Removal of water‐surface reflection effects with a temporal minimum filter for UAV‐based shallow‐water photogrammetry

The recent development of structure‐from‐motion (SfM) and multi‐view stereo (MVS) photogrammetry techniques has enabled semi‐automatic high‐resolution bathymetry using aerial images taken by consumer‐grade digital cameras mounted on unmanned aerial vehicles (UAVs). However, the applicability of these techniques is sometimes limited by sun and sky reflections at the water surface, which render the point‐cloud density and accuracy insufficient. In this research, we present a new imaging technique to suppress the effect of these water‐surface reflections. In this technique, we order a drone to take a short video instead of a still picture at each waypoint. We then apply a temporal minimum filter to the video. This filter extracts the smallest RGB values in all the video frames for each pixel, and composes an image with greatly reduced reflection effects. To assess the performance of this technique, we applied it at three small shallow‐water sites. Specifically, we evaluated the effect of the technique on the point cloud density and the accuracy and precision of the photogrammetry. The results showed that the proposed technique achieved a far denser point cloud than the case in which a randomly chosen frame was used for each waypoint, and also showed better overall accuracy and precision in estimating water‐bottom elevation. The effectiveness of this new technique should depend on the surface wave state and sky radiance distribution, and this dependence, as well as the applicability to large areas, should be investigated in future research. Copyright © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种栅格辅助的平面点集最小凸包生成算法

针对平面点集的最小凸包生成问题,提出一种栅格辅助的算法,预先剔除那些不可能成为凸包顶点的点,从而提高算法效率,算法的时间复杂度可近似达到O(n),最坏时间复杂度与Graham扫描算法相同。试验表明,随着行列数的增加,计算效率先快速递增,随后逐渐减小;当栅格行列数取值为总点数的平方根时,剔除比接近最大值,算法执行效率亦相对较高。     

滨海城市地表水资源可利用量分析——以广西钦州市为例

以钦州市为例,根据1956～2016年月降雨、径流数据,采用双累积曲线(DMC)模型和蒸发差值法计算地表水资源量,采用剔除入海河流感潮河段水量及汛期河道内最小生态水量的改进扣损法和直接法综合分析地表水资源可利用量。结果表明:钦州市地表水资源量在106.573～111.216×10~8m~3范围内,地表水资源可利用量为38.444×10~8m~3,占比地表水资源总量的34.6%。钦州市水量相对丰富,但水资源可利用量并不富裕且时空分布不均。空间上,独流入海河流分区地表水资源可利用量最多,南流江分区次之,郁江干流分区最少;时间上,19条流域汛期水量高达81.949×10~8m~3,其中难以控制利用量为62.272×10~8m~3,有35.823×10~8m~3经入海河流直接外排入海;4.973×10~8m~3为感潮河段咸水难以利用;调水工程的规划与建设为改善河道环境、缓解供需矛盾方面起到积极作用。     

应用混合变量最小势能原理求解有一个悬空角点弹性矩形薄板的稳定

x将混合变量的最小势能原理推广到求解弹性矩形薄板的稳定问题中,求解了有一个悬空角点弹性矩形薄板的稳定问题,并给出了相应问题确定临界载荷的特征方程及计算结果,为工程中薄板的设计计算提供了有效的参考,尤其是对现代建筑和桥梁中的受压构件的稳定设计和计算提供了一个简捷有效的计算方法。通过文中计算表明,混合变量的最小势能原理适用于有一个悬空角点矩形板稳定问题的求解,从而验证了它用于薄板稳定问题的一般性和通用性。     

考虑基桩嵌岩段侧阻的岩溶区顶板安全厚度计算

为考虑岩溶区基桩嵌岩段侧阻力的影响,提出了一组确定岩溶区桩端顶板安全厚度的计算方法。考虑顶板的整体承载效应,结合弹性力学及第一强度理论,得到了顶板抗弯安全厚度计算式;考虑嵌岩段桩侧摩阻力对桩顶荷载的分担作用,结合格里菲斯判据及摩尔判据,获得了顶板抗冲切和剪切的安全厚度计算公式,进而运用ABAQUS建立了岩溶顶板与基桩整体分析计算模型,有限元计算结果与理论计算值吻合良好。结合工程实例重点分析了顶板厚跨比对抗弯安全厚度的影响,顶板岩层厚度对抗冲切、剪切安全厚度的影响以及嵌岩段侧摩阻力系数?对顶板安全厚度计算的影响。     

关于大地电磁信号非最小相位性的讨论

由于信号的功率谱仅包含振幅信息而不包含相位信息,因此传统功率谱方法仅能处理最小相位信号,难于适用于非最小相位信号．本文对不同地区的实际大地电磁(MT)信号作了分析,结果表明,不同测点MT信号在Z平面上的零点分布并不全部位于单位圆之内,可以判定MT信号一般具有非最小相位的特点,因此有必要改进传统处理方法,发展新的资料处理方式．实际信号分析,理论和数值模型实验证明,信号的高阶统计量包含其相位信息,因此,高阶统计量方法能够有效处理具有非最小相位特征的MT信号．     

Development of a sound reflection system for profiling sediments in shelf and slope depths

A sound reflection system for obtaining profiles of sedimentary structures in shelf and slope depths to 500 m has been developed, based on an Edgerton 1 kJ boomer as sound source. A logarithmic response receiver allows optimal recording of signals over a wide dynamic range. Penetrations of up to 500 m have been obtained from structures within both unconsolidated sediments and folded lower Tertiary structures. The equipment works reliably at speeds up to 9 knots.     

影响中国的热带气旋极端事件年代际变化

利用1949—2009年影响中国的热带气旋风雨资料以及登陆信息,研究影响热带气旋极端事件的年代际变化特征。结果表明：热带气旋登陆极端偏早或偏晚事件在1970和2000年代发生较少。热带气旋登陆强度（中心附近最大风力和最低气压）极端事件在2000年代发生频数最高。热带气旋降水影响时间极端事件在1970年代频数最多,大风影响时间极端事件在1980年代频数最多。日降水量和过程降水量的极值站数在1960年代最多,日最大风速极值站数在1980年代最多。     

内蒙古呼和浩特-包头地区地震目录的完整性分析

以内蒙古中部的呼和浩特-包头地区(40°～42°N,108°～114°E)作为研究区域,收集整理2001年1月1日至2010年4月30日ML≥1.0地震作为研究对象,按地震样本数目滑动扫描并计算最小完整性震级Mc,绘制Mc的时序变化曲线.分析认为Mc在时间上的变化主要反映台网监测能力和地震活动规律,但台站布局、地震信噪比和人为因素也会引起Mc的短期或不连续性的变化.同时在Rydelek等提出的2个假设条件下,对呼包地区的地震目录完整性进行了RS检验,其结果与上述扫描计算结果一致,也与根据台网监测能力所得到的震级范围吻合,证明本文的计算结果能够比较真实的反映2001年以来呼包地区地震目录在各时段内的完整性.     

龙门山断裂带南段地壳一维P波速度结构

基于2009年1月1日至2013年5月6日四川地震台网、重庆地震台网记录的龙门山断裂带南段587个地震的5 012个P波到时数据,利用最小一维速度模型方法反演了龙门山断裂带南段地壳一维P波速度模型及台站校正值,并将其应用到龙门山地区地震重定位中。结果表明,台站校正值表征出龙门山断裂带南段地表速度结构的横向不均匀性,青藏高原的彭灌杂岩体及宝兴杂岩体在近地表表现为高速异常,而四川盆地的第四纪沉积表现为低速异常。重定位后地震震源在北西向的剖面上呈明显的条带状并向北西倾斜,该地震带与宝兴杂岩下方的滑脱带延伸趋势一致。此外,该地震带上方分布着一条反冲地震带,两地震带呈"y"型分布,这可能是宝兴杂岩上方的岩层为调节逆冲过程受阻而产生的反冲运动所致。