时序InSAR技术在矿区地表沉降监测与时空演化分析中的应用

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作者 张昱鑫 袁希平 +2 位作者 甘淑 彭翔 王松 《测绘通报》 北大核心 2025年第3期15-20,共6页

针对地表沉降对矿区安全、环境、社会经济发展及资源利用可持续性带来的危害问题,首先获取2021年12月31日至2024年3月2日的63景Sentinel-1A数据,采用SBAS-InSAR(时间序列干涉测量)技术对白草矿区的地表变形进行监测,从而获得该矿区的地... 针对地表沉降对矿区安全、环境、社会经济发展及资源利用可持续性带来的危害问题,首先获取2021年12月31日至2024年3月2日的63景Sentinel-1A数据,采用SBAS-InSAR(时间序列干涉测量)技术对白草矿区的地表变形进行监测,从而获得该矿区的地表沉降速率和累计沉降结果;然后利用实测数据对监测结果进行可靠性分析;最后基于LSTM模型对矿区进行沉降预测,并详细分析了矿区沉降的时空变化特征与演化规律。最终得出结论:①空间上,白草矿区地表沉降主要集中矿区西部,最大沉降量达-316.86 mm,最大平均沉降速率达-148.4 mm/a,总沉降面积为0.6236 km^(2),其中0.2804 km^(2)的重度和极重度沉降区域需要重点监测;②时序上,沉降较严重区域自监测起始点便开始发生沉降,且沉陷速率趋于匀速,若不加以防护,该区域未来将持续沉降,且可能会加剧沉降;③实测数据和监测数据的拟合程度较高,决定系数R 2达到0.994,LSTM预测模型对监测数据进行预测效果较好,预测值和监测值线性拟合决定系数R 2在0.946以上,表明利用LSTM模型进行地表沉降预测能达到精度要求。该试验结论可为矿区的灾害防治提供技术支持,为更精准的矿区地表形变评估提供有力支持。 展开更多

关键词 时序InSAR SBAS-InSAR 地表形变监测 时空演化 LSTM模型

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结合SBAS-InSAR技术及信息熵的苍山地质滑坡隐患识别 被引量：5

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作者 朱智富 甘淑 +3 位作者 张荐铭 袁希平 王睿博 张晓伦 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第11期13-19,共7页

针对西南地区滑坡隐患高位隐蔽,传统技术难以全面识别的问题,本文以大理苍山为研究对象,首先利用SBAS-InSAR技术对苍山2019年1月—2021年4月间的滑坡隐患进行识别;然后结合随机概率信息熵模型,对不同坡度等级与边坡稳定性之间的关联性... 针对西南地区滑坡隐患高位隐蔽,传统技术难以全面识别的问题,本文以大理苍山为研究对象,首先利用SBAS-InSAR技术对苍山2019年1月—2021年4月间的滑坡隐患进行识别;然后结合随机概率信息熵模型,对不同坡度等级与边坡稳定性之间的关联性进行定量分析;最后根据典型隐患区的遥感影像以及采样点的形变时序图,探讨了边坡形变时空演化特征及沉降诱因。试验结果表明:(1)2019年1月—2021年4月,研究区的形变速率为-155.6~92.4 mm/a,13个超过-30 mm/a的不稳定滑坡隐患被识别;(2)坡度等级为Ⅳ、Ⅴ级时,信息熵大于0.8,边坡稳定性较弱,不均匀形变严重,与已有研究保持高度一致,证实了该模型的可靠性;(3)典型隐患区形变趋势呈明显的季节性变化,降雨和冰雪消融是导致边坡失稳的主要因素。 展开更多

关键词 苍山 SBAS-InSAR技术 结合 信息熵 滑坡隐患识别

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免像控无人机技术在矿山地貌形态调查中的应用 被引量：10

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作者 袁新悦 甘淑 +3 位作者 高莎 胡琳 毕瑞 罗为东 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期479-487,共9页

传统的无人机测量技术用于矿山测量须进行必要控制点的测设,也使无人机测设在复杂地形、难以进入等地区存在一定的应用瓶颈。免像控航测技术可以不提前布设控制点,成为矿山地貌形态调查的一种重要趋势。以昆明市某露天采矿区为研究区,利... 传统的无人机测量技术用于矿山测量须进行必要控制点的测设,也使无人机测设在复杂地形、难以进入等地区存在一定的应用瓶颈。免像控航测技术可以不提前布设控制点,成为矿山地貌形态调查的一种重要趋势。以昆明市某露天采矿区为研究区,利用DJI PHANTOM 4 RTK无人机进行航摄,分析免像控航测技术的关键技术和作业流程,完成了DOM(数字正摄模型)、DEM(数字高程模型)、DSM(数字栅格地图)和DLG(数字线划地图)制作、三维模型构建及模型内、外精度分析,对研究区地貌形态分布情况与特征参数进行分析统计。实验结果论证了免像控航测技术在矿山地貌景观调查中的可行性,为合理化开发矿产资源、最大化恢复生态环境提供技术支撑。 展开更多

关键词 免像控 无人机 矿山 地貌形态

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基于GEE云平台的小江流域泥石流迹地空间分布制图

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作者 宗慧琳 袁希平 +3 位作者 甘淑 杨明龙 吕杰 张晓伦 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期1045-1060,共16页

快速、准确、详尽调研泥石流孕灾区域的分布信息能够帮助了解、深刻认识泥石流分布范围、分布规律及成因,并进一步根据具体情况找到科学的监测、预测、预防和治理的技术手段,从而减少泥石流灾害带来的问题与损失。为寻求高效、高精度的... 快速、准确、详尽调研泥石流孕灾区域的分布信息能够帮助了解、深刻认识泥石流分布范围、分布规律及成因,并进一步根据具体情况找到科学的监测、预测、预防和治理的技术手段,从而减少泥石流灾害带来的问题与损失。为寻求高效、高精度的泥石流空间分布提取方法,以云南省小江流域作为研究区,利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台和随机森林算法,有效地提取了泥石流迹地的空间分布。首先利用2022年Sentinel-2影像及地形数据构建4类特征变量(光谱特征、指数特征、地形特征、纹理特征)作为特征集合,接着将随机森林特征变量重要性评分和J-M距离结合进行特征优选研究与分析,探讨了各个特征变量对泥石流迹地提取的重要性;最后设置不同特征组合形成6种不同的提取方案,对比分析6种试验方案提取泥石流迹地的精度,确定最优方案以提高识别精度。研究表明:(1)无论是否进行特征优选,加入地形特征变量的泥石流迹地提取精度均优于仅使用光学影像数据的精度,可见地形数据有利于泥石流迹地信息提取;(2)不同类型的特征变量对分类精度的影响不同,特征重要性评分由高到低的特征类型为地形特征、指数特征、纹理特征、光谱特征;(3)基于Sentinel-2光学影像和地形数据的多源数据构建多维特征变量并进行特征优选的试验方案6,提取到的2022年云南省小江流域泥石流迹地空间分布图最优,总体精度为94.95%,Kappa系数为0.94,泥石流迹地的制图精度为91.01%,用户精度为95.29%,该方案不仅提高了分类精度还有效降低了数据冗余。利用Google Earth Engine平台,光学遥感影像和地形数据相结合的多源数据以及随机森林算法,能够快速、准确、高效地制作较大范围地物覆盖复杂地区的泥石流迹地空间分布图,具有较大的应用潜力。 展开更多

关键词 泥石流区提取 特征优选 J-M距离 Google Earth Engine Sentinel-2数据 随机森林 特征变量重要性

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基于改进ORB算法的高原山区无人机影像特征匹配

5

作者 唐迪 甘淑 袁希平 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期43-49,共7页

针对高原山区地形条件下如何快速有效地进行无人机影像匹配的问题,提出一种适应高原山区地形条件的综合算法,其集成了方向性的高速特征检测(FAST)与旋转不变特征描述(ORB)算法、二进制鲁棒不变的可扩展关键点(BRISK)描述子、基于网格的... 针对高原山区地形条件下如何快速有效地进行无人机影像匹配的问题,提出一种适应高原山区地形条件的综合算法,其集成了方向性的高速特征检测(FAST)与旋转不变特征描述(ORB)算法、二进制鲁棒不变的可扩展关键点(BRISK)描述子、基于网格的运动统计算法和随机抽样一致性算法(RANSAC)模型约束改进的方法.使用ORB算法中的FAST通过对像素灰度值的快速比较来检测特征点,使用BRISK描述子生成适合影像特征的描述子;采用集成暴力匹配算法和基于网格的运动统计算法,对特征点进行第一次约束优化提取;运用RANSAC对匹配点对进行第二次约束优化提取,以剔除不正确的匹配点对,提高影像匹配的准确性.结果显示,在以恐龙谷为例的高原山区复杂地形影像匹配中,改进算法在计算时间方面具有优势,且能够提取许多精确的特征点对. 展开更多

关键词 无人机影像 ORB算法 BRISK描述子 GMS统计算法

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不同采集模式的泥石流沟谷点云空间配准处理技术 被引量：2

6

作者 杨敏 袁希平 +3 位作者 甘淑 高莎 朱赞 于辉 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期739-743,共5页

选择东川大白泥河沟为施测对象,分别采用基于独立站点和基于GPS站点的点云采集模式,进行多测站点云数据采集,对2种不同采集模式下获取的点云进行配准技术处理及精度比较分析.结果表明,基于GPS站点采集模式下的点云空间配准处理精度总体... 选择东川大白泥河沟为施测对象,分别采用基于独立站点和基于GPS站点的点云采集模式,进行多测站点云数据采集,对2种不同采集模式下获取的点云进行配准技术处理及精度比较分析.结果表明,基于GPS站点采集模式下的点云空间配准处理精度总体要好于独立站点,原因是GPS站点采集模式在每一站点扫描采集点云时,内置GPS站点定位坐标实质上已初步完成对多测站间点云数据的统一坐标体系构建,因此内业配准处理中可避免基于独立站点采集模式下点云配准中存在的同名点对点位误差的影响.基于GPS站点采集模式优势明显,可为泥石流沟点云数据的地面三维激光扫描技术采集与配准提供实用技术参考,有利于推动泥石流沟精确监测与预警技术应用发展. 展开更多

关键词 地面三维激光扫描仪 泥石流沟谷 点云采集模式 空间配准 配准精度

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面向复杂山地的机载LiDAR与无人机影像融合应用 被引量：11

7

作者 高莎 袁希平 +2 位作者 甘淑 杨亚复 李霞 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第7期65-69,共5页

本文针对LiDAR点云与无人机影像数据特征的优缺点,利用LiDAR点云与无人机DOM影像融合,将影像数据光谱信息赋给LiDAR点云数据,使其不仅具备精准的空间结构信息,还能得到清晰的纹理信息。为验证融合数据应用的可行性与数据提取的准确性,... 本文针对LiDAR点云与无人机影像数据特征的优缺点,利用LiDAR点云与无人机DOM影像融合,将影像数据光谱信息赋给LiDAR点云数据,使其不仅具备精准的空间结构信息,还能得到清晰的纹理信息。为验证融合数据应用的可行性与数据提取的准确性,对融合前后的点云数据进行地面点提取与DEM构建。试验表明:将无人机影像的光谱信息赋给LiDAR点云数据,可以实现LiDAR点云数据从四维度表达到七维度的拓展,融合后点云数据具有清晰的纹理信息,地物类型判读更加容易,地面点分离完整;通过DEM模型的对比分析,融合后点云数据构建的DEM模型表达更加接近真实地表。研究结果为多源点云数据的深化应用提供了一定的技术方法支持作用。 展开更多

关键词 机载LIDAR 点云数据 无人机影像 数据融合 模型构建

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融合InSAR与GWO-LSTM对高陡山地的形变监测与预测——以金沙江流域某边坡为例 被引量：1

8

作者 彭翔 甘淑 +3 位作者 袁希平 朱智富 李璇 龚伟圳 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第9期44-49,共6页

由于乌东德水电站下游处于金沙江流域,水电站泄洪会导致下游区域水位发生变化和断裂带附近的地质活动频繁,从而改变流域周围边坡的稳定性,因此极易发生滑坡灾害并造成堵江。为了解高陡山地的边坡情况,本文首先利用2021年1月—2023年10月... 由于乌东德水电站下游处于金沙江流域,水电站泄洪会导致下游区域水位发生变化和断裂带附近的地质活动频繁,从而改变流域周围边坡的稳定性,因此极易发生滑坡灾害并造成堵江。为了解高陡山地的边坡情况,本文首先利用2021年1月—2023年10月的81景Sentinel-A影像,采用SBAS-InSAR技术,得到研究区地表形变特征,并结合形变速率图和遥感影像,识别出可能存在的滑坡风险区域;然后选取A1、A2、A4作为典型区域,通过累计时序形变进行分析,并构建LSTM神经网络沉降预测模型,采用GWO算法进行超参数寻优;最后将选点得到的沉降数据分为训练集和测试集,与传统预测模型SVR精度进行对比。结果表明,GWO-LSTM模型对复杂山区的滑坡体形变预测具有较高精度,9个测试点中最大平均绝对误差为1.0808 mm,最大均方根误差为1.1942 mm。本文为滑坡灾害预警及治理提供了理论依据。 展开更多

关键词 SABS-InSAR 滑坡识别 灰狼优化 LSTM记忆网络

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基于改进轻量级MobileNet V2-DeepLab V3^(+)模型的恐龙谷环状地区土地利用分类

9

作者 任聪 甘淑 +2 位作者 袁希平 罗为东 朱智富 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期436-441,共6页

针对传统卷积神经网络模型对全局特征捕捉不足的缺陷,提出一种基于改进的DeepLab V3^(+)全局通道空间注意力模型.通过处理无人机影像数据,以轻量级网络MobileNet V2为主干网络,结合通道注意力、通道洗牌和空间注意力机制,增强了特征的... 针对传统卷积神经网络模型对全局特征捕捉不足的缺陷,提出一种基于改进的DeepLab V3^(+)全局通道空间注意力模型.通过处理无人机影像数据,以轻量级网络MobileNet V2为主干网络,结合通道注意力、通道洗牌和空间注意力机制,增强了特征的全局特征捕捉能力,有效提升了研究区的土地利用分类精度.在以专家经验构建的道路、耕地、草地等样本中进行对比实验,结果表明,该方法的平均准确率、平均召回率、平均F_(1)分数、平均交并比及К系数比原始DeepLab V3^(+)模型分别提高了1.90%、2.22%、2.22%、3.37%、2.74%,其分割效果相比其他模型,更加关注图像的全局特征,提升了对复杂纹理类别的识别精度. 展开更多

关键词 全局通道空间注意力 MobileNet V2网络 DeepLab V3^(+)模型 土地利用 语义分割

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基于无人机运动恢复结构点云优化密度的多插值方法构建高精度数字高程模型

10

作者 李妤帆 甘淑 +2 位作者 袁希平 高莎 胡琳 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期627-633,共7页

基于预处理后的无人机运动恢复结构点云数据,通过随机抽稀、间距抽稀和体素抽稀调整参数,减少数据冗余并均化密度.将优化后的点云结合反距离权重法、不规则三角网、克里金(Kriging)插值法,构建0.5 m分辨率的数字高程模型(DEM),采用平均... 基于预处理后的无人机运动恢复结构点云数据,通过随机抽稀、间距抽稀和体素抽稀调整参数,减少数据冗余并均化密度.将优化后的点云结合反距离权重法、不规则三角网、克里金(Kriging)插值法,构建0.5 m分辨率的数字高程模型(DEM),采用平均绝对误差(M_(AE))与均方根误差(R_(MSE))指标评估误差.结果表明,3种抽稀和插值方法排列组合所得DEM的M_(AE)和R_(MSE)均整体随密度减小而增大;点云密度处于16~60个/m^(2)时宜采用体素抽稀和Kriging插值,体素抽稀和Kriging插值组合在点云密度为58.14个/m^(2)时,M_(AE)与R_(MSE)最小,分别为0.0023、0.0149 m,点云密度下降至17.21个/m^(2)时,M_(AE)与R_(MSE)变化趋于稳定,分别为0.0289、0.0546 m;点云密度处于10~16个/m^(2)时宜采用间距抽稀和Kriging插值,点云密度下降至14.55个/m^(2)时,M_(AE)与R_(MSE)变化趋于稳定,分别为0.0357、0.0670 m. 展开更多

关键词 点云密度 数字高程模型 无人机运动恢复结构 精度分析 点云抽稀 点云插值

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基于无人机DEM和DOM的山区太阳辐射估算及时空分布特征分析

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作者 龚伟圳 甘淑 +3 位作者 袁希平 罗为东 李璇 彭翔 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期540-546,共7页

以恐龙谷南缘山区为研究区,对机载激光雷达数据进行渐进加密三角网滤波处理后,构建数字高程模型(DEM)并提取地形特征,利用无人机数字正射影像图(DOM)对布设的光伏面板空间位置进行提取,基于半球视域算法,利用点云波构建的DEM对研究区202... 以恐龙谷南缘山区为研究区,对机载激光雷达数据进行渐进加密三角网滤波处理后,构建数字高程模型(DEM)并提取地形特征,利用无人机数字正射影像图(DOM)对布设的光伏面板空间位置进行提取,基于半球视域算法,利用点云波构建的DEM对研究区2023年一般气候环境条件下的太阳辐射进行估算,并对其时空变化特征进行分析.结果表明,机载激光雷达点云滤波后构建的DEM能够准确表现研究区微地形,提取的地形特征与实地勘测具有一致性,提取的光伏面板位置正确且提取效果良好;能够对山区太阳辐射量进行准确估算,平均误差为7.98%,对山区小区域太阳辐射估算具有可靠性;山区太阳辐射分布与地形有密切的关联性,总体上山脊面上的太阳辐射大于山谷底面,阳坡面大于阴坡面,随着坡度增加,平均太阳辐射总量随着坡度的增大而减小;最大太阳辐射值与太阳入射角度相关,地形因子随时间的变化也不同,坡度对于太阳辐射的影响春、夏季大,秋、冬季小,坡向对太阳辐射的影响秋、冬季大,春、夏季小. 展开更多

关键词 机载激光雷达 数字正射影像 地形特征 太阳辐射 时空分布特征

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倾斜摄影测量在地形三维建模中的实验研究 被引量：9

12

作者 高莎 袁希平 甘淑 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期99-104,共6页

以云南省南部江城地区为例,采用旋翼式无人机对其进行倾斜摄影测量,通过Smart 3DCapture系统进行像控点匹配、空三加密及三维实景建模,并利用模型的点位精度和平面精度定量评价三维模型的质量。实验分析表明:平面位置中误差为0.024 81 m... 以云南省南部江城地区为例,采用旋翼式无人机对其进行倾斜摄影测量,通过Smart 3DCapture系统进行像控点匹配、空三加密及三维实景建模,并利用模型的点位精度和平面精度定量评价三维模型的质量。实验分析表明:平面位置中误差为0.024 81 m,高程中误差为0.022 46 m,两方向中误差均小于10 cm,高程精度略高于平面精度。 展开更多

关键词 倾斜摄影 三维实景建模 空三加密 质量评定

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岩溶区公路边坡监测TLS点云处理与3D场景构建研究 被引量：7

13

作者 朱赞 甘淑 +1 位作者 袁希平 高莎 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期972-979,共8页

岩溶山区公路的工程地质条件极为脆弱,容易造成沿线边坡整体或局部滑坡,为保障岩溶山区公路的运营安全,对公路沿线易滑边坡进行定位监测分析是十分有必要的。选取云南九乡典型岩溶山区公路的一个易滑边坡作为实验监测对象,针对传统"... 岩溶山区公路的工程地质条件极为脆弱,容易造成沿线边坡整体或局部滑坡,为保障岩溶山区公路的运营安全,对公路沿线易滑边坡进行定位监测分析是十分有必要的。选取云南九乡典型岩溶山区公路的一个易滑边坡作为实验监测对象,针对传统"点"式监测方法存在的不足,采用地面三维激光扫描(Terrestrial Laser Scanning,TLS)技术对该边坡实施了野外现场扫描并获得该易滑边坡现状的3D点云数据;基于I-Site Studio三维点云数据处理平台,开展了对该公路易滑边坡扫描获得的3D点云数据进行了配准、滤波去噪和空洞修复等预处理,以及精细化建模和三维场景构建等试验研究。整理得出了利用地面TLS技术进行岩溶山区公路易滑边坡3D点云数据采集、预处理和3D场景模拟分析等完整技术应用过程,并对TLS技术用于该实验区边坡监测的测量精度进行了评价。研究结果表明,相对于传统"点"式监测方法,地面TLS技术在岩溶山区公路沿线易滑边坡监测中能够获取更加丰富的空间三维数据,并构建出精细化的三维场景模型。 展开更多

关键词 三维激光扫描 公路边坡 点云数据 三维场景 岩溶山区

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典型高原坡耕地的UAV重复观测3D检测精度实证分析 被引量：3

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作者 高莎 甘淑 +4 位作者 袁希平 胡琳 毕瑞 李绕波 罗为东 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2188-2194,共7页

随着低空无人机(unmaned aerial vehicle,UAV)技术的快速发展,搭载光学传感器的小型消费级无人机可快速、灵活地获取目标对象的高分辨率影像数据,在地学各领域中呈现出广阔的应用前景。UAV-SfM(structure from motion)作为成像3D立体构... 随着低空无人机(unmaned aerial vehicle,UAV)技术的快速发展,搭载光学传感器的小型消费级无人机可快速、灵活地获取目标对象的高分辨率影像数据,在地学各领域中呈现出广阔的应用前景。UAV-SfM(structure from motion)作为成像3D立体构建的最新技术方法,是深化低空无人机技术地学领域研究的核心技术,但目前对于运用UAV-SfM方法获取数据综合精度的研究不足,影响了该技术进一步的推广应用。针对DJI Phantom 4 RTK消费级无人机是否具有应用于滇中高原山地浅层地表变化检测的可能性问题,选择了东川红土地典型坡耕地为试验区,采用相同航高重复飞行规划方案,并运用SfM-MVS关键技术处理获取同一测区重复的DSM与DOM数据。为了评价分析针对典型坡耕地的UAV重复观测的测量精度,特别对实验区中的裸露坡耕地Ⅰ和有作物生长的坡耕地Ⅱ,分别采用基于剖面线的3D离散点抽样和基于窗口面的3D点集抽样方法,开展了对UAV重复观测坡耕地的3D点位精度评价。点位精度分析表明:①基于剖面线的3D离散点抽样及精度分析,坡耕地Ⅰ平面点位精度误差均值为±0.029 m,3D点位误差精度为±0.072 m;坡耕地Ⅱ平面点位精度误差均值为±0.032 m,3D点位误差精度为±0.075 m。②基于窗口面的3D点集抽样及精度分析,坡耕地Ⅰ平面点位精度误差均值为±0.013 m,3D点位误差精度为±0.066 m;坡耕地Ⅱ平面点位精度误差均值为±0.038 m,3D点位误差精度为±0.076 m。综合分析得出,基于剖面线单点抽样评价精度结果整体好于基于窗口的3D点集抽样评价精度,但总体上平面精度与垂直精度均能够达到厘米级。实验对比分析研究得出,不同地表粗糙度对UAV重复观测精度存在影响,地表粗糙度大的3D点位误差比粗糙度小的点位误差大。该研究成果可以为基于无人机与SfM方法的地貌数据采集与三维重建的精度控制和采集方案设置提供定量参考。 展开更多

关键词 UAV SfM-MVS DSM 点位误差 精度分析

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面向东川复杂山地滑坡体无人机立面航线规划及建模分析 被引量：4

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作者 毕瑞 甘淑 +3 位作者 袁希平 李绕波 胡琳 高莎 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第5期63-67,共5页

以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,针对复杂山地地区单一、高落差滑坡体,本文提出采用面向滑坡体立面航线规划,结合传统单水平航线、井字形交叉航线规划,构建不同航线下的三维模型。通过重叠度、三维模型完整性、布设地面标靶分析三... 以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,针对复杂山地地区单一、高落差滑坡体,本文提出采用面向滑坡体立面航线规划,结合传统单水平航线、井字形交叉航线规划,构建不同航线下的三维模型。通过重叠度、三维模型完整性、布设地面标靶分析三维模型精度3个方面,对不同航线下构建三维模型的方法进行评价分析。试验结果表明,采用立面航线能达到98.72%航向重叠度和88.82%旁向重叠度;采用立面航线得到的模型纹理细节、颜色信息和地面信息的丰富程度均优于传统两者航线所得到的;通过地面标靶的测量误差计算,采用立面航线得到的模型精度更高。 展开更多

关键词 无人机 滑坡体 立面航线规划 三维模型 评价分析

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基于无人机成像点云的禄丰恐龙谷南缘环状 地貌空间特征探测实验分析 被引量：4

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作者 高莎 袁希平 +3 位作者 甘淑 杨明龙 胡琳 罗为东 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期283-292,共10页

为了定量获取复杂地貌构造的特征参数,需要获取高精度、高分辨率的地形地貌数据。在复杂地貌特征探测中,基于无人机航测结合成像点云,可以快速、高效、安全、准确地完成复杂地貌空间探测任务。针对禄丰恐龙谷南缘环状地貌的典型局地场景... 为了定量获取复杂地貌构造的特征参数,需要获取高精度、高分辨率的地形地貌数据。在复杂地貌特征探测中,基于无人机航测结合成像点云,可以快速、高效、安全、准确地完成复杂地貌空间探测任务。针对禄丰恐龙谷南缘环状地貌的典型局地场景,采用无人机测量技术获取测区高分辨率的地貌影像数据,构建实景三维场景模型并对其地貌特征进行探测分析研究。试验结果表明:①基于无人机成像点云构建0.2 m分辨率DEM数据能够精准表达研究区真实地貌特征。②通过构建环状场景“内-中-外”7条典型高程剖面线,对比分析证实了研究区地形呈现环形“盆缘”形态特征,内外两侧高程逐渐递减,并且“盆缘”外部剖面高程起伏变化剧烈,地形相较于内部地貌更加复杂。③为进一步探测提取微形地貌特征信息,利用无人机成像原理构建的精准DEM数据结合测区实景三维模型,定量提取了该区坡度、坡向、相对高差、等值线、山脊线、山谷线等相关参数进行精准定量测量及分析探讨。④利用立体三维模型的多视角目视解译与典型场景分析,可清楚辨别出测区冲沟发育以及地质体的节理层理面等微地貌特征。通过以上对地貌三维场景探测试验研究表明,利用实景三维模型能够快速准确呈现测区地貌形态特征,并且成像点云数据综合分析,能够量化、半量化揭示区域构造地质信息。总体而言,无人机测量技术与成像点云3D产品在地质调查中的应用具有实用意义,并具备独特的技术优势。 展开更多

关键词 无人机 实景三维模型 DSM DEM 地貌分析

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恐龙谷南缘山区DIM点云的PTD滤波改进试验研究 被引量：3

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作者 罗为东 甘淑 +3 位作者 袁希平 高莎 毕瑞 袁新悦 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期938-944,共7页

无人机DIM点云滤波处理是地物分类、地物单体化提取和地形特征分析的关键步骤,为解决高原山区因地形复杂而导致DIM点云滤波处理难度大和精度低等问题。选择以滇中高原恐龙谷南缘山区为试验区,首先利用DJI Phantom 4 RTK采集影像数据,解... 无人机DIM点云滤波处理是地物分类、地物单体化提取和地形特征分析的关键步骤,为解决高原山区因地形复杂而导致DIM点云滤波处理难度大和精度低等问题。选择以滇中高原恐龙谷南缘山区为试验区,首先利用DJI Phantom 4 RTK采集影像数据,解算密集影像获取DIM点云;其次,考虑山体点与地面点有较大高程差,选择经典PTD滤波算法对实验区密集匹配点云进行滤波处理;最后,综合考虑实验区山顶和山脚存在较大高程差且山体两侧沟壑丛生,山体两侧地面点易被识别为非地面点,提出以脊-谷交汇地形特征点为PTD滤波算法的种子点,在山体两侧精细化构建不规则三角网的改进PTD滤波算法。结果表明:1)PTD滤波算法得到地面点较为完整保留整个实验区,但明显的地物如山体两侧低矮植被和山脚蔬菜大棚基本未被剔除,且山体部分的地面点易被识别为非地面点而在出现山体K1、K2、K3区域的空洞现象。2)针对恐龙谷南缘山区复杂地形,提出以脊-谷交汇地形特征点为PTD滤波算法的种子点,在山体两侧精细化构网,山体低矮植被部分清除,相对于PTD滤波算法蔬菜大棚大面积被清除。并且山体两侧地面点得到较为完成保留,未出现明显点云空洞的现象。 展开更多

关键词 DIM点云 点云滤波 PTD算法 地形特征点

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基于地形复杂度的山区水土流失风险评价 被引量：1

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作者 魏休耘 甘淑 +1 位作者 袁希平 李绕波 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期25-33,共9页

水土流失研究中通常以大范围区域数据为主导,探究小范围山地地区精细化表达,这对评价小范围山地地区水土流失情况具有重大现实意义。利用无人机数据生成高精度的数字高程模型(DEM)与三维模型,基于DEM数据计算多个地形因子,结合相关性分... 水土流失研究中通常以大范围区域数据为主导,探究小范围山地地区精细化表达,这对评价小范围山地地区水土流失情况具有重大现实意义。利用无人机数据生成高精度的数字高程模型(DEM)与三维模型,基于DEM数据计算多个地形因子,结合相关性分析、聚类分析实现地形因子的分类,再使用变异系数法和主成分分析法实现地形因子的筛选与确权并建立地形复杂度模型;随后,在地形复杂度模型中引入常数偏移量,并进行归一化处理,得到水土流失风险评价因子模型;最后,将其与三维模型和实地踏勘数据进行验证分析。结果表明:1)水土流失风险评价因子模型中坡度、地表切割深度、剖面曲率、平面曲率的系数分别为1.933、0.338、0.206和2.633;2)对于整个试验区,中风险区面积比例为28.50%,分布较为分散。极高风险区比例为4.42%,集中分布在南侧以及西北侧。总体而言,该区域以中低风险为主;3)F1和F2区域水土流失风险较高,因为其存在陡峭地形、低植被覆盖率和土壤沙化等问题。F3区域由于平坦地形和种植大量农作物,表现出相对轻微的水土流失情况。该模型能够准确提取水土流失区域,为小范围山地地区的水土流失和土壤侵蚀等地学研究提供有益的参考。 展开更多

关键词 无人机 地形复杂度 水土流失 相关性分析 变异系数 主成分分析

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面向复杂山区微地貌的手持LiDAR点云滤波方法比较 被引量：3

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作者 徐亚静 袁希平 +2 位作者 甘淑 李绕波 叶俊民 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第5期24-28,共5页

本文以手持激光点云数据是否可用于进行复杂山地土壤侵蚀和地表剥蚀测量为典型实例,试验对比分析了渐进加密三角网滤波算法、坡度滤波算法及布料模拟滤波算法在地面激光雷达点云分类中的性能。具体分别采用了3种滤波对应的参数对试验数... 本文以手持激光点云数据是否可用于进行复杂山地土壤侵蚀和地表剥蚀测量为典型实例,试验对比分析了渐进加密三角网滤波算法、坡度滤波算法及布料模拟滤波算法在地面激光雷达点云分类中的性能。具体分别采用了3种滤波对应的参数对试验数据集进行测试以获得最高性能,并对比分析而获得每种算法的最优滤波。试验结果表明:对于平缓裸露地貌的滤波处理,布料模拟滤波效果最好,渐进加密三角网滤波次之,坡度滤波算法效果最差;对于复杂山地地貌的滤波处理,渐进加密三角网滤波算法滤波效果最好,布料模拟滤波次之,坡度滤波算法效果最差。试验研究成果为优化滤波算法的参数以提高其检测微地形变化的性能提供了有价值的信息,并验证了渐进加密三角网滤波在复杂地区滤波效果的有效性。 展开更多

关键词 手持三维激光点云 渐进加密三角网滤波 坡度滤波 布料模拟滤波 平缓裸露地貌 复杂山地地貌

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基于UAV-SfM数字模型的滇中环状构造地表与地形特征分析

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作者 罗为东 甘淑 +4 位作者 袁希平 陈成 李绕波 毕瑞 朱智富 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期361-373,共13页

地表特征与自然灾害密切相关,对维护生态环境和深入了解地表演化过程及地质构造特征具有重要作用。通过无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)航测和运动恢复结构(Structure from motion,SfM)技术构建的高空间分辨率数字模型,在滇中环状... 地表特征与自然灾害密切相关,对维护生态环境和深入了解地表演化过程及地质构造特征具有重要作用。通过无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)航测和运动恢复结构(Structure from motion,SfM)技术构建的高空间分辨率数字模型,在滇中环状构造地貌开展地表覆盖信息和地形特征的分布关系分析。结果表明:在裸岩、裸土和植被混合区域,从定性和定量分析中发现DeepLabv3+算法相比于RF算法在试验区地表覆盖信息提取中有较好的提取效果。点云经滤波得到地面点,选择交叉验证中均值误差和均方根误差最小的Kriging算法构建分辨率0.1 m的数字高程模型(Digital elevation model,DEM),解译一阶坡面、二阶坡面和复合坡面的多种地形因子,根据相关性分析选取6种地形因子构建了综合地形分析模型(Comprehensive terrain analysis model,CTAM)。经过分析地表覆盖信息中覆盖面积最大裸土、植被与地形的联系,CTAM中每个等级像元数量与总像元数量百分比中,Ⅱ级占比最高,为28.87%,Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ占比分别为18.39%、13.82%和17.29%。UAV-SfM技术能有效捕捉环状构造表面特征,可为该地区地质研究与资源管理提供技术手段和科学依据。 展开更多

关键词 环状地貌 UAV-SfM数字模型 地表覆盖 地形特征 滇中

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