桂林-阳朔地区DEM地形特征与岩性相关性分析及分类研究

地形地貌是岩性解译的重要信息,地形因子作为描述DEM数字曲面几何特征的定量指标参数,可用来定量化表达不同岩性所在地区地形地貌特征。本文以桂林-阳朔地区为研究区,研究地形因子数学、地质意义,建立岩性与地形因子组合间的定量关联,进而实现岩石类型划分。本文基于ASTERGDEM提取坡度、起伏度等12个地形因子,在分析各个地形因子地质意义基础上,通过聚类分析及方差分析的多元统计分析方法,研究各岩性地形因子特性及其关联性,建立研究区岩性之间的定量差异;此外,利用因子分析方法研究岩性分类过程中的主导因素,确定适宜岩性分类方法以实现定量化岩性分类。实验结果表明：不同岩性、不同地形地貌的地形因子（组合）之间具有显著差异,基于因子分析得到的宏观地形复杂度指数（MTI）以及微观曲率指数（MCI）对岩石类型的分类精度达77.36%。研究表明,地形复杂度等地形因子可用于岩性分类,采用因子分析方法可获取反映地形地貌宏观、微观特征的定量指标,且岩性分类效果良好。     

大地水准面高的计算及其在海底地形反演中的应用

为充分挖掘海洋重力数据在反演海底地形中的应用潜力,尝试探索利用大地水准面高反演海底地形的技术途径,并以夏威夷—皇帝海山链拐点所在海区作为反演试验区进行验证。首先采用Belikov列推法计算伴随(缔和)勒让德函数,利用EIGEN-6C4地球重力场模型解算获取了分辨率为1'的大地水准面高格网数值模型;然后通过综合分析反演比例函数和转换函数特点、研究海区大地水准面高与海底地形的相干特性以及大地水准面高本身尺度特征,获得了利用大地水准面高反演海底地形的频段范围;最终以试验海区大地水准面高为数据输入,构建了相应的海底地形模型(BNT模型),并与ETOPO1等海深模型进行比对分析。试验结果表明:BNT模型检核差值在一倍均方差范围检核点数量占比70.60%,相比正态分布更加集中;BNT模型检核精度低于ETOPO1等海深模型;海深模型检核精度随着水深增加不断提升,水深小于1 000 m时,海深模型相对误差出现较大发散现象;计算海域ETOPO1模型精度最高,GEBCO模型和DTU10模型检核精度相当。     

基于激波捕捉类Boussinesq模型对岛礁地形上波浪传播的数值模拟

为了探究激波捕捉类Boussinesq模型在模拟岛礁地形上规则波和不规则波传播的可行性,采用基于完全非线性Boussinesq方程并具有激波捕捉能力的数值模型Funwave-TVD对规则波和不规则波在岛礁地形上的传播进行了数值模拟,通过与试验数据对比,分析模型中空间步长的影响,验证模型在模拟波高、平均水位分布以及波谱空间演变的能力,结果表明:采用合适的空间步长,模型能较好地模拟规则波和不规则波在岛礁地形上的传播和演化过程。对于规则波,较小的空间步长可改善破碎点处波高峰值的预测,并能更好地预测波浪破碎后波高的空间分布,相比结合经验破碎的Boussinesq模型,Funwave-TVD能更好地模拟规则波在岛礁地形上的破碎,以及破碎以后行进涌波的再生成过程;对于不规则波,Funwave-TVD总体而言能较好地模拟涌浪有效波高、次重力波的生成及空间演化和平均水位,但会低估礁坪上次重力波波高,较粗的空间步长也会低估礁坪上涌浪有效波高。     

基于DEM重力地形改正方法比较研究

为了比较研究直立长方体(Prism)模型、Tesseroid单元体模型、质量线(Line-mass)模型和质量点(Point-mass)模型等4种基于DEM(digital elevation model)重力地形改正模型的精度。通过模型分析、精度对比和数据试验等手段,基于计算距离、地形高度和DEM分辨率等因素对模型精度的影响进行了对比和研究。结果表明:距离越近,模型间相对误差越大,极近区应优先选用Prism模型;模型间相对误差随距离衰减情况受地形高度和DEM分辨率等多种因素影响;地形起伏越大,对模型的精度要求越高;DEM分辨率越高,模型精度越好;质量线模型的验算精度不及质量点模型。     

固定翼无人机优于2cm航测在地形测量中的应用

为了研究探索在稀少及不规范像控点条件下,应用纵横大鹏CW-30垂直起降固定翼无人机搭载飞思IXU-RS1000单相机,优于2cm地面分辨率倾斜摄影测量系统用于1∶500地形及地籍测量。该文对实验成果进行外业全站仪及RTK打点,进行平面及高程精度检测,实验成果完全满足1∶500地籍图平面精度及1∶500地形图高程精度的要求。验证了固定翼无人机能够用于1∶500地籍测量及地形测量。地理信息行业对成果时效性和精度的要求越来越高。优于2cm分辨率固定翼无人机倾斜摄影系统,有着单架次5km~2高效率和中误差小于5cm高精度,它的应用一定能对行业发展有着积极作用。     

激光点云分类质量检查与解决方案探讨

点云分类中"人工判别编辑"的好坏直接影响DEM质量。目前,分类成果的质量检查主要要采取人工逐屏浏览检查方式,该方法耗时长,检查不全面。针对该问题,本文对点云分类常见质量错误进行归纳分类,并提出相应的解决方案,三种解决方案采用三种不同算法。从实验结果可以看出,采用本文的检查方法能够快速准确地定位错误位置,在保证检查完整率的同时大幅度数提高检查效率。     

小型低空无人机在非洲水电测绘中的应用

小型低空无人机以其灵活、轻便、低成本等优势在国内各个领域得到广泛应用,"一带一路"发展背景下,传统测绘手段难以满足国外特殊地区测绘项目需求。本文介绍了小型低空无人机在复杂环境地形测绘的技术与方法,并以非洲特殊区域水电测绘项目为背景,验证了应用的可靠性。     

一种基于GPU Tessellation的地形渲染方法

为了在大规模地形实时渲染过程中提高渲染效率和得到更平滑逼真的地形,该文提出了一种基于GPU Tessellation技术的地形可视化方法。该方法首先对地形预处理构建四叉树;使用视锥体裁剪和LOD选择降低CPU-GPU数据传输量;在三角化阶段利用GPU代替传统的CPU进行三角化方法极大地减轻CPU的负担并且提高了渲染速率;同时引入地形粗糙度计算GPU Tessellation算法内部细分因子,达到平滑而又不失细节的地形表面渲染效果;以数据细节层次动态设置GPU Tessellation算法的外部细分因子消除了T型裂缝。实验结果表明,该方法CPU利用率低,能够以较小计算代价消除T型裂缝,在地形实时交互式漫游系统中能以较高的渲染帧率输出平滑、逼真的三维虚拟数字地形。该文方法可运用到大规模地形可视化系统中。     

地形起伏度与GPS多路径误差的相关性分析

为研究地形起伏度与全球定位系统(GPS)多路径误差的相关性,该文采用邻域统计、均值变点分析、相关性分析等方法,以ArcGIS为平台,基于某校区1m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,运用均值变点分析确定最佳分析区域,并提取地形起伏度,再通过SPSS相关分析,获得地形起伏度与多路径误差M_(p1)、M_(p2)的Spearman秩相关系数。结果表明:最佳分析区域为11m×11m,对应的地形起伏度与多路径误差M_(p1)、M_(p2)在P<0.01下显著相关;测站周围5.5m范围内的地形起伏度对多路径误差有直接影响,尤其在地形起伏度大于3 m时,与多路径误差M_(p2)显著相关。     

Delaunay三角网支持下的海图等深线化简

等深线化简是海图综合的重要研究内容。针对现有化简方法存在的化简弯曲识别不准确、化简不彻底等问题,提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线化简算法。首先,对等深线构建约束Delaunay三角网,实现了等深线弯曲结构的二叉树表达;其次,基于约束Delaunay三角网结构,改善了等深线上需要化简弯曲的识别方法;最后,设计了多种化简手段,建立了新的等深线化简模型,实现了对等深线形状的彻底化简。实验结果表明,化简结果能够满足航行安全要求,等深线的主要弯曲特征得到了有效保持和清晰表达,化简精度符合制图要求,且能够有效避免自交。