汶川地震房屋倒塌的遥感监测与分析

地震灾害中房屋倒塌受害程度表征了地震作用下地面运动的强度大小以及地震灾害造成的人员经济损失状况。2008-05-12汶川大地震震级高达八级,最大烈度接近极限达11(Ⅺ)度,波及区域范围广,造成大面积房屋倒塌。利用航空高分辨率光学遥感图像,基于房屋倒塌的图像目视判读及插值方法获取了大面积受灾区房屋倒塌灾情信息,结合灾区地震烈度和地震地表破裂带相关数据对房屋倒塌受害程度的空间变化特征进行了分析与评价。判明在汶川地震灾区房屋普遍受害,其中以汶川县房屋倒塌受害最重,其次是绵竹市、什邡市、彭州市。房倒率与地震烈度成线性对应关系,房屋倒塌严重区沿龙门山断裂呈西南-东北向分布。     

加入地物倾角分析的LiDAR回波强度校正

LiDAR回波强度数据的校正处理可以提升其在地物分类识别方面的利用价值。本文研究发现倾斜地物(如三角形、拱形房顶等)的自身倾角会改变激光反射角进而影响回波强度,而现有归一化校正模型缺乏对地物倾角的计算分析。随后结合LiDAR数据的采集方式和特点,以及倾斜地物的结构特征,提出了一种加入地物倾角计算的改进型归一化校正算法。首先,对激光点的回波强度值进行基于传输距离值的初步校正;然后,以平面距离值、高程、回波强度值差异为参考,判定激光点是否属于同一倾斜地物,若满足条件,则计算出激光点的趋势角,并依据制定的判定规则确定趋势角的正负;最后,将趋势角计算结果与扫描角数值结合计算出对应的反射角,并重新对回波强度值进行计算校正。实验表明,蓝铁皮材质的三角形、拱形房顶的回波强度值范围和均方差缩小,且采集的8种地物样本的回波强度均值的差异性与激光反射率测量结果基本一致,说明该算法能够有效识别具有一定面积且材质均一的倾斜人工地物并计算修正其自身倾角对回波强度带来的影响,从而进一步提高基于回波强度值的地物可分性。     

基于BP神经网络的固定翼航空电磁线圈姿态校正

固定翼航空电磁系统在测量过程中受风向、飞机飞行颠簸等影响,线圈姿态会发生变化,使接收到的电磁响应产生偏差。本文基于法拉第电磁感应定律,利用线圈坐标系和系统坐标系之间的转换关系,推导了线圈姿态变化时的电磁响应计算公式,得出电磁响应由线圈姿态变化过程中切割地磁场所产生的动态响应以及线圈处于倾斜状态下所感生的静态响应组成。并研究了基于BP神经网络的线圈姿态校正算法,首先利用地磁场和线圈姿态角度计算去除动态响应,然后构建BP神经网络模型,用该网络得出静态响应系数,实现静态响应校正。仿真结果表明,经过校正后的电磁响应数据质量得到很大改善。     

利用高精度地面及航空重力数据对点质量模型精度的研究

利用澳大利亚高精度的地面重力测量和航空重力数据,对点质量模型方法进行内外符精度检验。结果表明：点质量模型方法内符精度可以达到10 ^-8 ms ^-2量级,在655 m高度可以达到±3×10 ^-5 ms ^-2的外符精度。     

不同坐标系下航空重力扰动估算比较分析

针对捷联式GNSS/INS组合航空重力测量系统,比较在当地水平坐标系和惯性坐标系下重力扰动的估算方法及精度。结果表明,惯性坐标系下基于加速度更新的卡尔曼滤波方法比当地水平坐标系下基于位置、速度更新的卡尔曼滤波方法模型简捷且重力扰动的估算精度相当,在半波长分辨率为7.5 km时,6条重复测线重力扰动差值的标准差平均分别为1.21 mGal和1.27 mGal;对于相同测线,两种方法计算得到的重力扰动差值的标准差平均为0.65 mGal;两种方法求得的重力扰动中都存在明显的系统误差,将其按时间进行线性补偿后明显减小,测线间的最大差值分别由8.20 mGal、8.19 mGal减小到2.70 mGal、2.54 mGal,平均内符合精度分别从1.21 mGal、1.27 mGal提高到1.06 mGal和1.10 mGal。     

基于广义高斯模型的机载测深LiDAR波形拟合算法

针对传统LiDAR测深波形拟合算法受噪声干扰严重、对微弱回波信号及复杂波形拟合不准确的问题,提出一种基于广义高斯模型的波形拟合算法。首先通过计算滤波前后尾段波形的差异估计波形的噪声;然后利用广义高斯模型提取海面与海底反射信号分量,并对剩余信号进行迭代拟合;最后利用LM算法对参数进行优化,并对优化后的参数进行约束,避免冗余分量。采用南海实测数据进行验证,该算法拟合微弱回波及复杂波形能力强,不论在浅水(回波发生叠加)还是深水,其拟合精度均优于传统算法,具有良好的鲁棒性。     

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.     

Use of terrestrial photosieving and airborne topographic LiDAR to assess bed grain size in large rivers: a study on the Rhine River

Most grain size monitoring is still being conducted by manual sampling in the field, which is time consuming and has low spatial representation. Due to new remote sensing methods, some limitations have been partly overcome, but methodological progress is still needed for large rivers as well as in underwater conditions. In this article, we tested the reliability of two methods along the Old Rhine River (France/Germany) to estimate the grain size distribution (GSD) in above-water conditions: (i) a low-cost terrestrial photosieving method based on an automatic procedure using Digital Grain Size (DGS) software and (ii) an airborne LiDAR topo-bathymetric survey. We also tested the ability of terrestrial photosieving to estimate the GSD in underwater conditions. Field pebble counts were performed to compare and calibrate both methods. The results showed that the automatic procedure of terrestrial photosieving is a reliable method to estimate the GSD of sediment patches in both above-water and underwater conditions with clean substrates. Sensitivity analyses showed that environmental conditions, including solar lighting conditions and petrographic variability, significantly influence the GSD from the automatic procedure in above-water conditions. The presence of biofilm in underwater conditions significantly altered the GSD estimation using the automatic procedure, but the proposed manual procedure overcame this problem. The airborne LiDAR topographic survey is an accurate method to estimate the GSD of above-water bedforms and is able to generate grain size maps. The combination of terrestrial photosieving and airborne topographic LiDAR methods is adapted to assess the GSD over several kilometers long reaches of large rivers. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.     

东海,黄海测区的空气微生物研究

对东海、黄海的近岸、远岸海区空气中陆源性和海洋性微生物含量进行了测定。并比较了不同测区间空气微生物含量的差别,分析了它们的昼夜变化状态,以及气温对这些变化的影响。认为测区空气微生物状态指示海洋与陆地、人类活动及环境污染与海洋空气间的相互作用。     

海洋航空遥感3S一体化测量技术

３Ｓ一体化技术是９０年代提出的一种综合技术,其基本原理是使遥感ＲＳ信息、全球定位系统ＧＰＳ与地理信息系统ＧＩＳ有机地结合,以达到对环境更详尽、更准确的了解。本文对３Ｓ一体化测量技术在海洋航空遥感中的应用做了探讨。