LIDAR标准数据格式(LAS)的解析与处理

LIDAR(Light Detection And Ranging)是近年来兴起的一种快速获取地物目标三维信息的主动遥感技术。LAS格式是测量与遥感(ASPRS)协会下属的LIDAR委员会制定的标准LIDAR数据格式,该格式是目前最常用的LIDAR数据存储格式,可以比较好地解决多属性离散激光点云数据的存储问题。具有结构严谨、便于扩展等优点。LAS格式先后有1.0,1.1,1.2,1.3四个版本。本文研究的内容是基于1.2版本,在对LAS格式进行解析的基础上,采用C++语言开发相应的读写功能,实现对数据的读取、修改、转换等常规处理。     

LAS格式解析与信息提取

结合LAS1.0,从公共文件头区、变长记录区和点集记录区3个方面,对LAS格式的各个版本进行了分析比较,并利用Matlab语言实现对各个版本LAS数据的读取、显示以及激光脚点的三维坐标、回波、强度等信息的提取,为后续LAS格式数据的处理奠定了基础。     

LAS Version 2.0数据格式解析

利用表格分析的方式,对比激光雷达系统(LIDAR)标准文件格式LAS version 2.0与旧版本verison1.1之间的异同,分析2.0版本的新特性,便于对LAS格式的理解和应用。新的定义标准更加适应LIDAR硬件间的通用性,给予用户更多的扩展空间,为LIDAR系统的应用提供高质量的文件交换基础。     

养殖池底泥中好氧生物对有机物的降解作用──阴离子表面活性剂的可降解性研究

本文采用ATP含量作为微生物活性的指示,根据其降解指数,定性地描述了养殖池底泥中的好氧生物对LAS的降解性,直接测定了体系中LAS含量的变化,并进行了降解过程动力学分析。同时依据自养指数对体系有机污染状况进行评价。     

表面活性剂在滇池水体中的生物降解

利用河水衰减法研究阴离子表面活性剂(LAS)和非离子表面活性剂(NIS)在滇池水体中不同条件下的生物降解规律.结果表明:在滇池自然水体中,LAS和NIS均能生物降解,在试验时间(30d)内,L,AS的降解率达95%以上,NIS的降解率达92%以上,其降解动力学遵从二级动力模型.改变水温、表面活性剂初始浓度、pH值以及添加营养物质(葡萄糖或磷酸氢二钠)均对LAS和NIS的降解有一定的影响.水温对表面活性剂生物降解影响最大,当水温从20℃增至30℃时,LAS的降解速率从0.73-1增至2.10d-1,NIS降解半衰期从11.5d减至4.4d;表面活性剂初始浓度增加,降解半衰期有所增加;表面活性剂在pH 7时的降解性能略优于pH 10时的降解性能;添加葡萄糖抑制LAS和NIS的降解,而添加磷源磷酸氢二钠对其降解有一定的促进作用;曝气能促进LAS的降解,但对NIS降解的促进作用并不明显.     

利用LAS资料估算能量平衡各分量

一般气象台站都没有能量平衡射观测.而能量平衡各分量是判别下垫面状况的重要因子,本文利用乐至县LAS(Large Aperture Scintillometer)观测资料计算了显热通量,并通过能量平衡方程求得能量平衡各分量,揭示了能量平衡各分量的日变化和年变化规律,以及与下垫面干湿状况的关系.     

LAS在西北半干旱地区的观测分析

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站2007年夏冬两季LAS观测数据,结合观测站气温、气压及同期的涡动相关仪30 min时间间隔的观测数据,计算分析了西北半干旱地区显热通量的变化特征,并将LAS所测结果与涡动相关仪的测量结果进行了对比分析。结果表明,在西北半干旱地区,夏季的显热通量值整体大于冬季,冬季显热通量的日变化峰值较夏季有明显的滞后性;在类似的天气状况下,夏季测得显热通量的波动要大于冬季;天气状况对LAS的观测结果有着很大的影响,在同一季节晴天显热通量较大,阴天较小;LAS测得显热通量H的值较涡动相关所得H值略微偏大,但LAS与涡动相关仪测得的显热通量有很好的符合性,夏季相关系数为0.95,冬季相关系数为0.98。     

使用FME与VBA提取机场方格网高程数据

因受机场工程设计软件的测量数据容量限制,基于LiDAR采集、点云分类后得到的地面点云数据LAS不能完整应用于目前设计软件进行设计计算。本文通过对拟选技术方案的筛选,提出了利用FME Workbench数据处理功能,结合VBA编程获取外部方格网平面数据的方法。该方法在FME Workbench中实现了地面点云数据构建TIN、采用逐点内插方法从TIN中提取方格网高程数据、等高线生成及相应图形处理与成果输出。最终通过实际算例证明了该方法的有效性。     

Research Progresses and Prospect of Chimney Effect about Carbon Cycle in the Karst Cave System

There is a long history of several decades for the systemic study of global carbon cycles, and many important achievements have been obtained. However, these studies of carbon cycles in the karst area that accounts for about 10% of the entire Earth’s land area were paid attention gradually only in the past twenty. Recent researches suggest that karstification has important effects of the global carbon cycle. At present, scientists have had a very comprehensive and systemic understanding of various factors affecting the carbon cycle in the karst area, and estimated the carbon source or sink. However, unlike non karst area, there are generally many caves and fractures that have various sizes and morphologies in the karst area. These caves and fractures provide gas exchange between epikarst zone and atmosphere with a channel (as a window) in the karst area. There have been few reports about the role of the channel in the carbon cycle in the karst area. Previous studies have shown there is an obvious chimney effect in the karst cave system, which cannot be ignored. However, through the overview of the previous studies on carbon cycle of chimney effect in the karst cave system, we found that there were still many problems need to be further studied, such as the contribution of chimney effect to regional and global atmospheric CO₂; the regional differences, the seasonal changes and its reason (driving force) of chimney effect; the influences of chimney effect on the local ecosystem. With the development of modern science and technology (such as eddy covariance, large aperture scintillation and isotope), it becomes possible to solve the above problems. Therefore, it is necessary to use these advanced means for automatic and continuous monitoring and researching the carbon cycles in the karst cave system, which are of important significance for the researches of carbon cycles in the karst area, even for the global carbon cycle studies.     

基于闪烁仪观测低丘山地人工混交林通量印痕与源区分布

参考Meijninger提出的适用于大孔径闪烁仪(LAS)法的印痕模型,利用位于河南省济源市的华北低丘山地30年生栓皮栎-侧柏-刺槐人工林生态系统的主要生长季2009年5～9月通量等观测数据,计算、分析了该森林生态系统的通量印痕及源区分布.结果表明:①以90%通量贡献区面积为测算对象,不同风向条件下,在大气不稳定时,东南风向时源区面积最小,为1.1547 km2,西南风下最大,为1.5237 km2;在大气层结稳定时,西北风向时源区最小,为1.7271 km2,西南风向时最大,为3.5289 km2.并且在大气不稳定时的源区面积均小于稳定条件下的面积.其中,大气层结稳定时面积最小的西北风向时的源区面积比不稳定时面积最大的西南风向时的源区面积还要大11.8%.②以90%通量贡献区面积为测算对象,晴天条件下,由于湍流交换的逐渐加强,上午源区面积由8:00的1.1483 km2减小到11:00的0.4518 km2.中午之后,湍流交换逐渐减弱,大气趋向稳定层结,源区面积由14:00的0.4779 km2增加到17:00的0.7137 km2.通量源区面积的日变化趋势与大气稳定状况和湍流交换变化趋势大致一致.③以80%通量贡献区面积为测算对象,受大气状况、风向及下垫面性状的影响,各月通量源区各不相同.2009年5～9月期间,各月源区面积分别为1.834、1.680、2.043、1.671、1.380 km2.