组合宽角低空航测相机关键技术研究

近年来,摄影测量技术发展迅猛,特别是低空航空摄影平台的出现,很好地弥补了传统卫星遥感、常规航空摄影测量在时效性、灵活性方面的不足。借助低空摄影的光学优势能够获取传统航空摄影和卫星遥感无法比拟的高分辨率影像,可以实现航空摄影测量大比例尺成图的目标。符合低空航空摄影的成像系统,发展较为滞后。现有很多低空航摄影测量平台普遍搭载单个普通数码相机进行航空摄影,存在航空摄影数据采集效率低、有效数据量小、数据处理难度高以及成图精度不高等问题;再有,传统的航空摄影测量相机及国内外成熟的组合宽幅航空相机系统又缺乏进行低空航空摄影测量应用的客观基础。研究适合于低空航空摄影的成像系统对于低空航测应用发展非常关键,是解决低空航测现存问题的一个有效途径。低空航测成像系统目前最主要的问题是数据的获取效率和精度,根本原因在于相机像幅以及视场角大小的问题。解决这一问题的根本途径是研究适合于低空航空摄影的宽幅面、宽视场角相机系统。对于数字相机而言,像幅受材料以及制造工艺限制,视场角受光学镜头的光学性能限制,很难有所突破。但是数字相机影像的可拼接性提供了另外一种可能途径,即多传感器组合成像,利用多个小像幅相机构造拼接成一个近似单中心投影的宽幅面航空相机,从而提高影像像幅和视场角,达到宽幅面大视场成像的目的。本文主要研究工作如下:(1)研究了低空航空摄影的光学理论基础。系统分析了低空航空摄影光学条件,结合光度学理论详细论述了低空航空摄影光度学优势,以及单镜头成像系统低空宽视场成像的劣势,阐述了利用组合成像技术来实现低空宽角成像的必要性和可行性。系统总结了当前摄影成像相机系统的发展现状,归纳了现有组合成像系统的特点和优势,分析了利用组合成像技术来提高影像像幅和视场角数学原理。在对比分析现有组合相机几何构造、成像单元数量、拼接模型的基础上,确定了利用五个数码相机采用组合成像技术来构造组合宽角低空航测相机的研究目标。(2)研究了基于地面三维检校场的低空组合宽角相机的静态误差高精度检校方法。理论推导了低空组合宽角相机的几何成像数学模型,定义了相机之间以及虚拟影像空间坐标系统,建立了各个独立光学结构(子相机)之间,及其与虚拟影像之间的严格几何数学模型。理论分析了组合宽角相机几何成像数学模型误差,将其归纳为地面静态误差和飞行动态误差两个部分。并研究了利用地面三维检校场来实现其静态误差的几何标定。静态误差几何标定主要包括单相机几何畸变误差的高精度标定和组合相机联合空间关系标定两个内容,详细论述了其算法原理和实现过程,最后通过实验结果分析了其精度和可靠性。(3)研究了基于影像全部像元参加的低空组合宽角相机飞行动态误差自检校模型求解与全局优化方法。自检校的目的是对相机飞行过程中由于系统和环境变化等因素导致的动态误差进行补偿。首先,理论推导了本文采用的自检校联合平差数学模型,该模型顾及了飞行过程中可能导致的相机系统间的空间位置和姿态的微小变化,将这种微小变化的检测转换为重叠区影像的视差值。其次,论述了利用重叠区匹配同名点求解自检校模型参数的基本原理和方法,并结合本文组合宽角相机特点,设计了一种影像快速匹配策略,进而实现自检校模型求解;在此基础上,通过对影像匹配性能的分析,以及基于特征点匹配来求解自检校联合平差模型存在的局部最优问题,提出了一种影像重叠区全部像元参加的几何匹配方法来实现对自检校模型求解的全局优化算法,对算法思想和原理以及求解过程进行了详细论述。最后通过对比实验分析了自检校模型求解的精度,验证了算法的有效性。(4)研究了宽角相机与稳定平台的集成。分析了稳定成像对于低空航空摄影成像质量和数据处理精度的影响,指出稳定成像对于组合宽角低空航测相机的重要意义。首先,理论分析了低空飞行平台的不稳定对于低空航空影像光学和几何性能的影响,以及飞行平台不稳定导致的影像质量下降、数据处理难度增大、处理精度降低等问题;其次,介绍了一种适用于无人飞艇等飞行器的三轴稳定平台结构及其控制原理,并通过对比试验来分析稳定成像对于低空航测精度的影响,指出了低空稳定成像对于低空组合宽角相机系统数据获取和处理的重要意义。(5)通过具体的航空摄影工程实例阐述了利用低空组合宽角相机进行航空摄影作业的数据处理实际流程,并分析了不同类型地形数据自检校拼接的精度分布,展示了其相关数据产品成果情况,结合影像空三处理结果分析了其精度。实验结果反映了组合宽角低空航测相机的作业能力。     

二叠纪Guadalupian与Lopingian之交菊石类的绝灭高峰

除Ｐ／Ｔ界线间菊石类几乎全部绝灭之外，在二叠纪Ｇｕａｄａｌｕｐｉａｎ世Ｃａｐｉｔａｎｉａｎ期与Ｌｏｐｉｎｇｉａｎ与Ｗｕｃｈｉａｐｉｎｇｉａｎ期之间，存在着另一次菊石类的全球性大规模选择性绝灭高峰。即菊石类由Ｇｕａｄｌｕｐｉａｎ世Ｒｏａｄｉａｎ－Ｃａｐｉｔａｎｉａｎ期（茅口期）的高度繁盛阶段，历经高速度、大规模选择性灭绝、因而，Ｇｕａｄａｌｕｐｉａｎ世Ｃａｐｉｔａｎｉａｎ期与Ｌｏｐｉｎｇｉａｎ世Ｗｕ     

Spatial variability of soil nutrients in Punta Fort William,Greenwich Island,maritime Antarctic

This study aims to report baseline soil nutrients, specifically the organic carbon, nitrogen and phosphorus profile, in soil samples collected from Puntta Fort William on Greenwich Island in maritime Antarctic. Samples were collected along two transect lines during the early summer of 2008. Ward＇s method of hierarchical agglomerative clustering was employed to group the sampling points based on their physico-chemical properties. In this context, the soil samples can be grouped into three major clus- ters： （1） Samples with intensive biological activities, （2） samples from the area recently exposed by glacial retreat and （3） samples from barren and dried areas. Nutrient contents in Punta Fort William are driven by the intensity of biological activities as well as melt water from the Qnito glacier.     

禹贡山川地理图

《禹贡山川地理图》为南宋程大昌编撰,淳熙四年(1177年)完成。原书五卷(含禹贡论二卷、山川地理图二卷、后论一卷)书成以后上表进呈。孝宗帝称其精博,诏付秘书庋藏,以垂后世。由于深藏秘阁,民间迄无传本。淳熙七年(1180年),程大昌以敷文阁学士出守泉州,彭椿年从程大昌处得此书与《山川地理图》副本,嘱州学教授陈应行刻于郡庠,始有刻本行世。而后佚失严重,致使各家著录此书有异,对以后影响极大。     

空间信息技术是防洪减灾现代化的基础

我国洪涝灾害频繁,洪灾损失严重,防洪减灾将是一项长期而艰巨的任务。在防洪减灾研究中,必须积极引进当今最新科学技术成果,以高新技术改造水利这一传统产业,以水利信息化推动水利现代化。以遥感、地理信息系统和全球导航定位系统为支撑的空间信息技术可以广泛地应用于防洪减灾中,是防洪减灾现代化的基础。本文分析了空间信息技术在防洪减灾中的作用,并对空间信息技术在防洪减灾中的应用趋势作出展望。     

空间数据挖掘进展

空间数据挖掘是解决海量空间数据利用瓶颈的技术之一。本文综述空间数据挖掘的研究与应用进展。首先,分析空间数据挖掘的缘起。其次,研究空间数据挖掘的本质及其特点。再次,基于理论技术,分类总结空间数据挖掘的研究和应用的成果,并探讨其研究方向。最后,总结全文。     

关于非均匀介质中电导率按深度变化时的势及其视电阻率函数

本文共分六部分内容。在前言中,简述了电测深方面有关研究的情况,尤其叙述了E.S.Sampaio（1976）的结果。 因本文采用的方法不同,从而求解了适合要求的微分方程定解问题,获得了电导率以 （其中α、σ0、σ1均为正实数,β为实数）按深度变化时势的分布。 其次,当β=0时,对电导率σ=（σ0+σ1z）α按深度变化时势的分布,应用Bessel函数的积分表达时,明显地改进和推广了E.S.Sampaio（1976）结果中的重要部分。 最后,结合实际作出了第一类、第二类标准化视电阻率函数。这种视电阻率函数,推广了Wenner和Schlumberger分别作出的视电阻率函数的有关部分,对电阻率法和激发极化法,都有其理论价值和实际意义。