虚拟水视角下吉林省西部玉米耕作方式优化

虚拟水研究是粮食安全与水资源安全的重要研究领域,目前的研究主要集中在宏观、中观层次上,微观层次研究甚少。为了探讨虚拟水微观层次的研究方法,本研究于2005～2007年在吉林省西部开展了玉米不同耕作方式下虚拟水变化的大田试验。通过分析6种耕作方式（65cm垄台、65cm垄沟、43cm垄台、43cm垄沟、98cm双行垄台、130cm三行垄台）之间单位质量玉米虚拟水含量的差异,及不同耕作方式对单位质量玉米虚拟水含量稳定性的影响,确定适合吉林省西部的最优玉米种植模式,以实现水资源高效利用,为解决水资源紧缺问题提供新思路。经过三年的大田试验,认为98cm双行垄台的耕作方式最佳,不仅虚拟水消耗量小,而且波动也较小,特别是在极端干旱年份其单位质量玉米虚拟水含量最低,建议本地区玉米种植方式应从65cm垄台种植改为98cm双行垄台种植。     

APPLICATION OF DEM GENERATION TECHNOLOGY FROM HIGH RESOLUTION SATELLITE IMAGE IN QUANTITATIVE ACTIVE TECTONICS STUDY: A CASE STUDY OF FAULT SCARPS IN THE SOUTHERN MARGIN OF KUMISHI BASIN

Traditional method to generate Digital Elevation Model (DEM)through topographic map and topographic measurement has weak points such as low efficiency, long operating time and small range. The emergence of DEM-generation technology from high resolution satellite image provides a new method for rapid acquisition of large terrain and geomorphic data, which greatly improves the efficiency of data acquisition. This method costs lower compared with LiDAR (Light Detection and Ranging), has large coverage compared with SfM (Structure from Motion). However, there is still lack of report on whether the accuracy of DEM generated from stereo-imagery satisfies the quantitative research of active tectonics. This research is based on LPS (Leica Photogrammetry Suit)software platform, using Worldview-2 panchromatic stereo-imagery as data source, selecting Kumishi Basin in eastern Tianshan Mountains with little vegetation as study area. We generated 0.5m resolution DEM of 5-km swath along the newly discovered rupture zone at the south of Kumishi Basin, measured the height of fault scarps on different levels of alluvial fans based on the DEM, then compared with the scarp height measured by differential GPS survey in the field to analyze the accuracy of the extracted DEM. The results show that the elevation difference between the topographic profiles derived from the extracted DEM and surveyed by differential GPS ranges from -2.82 to 4.87m. The shape of the fault scarp can be finely depicted and the deviation is 0.30m after elevation correction. The accuracy of measuring the height of fault scarps can reach 0.22m, which meets the need of high-precision quantitative research of active tectonics. It provides great convenience for rapidly obtaining fine geometry, profiles morphology, vertical dislocations of fault and important reference for sites selection for trench excavation, slip rate, and samples. This method has broad prospects in the study of active tectonics.     

高分七号卫星双线阵相机几何处理及其精度验证

高分七号卫星于2019年11月在太原顺利发射,是中国首颗亚米级高分辨率立体测绘卫星。星上采用国内首套星图融合星敏传感器,双星敏夹角动态修正,可大幅度提高卫星姿态确定精度,同时给卫星地面系统建设带来了新的机遇和挑战。本文根据高分七号卫星的总体设计,分析高分七号双线阵相机几何处理的关键技术,并对高分七号卫星前视后视精度以及立体精度进行几何验证。结果表明,高分七号双线阵相机的前后视几何检校精度优于0.28个像素,相机的无控定位精度可以控制在6m左右;在引入少量地面控制点进行刚性平移后,平面几何残差在1.4m左右,高程残差在0.86m左右。总体而言,高分七号卫星双线阵相机几何精度相较于高分系列其他卫星有了明显的提高,为后续卫星几何方面的处理具有重要意义。     

垂线偏差对超长隧道横向贯通误差影响的分析与研究

结合超长输水隧洞施工测量的实际案例,通过分析垂线偏差的基本理论,研究垂线偏差对横向贯通误差的影响规律,表明了垂线偏差对观测方向的影响取决于垂线偏差的数值、观测方向的方位角和高度角,从而进一步说明为提高隧道横向贯通精度,应顾及垂线偏差对隧道横向贯通误差的影响,选择较优的后视定向边方案和洞外GNSS控制点布设方案,以确保隧道的顺利贯通。     

基准影像数据辅助遥感影像几何定位

针对遥感卫星影像几何定位时实测控制数据不足的情况,提出利用影像范围内基准影像数据辅助定位提高精度的方法。由遥感影像匹配得到同名像点,利用高精度影像数据和高程数据获取物方平面和高程坐标后,将其视为精度较低的控制点参与区域网平差,从而实现在不额外增加实测控制条件的情况下提高定位精度。经过在国内外3个地区进行一系列试验,验证了方法的可行性和有效性,对提升线阵遥感影像几何定位精度效果显著。     

针对车载移动测量系统的交通标志自动检测

针对自然场景图像中交通标志的自动检测问题,提出了一种交通标志快速自动检测算法。该算法综合运用了自适应图像分割、灰度投影、形状分析和立体影像匹配等技术,实现了车载立体影像中道路交通标志的快速自动检测及其空间位置、尺寸等几何信息的计算。利用该算法对车载移动测量系统所拍摄的实际影像进行了实验,结果表明该算法具有鲁棒性强、检测速度快和检测准确率高等特点。     

无人机摄影测量在高陡边坡地质调查中的应用

在高陡边坡的地质调查中,测量岩体结构面的工作经常受到复杂地形的限制无法正常开展,急需一种全方位的精确测量技术。结合近年来低空低速小型无人机技术的快速发展,使用搭载单镜头的小型无人机,基于多视立体视觉算法（PMVS）和运动结构恢复算法（SfM）对目标物进行三维重建,通过现场试验和数据后处理,总结出了一套无人机摄影测量技术在高陡边坡地质调查中的应用方法,并得到了初步的研究结论：轻小型的单镜头多旋翼无人机能够采集到有效的地形数据,在三维点云中处理使用基于最小二乘法的平面拟合算法,可以提取出准确的结构面参数,进一步将这些结构面绘制在赤平极射投影图中,能实现高陡边坡的数字化岩体产状测量。     

基于SPOT5异轨立体像对提取DEM试验与精度评估

介绍了异轨立体像对提取DEM的基本原理和数据处理流程,利用两景影像进行了DEM提取试验,分析了结果的精度,提出了利用卫星立体影像提取DEM这一方法的发展方向。     

异轨遥感立体像对外方位元素的求解算法

在对异轨遥感立体像对外方位元素求解的基本模型进行系统阐述的基础上,讨论了基于共面条件的后方交会模型改化方法及其和基于共线方程的后方交会模型的融合。给出了外方位元素初值求解的实用算法,并利用实测立体像对数据进行了联合平差计算,取得了较好的结果。     

三维可视化工程设计的研究

首先提出利用正射影像及其立体匹配片组成的立体正射影像对作为建立地形三维立体模型的基础,并介绍了立体匹配片的原理,接着实现了两种类型立体匹配片的制作和镶嵌,利用镶嵌之后的正射影像及其立体匹配片可以构建大范围地形的三维立体模型,从而建立三维工程设计平台应用于工程设计,并对该平台的量测性能进行了测试,最后介绍了该技术在输电线路设计、交通线路设计等具体工程设计领域的实际应用。