AprilTag图像识别应用于高差传递测量方法研究

为促进计算机视觉及智能机器人技术等在传统高差测量中的应用,本文提出一种非接触式的应用AprilTag图像识别技术的高差传递测量方法。首先以Robomaster EP机器人作为高差测量平台,分别在已知点和待测点位放置AprilTag标签,机器人相机分别识别两侧AprilTag标签并进行相对位姿解算,得到两侧标签中心相对于机器人相机中心的三维坐标差。然后发挥机器人相机旋转中心的高差传递作用,计算得到待测点相对于已知点的高差。通过多组试验分别研究机器人相机的俯仰角α、航向角β的变化对高差传递测量精度的影响。试验结果表明,当机器人相机的俯仰角α∈(-2.9°,3.9°]时,或航向角β∈[-5.5°,1°]时,AprilTag图像识别的综合误差E<0.4,识别效果较好,两点间高差误差p_x小于5 mm,高差传递测量的精度可达毫米级。试验结果表明,使用计算机视觉及智能机器人等技术进行高差测量具有一定可行性,为未来测绘行业研发新型智能测量机器人提供一定理论依据和技术探索。     

利用均方误差相对变化规律确定正则化参数及其在PolInSAR测量反演中的应用EI北大核心CSCD

正则化方法是大地测量解算病态问题的常用方法,而正则化参数是影响正则化方法解算结果的关键参数。以均方误差最小为准则选取正则化参数,具有较充分的理论依据,可有效实现模型参数估值精度的提升。但是,均方误差计算过程中需要未知参数的真值,在实际情形中只能通过参数估值替代真值估算均方误差,难以获得可靠准确的均方误差值,限制了正则化参数的有效性。鉴于此,本文分析了正则化参数变化引起的方差与偏差变化规律,提出了一种均方误差相对变化值确定方法。依据不同正则化参数下模型参数真值不变原则,计算不同正则化参数下的方差与偏差相对变化量,从而消除参数真值对均方误差估计的影响。本文首先利用不同正则化参数计算两相邻正则化参数间的方差与标准差相对变化量;然后计算两正则化参数间模型参数估值变化量,通过差分运算分析得到两相邻正则化参数下的偏差相对变化量;最后综合标准差变化与偏差变化关系,得到均方误差最大降幅的正则化参数。通过PolInSAR植被高测量试验对本文方法的可行性进行了验证。试验表明,本文方法可有效改善正则化法模型参数估计精度。两个PolInSAR测量试验模型参数反演精度均得到了提高,合理验证了本文方法的可行性与有效性。     

Species richness,diversity and density of understory vegetation along disturbance gradients in the Himalayan conifer forest

We investigated whether species richness, diversity and density of understory herbaceous plants differed along logging(gap) and grazing(primarily by cattle) disturbance gradients, and sought to identify drivers of richness, diversity and density of understory vegetation of logged sites. A factorial experiment was conducted in the mixed conifer forest of Gidakom in Western Bhutan. Levels of the logging treatment included small(0.15 – 0.24 ha), medium(0.25 – 0.35 ha) and large(0.36 – 1.31 ha) gaps. The grazing treatment included grazed(primarily by cattle) and ungrazed(where herbivores were excluded by a fence) plots nested within each gap. Data were collected from 12 gaps(4 replicates at each level of logging) using the point intercept method. Shannon Weaver Diversity and Margalef's indices were used to estimate species diversity and describe species richness, respectively. Soil samples were analyzed for pH and nutrients. The interaction effect of logging and grazing was significant(p≤0.001) only on species diversity. Relative to ungrazed areas, species diversity was significantly higher(0.01≤p≤0.05) in medium grazed gaps. Under grazed conditions, soil P was negatively correlated with gap size and species diversity. While species diversity was positivelycorrelated(0.01≤p≤0.05) with soil N in grazed plots species richness was positively correlated(0.001≤p≤0.01) with soil N in ungrazed plots. Relative density of Yushania microphylla and Carex nubigena were higher under ungrazed conditions. Our study suggests that the combined effect of cattle grazing and logging results in higher species diversity of understory vegetation in medium and grazed gaps in mixed conifer forests of Bhutan,whereas increase or decrease in relative density of major species is determined primarily by the independent effects of grazing and logging. From management perspective, forest managers must refrain from creating large gaps to avoid loss of nutrients(mainly P and N), which may eventually affect tree regeneration. Managers intending to maintain understory vegetation diversity must consider the combined effects of grazing and logging, ensuring low to moderate grazing pressure.     

丹麦日德兰半岛西海岸典型岸段地貌概况及研究现状

通过实地调查和资料搜集,对丹麦日德兰半岛西海岸典型岸段的地貌类型和研究现状进行了总结。丹麦日德兰半岛西海岸岸线长度约为470km,海岸类型可以分为无障壁海岸和有障壁海岸2大类。无障壁海岸以沙丘为主,并有海蚀崖,主要分布在斯卡恩(Skagen)到布劳万角(Bl?vands Huk);有障壁海岸地貌类型以障壁岛—潟湖、盐沼为主,主要分布在布劳万角到勒姆岛(R?m?),并向南进入德国。丹麦西海岸北部属于冰后期地壳回弹上升区,向南地壳回弹幅度逐渐减弱,至Ringk?bing峡湾地区变为地壳稳定区,再向南地壳变为下降区,因此,全新世地层中分别记录了不同的相对海面变化信息。距今7 150a以来,北部的Skagen岬角地区的相对海面下降了16~25m;Skallingen地区过去5 000a间海面在现代海面附近波动,其后侧Ho Bugt盐沼地区4 000a以来相对海面上升了4m;过去8 000a间,R?m?障壁岛的相对海面上升了15m。欧洲学者在丹麦西海岸地区取得的典型成果包括:海面变化重建(包括海面变化标志点、泥炭层压实校正、定年等)、全新世地质环境演化、开放潮坪现代沉积定量研究等,为海岸带研究提供了有益参考。     

一种基于相对梯度法的海水温度分层模型

提出了一种以海表面温度为输入参数的海水温度分层模型。以2005—2012年的Argo气候态数据集与Argo浮标数据为基础,采用相对梯度法对海水温度垂向结构进行了分层,并据此获取了各层拟合方程所需的参数,包括:混合层深度、混合层梯度、温跃层上界深度、温跃层下界深度、深层大洋起始深度以及方程拟合系数。本文通过世界大洋数据库09版的CTD、XBT实测剖面数据对模型进行了检验。检验结果表明,该模型可以有效地对海水温度结构进行模拟,特别是400m以上的中上层大洋。模拟结果的总体均方根差(RMSE)为0.778℃,而在水深400m以上的中上层区域误差为0.494℃。     

基于不同模型的相对海平面变化分析

采用多种方法和3种模型分析了东方、海口、北海、闸坡、香港、汕尾、厦门、坎门、吕四、那霸、名濑、连云港、石臼所、大连共14个验潮站22年逐时海平面序列的相对海平面变化,主要包括趋势与周期项提取和未来月均海平面预测两大方面,比较了各种方法分析所得结果的相似性与差异性。结果表明:各验潮站的海平面均在逐渐上升,上升速率在1~3 mm/a之间,平均值为2.3 mm/a;各站的周期项也不一样,但基本都包含周年和半年项。发现一些方法组合时可能会出现异常情况,例如模型趋势项选择不同的形式,可能会导致所求速率出现正负截然相反的情形,不同的周期寻找方法所确定的周期也存在一定差异。各种方法的预测效果相差不大,预测残差基本都在±2 dm以内,基于奇异谱分析的均生函数的长期预测效果要明显优于带周期项的灰色模型和传统模型,但短期预测效果相差不大。     

遥感影像相对辐射校正方法及适用性研究

遥感影像相对辐射校正是一项基础的数据预处理工作,用于去除影像整体的辐射不均匀性、条带噪声、坏线等辐射问题,经过30多年的发展,已形成几十种不同的相对辐射校正方法和算法。面对种类众多的相对辐射校正方法,它们之间的区别和关联是什么,每种方法的特点是什么,如何选择合适的校正方法,是3个亟需解决的问题。围绕这3个问题,第一,本文以相对辐射校正系数获取的不同方式为原则,将现有的相对辐射校正方法分为3大类:定标法、统计法和综合法,使该分类体系能够反映各类校正方法的区别和关联。第二,在新的分类体系下,给出了定标法、统计法、综合法的数学模型表达,详细介绍了3类方法包含的每种具体的校正方法和算法,比较分析了每种方法的基本思想、原理和优缺点。第三,从影像辐射不均匀特征、影像几何特征、传感器定标、影像综合特征4个方面,对各种校正方法的适用性进行综合分析,给出了科学合理地选择相对辐射校正方法的建议,同时结合具体应用实例进行了实验验证。最后,分析了相对辐射校正研究的发展趋势和存在的问题,有效信息和噪声的计算机判定准则、相对辐射校正效果的评价体系、相对辐射校正对于后续的绝对辐射校正结果的影响是下一步需要深入研究的问题。     

利用偏差改正的方差分量估计方法确定联合反演相对权比

在大地测量联合反演中,方差分量估计法用于确定相对权比时并没有考虑大地测量反演的病态性,利用正则化解代替最小二乘解会引入偏差,会造成方差分量估计不准确问题。针对此提出采用偏差改正方差分量估计方法,以消除正则化解引入偏差的影响,并基于残差的偏差改正方差分量估计与方差分量估计法进行模拟实验。结果表明,进行偏差改正后的方差分量估计法能够较好地反演出滑动分布情况,所提方法针对参数进行偏差改正的方差分量估计考虑了迭代初值引入的偏差,理论更为严密。并将所提方法用于Visso地震和Norcia地震反演中,验证了该方法的可靠性、合理性。     

2021年夏季中国大陆涝渍灾害时空分布分析

涝渍害是中国除干旱以外对农作物影响最严重的气象灾害,涝渍害的发生和发展对人民的生命和财产安全以及农作物的生长发育产生巨大的影响。2021年7月至8月间,中国北方多地降水达到历史观测极值,而相应时期地面的涝渍害发生和发展状况及其时空特征并未得到有效研究。因此,本研究首先利用中国大陆土壤水分站点日数据和被动微波遥感卫星SMAP反演土壤水分日产品获取中国高精度表层土壤湿度数据（0—10 cm）;随后,结合田间持水量数据计算土壤表层相对含水量。在此基础上,以连续10 d土壤相对含水量大于等于90%为标准,分析中国大陆2021年7月1日—8月25日的涝渍害时空分布情况。结果表明：（1）融合后的土壤水分产品较原始的SMAP微波土壤水分产品精度具有明显的提高;（2）中国东北地区水稻田种植区的土壤相对含水量大于等于90%的最长持续天数均为56 d,土壤的水分长期处于饱和状态,说明了本文方法能够较为准确的反应出土壤涝渍害的情况;（3）中国东北及华北地区受灾较为严重,其中黑龙江的西部和河北、河南、山东发生的涝渍面积最大。中国大陆耕地部分受涝渍灾害区域占到总耕地面积的1/2左右,重灾区面积为1.940×10⁵ km²;（4）黑龙江的西部及河北、河南、山东等地较往年降水偏多,这与涝渍害受灾区基本吻合。     

Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机间相对定位性能分析

针对目前连续运行参考站系统布设密度不足和使用成本较高的问题,提出一种将Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机放置于 固定点上作为基准站进行智能手机间相对定位的方法。超短基线数据分析结果表明,智能手机伪距和载波双差残 差均呈正态分布,这说明残差中不存在有色噪声成分,无需对传统的伪距、载波双差模型修正。将测地型接收机作 为基准站,智能手机作为流动站的相对定位结果作为比较对象,同型号智能手机间相对定位精度与比较对象定位精 度相当,不同型号智能手机间相对定位精度差于比较对象定位精度,所有组合的智能手机间相对定位内符合精度都 差于比较对象的内符合精度。动静态定位结果表明,将Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机作为基准站进行智能手机间相对定位可实 现亚米级定位精度。