAT ASAR两种数据源,分别利用三维弹力结构模型、三基线和最小模型和综合相关函数模型进行主影像选取和干涉处理。研究结果表明：相较于另外两个模型,该文提出的三维弹力结构模型得到的干涉图干涉条纹清晰,相干系数均值更大,相干系数值较大的像元占比更高,采用相干系数法得到的PS点数量更多,形变反演精度较高,因此三维弹力结构模型能够有效应用于PS-InSAR公共主影像的选取。     

基于GWR模型的地下水超采对地面沉降影响分析

为定量表达地面沉降和地下水位变化的空间关系,分析地下水超采对地面沉降的影响,该文基于永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术获取北京平原区地面沉降信息,采用普通最小二乘(OLS)和地理加权回归(GWR)建立北京平原区地面沉降与各含水层水位变化的响应模型;通过对比分析发现GWR模型能够表征77％的地面沉降与地下水位变化相关关系,可更直观地揭示不同地区地下水超采对地面沉降影响的空间特征,更好地表达地面沉降与地下水位变化的空间非平稳性.基于GWR模型的研究表明,不同含水层的水位变化对不同地面沉降区的影响不同,第二、三承压含水层的开采对严重和较严重沉降区的正向影响较大,与北京市以第二、三承压含水层为主要应用水的统计规律一致.     

海底水平层状黏弹介质地震波有限差分正演模拟

地震波在海底地层的传播,有必要考虑到介质对地震波发挥的衰减和频散效应.这些效应通常可以通过品质因子Q来量化.论文讨论了水平层状黏弹介质内平面波的数值模拟,采用了一种计算垂向黏弹性介质里的平面波响应的FDTD有效算法,用来估算存在垂向速度变化模型的平面波传播参数响应值.将视品质因子Q和视速度与实测的数值对比,证实了该算法在黏弹性模拟中的精确性,证明了在10~40 Hz的相关频率范围内,即使是强衰减介质,该算法也能取得良好的计算结果.在此基础上,应用这种算法求解海底水平层状介质模型,得到了海底黏弹介质的一维地震波场响应,取得了理想效果.     

基于GIS的统计时空数据组织和查询研究

在统计地理信息系统中,统计数据的时空特征是较难解决的问题,本文研究一种能有效实现统计时空数据组织和查询的方法。首先介绍了时空数据模型的研究现状,分析了在统计地理信息系统中空间数据和属性数据的时空特征;然后在此基础上提出了一种利用面向对象的时空数据模型对统计数据组织的方法,并介绍了在数据库中的实现方法;最后分析了在统计地理信息系统中最常见的几种时空查询算法,并介绍了具体实现过程。通过程序实现证明,本文提出的方法能够较好地存储长期的统计数据并实现统计数据的快速查询、时间序列查询等时空查询问题。     

硅酸钾对遗址土的渗透加固机制及改进特性研究

即一定模数硅酸钾溶液,是保护加固土遗址的一种无机化学材料。通过近20年的实践证明,PS材料具有增强遗址土体强度和抵抗外界环境破坏的作用。但PS渗透加固遗址土的微观机制以及加固后遗址土宏观特性的改变如何,并没有取得显著的突破和统一的认识。利用3%体积浓度的PS溶液渗透加固室内击实制备的良渚遗址土试样,渗透初始含水率为13%、17%、19%、21%和25%,并对加固前、后试样进行非饱和直剪、压汞和扫描电镜试验,旨在解决上述两个问题。基于压汞试验得到的双峰孔隙分布模型,提出了PS渗透加固遗址土的两种微观加固机制,并通过扫描电镜试验结果验证了加固机制,同时提出了用于表征两种加固机制指标参数P1和P2。通过研究发现,加固指标P1和P2能够较好地描述在不同含水率下经PS加固试样的相关改进特性如土-水特征曲线和剪切特性的变化规律。研究成果为PS的进一步应用和加固保护土遗址研究提供了新的方法和手段。     

GB-InSAR的监测流程和关键技术

地基合成孔径雷达干涉技术(GB-InSAR)是全新的形变监测技术,具有高度自动化、全天时和全天候监测以及高分辨率和高精度等优势。为推进GB-InSAR在我国海岛海岸带监测中的应用,文章概述GB-InSAR的技术原理和监测流程,分析其配准图像、生成干涉图和相干图、干涉图滤波、相位解缠、大气相位校正以及框架基准确定和地理编码等关键技术。研究结果表明:GB-InSAR将步进频率连续波技术、合成孔径雷达技术以及雷达干涉测量技术有效融合,在采集目标形变信息方面具有广阔的应用前景;我国应积极推进GB-InSAR在海岛海岸带监测中的研究和应用,为海岛海岸带管理提供有力的技术支撑。     

青藏直流输电线路冻土长期抗剪强度预测及影响因素分析

冻土是指0℃以下,含有冰的各种岩石和土壤,由于其复杂的物理力学特性,给青藏直流联网工程的施工和设计带来了很多难题。工程沿线冻土的长期抗剪强度,更是由于土质、含冰量以及密实度分布的复杂特性,影响了其在使用寿命内的安全运营和稳定性。为解决这一工程难题,室内制备重塑试样并在-2℃的温度下对3种土质类型（粉质黏土、粉砂和细砂）、3种含冰量（饱冰、富冰和多冰）的密实和松散冻土进行直剪快剪的蠕变试验,得到了不同土质、含冰量以及密实度类型的冻土剪切蠕变特性,并分析和预测了长期抗剪强度的变化规律和影响因素,结果表明：（1）短时间内冻土承受荷载的能力随含冰量的增加而增大;随着加载时间的延长,冰的流变特性表现出来,使冻土的蠕变变形加大,冻土的强度降低;（2）密实度越大、含冰量越大的冻土,初期强度越高;随着时间的增加,强度开始衰减,且含冰量越大,密实度越小的冻土衰减速度越快;（3）长期强度的变化规律不受土质的影响,说明在工程施工阶段,若单纯考虑长期强度时,只要不同土质冻土保持冻结状态,可同一对待和处理。以上结论为输电线路冻土基础设计、施工和安全运营提供了一定的理论基础,也为在青藏地区开展的其他工程活动提供了可借鉴的试验数据和资料。     

交流高压输电线工频电磁场精确计算与特性分析

交流输电线产生的工频电磁场及其谐波成分一方面会对传统电磁法的观测信号造成极大干扰, 另一方面也可将其利用进行大地电性结构探测.电力行业以及传统地球物理领域在计算输电线工频电磁场时都存在诸多近似和假设, 计算精度较低.本文同时考虑输电线实际排列形式和大地电导率, 给出了输电线工频电磁场的准确计算方式, 并对其特性进行分析.结果表明, 实际输电线产生的电磁场与传统上基于单条无限长导线获得的结果并不一致, 各相线空间位置会导致叠加后的电磁场在多处存在变号现象, 使得电磁场随距离增大并不是光滑衰减, 且实际输电线产生的电磁场随距离增大整体上衰减的速度更快, 但在几千米范围内其强度仍不可忽略.本文提出的特定输电线系统产生的工频电磁场计算方法对规避或利用该电磁场都具有重要意义.

     

无人机航空摄影测量技术在崩塌灾害调查中的应用

无人机作为新兴的地理信息获取方法,其应用范围及数据精度受到广泛关注。相比于专业摄影测量的固定翼无人机及大型多旋翼无人机,小型四旋翼无人机对单体灾害或小区域进行地形测量,具有更灵活、可操作性更强、成本更低等优势。本文针对崩塌灾害调查工作环境的特殊性,研究了小型四旋翼无人机在无法布置控制点对数据进行优化的条件下,航拍高度和镜头方向对无人机数据的相对精度的影响。研究结果显示：（1）大疆精灵三系列无人机在缺少实地测量数据对无人机数据进行修正优化时,航高从150m下降到90m可使数据的水平精度提高63%,垂向精度提高7%;保持无人机的拍摄镜头垂直向下,在90～150m的航高范围内可以使数据的水平精度提高15%～69%,垂向精度提高6%～9%;（2）结合山东淄博的崩塌调查案例,利用无人机获取了崩塌地形数据,借助Rockyfor3D软件进行崩塌运动的三维数值模拟分析,得到崩塌将威胁电网线路及公路的安全,相关结论对于崩塌灾害的防治工作,有一定的指导意义。