High Spatial Resolution Mapping of Dykes Using Unmanned Aerial Vehicle(UAV) Photogrammetry: New Insights On Emplacement Processes

Remote sensing has played a pivotal role in our understanding of the geometry of dykes and dyke swarms on Earth,Venus and Mars(West and Ernst,1991;Mege and Masson,1995;Ernst et al.,2005).Since the 1970’s

低空倾斜摄影测量在马沥村大比例尺测图中的应用

低空高分辨率倾斜摄影测量是近年来兴起的一项热门技术,以广州市白云区钟落潭镇马沥村大比例尺测图为例,介绍运用低空高分辨率倾斜摄影建模与大比例尺测图技术。在大比例尺地形图测绘方面,相较于传统航测和人工测图技术,该方法具有减少外业人员劳动强度,外业采集更自主、更高效的优势,为城市密集区域地籍调查、农村土地确权、国土规划用图等领域以及在其他不方便外业人员作业的山区、高危地势地区开展大比例尺测图提供参考。

高分辨率卫星立体双介质浅水水深测量方法

提出了一种基于高分辨率卫星多光谱立体像对的浅水水深测量方法。该方法利用多光谱近红波段消除太阳耀斑,以有理函数模型(RFM)构建测区原始DEM,通过水陆边界内插获得水面高程,并采用双介质近似折射改正模型消除目标点垂直坐标偏移。试验表明,本文的模型方法和处理流程在水面平静、底质纹理丰富的浅海岛礁水深反演中能取得优于20%的相对测深精度,可为浅水水深测量提供新手段。

基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘

滑坡体积精确计算看似简单实则困难。黄土高原具有植被稀少、岩土暴露程度高、滑坡易发多发等特点。本文在充分认识上述特点的基础上,尝试采用高精度低空摄影测量技术来精确测算滑坡方量。与传统计算方法、遥感和三维激光扫描对比,低空摄影具有受各类因素影响较小、作业灵活、高效、产品精度高等优点。本文以甘肃黑方台党川2#黄土滑坡为例,在介绍近景摄影测量数据获取方法的基础上,采用滑坡前后的高精度的低空摄影测量数据源和结合现场调查,对该滑坡进行精细测绘,实现"数字化滑坡"。研究结果表明:(1)滑坡长217m,宽176m,滑坡平均厚度约20m(滑源区),滑距782m,后缘到前缘的落差122m,影响面积为105216m^2;(2)根据斜坡各部分滑动和堆积特征,将其细分为崩滑区、主滑区、滑塌区、流通堆积区、铲卷堆积区、挤压堆积区、二次堆积区、粉尘堆积区;(3)以高精度DEM求得,滑动和堆积方量体积分别为31.72×10~4m^3和49.96×10~4m^3;(4)滑坡整体松散系数为1.411,局部的干密度差别较大,其大小与滑坡发育特征和运动过程有密切关系。

大坡度地质露头高分辨率无人机影像采集方法与建模实践

野外地质露头的观察、研究能够最直接、最有效地获取地下地层信息,为地质科学研究提供最直观、最真实的一手地质资料。然而传统的露头研究,尤其针对大坡度、人员无法到达区域的露头研究,主要依赖坡底部考察、测量和拍照等方式记录露头信息,难以精细、准确地表征整个地质体。消费级无人机具有机动性好、适应性强和成本低等优势,且能够近距离、多视角、变高度地获取露头影像。本研究对无控制点情况下的大坡度地质露头影像采集方法与模型构建精度进行探讨,利用消费级无人机垂向航线采集影像,然后构建模型。结果证明倾斜摄影测量技术结合消费级无人机能够有效地构建具有毫米分辨率精度的大坡度地质露头模型。构建的模型具有分辨率高、分辨率均一、量测精度可达毫米等特点,可有效降低野外考察的工作难度,降低人员安全风险,真实准确地复现野外大坡度露头情况,为大坡度露头剖面解译、分析和量测提供真实可靠的数据基础。

基于广义立体像对的高分辨率遥感影像阴影检测

由于高分辨率遥感影像存在同物异谱或异物同谱现象,常用的基于影像特征的阴影检测方法存在普适性较差、鲁棒性较低、高漏检率和误检率等问题,而基于物理模型的阴影检测方法受数据源限制应用较少。立足高分辨率遥感影像以及基础地理信息数据日益丰富这一背景,从摄影测量理论和阴影形成几何原理出发,提出了广义立体像对支持的、多源数据辅助的高分辨率遥感影像多角度阴影检测方法。实验结果表明,在地面控制点支持下,广义立体像对能够完成三维重建,且重建模型的定位精度能够达到影像分辨率对应成图比例尺的规范要求;该方法是可行的,虽然过程更加复杂,但由于理论上更加严密,能够避开常用检测方法存在的问题,取得更好的检测效果,具有良好的工程化应用前景。

高分辨率大面阵相机航天测绘应用立体探测模式分析

针对大面阵相机成像特点,分析提出了在高分辨率对地观测条件下航天测绘应用的两种立体探测模式,即高分辨率交向立体摄影测量模式和小基线立体摄影测量模式。分别对两种模式的基本原理进行了阐述,分析了各自存在的优势和不足,以及主要的应用方向。通过理论和仿真分析对两种应用模式进行了原理验证。最后对大面阵相机航天立体测绘两种模式的应用特点进行了对比,指出了进一步研究的方向。

地面多基线数字摄影测量在冰川测量中的应用——以博格达峰黑沟8号冰川为例

冰川的监测一直是冰川学研究的重要内容,2008年对天山东段博格达峰南坡的黑沟8号冰川末端进行了地面多基线数字摄影测量,获取了该冰川末端的影像,以及与之相配套的控制信息.在Lensphoto多基线数字摄影测量系统中,测得了冰川末端的0.11km2 DEM数据.采用同期测量的GPS数据检验得知,摄影测量所得DEM数据在高程上的平均误差为1.92m,标准偏差为3.47m.地面旋转多基线数字摄影测量是一种非常有效的冰川测量手段,可以在典型冰川测量和冰川重要部位(例如冰川末端、冰崖等)的测量中发挥作用.

米级/亚米级卫星遥感影像大比例尺立体测图试验研究

探讨了米级、亚米级高分辨率立体卫星影像生产大比例尺地形图的主要数据源和生产工艺流程,并利用亚米级高分辨率卫星影像World View-2北京市试验区卫星影像、外业控制资料等数据进行区域网平差和测图试验,对其平差精度、测图精度与国家规范进行比较和分析。

深切割区尾矿库排洪系统“空天地一体化”行洪能力评估

尾矿库作为矿山重大危险源,其排洪系统行洪能力直接影响着尾矿库的稳定性。为解决传统方法对深切割区尾矿库排洪系统行洪能力评估效率低、精度差的问题,以川西高原高山峡谷区某尾矿库为例,首先采用高分遥感技术获取尾矿库汇水区信息,然后利用无人机摄影测量和三维激光扫描技术提取现状库身长度,建立尾矿库DEM,计算调洪库容,最后进行调洪验算,构建了基于"空天地一体化"的深切割区尾矿库排洪系统行洪能力评估方法。实例计算结果表明:尾矿库排洪系统最大泄流量出现于时序3.15 h,泄流量21.58 m^3/s,所需调洪库容3.52万m^3,小于尾矿库具备的调洪库容4.62万m^3,表明排洪系统行洪能力满足相应等级要求,同时也体现出该方法在深切割区尾矿库排洪系统行洪能力评估中具有优越性和可复制性。

高分辨率卫星影像物理模型与有理函数模型转换

高分辨率卫星遥感影像的物理模型描述影像与地面之间的严格几何成像关系,其参数具有可理解的物理意义,但其形式复杂且与传感器类型相关,出于技术保密其物理参数通常不被提供。有理函数模型作为通用传感器模型,解决了物理模型的缺陷,但缺点是其参数不具有可理解性。因此,拟以Quickbird立体影像为例,研究物理模型和有理函数模型的转换,以综合利用两者的优点。研究结果表明,从物理模型得到的有理函数模型,具有与物理模型相近的精度,这与已有研究结果一致;从有理函数模型可以在一定假设条件上恢复重建严格物理模型,恢复的严格物理模型的定位精度不受假设条件影响。

光学高分遥感技术在海岸地形测量中的应用

为满足海岸地形测量对光学高分辨率遥感技术的应用需求,总结分析了我国光学高分辨率遥感技术的海岸地形测量应用现状,比较了国内外相关领域应用研究方向差异,指出该领域在硬件平台、处理软件和专业应用等方面的巨大进展,总结了光学高分遥感数据管理、处理、应用和服务等方面的发展趋势,有助于光学高分辨率遥感技术在海岸带测绘中的应用。

基于大数据的导线悬垂面脱冰跳跃高速摄影测量方法研究

针对输电线路在冬季覆冰期间导线脱冰跳跃时的精确测量需求,研究了一种基于大数据的导线悬垂面摄影测量方法,讨论了基于此技术方案的高速摄影性能及主要算法及便携式脱冰跳跃摄影测量仪的制备方法。根据导线脱冰跳跃时悬垂面的摄影测量数学模型和数据采集模型,通过数据的有效帧的梳状区域连续判定法实现了数据的有效梳理,获得了有效的数据。实验结果表明,基于大数据的摄影测量方法,通过大量数据对本文提出的方法进行学习和训练,得到高速摄影测量方法在悬垂面摄影测量的精度与影像在悬垂面处的空间分辨率基本相当,能很好地捕捉导线在脱冰跳跃情况下的舞动状况,对于导线脱冰跳跃和雷击这类随机短促突发事件的高速影像采集的情况能够得到很好地应用。

大比例尺地形图更新问题探讨

近年来,城市发展变化非常快,地形图更新滞后于城市发展,研究城市大比例尺地形图更新问题很有必要。本文阐述了地形图更新的方法,主要有数字摄影测量更新、利用高分辨率遥感影像更新、数字化测图更新以及借助其它项目资料进行更新等方法,并探讨了城市大比例尺地形图更新周期问题。

基于卫星立体双介质的浅海水深测量方法

利用双介质摄影进行浅海水深测量存在可行性差、精度不高的问题,提出一种基于卫星立体双介质的浅海水深测量方法。通过理论分析同名光线在空气和水两种介质中传播的几何结构,推导水下点垂直坐标折射改正的基本公式,基于三沙甘泉岛WorldView-2多光谱立体影像开展实验,验证了立体双介质的精度。结果表明,所提立体双介质浅海水深测量方法在5~20 m的水深范围内能取得低于18%的相对误差,在水深小于5 m的水深范围内相对误差变大。

高分辨率低空无人机倾斜摄影测量辅助BIM技术的应用研究

为解决当前BIM实景建模精度低、建模房角点精度低的问题,本文开展了高分辨率低空无人机倾斜摄影测量辅助BIM技术的应用研究。通过高分辨率低空无人机倾斜摄影测量与影像处理、无人机数字影像匹配、无人机倾斜摄影测量辅助BIM实景建模,提出了一种全新的BIM测量辅助技术。通过实证分析得出,新的技术在实际应用中可以有效促进BIM实景建模精度和建模房角点精度的提升,为后续工作的开展提供了更高精度的数据依据。

基于广义卫星立体像对的数字高程模型提取研究

立足摄影测量立体成像基本原理,提出了基于高分辨率卫星遥感影像广义立体像对的数字高程模型提取,阐述了该工艺的流程和关键算法,评估分析了控制点数量对广义立体像对模型定位精度的影响,并成功基于不同传感器获取的高分辨率卫星遥感影像提取了符合1∶5000标准比例尺的数字高程模型。该方法能够降低当前数字高程模型制作所需数据源的成本,具有一定的工程化应用前景,能为数字高程模型的规模化快速获取和更新提供支撑。

基于高分辨率遥感影像的地震破裂带精细特征研究——以理塘断裂为例

同震地表破裂是地震在地表最直观的地貌表现,其几何形态和展布特征记录了丰富的断层活动信息。近年来,高分辨率遥感影像的日益丰富和摄影测量方法等的快速发展,能帮助我们快速获取研究区高分辨率地形地貌数据,以便更好地识别地震地表破裂带的精细几何结构,并测量沿线断错位移分布等信息。文中选取川西理塘断裂1890年地震的同震地表破裂为研究对象,利用WorldView遥感卫星影像立体像对和摄影测量方法生成了研究区0.5m分辨率的正射影像和1m分辨率的数字高程模型(DEM)。基于此数据解译获取了1890年地震地表破裂带的空间展布范围和精细几何结构,沿破裂带测量了90组冲沟、田埂等线性地貌标志的左旋位移,并统计了其累积概率密度分布(COPD)。结果表明,理塘断裂全新世中期以来至少经历过4次规模相当的强震事件,其中最近一次的1890年地震事件的破裂长度约为27km,同震左旋位移约为1.3m,估算震级为MW6.8~7.1,其他3次由老到新的地震事件的同震位移约为1.8m、1.9m、1.1m。研究结果充分展示出高分辨率遥感影像数据在同震地表破裂研究中的应用潜力。

城市洪涝模拟中无人机摄影测量技术应用进展

基于我国城市洪涝灾害的严峻形势和目前洪涝过程模拟模型的发展现状,指出精细化城市洪涝过程模拟是未来发展趋势。基于无人机低空摄影测量的数据获取方法能够提供高分辨率的地面信息,为城市洪涝过程模拟提供完备的数据基础。通过总结无人机相关技术指标和应用实例,指出利用低空无人机摄影测量获取的数据具有大比例尺、现势性强以及成本较低的优势,在众多领域得到广泛应用;同时,通过低空无人机摄影测量提供的土地利用、地形和洪涝范围等数据,可以完成精细化的洪涝过程模型建模与率定验证,三维模型与单体建模技术则能服务于数字化和更加精细化的洪涝过程模拟与展示。无人机摄影测量技术应用于城市洪涝过程模拟仍具有诸多问题,在未来的进一步应用中将得到不断完善和发展,具有良好的应用前景。