典型黄土丘陵区地质灾害隐患识别与时序监测

宁厦南部地区以黄土丘陵地貌为主,区内沟壑纵横,小型滑坡较为发育,地表形变监测难度大。为探索黄土丘陵区的地质灾害隐患识别方法,以宁夏回族自治区固原市泾源县为研究区,应用SBAS-InSAR技术对采集到的2016年7月—2021年5月的11期升轨L波段ALOS-2数据进行处理,得到形变速率结果。联合高分光学影像,根据形变速率、形变规模、坡度、形变区到承灾体的距离等因素进行综合分析,在泾源县共识别疑似隐患27处。经实地验证,其中22处形变迹象较明显、而且有明确的承灾体,确定为地质灾害隐患。对其中典型隐患点进行时序形变分析,发现这些区域在监测时间段内有持续显著的地表形变,最大沉降速率达到91.53 mm/a。结果表明:在黄土丘陵区,应用L波段SAR数据,采用SBASInSAR技术的地质灾害形变监测效果显著,联合高分辨率的光学影像数据、应用综合遥感识别的方法,在该地区地质灾害隐患识别的正确率较高,具有很好的适用性。未来可编程采集升、降轨结合的L波段数据、结合无人机LiDAR数据做更深入的研究,以进一步提高地质灾害隐患识别的准确率,为地质灾害精准防治做好技术支撑。

基于多源遥感数据的洪涝淹没范围时序监测分析

目前,洪涝灾害是我国最严重的气象灾害之一,如何实现及时准确的洪灾监测是防灾减灾的重要前提和基础。本文基于多源遥感数据,采用数据协同的方式进行洪涝淹没范围时序监测分析,以重现淹没情形,反映灾情特征。其中MODIS地表反射率产品和DFO达特茅斯洪水数据库能够实现淹没的宏观动态监测;由同期高分辨率遥感影像水体提取结果以空间差值的计算方式求取的淹没范围则能反映淹没的空间变化和细节特征。相关结果可为灾情评估奠定基础。

基于PXI总线多通道时序监测电路系统设计

通过对箭载发动机的时序监测方法进行研究、分析,设计出一款基于PXI总线多通道时序检测电路系统;介绍了系统的软硬件结构和功能,设计了输入光电隔离电路、数字消颤电路、数字跳变检测电路、计时器电路、FIFO存储器电路和PXI总线接口电路,在Labwindows/CVI环境下开发了测试系统软件,并通过控制测试设备实现对箭载发动机的时序监测;时序监测电路系统已经应用在导弹和火箭发射地面测试发射控制系统中,经过多次测试和发射场真实发射试验验证,达到了预期效果。

道岔电器时序监测和异常自动分析实现方案

针对多级牵引道岔在动作过程中由于关键继电器动作时序问题导致的故障进行分析,研究并设计了道岔关键继电器在线时序监测方案,并结合信号集中监测既有的采集数据实现异常自动定位,对于关键继电器动作数据进行动态电子图展示。

基于InSAR监测的露天矿山边坡崩塌预警研判技术

为了解决露天矿山边坡崩塌灾害预警这一难题,采用InSAR监测技术对露天矿山边坡进行了长时序连续监测,获取海量边坡形变监测数据,探讨了边坡体整体形变场及异常点形变数据特征,确定了崩塌灾害的潜在区域及位置。现场勘察结果表明:崩塌灾害潜在区域现场与研判预警结论相契合;基于InSAR监测技术,并结合边坡体特征进行边坡崩塌研判预警是可行的、预警结果是可靠的。

混凝土坝变形监测时序中异常突变值的优化诊断

混凝土坝变形监测时序因观测设施故障及人工采集等不确定因素而存有非正常突变现象,致使后续正反分析及综合评判等工作难度剧增。为此,在结合经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)理论与局部离群因子(Local Outlier Factor,LOF)识别机制的基础上,通过引入箱形图方法重新定义检测模型的判断阈值,有效规避了人为主观性,据此构建了客观还原监测信息特征的异常点诊疗体系。工程实例分析表明,所提方案具有完备的理论支撑和优良的离群子集信号识别能力,适合复杂内外多源环境驱动下混凝土坝变形监测信号的前期优化处理。

基于SBAS-InSAR的地表非线性形变时序监测

针对具有小区域特征的地表非线性形变对于合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术从监测点密度和监测精度都提出了更高的要求这一现状。该文基于SBAS-InSAR的技术原理,提出了一种基于高效率、低成本的地表非线性形变时序监测方法,并以柴达木盆地一处油田为研究对象,获取了研究区2007年初到2010年中期的形变结果,表明4处采油点中1处下降、3处隆升,隆升主要由注水引起。研究证明:SBAS-InSAR技术在地表非线性形变时序监测方面具有较强能力,提取的形变成果可为生产单位和政府部门分析决策提供科学依据。

基于长时序水准监测数据的北京东北部地区地面沉降趋势分析

以北京东北部某在建高铁线路为背景,基于沿线水准基准点多年时序的高程数据对该地区的地面沉降进行分析,发现其处于快速发展阶段且区域沉降不均匀:距离市区较近的人口密集区域沉降量较大,并以国家铁道试验中心铁路环行试验线、马泉营村和顺义区高丽营镇区域最为严重。整体的水准点沉降监测数据表明,从顺义区进入怀柔区后出现了地面沉降明显变小的趋势。随着季节的变化也体现了不同的沉降趋势,11月~次年3月的沉降量较小,这表明北京地区冬季地下水消耗量较少(小于降雨补给量),并且冻结后地面沉降相对较为稳定;6月~8月为北京夏季用水高峰期,地下水的大量抽取导致了较为严重的地面沉降。

基于PC104的高低压时序信号监测系统

提出了一种基于PC104的实时信号时序信号监测系统,该系统包括主控设备及时序信号采集设备,板卡采用标准PC104结构。系统可以通过主控设备进行配置时序信号采集设备,实现恒流源、恒压源信号处理通路的切换及信号采集。同时用户可以通过增减时序信号采集设备的数量,自配置测量通路数量,具有通用性、扩展性、小型化等优点。

精密时序闭环监控同步技术

研制了一种具有同步时序闭环监控的精密同步机,该同步机输出光同步信号,采用单光纤反馈光模块传输同步信号、基于内插法的时间间隔测量方法,能高精度测量反馈的光同步信号与基准信号的时间差,实现了光同步信号的时序闭环监控,达到的技术指标为同步时序闭环监控误差小于等于250 ps。采用本精密时序闭环监控同步技术一方面可以保证同步信号可靠的送达触发对象,另一方面根据测得的时间差值与设定的时序延时值进行比较,可以获得同步信号经过光传输的固有延时量,从而可以实现精密时序的精确配置要求。

适应复杂区域的时序SAR影像洪水监测与分析

洪涝灾害对中国沿湖沿江地带的国家经济和人民财产威胁巨大。针对洪涝灾害期间光学影像质量低,单幅SAR (Synthetic Aperture Radar)影像水体提取多依赖经验阈值且可靠性不足等问题,本文提出了一种适应复杂区域的时序SAR影像洪水监测方法。为获取完整的洪水淹没区域,首先结合影像序列的统计分析结果,设计了两个归一化差异指数——突出临时洪水的淹没范围提取指数SREI (Submerged Range Extraction Index)和突出矮植被覆盖的植被区淹没范围提取指数SRVEI (Submerged Range in Vegetation area Extraction Index);然后,根据同一区域植被季候性分布较为稳定的前提,给出了阈值的自适应选取方式;最后,考虑中国湖泊周围地物特点,构建了适应的后处理过程,优化提取区域,形成了洪水淹没区域提取与监测的详细流程和通用框架。本文以东洞庭湖流域为主要研究区域验证了方法的提取精度,并在此基础上进行了2020年东洞庭湖流域洪涝灾害态势分析和洪水淹没地物分析,展示了方法在洪涝灾害监测评估上的应用性能。另外,本文还将该方法应用于东洞庭湖流域往年数据,进行了汛期洪水淹没范围年际分析,并添加了同年鄱阳湖洪水淹没区域的实验,验证了方法时空应用的稳定性。相关实验结果表明,本文方法对洪水淹没区域的提取精度高,用户依赖性低,可跨越时空地应用于不同洪水淹没区域监测场景,且可以初步区分不同属性的洪水淹没范围,能够为本文涉及区域及其他区域的洪涝灾害监测、评估和预警提供一定的参考。

光学遥感用于贵州发耳镇尖山营滑坡监测研究

文章选取贵州省发耳镇尖山营采矿型滑坡为研究对象,利用多期光学遥感数据,基于亚像元相关性匹配技术,实现该滑坡长时序定量化二维形变监测。利用多期存档Google earth影像及无人机影像,探测出该地区1#滑坡在2013年已开始发生明显的地表形变,且随着时间的推移,地表形变愈发严重;再基于Sentinel-2遥感数据求解出1#滑坡自2016年7月31日至2020年3月22日期间的二维形变时间序列,结果表明:该滑坡最大水平形变方向与斜坡方向一致,且在东西向和南北向上均表现为持续增大的趋势,最大累积形变量分别达到了44 m和-58 m。

StaMPS技术在区域地表沉降形变监测中的应用

采用欧洲空间局环境监测卫星IW模式下Sentinel-1A VH极化影像数据,利用StaMPS技术,以惠东县为研究区域,选取区域内某个水准点(A)作为形变参考点,持续观测惠东县及城区重点区域2015-12~2018-02地表沉降形变,并对2019年解除的8个地质灾害点进行观测。实验表明惠东县东部山体部分有较明显沉降,最大形变速率达到-10 mm/y,城区部分及沿海部分有少量抬升,速率最大达到4 mm/y,累积最大沉降量达到-24 mm。城区重点区域地质情况较为稳定,部分区域形变基本在0~-2 mm/y,累积沉降量总体介于0~-4 mm,8个已解除的地质灾害点处于稳定状态。

多平台MC-SBAS长时序建模与形变提取方法

卫星时序差分雷达干涉已在区域地表形变监测中展现出极好的应用潜力,但因受卫星寿命及重访周期等因素的限制,单一卫星平台很难为长时间跨度（如5~10年）的时序形变计算与分析提供数据源。为扩展区域地表形变监测的时间跨度,本文提出了基于模型约束的短基线集（MC-SBAS）时序干涉方法,即使用非线性形变模型约束SBAS分析与处理,达到不同卫星平台数据融合和形变监测效率提高的目的。研究选取美国南加州地区为试验区域,使用2002—2005年获取的10幅ERS SAR影像和2004—2008年获取的20幅EnviSat ASAR影像,基于MC-SBAS提取该区域时序形变信息,时间跨度扩展为6.5年;以6个GPS站时序观测数据为参考,对MC-SBAS结果和常规SBAS结果进行了对比验证。分析表明,MC-SBAS、SBAS与GPS形变结果的均方根误差分别为8.7和11.7mm,MC-SBAS形变序列的连续性得到有效改善,而且形变监测精度得到提高。

应用StaMPS-PS监测惠州地表沉降时空演化

合成孔径雷达干涉测量(INSAR)是开展地灾监测预警重要途径。通过获取2015年12月至2018年2月欧空局环境监测卫星IW模式下Sentinel-1A影像数据,利用StaMPS-PS(Stanford Method for Persistent Scatters PS-INSAR)技术,持续开展惠州市地表沉降形变监测。试验表明:惠州市整体形变较小,StaMAP-PS模型平均形变速率在-3~3 mm/y之间,累积沉降量最大为-24 mm,抬升量最大为8 mm。龙门县南部地区和博罗县城区有部分下沉情况,最大形变速率达到-12 mm/y;惠城、惠阳区及惠东县近海域有部分地区出现轻微的抬升,但不超过3 mm/y。

内蒙古新巴尔虎右旗多金属矿区扬尘风积物遥感监测方法

内蒙古新巴尔虎右旗甲乌拉—查干铅锌银矿区地处呼伦贝尔草原腹部,当地半干旱的气候使得该矿区尾矿库、固体废弃物堆、矿石堆等易于产生扬尘,对周边草场产生污染。采用传统的化学采样和光谱分析调查矿区扬尘污染精度虽高,但费时耗力,而利用时序遥感方法监测矿区扬尘污染则比较便捷。本研究利用2018年GF-1卫星数据完成了矿区开发占地信息提取,在分析研究区的风场和最佳扬尘观测月份基础上,使用2000年、2005年、2010年、2015年和2018年获取的5期Landsat卫星数据,采取“扬尘风积物-植被-水体和阴影”端元分解模型和人工干预的半自动剔除道路干扰方法,对矿区扬尘风积物进行遥感监测;相较于归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)分析法,该方法在考虑植被光谱信息的同时也兼顾扬尘的光谱信息,使监测结果更为客观。比较5期遥感图像扬尘风积物提取结果发现,截止到2018年,矿区1 km缓冲区内扬尘风积物污染面积扩大到190.57 hm^2,其中2000—2010年间和2010—2018年间的年平均增长面积分别为14.74 hm^2和0.64 hm^2。监测结果表明矿区采取的防治和治理措施可以明显改善扬尘风积物污染问题,但是随着矿区进一步开发,生态修复治理也应及时跟进。

住宅室内空气质量和通风系统性能在线监测平台及数据库

搭建了一个住宅室内环境参数和通风系统性能的多传感器阵列式在线监测平台,建立了MySQL数据库,该数据库不仅能够将数以亿计的长期监测时序数据(LMTD)、住户信息数据和研究成果数据加以存储,更能对这些数据进行关系型管理。在数据预处理方面,改进了一些用于过滤LMTD异常值和消除LMTD数据漂移的算法及其选择机制,使得LMTD的预处理最为有效。

吉林一号卫星在浙江省固定资产投资统计中的应用

固定资产投资与国民经济发展息息相关,但投资项目存在点多面广的监测难点。随着广域高频次吉林一号商业卫星星座的快速建设,可为投资项目监管提供及时、高分辨率的卫星数据服务。本文依托吉林一号卫星遥感影像,建立了一套服务于省域固定资产投资统计项目的遥感监测流程,通过在建阶段分类、建筑物轮廓识别、阴影测量与高度测算、形象进度测算等关键技术快速获取各项遥感监测指标,满足面向浙江省固定资产投资统计中不同尺度、不同监测目的下的服务需求。

基于频谱融合的近景摄影影像灰度质量分析

近景摄影测量已被广泛应用于基坑监测、工业测量、文物修复等领域。在长时序近景摄影测量监测中,图像灰度变化对监测精度的影响仍是需要解决的问题。本文以合肥轨道交通5号线2标段扬子江车站基坑监测为工程背景进行研究。首先分析影像灰度变化对监测精度的影响,确定最优灰度区间;然后采用频谱融合法对非最优灰度区间影像灰度进行改正,将影像原有相位谱与最优灰度影像的幅度谱进行融合,调节灰度至最优灰度区间,并进行精度分析。试验结果表明:精度最高时对应的影像最优灰度范围为139.0~173.8;频谱融合处理后影像精度提升了43.7%~79.5%,变异系数降低,数据稳定性提高。研究结果为长时序近景摄影测量中由灰度原因引起的影像精度不佳问题提供了一种新的解决思路。

半干旱区煤炭开采对土壤含水量的影响

土壤含水量是影响干旱区植被生长的一个重要因素,研究由于煤矿开采引起的土壤水时序变化有利于矿区植被的重建。以大柳塔矿井52303工作面为例,采用剖面水分速测仪对开采前后压缩区10~100 cm深处土壤含水量的变化进行监测。通过对监测结果的分析发现,未受采煤影响时,土壤含水量较平稳,不随温度变化而改变;受采煤影响初期,土壤含水量变化不明显,存在滞后性,滞后时间为地下开采到达测点正下方后4~5 d;之后,在测点达到最大沉降量过程中发现,下沉对土体的扰动作用导致土壤含水量出现先上升后下降现象,且地下开采对土壤水扰动程度由浅至深逐渐减弱。沉陷引起的土体扰动导致土壤粒径减小,容重增加,孔隙比降低,使得土壤持水能力增强,这是导致在受开采干扰初期（04-03—04-10）土壤含水量短暂上升的重要原因,而裂缝产生以及雨水补给能力的降低是导致后期土壤含水量降低的主要原因。