GPS快速RTK技术在水土保持动态监测中的应用与研究

介绍了GPS快速RTK技术的原理，将其应用于水土保持监测中地类界和地形的更新，并与遥感影像、地形图的叠加分析,了解水土流失面积及分布情况，计算水土流失量，进行灾害预防和评估。     

新技术在开发建设项目水土保持监测中的应用

针对开发建设项目水土流失的特点,在分析现有监测技术方法的基础上,提出了运用新技术开展项目监测的方法。通过分析和初步试验认为,利用遥感技术可以快速监测项目建设前后土地利用动态变化;GPS除能完成定位外,可以监测弃土弃渣体积和堆弃渣面积;三维激光扫描仪可以精确监测堆弃渣坡面、管线工程边坡的水土流失量;基于普通数码相机的摄影测量技术可以监测弃土弃渣、开挖量等指标。     

GPS RTK测量系统在国家水土保持重点建设工程中的应用

按照水利部关于全国水土保持信息化工作和国家水土保持重点工程建设的有关要求,为推进水土保持传统管理方式向信息化、现代化管理方式转变,会宁县水土保持工作管理总站在国家水土保持重点建设工程中对GPS RTK测量系统在项目建设管理中的应用进行了探索。明确了GPS RTK测量系统在项目管理中的技术要求,并针对GPS RTK测量系统在项目管理中存在的问题提出了解决办法,可为今后的国家水土保持重点建设工程管理工作提供借鉴。     

基于拖拉机作业轨迹的农田面积测量

为了精确测量拖拉机在农田作业时的作业面积,以评价拖拉机的作业效率。该文选用双星定位(GPS卫星和伽利略卫星)接收机采集定位数据,采用自适应卡尔曼滤波算法提高接收机单点定位精度,利用高斯投影算法将GPS接收机采集经纬度转化成平面坐标来计算面积。选用回耕法、梭形耕法、套耕法3种方法旋耕地块,利用安装拖拉机上的GPS识别出作业轨迹,利用图像处理计算3种方法的有效作业面积、实际作业面积和重漏耕面积。试验表明:卡尔曼滤波提高了GPS单点定位精度;面积测量相对误差为2.09%;地块1(回耕法)漏耕率为14.29%,重耕率为6.19%,地块2(梭形耕法)漏耕率为10.72%,重耕率为5.54%,地块3(套耕法)漏耕率为1.80%,重耕率为6.82%。随测量面积增加,测量精度越高;套耕法效率最高,梭形耕法其次;回耕法的漏耕率最大,作业效率最低。     

GPS在水土保持生态建设中的应用研究

GPS定位 ,由于精度高、速度快、保密性强、操作简单等 ,已广泛应用于导航、测量、工程设计施工等领域。GPS在水土保持工作中的应用发展很快 ,但落后于其他行业。GPS定位技术可应用于水土保持工程规划设计、施工放样、竣工验收及水土流失监测、土地利用调查、水土保持地理信息系统的建立和数据更新等方面 ,对水土保持工程施工放样等 ,可用GPS手持机进行定位     

农田作业机械测速方法试验

实时对地速度测量是精准农业智能装备必备的一项功能。该研究的目的是评价不同农田作业机械地速测量传感器的性能情况,选用多普勒雷达、霍尔元件、RTK-GPS、RTD-GPS和单点定位GPS 5种不同测速设备,在小麦地、翻耕地、未耕地和水泥地等4种典型地表环境下进行农田作业机械测速性能试验。试验结果表明：在作业机械匀速行驶过程中,差分GPS（RTK-GPS和RTD-GPS）输出的速度值变异系数较大,单点定位 GPS、雷达与霍尔元件传感器输出的速度值相对稳定,与平均速度接近。而在作业机械加速和减速过程中,各种传感器测速误差均增大,其中单点定位GPS速度误差和测速延迟显著增大。田间试验和分析表明,低成本单点定位GPS和霍尔元件在正常旱田作业条件下,可以作为精准农业智能装备有效的测速手段。     

农用GPS测试精度分析及提高精度方法的研究

通过对GPS测试误差的分析，提出了GPS定点测量坐标是由位置漂移数据与正态分布数据相互叠加而成的。为了分离位置漂移与正态分布相互叠加的数据，用正态剔除法和中心点计算规则，提出了在一定阀值λ下计算定点误差半径的方法。针对单点定位误差比较大的特点，提出了用两点相对定位的测量方法来减小定位误差。试验结果表明：当阀值λ=0.7时，单点定位误差在10 m以上，而用两点相对定位来测量时，其误差为1.2 m左右，大大提高了其测量精度。应用表明，在精度要求不是很高的情况下，可采用单点定位测量，在精度要求较高的情况下，可采用两点相对定位来测量。这两种方法均可用在GPS的土地测量、定位和规划。     

3S技术在农田基础地图测绘与更新中的集成应用

为了得到大比例尺、高精度、电子版的农田基础地图作为参照图层，来分析与处理精细农业研究与实践中采集到的不同数据，该文讨论了几种利用3S技术的测绘方法，并进行了GPS测绘工作。GPS定位数据在GIS系统中经过处理并编辑成图。为了提高测绘和成图的精度，文中设计并测试了单点重复定位—求平均，以及连续定位—移动平均等GPS数据的处理方法；测试结果表明测绘精度达到0.5 m左右。该文农田基础地图的更新基于经过多项式几何校正与坐标配准后的遥感图像进行。     

精确林业GPS信标差分定位精度分析

利用设计的Trimble AgGPS132定位试验装置进行连续时间内的单机定位试验和信标差分定位试验,作出x、y坐标多次测量结果散点分布图和同一点的多次测量结果散点分布图,平均值、标准差等结合数据分析对比其精度,检验信标差分定位系统的静态符合度和动态符合度。试验结果表明：信标差分定位比单点定位精度高,误差小,信标差分定位比单点定位横、纵坐标精度提高12%到47%,AgGPS132信标差分试验系统的静态符合度和动态符合度都较好,符合精准度要求较高的精确林业的生产作业要求。在中国建立的导航信标信号覆盖区内,采用信标差分GPS系统具有信号连续、工作稳定、精度可靠、费用低廉等优点,因此信标差分技术在精确林业应用上将具有巨大的发展潜力。     

水土流失定量监测中GPS实测更新GIS数据的实用方法研究

介绍了GPS实测更新GIS陈旧处数据的实用方法研究及其在水土流失定量监测中的应用。该方法由GPS软硬件接收设备组装的实测仪器、实施实测的要点、实测数据的投影系统转换与对GIS陈旧处数据的更新处理等部分组成。它在实测更新土地利用图的应用效果,与测绘界所采用的RTK技术方法比,更为经济、快速和实用,而其所定位置和更新的GIS数据结果在消除系统误差后则更为可信。它在实验研究区应用表明:利用原土地利用图和实测更新后的土地利用图所获得的水土流失定量监测的两个结果,后者的监测精度明显高于前者7个百分点;为提高监测水土流失和水质面源污染量的精度,必须重视实测、更新变化了的山丘土地利用界线。     

基于贴近摄影测量的崩岗侵蚀监测技术

在崩岗侵蚀研究中,为了高效精准的对高陡崩壁土体侵蚀沉积运移进行准确监测,运用无人机贴近摄影测量技术对崩岗研究区进行数字影像采集,通过运动恢复结构-多视点匹配(Structure From Motion-Multi View Stereo,SFM-MVS)技术,生成点云数据及研究区数字表面模型(Digital Surface Model,DSM),利用ArcMap进行叠加分析监测周期内研究区侵蚀沉积变化。从定位精度、测量精度、重现性分析3个方面对贴近摄影测量技术进行误差及可行性分析。最终验证结果贴近摄影测量技术总平均重投影误差为0.19 mm,侵蚀沉积量总平均绝对误差为0.006 m~3,较传统倾斜摄影测量技术误差降低了了45.45%。高程精度较倾斜摄影测量技术总体提升了162.5%。重复点云数据高程误差的平均值仅为0.36 mm,识别图像及控制点误差均达到毫米级,因此利用无人机贴近摄影测量技术精度满足崩岗高陡崩壁监测需求,该技术可提取崩岗研究区侵蚀地貌特征信息,是较为高效精准的研究侵蚀沉积过程的监测技术。     

农用车辆自动导航定位方法

农用车辆自动导航技术可有效提高作业精度、实现农田规模化生产。该文以电瓶车为试验平台,使用 RTK DGPS、RTD GPS 和电子罗盘分别采集电瓶车的位置信息和航向角度信息,对农用车辆的导航定位方法进行了研究。试验时,以 RTK DGPS 采集的数据作为标准轨迹。在对试验数据进行空间配准后,采用 Kalman 滤波技术对 RTD GPS 和电子罗盘的数据进行了融合;通过计算综合权重值,对单 GPS 系统和融合系统的性能进行测试与评估,其值分别为 0.006、0.002。由此可知,采用 Kalman 滤波的电子罗盘和 RTD GPS 的组合导航系统,定位精度相对较高,稳定性较好,整体性能优于单 GPS 系统。     

基于农机空间轨迹的作业面积的缓冲区算法

农机规模化管理与市场化作业服务需要准确、实时、便捷的农机作业面积测量方法。该研究基于农机空间运行轨迹,设计了作业面积测量的矢量缓冲区算法和栅格缓冲区算法,并通过农机满幅作业和重叠作业对比试验,检验了上述2种缓冲区算法与距离测量算法分别在R1K(real time kinematic,实时动态差分)、亚米级和单点定位3种不同GNSS(global navigation satellite system,全球导航卫星系统)定位精度条件下的测量相对误差。试验结果表明:当农机具备自动导航满幅作业条件时,距离测量算法在任何定位精度下均能获得较高精度测量结果;缓冲区算法仅在差分定位时测量精度较高。当农机无导航重叠作业时,距离测量算法的误差会随着作业重叠率的增加而显著增大,而缓冲区算法不受作业重叠的影响,测量精度稳定。目前国内仍普遍采用人工操控的农机作业方式,重叠作业不可避免,缓冲区测量算法能够提供更加准确的作业面积测量结果。     

无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——方法构建

无人机遥感为水土保持监测提供了新的技术支撑手段,但这一技术在水土保持监测工作中的应用尚处于起步阶段,还未形成统一、有效的方法与标准.研究将无人机遥感技术与水土保持监测现行的规范规程相结合,从基础数据获取、监测信息提取及信息在水土保持监测中的应用等3方面,构建基于无人机遥感的生产建设项目水土保持监测方法,并将其应用于工程实例.基础数据获取包括飞行规划设计、原始数据获取及原始数据处理3个步骤,最终生成DEM和DOM成果;监测信息提取可在DEM或DOM成果的基础上进行,通常包括土地利用类型、监测对象位置、长度、面积及体积等;信息应用主要是结合相关规程规范,将提取出的有效信息,逐一应用到生产建设项目水土保持监测工作中.应用结果表明,研究构建的方法简单实用,可提高无人机遥感在水土保持监测中应用的技术水平,为生产建设项目水土流失防治提供技术支撑.     

上饶市山区水土保持GPS生态监测网平面基准点的选择与检验

GPS技术定位精度高、速度快 ,且不受气候、通视条件限制。GPS控制网相对定位精度可达 0 1～ 1mm/km。GPS控制网应用于山区水土流失监控测量 ,必须将WGS -84坐标系转换为实用的国家或地方坐标系 ,并注意基准点的选择与检验。介绍了平面基准点的检验方法。     

基于3S集成技术的土壤侵蚀图野外校核

本文实现了基于3S集成技术的土壤侵蚀图野外校核,即以越野车为平台,应用GPS实时定位技术,在GIS桌面系统的支持下,借助遥感图像开展野外调查.该方法定位快速、准确,实现了行进途中的不间断工作,并将调查结果以全数字格式存储,方便后续工作,且可适应点、线和面等不同类型的野外调查,因而具有很强的适应性和可扩展性.该方法对土壤调查以及其他野外工作具有较高的应用价值.     

基于无人机影像的农情遥感监测应用

该文以中国农业科学院（万庄）农业高新技术产业园及周边地区4.2×3.1 km的范围为研究区域,利用无人机搭载RICOH GXR A12型相机进行了航拍试验,主要测试了定位定向系统（positioning and orientation system,POS）数据辅助下光束法区域网平差方法平面定位及面积测量精度,以及无人机影像的作物面积识别精度。结果表明,在无控制点约束条件下,直接采用POS数据进行光束法区域网平差后,以中误差表示的平面定位精度为X轴方向（东西方向）中误差为2.29 m,Y轴方向（南北方向）中误差为2.78 m,整体平面中误差3.61 m;采用3阶一般多项式模型进行几何精校正,X轴方向中误差为1.59 m,Y轴方向中误差为1.8965 m,整体平面中误差为2.32 m,符合《数字航空摄影测量空中三角测量规范》中对1∶10 000平地的平面精度要求,能够满足农作物面积遥感监测中作物面积调查定位精度的要求;采用监督分类和面向对象分类2种方法,对面积评价区域种植的春玉米、夏玉米、苜蓿和裸土4种地物类型进行分类,以差分GPS调查结果为评价标准,4种作物总体识别精度分别达到了88.2%（监督分类）和92.0%（面向对象分类）,单独分类精度分别为88.9%、86.7%、93.0%、86.6%和90.35%、92.61%、94.93%、93.30%。研究结果说明了无人机遥感影像获取小范围、样方式分布的作物影像方面具有广泛的应用前景,推广后能够满足全国农作物地面样方对高空间分辨率影像的需求,可以部分替代现有人工GPS测量的作业方式。     

“3S”技术在水土保持工作中的应用及展望

随着遥感(RS)、地理信息系统(GIS)与全球定位系统(GPS)三项技术的飞速发展,其在水土保持工作中的应用也得到不断加强。基于“3S”技术在水土保持工作中的应用,提出了“3S”技术的集成构想,最后对“3S”技术在水土保持中的应用做了相应的展望。