2015年 第40卷 第12期
2015, 40(12): 1563-1569.
doi: 10.13203/j.whugis20130640
摘要:
由于道路与地面在空间上表现相近,因此,仅用空间坐标无法从LiDAR数据中直接提取道路。机载激光扫描系统在获取对象三维信息的同时,也记录了激光经由反射的强度信息,因此能从空间坐标和辐射两个方面表现地物的特性。结合这两种相对独立的信息在激光扫描数据中进行道路提取,提高了提取结果的稳定性。首先利用激光扫描数据的高程滤波去除非地面点;再通过强度信息进行阈值分割得到包含干扰的初始道路区域;然后,利用两组十字剖分线检测初始区域在4个方向的狭长性与宽度一致性,使得狭长状、区域宽度较一致的道路区域同干扰区域具有不同的权值,从而提取真正的道路区域;最终通过对道路区域的细化和平滑,得到道路中心线。实验表明,该方法能够较好地在LiDAR数据中提取出道路并得到道路中心线。
由于道路与地面在空间上表现相近,因此,仅用空间坐标无法从LiDAR数据中直接提取道路。机载激光扫描系统在获取对象三维信息的同时,也记录了激光经由反射的强度信息,因此能从空间坐标和辐射两个方面表现地物的特性。结合这两种相对独立的信息在激光扫描数据中进行道路提取,提高了提取结果的稳定性。首先利用激光扫描数据的高程滤波去除非地面点;再通过强度信息进行阈值分割得到包含干扰的初始道路区域;然后,利用两组十字剖分线检测初始区域在4个方向的狭长性与宽度一致性,使得狭长状、区域宽度较一致的道路区域同干扰区域具有不同的权值,从而提取真正的道路区域;最终通过对道路区域的细化和平滑,得到道路中心线。实验表明,该方法能够较好地在LiDAR数据中提取出道路并得到道路中心线。
2015, 40(12): 1570-1574,1587.
doi: 10.13203/j.whugis20130667
摘要:
高分辨率遥感卫星中常使用TDICCD(时间延迟积分CCD)相机,为获取高质量遥感影像,在相机成像过程中须采用像移补偿技术,而目前大部分像移补偿忽略了高程的影响。基于参考椭球面下成像矢量模型,建立考虑高程的成像矢量模型及解算方法流程,精确地计算相机成像时像点对应地面成像点的坐标及像移补偿参数。根据计算结果,分析高程对像移补偿参数的影响,在此基础上,综合考虑像移补偿参数精度对高程误差的要求、星上存储空间及高程查询速度,讨论星载数字高程模型(DEM)的生成,为星载DEM的使用及TDICCD相机高精度像移补偿提供理论基础和实验分析。
高分辨率遥感卫星中常使用TDICCD(时间延迟积分CCD)相机,为获取高质量遥感影像,在相机成像过程中须采用像移补偿技术,而目前大部分像移补偿忽略了高程的影响。基于参考椭球面下成像矢量模型,建立考虑高程的成像矢量模型及解算方法流程,精确地计算相机成像时像点对应地面成像点的坐标及像移补偿参数。根据计算结果,分析高程对像移补偿参数的影响,在此基础上,综合考虑像移补偿参数精度对高程误差的要求、星上存储空间及高程查询速度,讨论星载数字高程模型(DEM)的生成,为星载DEM的使用及TDICCD相机高精度像移补偿提供理论基础和实验分析。
2015, 40(12): 1575-1581.
doi: 10.13203/j.whugis20130510
摘要:
针对大场景考古挖掘现场的三维重建情况,选取半全局匹配策略作为研究基础,设计了一种基于附加控制点约束的半全局匹配算法进行序列影像密集匹配。将稀疏匹配中的特征提取和匹配技术用于提取初始特征,并由这些初始特征转化的同名特征点,生成视差空间影像中的视差控制点,以此作为一种可靠的约束,提高其密集匹配的精度。同时,采用影像分块的策略,将原始大核线影像分成若干对小核线影像,进行密集匹配,以达到提高计算效率,改善计算结果的目的。实验证明,该方法可实现大面积考古挖掘现场的快速三维重建,并且能够在进行文物形态三维重建的同时获取挖掘现场文物分布的正射影像平面图,为准确记录挖掘现场文物分布位置及考古发掘、调查及遗址保护规划编制等提供科学依据。
针对大场景考古挖掘现场的三维重建情况,选取半全局匹配策略作为研究基础,设计了一种基于附加控制点约束的半全局匹配算法进行序列影像密集匹配。将稀疏匹配中的特征提取和匹配技术用于提取初始特征,并由这些初始特征转化的同名特征点,生成视差空间影像中的视差控制点,以此作为一种可靠的约束,提高其密集匹配的精度。同时,采用影像分块的策略,将原始大核线影像分成若干对小核线影像,进行密集匹配,以达到提高计算效率,改善计算结果的目的。实验证明,该方法可实现大面积考古挖掘现场的快速三维重建,并且能够在进行文物形态三维重建的同时获取挖掘现场文物分布的正射影像平面图,为准确记录挖掘现场文物分布位置及考古发掘、调查及遗址保护规划编制等提供科学依据。
2015, 40(12): 1582-1587.
doi: 10.13203/j.whugis20150717
摘要:
针对资源一号02C 影像条带噪声的去除,提出了一种改进的矩匹配方法。该方法以移动窗口的方式对大范围卫星影像数据进行分段处理,并根据窗口内影像的信息量,自适应地确定窗口大小,且在参考值获取时引入更合理的高斯加权均值。实验表明,与现有矩匹配方法相比,本文方法在取得良好去噪效果的同时,还具有自动化程度高、灰度失真小等优点。
针对资源一号02C 影像条带噪声的去除,提出了一种改进的矩匹配方法。该方法以移动窗口的方式对大范围卫星影像数据进行分段处理,并根据窗口内影像的信息量,自适应地确定窗口大小,且在参考值获取时引入更合理的高斯加权均值。实验表明,与现有矩匹配方法相比,本文方法在取得良好去噪效果的同时,还具有自动化程度高、灰度失真小等优点。
2015, 40(12): 1588-1593.
doi: 10.13203/j.whugis20140012
摘要:
合成孔径雷达聚焦成像时,因地球旋转和传感器姿态控制误差而产生的非零多普勒中心在聚焦影像方位线中引入了线性相位,因此在干涉处理时方位线不能作为基带信号进行重采样。为了确保相位信息在重采样过程中不出现损失,一般采用内插核调制的方法完成方位线重采样。滑动聚束模式影像因成像的特殊性,聚焦影像的多普勒中心分布更加复杂,其方位线为时变信号。分析了滑动聚束模式影像点目标的多普勒历程,多普勒中心在方位线的变化规律,时变信号的内插方法,并通过模拟实验验证非零多普勒中心对内插精度的影响,最后对DORIS软件重采样环节进行改进,即采用新的多普勒中心表达式对内插核进行调制完成影像重采样,实现TerraSAR-X卫星滑动聚束模式影像的干涉处理。
合成孔径雷达聚焦成像时,因地球旋转和传感器姿态控制误差而产生的非零多普勒中心在聚焦影像方位线中引入了线性相位,因此在干涉处理时方位线不能作为基带信号进行重采样。为了确保相位信息在重采样过程中不出现损失,一般采用内插核调制的方法完成方位线重采样。滑动聚束模式影像因成像的特殊性,聚焦影像的多普勒中心分布更加复杂,其方位线为时变信号。分析了滑动聚束模式影像点目标的多普勒历程,多普勒中心在方位线的变化规律,时变信号的内插方法,并通过模拟实验验证非零多普勒中心对内插精度的影响,最后对DORIS软件重采样环节进行改进,即采用新的多普勒中心表达式对内插核进行调制完成影像重采样,实现TerraSAR-X卫星滑动聚束模式影像的干涉处理。
2015, 40(12): 1594-1599,1612.
doi: 10.13203/j.whugis20150711
摘要:
在PSInSAR干涉测量技术中,主影像的选择直接影响后续的形变相位提取及沉降信息解算。在综合考虑空间垂直基线、时间基线和多普勒中心频率对影像去相干影响的基础上,将三因素的相干性测度映射到三维空间,构成三个质点,通过对三质点的质心的研究来衡量三因素对影像相干性的综合影响,构建一种新的主影像选择模型。以2003~2009年北京地区28景ENVISAT ASAR影像为试验数据,分别采用该模型及综合最大相关系数模型进行主影像选择,并进行实际干涉处理,以生成干涉图及相干系数均值,对两种方法主影像选取结果进行定量评价。结果表明,与直接以去相干因素的相干测度乘积构建的综合相关系数模型相比,该方法选取的主影像更为合理,与其他辅影像总体干涉性更好。
在PSInSAR干涉测量技术中,主影像的选择直接影响后续的形变相位提取及沉降信息解算。在综合考虑空间垂直基线、时间基线和多普勒中心频率对影像去相干影响的基础上,将三因素的相干性测度映射到三维空间,构成三个质点,通过对三质点的质心的研究来衡量三因素对影像相干性的综合影响,构建一种新的主影像选择模型。以2003~2009年北京地区28景ENVISAT ASAR影像为试验数据,分别采用该模型及综合最大相关系数模型进行主影像选择,并进行实际干涉处理,以生成干涉图及相干系数均值,对两种方法主影像选取结果进行定量评价。结果表明,与直接以去相干因素的相干测度乘积构建的综合相关系数模型相比,该方法选取的主影像更为合理,与其他辅影像总体干涉性更好。
2015, 40(12): 1600-1605.
doi: 10.13203/j.whugis20130573
摘要:
提出了一种从机载激光点云数据中自动提取电力线的方法。首先利用顾及地形起伏特征的机载激光点云自动滤波方法移除地面点,利用维数特征以及方向特征自非地面点中分割获得电力线激光点云;然后对获取的电力线点采用二维霍夫变换和最小二乘拟合的方法求取每条电力线的中心线方程,根据中心线方程求取每条电力线上的激光点完成单电力线目标提取,并考虑了电力线在水平投影面内重叠时的情况;最后根据分块质心解算方法生成每条电力线上的三维节点,输出电力线矢量。采用实际线路巡检实验采集的机载激光点云数据进行实验,实验结果表明,该方法能从机载激光点云数据中提取出完整的电力线,并具有较好的鲁棒性,对电力巡线具有一定的实际意义。
提出了一种从机载激光点云数据中自动提取电力线的方法。首先利用顾及地形起伏特征的机载激光点云自动滤波方法移除地面点,利用维数特征以及方向特征自非地面点中分割获得电力线激光点云;然后对获取的电力线点采用二维霍夫变换和最小二乘拟合的方法求取每条电力线的中心线方程,根据中心线方程求取每条电力线上的激光点完成单电力线目标提取,并考虑了电力线在水平投影面内重叠时的情况;最后根据分块质心解算方法生成每条电力线上的三维节点,输出电力线矢量。采用实际线路巡检实验采集的机载激光点云数据进行实验,实验结果表明,该方法能从机载激光点云数据中提取出完整的电力线,并具有较好的鲁棒性,对电力巡线具有一定的实际意义。
2015, 40(12): 1606-1612.
doi: 10.13203/j.whugis20130820
摘要:
在地-空路径传播过程中,云衰减对无线电卫星通信系统的高频率信号有着不可忽略的影响。利用HATPRO型微波辐射计观测反演获得的云中液态水密度廓线等信息,提出了一种适用于中纬度地区的精确计算云衰减的方法,得出了地-空路径信号传播过程中,云衰减对信号的影响随着频率增大急剧扩大的结论;具体表现为,在高频波段,99.99%的链路可用时间内云衰减超过10 dB。将微波辐射计计算所得的云衰减与云中液态水总量建立“线性关系”,与ITU-R(国际电联无线电通信部门)模型结果对比。结果表明:由于ITU-R模型低估了武汉地区的云中液态水总量,导致该模型低估了武汉地区的云衰减影响。
在地-空路径传播过程中,云衰减对无线电卫星通信系统的高频率信号有着不可忽略的影响。利用HATPRO型微波辐射计观测反演获得的云中液态水密度廓线等信息,提出了一种适用于中纬度地区的精确计算云衰减的方法,得出了地-空路径信号传播过程中,云衰减对信号的影响随着频率增大急剧扩大的结论;具体表现为,在高频波段,99.99%的链路可用时间内云衰减超过10 dB。将微波辐射计计算所得的云衰减与云中液态水总量建立“线性关系”,与ITU-R(国际电联无线电通信部门)模型结果对比。结果表明:由于ITU-R模型低估了武汉地区的云中液态水总量,导致该模型低估了武汉地区的云衰减影响。
2015, 40(12): 1613-1617,1645.
doi: 10.13203/j.whugis20130753
摘要:
提出一种基于改进的DCCD(double-cirele-based corner detector, )和SIFT(scale invariant feature transform)描述符的影像匹配方法。在特征点检测阶段,首先采用改进的DCCD快速检测影像上的关键点,然后确定关键点的主方向,生成特征点。在特征点描述阶段,采用SIFT描述符描述特征点。在特征点匹配阶段,分别采用BBF(best bin first)算法和RANSAC(随机采样一致性)算法进行特征点粗匹配和误匹配特征点剔除。实验结果表明,与基于Harris角点和SIFT描述符的影像匹配方法相比,该方法在匹配速度和准确率方面得到了提高。
提出一种基于改进的DCCD(double-cirele-based corner detector, )和SIFT(scale invariant feature transform)描述符的影像匹配方法。在特征点检测阶段,首先采用改进的DCCD快速检测影像上的关键点,然后确定关键点的主方向,生成特征点。在特征点描述阶段,采用SIFT描述符描述特征点。在特征点匹配阶段,分别采用BBF(best bin first)算法和RANSAC(随机采样一致性)算法进行特征点粗匹配和误匹配特征点剔除。实验结果表明,与基于Harris角点和SIFT描述符的影像匹配方法相比,该方法在匹配速度和准确率方面得到了提高。
2015, 40(12): 1618-1624.
doi: 10.13203/j.whugis20130725
摘要:
以太湖及洞庭湖为例,检验海洋一类水体颗粒有机碳(particulate organic carbon, POC)浓度遥感估算方法在内陆湖泊二类水体中的适用性,结果表明,一类水体POC反演模型并不适用于二类水体。针对二类水体建立了以近红外波段(834 nm)为因子的单波段POC反演模型以563及834 nm波段组合为因子的两种双波段反演模型,模型验证结果显示,单波段模型的均方根误差(RMSE)为1.12 mg/L,平均相对误差(MAPE)为35.8%,两个双波段反演模型的RMSE分别为1.09 mg/L及1.11 mg/L,MAPE分别为37.3%及37.8%,三种模型均可用于太湖及洞庭湖水体的POC浓度遥感估算。在此基础上,以太湖为例,建立了基于静止轨道卫星海洋水色(GOCI)卫星数据的太湖POC反演模型,反演模型的MAPE为35%。利用5月13日8景GOCI影像,研究了太湖POC浓度日变化,发现POC浓度日变化存在两个阶段:上午至中午的递减阶段和中午至傍晚的递增阶段。
以太湖及洞庭湖为例,检验海洋一类水体颗粒有机碳(particulate organic carbon, POC)浓度遥感估算方法在内陆湖泊二类水体中的适用性,结果表明,一类水体POC反演模型并不适用于二类水体。针对二类水体建立了以近红外波段(834 nm)为因子的单波段POC反演模型以563及834 nm波段组合为因子的两种双波段反演模型,模型验证结果显示,单波段模型的均方根误差(RMSE)为1.12 mg/L,平均相对误差(MAPE)为35.8%,两个双波段反演模型的RMSE分别为1.09 mg/L及1.11 mg/L,MAPE分别为37.3%及37.8%,三种模型均可用于太湖及洞庭湖水体的POC浓度遥感估算。在此基础上,以太湖为例,建立了基于静止轨道卫星海洋水色(GOCI)卫星数据的太湖POC反演模型,反演模型的MAPE为35%。利用5月13日8景GOCI影像,研究了太湖POC浓度日变化,发现POC浓度日变化存在两个阶段:上午至中午的递减阶段和中午至傍晚的递增阶段。
2015, 40(12): 1625-1632.
doi: 10.13203/j.whugis20130842
摘要:
假定原始的时空数据由较大尺度下的全局趋势项与较小尺度下的局部偏差项构成,提出了融合空间尺度特性的时空序列建模方法。首先,将原始数据转换为较大尺度下的数据,此部分反映原始数据的趋势特征。然后,将趋势部分剔除,剩余部分反映原始数据的偏差特征。最后,用灰色系统模型和BP神经网络模型分别对趋势项和偏差项建模,它们的组合预测结果即为原始时空序列预测值。采用该方法对实际的年降水数据以及日平均PM2.5浓度数据进行预测建模分析,实验结果表明:融合空间尺度特性的时空序列预测模型可以用于多空间尺度预测,并且预测精度优于不考虑空间尺度特性的建模方法。
假定原始的时空数据由较大尺度下的全局趋势项与较小尺度下的局部偏差项构成,提出了融合空间尺度特性的时空序列建模方法。首先,将原始数据转换为较大尺度下的数据,此部分反映原始数据的趋势特征。然后,将趋势部分剔除,剩余部分反映原始数据的偏差特征。最后,用灰色系统模型和BP神经网络模型分别对趋势项和偏差项建模,它们的组合预测结果即为原始时空序列预测值。采用该方法对实际的年降水数据以及日平均PM2.5浓度数据进行预测建模分析,实验结果表明:融合空间尺度特性的时空序列预测模型可以用于多空间尺度预测,并且预测精度优于不考虑空间尺度特性的建模方法。
2015, 40(12): 1633-1638.
doi: 10.13203/j.whugis20140928
摘要:
如何根据城市突发事件应急处置任务需求,对分散的数据和服务资源进行高效聚集,辅助突发事件决策是智慧城市建设需要解决的问题之一。提出了事件驱动的城市信息聚焦服务模式,通过事件触发决策过程,实现事件处置任务需求和城市信息资源的无缝衔接和聚合,辅助决策者对城市突发事件有效处理决策及快速有效处置;设计了抽象决策信息聚焦服务链和决策结果的注册信息模型,实现了事件驱动的城市信息聚焦服务系统。以太原市燃气扩散事件为例开展系统应用实验,结果表明了所提的聚焦服务模式、注册信息模型和系统辅助城市突发公共事件应急处置决策的可行性和适用性。
如何根据城市突发事件应急处置任务需求,对分散的数据和服务资源进行高效聚集,辅助突发事件决策是智慧城市建设需要解决的问题之一。提出了事件驱动的城市信息聚焦服务模式,通过事件触发决策过程,实现事件处置任务需求和城市信息资源的无缝衔接和聚合,辅助决策者对城市突发事件有效处理决策及快速有效处置;设计了抽象决策信息聚焦服务链和决策结果的注册信息模型,实现了事件驱动的城市信息聚焦服务系统。以太原市燃气扩散事件为例开展系统应用实验,结果表明了所提的聚焦服务模式、注册信息模型和系统辅助城市突发公共事件应急处置决策的可行性和适用性。
2015, 40(12): 1639-1645.
doi: 10.13203/j.whugis20140069
摘要:
针对现有WebGIS集群环境下负载均衡调度策略的特点和弊端进行分析,提出了WebGIS集群环境下Client主动式负载均衡策略,重点研究了无中心(负载均衡调度中心)的WebGIS集群体系结构和Client主动式任务均衡分解方法,最终实现WebGIS集群环境下各服务节点间的负载均衡,解决了传统WebGIS模型中存在的负载均衡调度中心节点请求转发性能瓶颈问题和请求响应延迟问题。最后,使用不同规模大小的并发访问用户进行实验,结果证明,与传统的WebGIS集群环境下负载均衡策略相比, Client主动式负载均衡策略能更有效地缩短服务的平均响应时间,提高WebGIS集群的并发处理能力,且并发访问用户量越大,效果越明显。
针对现有WebGIS集群环境下负载均衡调度策略的特点和弊端进行分析,提出了WebGIS集群环境下Client主动式负载均衡策略,重点研究了无中心(负载均衡调度中心)的WebGIS集群体系结构和Client主动式任务均衡分解方法,最终实现WebGIS集群环境下各服务节点间的负载均衡,解决了传统WebGIS模型中存在的负载均衡调度中心节点请求转发性能瓶颈问题和请求响应延迟问题。最后,使用不同规模大小的并发访问用户进行实验,结果证明,与传统的WebGIS集群环境下负载均衡策略相比, Client主动式负载均衡策略能更有效地缩短服务的平均响应时间,提高WebGIS集群的并发处理能力,且并发访问用户量越大,效果越明显。
2015, 40(12): 1646-1652,1682.
doi: 10.13203/j.whugis20140645
摘要:
流域栅格河网提取是数字地形分析的一个重要应用。为减少数字高程模型(DEM)预处理而产生的伪河道及平行河道,提出基于并行化多流向策略的栅格河网提取算法。通过水流传输矩阵模拟水量的自然流动过程,可直接应用于原始DEM。从河网空间形态和算法运行效率两方面与串行MFD算法、R&N算法及D8算法进行对比,结果表明,多流向策略得到的河网与实际地形形态更加吻合,使用并行策略后,算法的效率比也较其他算法有明显提升。
流域栅格河网提取是数字地形分析的一个重要应用。为减少数字高程模型(DEM)预处理而产生的伪河道及平行河道,提出基于并行化多流向策略的栅格河网提取算法。通过水流传输矩阵模拟水量的自然流动过程,可直接应用于原始DEM。从河网空间形态和算法运行效率两方面与串行MFD算法、R&N算法及D8算法进行对比,结果表明,多流向策略得到的河网与实际地形形态更加吻合,使用并行策略后,算法的效率比也较其他算法有明显提升。
2015, 40(12): 1653-1660,1689.
doi: 10.13203/j.whugis20140395
摘要:
统计制图符号是用来表达统计数据类型的专题符号,是制图者理解数据与用图者认识数据之间信息与传递的重要桥梁。通过对统计制图符号的分类、空间布局和内部构成元素的深入分析,提出了一种利用空间布局构建统计制图符号的方法。阐述了空间布局约束下统计制图符号的形式化描述和组织方式,设计了统计制图符号生成的基本流程,依次构建了视觉变量、布局约束下的图元及统计制图符号。实验表明,该方法能够突破传统统计制图符号对数据依赖性强且构建复杂的局限,丰富统计制图符号的种类,具有一定的实际应用价值。
统计制图符号是用来表达统计数据类型的专题符号,是制图者理解数据与用图者认识数据之间信息与传递的重要桥梁。通过对统计制图符号的分类、空间布局和内部构成元素的深入分析,提出了一种利用空间布局构建统计制图符号的方法。阐述了空间布局约束下统计制图符号的形式化描述和组织方式,设计了统计制图符号生成的基本流程,依次构建了视觉变量、布局约束下的图元及统计制图符号。实验表明,该方法能够突破传统统计制图符号对数据依赖性强且构建复杂的局限,丰富统计制图符号的种类,具有一定的实际应用价值。
2015, 40(12): 1661-1668.
doi: 10.13203/j.whugis20140295
摘要:
从人在识别同名道路时的视觉注意机制入手,提出一种基于层次路划结构关系约束的城市路网自动匹配方法。该方法遵循从突出到一般的原则,利用道路自然延伸形态模式构造比"路段"粒度更大的要素单元"路划",首先计算较大粒度的路划结构间的映射关系,继而结合概率松弛迭代优化机制建立结点之间的细部关系。试验结果表明:使用路划为单位进行相似性计算时,候选路划与最大参照解之间的差异率比候选路段与其最大参照解之间的差异率更为显著。在首层路划选取比例为10%时,能够保证首层路划匹配关系的稳健性,通过分层稳定参照空间与层次路划结构关系提高了对匹配关系的辨识能力,在局部结构相似而全局路划结构差异显著的区域具明显优势。
从人在识别同名道路时的视觉注意机制入手,提出一种基于层次路划结构关系约束的城市路网自动匹配方法。该方法遵循从突出到一般的原则,利用道路自然延伸形态模式构造比"路段"粒度更大的要素单元"路划",首先计算较大粒度的路划结构间的映射关系,继而结合概率松弛迭代优化机制建立结点之间的细部关系。试验结果表明:使用路划为单位进行相似性计算时,候选路划与最大参照解之间的差异率比候选路段与其最大参照解之间的差异率更为显著。在首层路划选取比例为10%时,能够保证首层路划匹配关系的稳健性,通过分层稳定参照空间与层次路划结构关系提高了对匹配关系的辨识能力,在局部结构相似而全局路划结构差异显著的区域具明显优势。
2015, 40(12): 1669-1676.
doi: 10.13203/j.whugis20130744
摘要:
利用“中国地壳运动观测网络(二期)”245个GPS连续观测站及其他站的大量观测结果,采用离震中很远的7个GPS站作为位错参考框架,得到2011年3月11日东日本Mw9.0大地震的同震水平位移和应变。此种参考框架的位移场解,符合弹性位错模型离震中很远且水平位移接近于0的要求,不仅有利于位错模型反演,也有利于合理分析此次大地震同震水平位移的影响范围。地震前后区域参考框架下远场GPS连续观测位移时间序列和同震位移弹性位错模型反演结果表明,东日本大地震同震水平位移既是地震断层破裂的结果,也是远场震前数月或数年水平位移的弹性回跳,据此可以进一步确认这些站震前水平位移前兆异常。由于这些震前异常位移中亦包含了同震位移量(方向相反),因此,弹性位错模型为定量研究大地震前远场地壳运动异常提供了一种理论模型。位错参考框架中的同震位移及其位错模型和区域参考框架的位移时间系列的综合研究有助于对此次大地震地壳运动异常的认识。这种持续时间为数月至数年的弹性形变异常,可以为大地震的中短期预测提供依据。
利用“中国地壳运动观测网络(二期)”245个GPS连续观测站及其他站的大量观测结果,采用离震中很远的7个GPS站作为位错参考框架,得到2011年3月11日东日本Mw9.0大地震的同震水平位移和应变。此种参考框架的位移场解,符合弹性位错模型离震中很远且水平位移接近于0的要求,不仅有利于位错模型反演,也有利于合理分析此次大地震同震水平位移的影响范围。地震前后区域参考框架下远场GPS连续观测位移时间序列和同震位移弹性位错模型反演结果表明,东日本大地震同震水平位移既是地震断层破裂的结果,也是远场震前数月或数年水平位移的弹性回跳,据此可以进一步确认这些站震前水平位移前兆异常。由于这些震前异常位移中亦包含了同震位移量(方向相反),因此,弹性位错模型为定量研究大地震前远场地壳运动异常提供了一种理论模型。位错参考框架中的同震位移及其位错模型和区域参考框架的位移时间系列的综合研究有助于对此次大地震地壳运动异常的认识。这种持续时间为数月至数年的弹性形变异常,可以为大地震的中短期预测提供依据。
2015, 40(12): 1677-1682.
doi: 10.13203/j.whugis20130797
摘要:
为实现大范围、高精度基准重力梯度数据库的构建,考虑到重力梯度场对地形质量的敏感效应,一般利用恒密度数字高程模型来求取重力梯度值,从而忽略了地形密度变化以及水准面以下密度异常对重力梯度的影响。根据重力位理论中求解边值问题的数值应用方法,直接利用重力异常数据求取重力梯度场,弥补了密度变化和密度异常在重力梯度上的反映。根据模型算例和实测重力异常数据求取了剖面重力梯度值,结果表明,限于重力数据空间分辨率的影响,利用重力异常数据可恢复中长波段重力梯度场。该方法与地形数据求取重力梯度和卫星重力梯度测量等方法技术相结合,对重力梯度数据库的建设具有实际应用价值。
为实现大范围、高精度基准重力梯度数据库的构建,考虑到重力梯度场对地形质量的敏感效应,一般利用恒密度数字高程模型来求取重力梯度值,从而忽略了地形密度变化以及水准面以下密度异常对重力梯度的影响。根据重力位理论中求解边值问题的数值应用方法,直接利用重力异常数据求取重力梯度场,弥补了密度变化和密度异常在重力梯度上的反映。根据模型算例和实测重力异常数据求取了剖面重力梯度值,结果表明,限于重力数据空间分辨率的影响,利用重力异常数据可恢复中长波段重力梯度场。该方法与地形数据求取重力梯度和卫星重力梯度测量等方法技术相结合,对重力梯度数据库的建设具有实际应用价值。
2015, 40(12): 1683-1689.
doi: 10.13203/j.whugis20140145
摘要:
iGrav超导重力仪是世界上最新型的便携式高精度重力仪,可提供目前为止最稳定的相对重力测量。基于Tsoft软件处理iGrav-007在武汉九峰台站连续5个月的观测数据,进行气压负荷、极移重力效应改正,分析重力残差和漂移等特性。通过频谱分析,检测观测期间2013年Mw6.6级芦山地震激发的球型自由振荡模态0Sm,检测结果明显,综合表明iGrav-007观测性能良好。
iGrav超导重力仪是世界上最新型的便携式高精度重力仪,可提供目前为止最稳定的相对重力测量。基于Tsoft软件处理iGrav-007在武汉九峰台站连续5个月的观测数据,进行气压负荷、极移重力效应改正,分析重力残差和漂移等特性。通过频谱分析,检测观测期间2013年Mw6.6级芦山地震激发的球型自由振荡模态0Sm,检测结果明显,综合表明iGrav-007观测性能良好。
2015, 40(12): 1690-1694,1700.
doi: 10.13203/j.whugis20130349
摘要:
GPS/SINS组合导航系统的观测模型直接关系着导航系统的精度。提出了一种基于双差伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合观测模型。分析了采用双差伪距和采用双差伪距/伪距率两种观测模型对组合导航输出参数精度的影响。实测数据结果表明,采用双差伪距和采用双差伪距/伪距率作为观测值均能实现组合导航系统的收敛。引入双差伪距率观测值明显改善了系统的可观测性,不仅提高了组合导航中速度和姿态角的估计精度,也加快了速度误差和姿态角误差估计的收敛速度。
GPS/SINS组合导航系统的观测模型直接关系着导航系统的精度。提出了一种基于双差伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合观测模型。分析了采用双差伪距和采用双差伪距/伪距率两种观测模型对组合导航输出参数精度的影响。实测数据结果表明,采用双差伪距和采用双差伪距/伪距率作为观测值均能实现组合导航系统的收敛。引入双差伪距率观测值明显改善了系统的可观测性,不仅提高了组合导航中速度和姿态角的估计精度,也加快了速度误差和姿态角误差估计的收敛速度。
2015, 40(12): 1695-1700.
doi: 10.13203/j.whugis20130819
摘要:
基于目前GNSS-R(global navigation satellite systems reflectometry)星载测高的几何路径延迟模型,分析了模型中存在的动态性误差和信号平行误差,给出了产生误差的原因以及了误差的解析表达式。为了获得误差的量级大小,首先采用部分UK-DMC(united kingdom disaster monitor constellation)星载数据进行实验,得到了动态性误差和信号平行误差的在实验中的大小;然后以CHAMP(challenging mini-satellite payload)和COSMIC (constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate)低轨卫星作为接收机平台,进行了大量的仿真分析。综合实例和仿真分析的结果,得出这两项误差能够达到m级的结论,这是在测高中不能被忽略的。最后给出了如何用精密的发射机和接收机轨道信息来校正这两项误差的方法。
基于目前GNSS-R(global navigation satellite systems reflectometry)星载测高的几何路径延迟模型,分析了模型中存在的动态性误差和信号平行误差,给出了产生误差的原因以及了误差的解析表达式。为了获得误差的量级大小,首先采用部分UK-DMC(united kingdom disaster monitor constellation)星载数据进行实验,得到了动态性误差和信号平行误差的在实验中的大小;然后以CHAMP(challenging mini-satellite payload)和COSMIC (constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate)低轨卫星作为接收机平台,进行了大量的仿真分析。综合实例和仿真分析的结果,得出这两项误差能够达到m级的结论,这是在测高中不能被忽略的。最后给出了如何用精密的发射机和接收机轨道信息来校正这两项误差的方法。
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