海洋大地电磁揭示了西太平洋苏达海山的电阻率结构

为了研究海洋板块内火山的深部电阻率结构及其形成过程,在西太平洋苏达海山进行了海洋大地电磁测量。采用主流数据处理方法SSMT2000进行数据处理,分别对旋转后的实测数据以及根据实测数据得到的两组旋转不变量数据进行一维结构假设下的大地电磁响应测试,对响应最好的YX方向数据进行一维反演,并结合一维正演、地质资料对反演结果进行综合解释。反演结果表明,苏达海山区域地壳厚度为21.5 km左右;较厚的火山碎屑岩层表明苏达海山的构建过程以喷发性的岩浆活动为主,其侵入性的岩浆活动较弱。     

基于GF5-AHSI遥感数据的横沙浅海水深反演

高光谱遥感水深反演是一种对传统水深测量方法的补充,具有方便、快捷、经济等突出优势。本文研究区位于上海横沙,属于典型滩涂浅水区,研究数据包括GF5-AHSI高光谱遥感数据和同时期的水深数据。通过数据变换和相关分析等方法提取建模参数,利用单波段比值模型、多元线性回归模型、最优标度回归模型和BP神经网络模型实现该区域水深反演,并对4种模型反演结果的准确性进行了验证和比较。研究发现：最优标度回归模型优于其他3种模型,R2达到了0.972,RMSE为0.47 m,适用于横沙浅海水深反演。     

基于水深分段选择因子的多光谱影像反演水深

岛礁周边海底地形精密测量是海洋测绘的难点问题之一,利用多光谱卫星能精确测定岛礁周边水深地形,是传统岛礁水深测量有效的补充方式之一。本文以蜈支洲岛周围水域为研究区域,提出了基于BP神经网络水深分段选取反演因子的方法,利用WorldView-2数据和多波束实测数据建立多模型,整合预测的各段水深获得海底地形。实验表明,本文方法能充分利用水体的光谱特性,与单一BP神经网络模型结果相比,MRE降低了6.4%,RMSE降低了1.2 m,是一种可行的多光谱水深反演的方法     

南海北部最小含氧带水下滑翔机观测结果初步分析*

最小含氧带(Oxygen Minimum Zone, OMZ)是指海洋中层水体处存在的稳定的溶解氧(Dissolved Oxygen, DO)极小值层, OMZ的分布与变化对南海生态系统和生地化循环具有重要意义。本文利用2019年7—9月“海翼”号水下滑翔机(Sea-wing Glider)在南海北部陆坡区的组网观测数据, 对南海北部陆坡区OMZ的空间分布特征进行了分析。结果显示, 在垂向上, 研究区域内DO极小值层出现在深度约700~900m处, 其浓度约为80~100μmol·L^-1, 且700~900m深度范围内DO浓度变化不大, 形成了厚度约为200m的OMZ。在水平方向上, OMZ自陆坡西南部起向东北方向延伸, 厚度由西南至东北逐渐变薄, 整体呈楔形分布, 并在靠近吕宋海峡处逐渐消失。此外, 本研究还选取了两台水下滑翔机7—8月连续两周内的观测数据, 经计算显示, OMZ区域内的DO浓度在跨陆坡方向上的平均变化速率为0.023μmol·L^-1·d^-1(增加), 在沿陆坡方向上为-0.034μmol·L^-1·d^-1(减少)。沿吕宋海峡入侵南海的高氧水能够解释OMZ东北部DO浓度局部升高的现象, OMZ的分布特征和形成原因与海水的平流运动、水团分布和水体层化等物理过程, 以及生物呼吸、有机物分解和还原性物质的氧化等多种影响因素有关。     

直线段检测算法在机载LiDAR建筑物轮廓线提取中的应用

针对机载LiDAR点云数据提取建筑物轮廓线耗时多且精度不高的问题,本文提出了一种基于直线段检测(LSD)的机载LiDAR建筑物轮廓线提取方法。该方法首先对已分类的建筑物点云进行栅格化得到二值图;然后对二值图进行膨胀、腐蚀操作,消除二值图中因栅格化产生的空洞;最后利用LSD算法进行直线检测获取规则的建筑物轮廓线。经过实测数据的验证,本文方法可以检测到亚像素级的建筑物轮廓线,与传统的Canny算法相比能够提高约50倍的效率。     

一种顾及重叠区地形变化的DSM镶嵌线智能提取算法北大核心CSCD

针对影像密集匹配得到的分块DSM数据,本文提出了一种顾及重叠区地形变化的DSM镶嵌线智能提取算法。该方法利用DSM数据重叠区的高程偏差构建重叠区域的差值影像和差分影像,将经过去噪、拉伸和反向计算的差值影像和差分影像做融合处理。针对融合数据采用基于最小生成树的最优路径搜索方法,提取最优镶嵌线。试验结果表明,使用本算法提取的镶嵌线能有效避开高程差异大的凸出地物,保证地物的完整性,能够解决DSM数据镶嵌过程中镶嵌线的自动选择问题。该方法有效减少了传统镶嵌方法带来的误差,可靠性和稳定性较高。     

岸基GPS-R水面高反演测站时空布局优化

岸基GPS-R反演水面高度的精度、可用性及可靠性,与测站可见卫星落入指定水域方位、入射角度、有效弧段长度与数量密切相关。为提高反演点位的观测效率,本文综合考虑第一菲涅尔区、测站与水系方位关系及不同水系类型入射角区间范围选择等多种因素,提出反演事件的概念,并以此建立岸基GPS-R时空布局优化策略。通过设计仿真试验与实测数据进行验证,结果显示两者具有良好的一致性。但由于现有GPS星座结构导致北半球用户在观测时反演事件分布呈现“北部最多,东西次之”的特点,因此,基于反演事件的优化策略可有效开展测区备选站点评估与选定;同时,根据反演事件可进一步筛选测站最佳时段及其周期变化规律,从而验证了开展测站时空布局优化研究可有效保障岸基GPS-R反演水面高的效率与质量。这对促进GPS-R技术由理论向应用推广,以及充分利用现阶段我国大中型水库大坝、库岸边坡及海岸等周边均布设的GNSS永久观测站开展GPS-R反演水面高度应用,具有重要的参考和使用价值。     

海底底质分类支持下的WorldView-3多光谱影像浅海海域水深反演

近几十年来,基于遥感影像进行水深反演一直是国内外学者研究的热点。本文使用WorldView-3高分辨率卫星影像,结合卫星测高数据,以中国海南岛附近的蜈支洲岛及其附近海域为主要研究区域,在进行数据预处理、底质分类之后,分别通过多元线性回归模型、Stumpf对数比值模型和BP神经网络集中对岛屿周围0～20 m水域的水深进行反演和结果分析。结果证明,对这3种模型而言,在进行底质分类之后精度都会明显提升。其中,BP神经网络反演水深精度最高(均方根误差范围为0.2～0.7 m),多元线性回归模型次之(均方根误差范围为0.3～0.8 m),对数比值模型精度最低(均方根误差范围为0.6～1.1 m)。     

基于数量场梯度的露天矿点云台阶线自动提取算法

为了高效分析露天矿地形特征,本文利用无人机激光雷达扫描矿山,提出了一种基于数量场梯度的露天矿点云台阶线自动提取算法,即数量场梯度法。首先将点云的高程信息作为各点对应的数量场,计算各点数量场梯度的模,经分析,道路和边坡这两类场景梯度的模范围分别为[0.00,0.03]和[0.28,0.35];然后根据梯度的模范围筛选出台阶线特征点;最后对特征点进行四叉树索引,对每个叶节点进行最小二乘,拟合空间直线,并输出拟合的台阶线。通过与现有软件提取的台阶线对比,本文提出的数量场梯度法具有人工干预少的优势,且提取的台阶线错误率低于10%,位置精度优于0.6 m,可大幅提高露天矿测绘产品的自动化生成效率,有较好的应用前景。     

一种改进极坐标二次基准实时差分方法在地铁自动化监测中的应用

针对地铁保护区自动化监测系统测量结果易受温度、湿度、气压、大气折光和列车振动等因素影响的问题,而对某一因素进行测定分析是极为困难的,本文提出了一种改进的极坐标二次基准实时差分方法。基于新方法构建了自动化监测系统并进行精度评估,案例分析表明,新方法可有效削弱外部环境因素对测量结果的影响,能够精确获取监测点三维坐标信息,进一步提高了自动化监测系统的监测精度,能够更加精准反馈地铁外部施工对轨道交通结构变形的影响。