图像处理技术在地质灾害监测中的应用

三维激光微位移监测技术是一种对地质灾害进行长期监测的新方法。该技术用激光作为光源，用CCD摄像器作为镜头，通过图象采集卡把视频信号采入计算机中，用与该仪器配套的专门软件对采集到的光斑图像进行处理，计算出光斑的三维中心坐标值，把该值和原点坐标值进行比较，就可以算出灾害体滑动的距离。该系统可以对灾害体进行长期、非接触监测，监测时间、监测频率可以任意设定。文章概括介绍该监测的原理，各个组成部分，重点介绍软件部分，即采集的视频信号进入计算机后的图像处理过程和数据库结构。该监测系统已在三块地区试运行了3个月，效果较好。     

数字摄像能见度观测系统中实用黑体技术的应用

在数字摄像能见度观测系统 (DPVS) 中, 目标物的自身亮度难以实时测量, 给观测结果带来的不确定性不可忽略, 采用实用黑体技术可以大大减小乃至消除其造成的误差。作者对非黑体目标引起的测量误差进行了分析, 结果表明相对误差随着目标物反射率的增加和能见度的升高而增大, 为了保证测量精度, 需要采用反射率足够低的目标物。对于长方体结构的实用黑体腔, 采用多次反射法计算了其近轴向的半球-方向反射率与其特性参数之间的关系。在没有观测到侧壁的前提下, 其轴向反射率最大, 随着偏离轴线角度的增加, 反射率逐渐减小。轴向反射率随腔体长度与开口边长比值的增加而迅速减小, 而腔体宽度增加引起的变化不明显。另外, 作者还推导了在考虑弥散成像时对实用黑体开口尺寸最小需求的计算公式, 也给出了符合一定条件的实用黑体轴向反射率的近似计算公式, 从而提供了DPVS中实用黑体参数选择的基本原则。最后, 给出了DPVS采用非黑体和实用黑体目标计算能见度的对比试验结果, 充分说明了在DPVS中采用实用黑体技术的必要性和可行性。     

HiPAP100水下定位系统在海底摄像中的应用

分析了HiPAP100高精度声学定位系统及其水下定位原理,阐述了影响水声传播的因素及HiPAP100的解决办法,介绍了水下定位系统在我国海洋区域地质调查海底摄像测站作业中的应用,分析比较海底摄像常规定位与HiPAP100超短基线的定位精度,说明水下定位在海底摄像等水下拖曳和定点作业中的必要性和重要性。     

视频数据库技术在大洋资源调查中的应用研究

在我国近年的大洋科学考察中,深海摄像作业作为重要的可视化调查手段之一,在大洋结核、结壳、热液硫化物以及天然气水合物调查中发挥了重要作用,每年航次均取得近百小时的视像资料数据,海量的视频数据包含了大量的地质信息,如何管理获得的大量视像数据以及如何检索、分析、利用这些数据资源,直接关系到航次获得的视像数据在大洋资源评价中的意义和价值.文中从视像数据的特点出发,结合多媒体技术的开发特点,阐述了我国大洋摄像视频数据库的建立、实施技术方案,以达到与同行的技术沟通,提高我国视频数据库技术在大洋调查中的应用效果.     

水下井口回接工艺在边际油田开发中的应用及改进

水下井口回接是海洋石油钻井工程中的一项特殊工艺。为降低开发成本,提高边际油田的开发效益,利用临时弃井的井进行水下井口的回接,并在此基础上建造小型生产平台是开发边际油田一项不错的选择。于1988年钻探的BZ34-3-2D井,试油显示较好,采用了保留水下井口的临时弃井。介绍了井口回接工艺以及该工艺在BZ34-3油田的应用中遇到的困难,对常规井口回接工艺进行了改进与创新,利用水下摄像技术观察水下井口情况,最终回接成功,对今后水下井口回接作业有一定的指导作用。     

对梅雨锋降水云微物理结构的摄像探空观测和分析

利用球载摄像空仪对梅雨锋降水云微物理结构进行了观测，得到云中5类型粒子（冰晶、霰、雪片、冻滴、雨滴）直径、数浓度、质量浓度的垂直分布及各高度层上的温、压、湿分布。对观测结果的分析表明：在梅雨锋雨带的对流云团中，冰晶、霰和雪片对降水形成起着重要作用。     

用航摄像对制作全息地形立体图的新技术

全息地形立体图是将传统的光学机械立体投影术与全息术相结合，用航摄像对合成为一张具有一定焦深的近像面全息图。它既具有像面全息图衍射效率高，可以用扩展的白光光源再现的优点，也具有体全息图一定的波长和角度选择性。本文介绍了拍摄这种立体图的装置和方法，并从理论上对实验结果进行了一些分析，最后指出了它的应用前景。     

三维目标位姿跟踪与模型修正

本文是机器视觉参量下的三维数字摄影测量智能构像基础工作之一：成像系统位置姿态自动跟踪与精密修正,属于摄影测量与机器视觉、数字图像处理等学科交叉的摄像测量领域。针对基于目标3D模型的位姿跟踪问题开展研究,对相关研究的现状进行梳理,并提出系列位姿跟踪与模型修正方法。在完全已知目标3D精确模型的情况下,对于包含丰富直线特征的特殊目标,提出基于直线模型的目标位姿跟踪方法,实现了目标位姿参数的精确跟踪;为处理更为一般目标,利用目标的3D边缘模型,提出法向距离迭代加权最小二乘位姿估计方法及距离图迭代最小二乘位姿跟踪方法。当目标3D直线模型参数不准确时,结合光束法平差思想,提出一种针对序列图像的基于3D直线模型同时位姿跟踪与模型修正方法,联合优化求解目标位姿参数及3D直线模型参数,在模拟空间卫星目标位姿测量的仿真试验中,模型直线朝向、位置误差及目标位姿平均角度、平均位置误差分别为0.3°、3.5 mm及0.12°、20.1 mm。针对包含丰富直线特征的目标,在其3D直线模型完全未知的情况下,提出基于序列图像直线对应的目标结构重建与位姿跟踪方法,利用序列图像信息,在SFM框架下同时优化求解目标直线模型参数及位姿参数,仿真试验条件下,重建模型直线朝向、位置误差及位姿参数平均角度、平均位置误差分别约为0.4°、7.5 mm及0.16°、23.5 mm。     

多回击负地闪先导通道的辐射和光学特征

利用闪电VHF窄带干涉仪辐射源定位系统和高速摄像系统,对青海大通地区一次有5次回击的负地闪放电过程进行了同步观测,对比分析了通道传输过程的辐射和光学特征.结果表明,光学通道亮度能补充VHF干涉仪定位先导通道的电流特征,VHF干涉仪定位弥补了光学设备拍摄弱放电和云内流光通道的不足;在通道分枝结构上,干涉仪定位的通道和光学通道呈现出很好对应.干涉仪定位分枝通道的辐射源点较明显,但分枝光学通道的出现明显落后于干涉仪定位辐射源通道.对用两种不同观测手段探测的先导通道进行速度计算,发现两者计算的直窜先导和直窜梯级先导速度量级一致,均为106m·s-1,但干涉仪在时间的获取及精确量化上有优势,干涉仪定位计算先导速度的精确度高于光学通道定位.     

空间坐标系下地下岩体结构面数学描述方法初探

钻孔摄像技术能够采集到大量地下岩体内的结构面数据,分析其数据有助于进一步揭示结构面的空间分布规律和组合关系。针对钻孔内获得的结构面几何参数的特殊性,提出了综合倾角、倾向和位置深度等参数的特征点描述方法,在局部坐标系下对结构面特征点的描述方法及计算过程进行了阐述,推导出了结构面几何参数与特征点坐标之间的转换公式,在全局坐标系下对特征点坐标进行了归一化处理,最后对空间坐标系下特征点的分布规律进行了探索。研究结果表明,（1）空间坐标系下的结构面特征点是结构面几何参数和空间位置的综合反映;（2）特征点在空间的分布反映了结构面的空间组合关系。为结构面的统计分析提供新的思路和方法,有助于开展结构面的空间分布规律和交切关系研究,对钻孔摄像技术的发展和以结构面几何特征为基础的岩体稳定性评价起到积极的推动作用。