无人机倾斜摄影测量技术的应用探索

本文探索了无人机倾斜摄影测量技术在地理信息、测绘与建筑和农业领域的应用,对该技术数据处理与精度控制进行了探讨。无人机倾斜摄影测量技术在地理信息、测绘与建筑和农业等领域展现出巨大潜力,但同时也面临着技术挑战、法律与隐私问题等方面的考验,因此,本文对该技术的未来发展方向进行了展望。     

基于辅助信息的森林蓄积量空间模拟

以北京市密云县一类清查的样地蓄积量为研究对象,结合与蓄积量相关的辅助因子,采用普通克里格法、协同克里格法对森林蓄积量进行空间插值估测,并与文献[25]同一研究区的基于偏最小二乘法回归法估测结果进行比较分析。结果表明,普通克里格法、基于辅助信息的协同克里格法、偏最小二乘回归法的蓄积量估测值与实测值间的相关系数分别为0.389、0.845、0.766;基于辅助信息的协同克里格法要优于普通克里格法和偏最小二乘回归法,能够明显提高预测精度;与普通克里格法相比,所产生的均方根误差减小了71%,预测值和实测值的相关系数提高了54%。最后生成了密云县森林蓄积量空间分布图。研究表明应用地统计学方法进行蓄积量估测具有很好的应用前景,可以为森林蓄积量的估测提供一种可行的方法。     

水电工程变形观测数字化摄影测量系统

为了推广应用水电工程变形观测数字化摄影测量系统，克服常规摄影测量的不足，阐述了水电工程变形观测数字化摄影测量的基本原理、方法，数字化摄影系统的硬件配置及软件组成，扼要介绍了系统所采用的算法、相关技术和系统的适用范围。     

基于半球摄影法的LAI自动组网测量系统设计与应用

针对叶面积指数地面测量工作量大、效率低等问题,研制基于半球摄影法的叶面积指数组网观测系统。该系统基于半球摄影技术和无线传感网络技术,改进图像自适应分割算法,对复杂条件下植被冠层图像进行准确分割,从而实时获取LAI等冠层结构信息;针对5min采集频率原始数据波动的问题,提出“最稳定窗口”精校正算法,提取每日LAI代表值。与LAI-2200C对比试验结果表明,两者LAI测量值具有极显著相关性,玉米、林地和草地植被类型下相关系数分别为0.95、0.69和0.87;在江苏溧阳、吉林长春多植被类型试验中两种仪器测量结果的相关系数分别达到85%和81%,均为极显著水平;与MODIS MOD15A2H长时间序列产品对比试验也表明,两者的相关系数达到0.98,准确反映小麦从返青到成熟期叶面积动态变化趋势。系统具有快速准确、经济方便、使用范围广、可实现多站点长期监测的优点,已在多个观测站得到应用,其研制将对遥感产品真实性检验及农业、生态、气候变化等领域的科研与实践提供有力支撑。     

基于立体摄影技术的细沟与细沟水流参数测量

细沟和细沟水流参数的准确测量可为深化坡面土壤侵蚀过程研究提供重要理论依据。基于立体摄影测量技术,以坡度为15°和20°的黄土坡面为研究对象,采用人工模拟径流冲刷的方法,对比不同时刻坡面的高精度数字高程模型DEM,提出了动床条件下坡面细沟宽度、深度以及细沟水流宽度、深度的测量和计算方法,分析了2个坡度处理下坡面细沟形态、细沟水流特征及其变化规律,探讨了立体摄影测量技术与其他测量技术在细沟形态及径流特征参数测量方面的异同。结果表明:经过比例尺的校正,可以在垂直拍摄的立体摄影照片上直接准确测量细沟宽度和细沟水流宽度;运用内插法,立体摄影测量技术能较准确地测量细沟深度和细沟水流深度的实时动态变化。随坡长的增加,细沟深度逐渐增大,而细沟水流深度则无明显变化趋势;细沟宽度随坡长的增加呈先增大后减小的变化趋势,而细沟水流宽度逐渐减小;20°坡度下细沟宽度和深度的增加速率分别是15°坡度下的1.7倍和1.3倍;同20°坡度相比,15°坡度条件下的细沟水流的宽度增加了1.7%~13.1%,而2个试验坡度下的细沟水流深度无明显差异。     

基于主成分分析的矿区地下水水质评价

采用多元统计主成分分析方法对焦作矿区的9个地下水样的6个水质指标进行分析计算,结果表明:从原始数据中提取占总方差84.809%的3个因子来反映该矿区地下水的污染程度,大部分水质总体较好,轻度处理后可以作为生活饮用水或工业用水利用.     

基于激光测量技术对外螺纹中径测量的研究

本文鉴于外螺纹中径在测量时的特点和难点,提出了一种对外螺纹中径的非接触式测量的新型方法,主要包含有激光测量技术、光栅位移传感器检测技术、测量装置总体结构设计和上位机数据处理等。该检测装置可以满足多数条件下实现对外螺纹中径的测量,同时也能避免像接触式那样在测量时因接触而导致的变形问题。     

小麦含水率在线测量的研究

为了解决精确农业测产系统对小麦含水率的要求，采用圆柱形电容传感器，根据不同含水率的小麦流经电容传感器所对应的不同电容值在RC振荡电路中输出不同的频率的原理，利用单片机采集RC振荡电路输出的频率，通过查表的方法实现小麦含水率的在线测量。     

冲量法谷物流量测量系统的试验研究

根据精细农业研究的实际要求，首先在不考虑外部振动的情况下设计了一种基于冲量原理的谷物流量测量试验装置。该装置由自行研制的冲量传感器、数据采集器和谷物流动模拟箱体组成。试验结果表明，这种装置测量误差的绝对值小于5%，在此基础上又进行了谷物产量时监测系统的试验研究，试验结果表明，在引入外部机械振动的情况下，经过滤波处理系统测量误差的绝对值小于8%。     

基于双线性理论的土壤介电测量研究

针对目前土壤介电计算模型适应性差等问题,基于双线性理论构建了双线性介电计算模型。为探究双线性介电计算模型对土壤介电测量的适应性,选用7种不同质地土壤分别配置0、5、10、15、20、25、30cm3/cm3体积含水率,在0.001～3GHz频域内进行不同含水率下介电谱测量。分析发现,该模型介电谱可很好地反映土壤不同含水率下混合介质的介电特性;土壤含水率介电法测量理想频率点为1.50288GHz。在理想频率点上,基于复介电常数实部和视在介电常数构建了2个土壤含水率频域测量经验公式,通过试验数据分析,土壤含水率复介电实部测量式的计算值与干燥法含水率测量值对比,两者R2为0.9126,RMSE为0.0294cm3/cm3、RPD为3.343;土壤含水率视在介电测量式计算值与干燥法含水率测量值对比,两者R2为0.8907,均优于其他3种经典公式（Topp公式、Roth公式、Malicki公式）。双线性介电计算模型对土壤介电常数计算有良好的适应性,基于该模型建立的土壤含水率频域测量式对土壤含水率有较高的测量精度。     

平原(灌区)地下水库的数值模拟

在北方平原地区修建浅层地下水库 ,利用浅层含水层来调蓄雨水和跨流域调水 ,有重要的现实意义。分析了灌区用水和地下水库运用的要求 ,提出了浅层地下水库设计库容的确定原则 ,介绍了地下水库数值模拟方法。实例分析表明 :数值模拟可为地下水库提供设计参数及运行方案。     

采矿区植被恢复工程设计研究

研究采矿区矿山山体破损、地质灾害隐患、地形地貌景观破损和土地植被资源破坏程度,进行植被修复治理工程设计。治理对象为废弃闭坑露天采坑1处、排岩场1处、尾矿坝1处;破坏土地类型为有林地。治理废弃露天采坑破损面积5.8822hm^2、排岩场占用破坏面积18.5686hm^2、尾矿坝面积13.9080hm^2,总治理区面积为38.3588hm^2。     

生物炭对采煤塌陷复垦区土壤养分与酶活性的影响

为探究采煤塌陷复垦区贫瘠土壤的培肥措施,采用盆栽试验,研究了秸秆生物炭与有机肥对复垦区土壤养分与酶活性的影响。结果表明,短期试验周期内,生物炭与有机肥施用对土壤p H值影响不显著。土壤有机碳质量分数随生物炭和有机肥用量的增加而增加,但二者对土壤有机碳的提升无显著差别。生物炭在增强土壤保水力、促进速效钾养分释放与提高碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性方面优于有机肥,而在刺激速效氮和速效磷养分释放以及提高脲酶和蔗糖酶活性方面弱于有机肥。     

基于图像上冠层体积的叶面积指数测算方法

介绍了基于图像上冠层体积计算叶面积指数的原理和方法,并将田间实测数据与传统测定方法所获数据进行了比较,结果表明：两种测定方法所获得的数据没有显著差异,即基于图像上冠层体积测定叶面积指数的方法是可行的,同时具有良好的可靠性和准确度。由此为果树叶面积指数的测定提供了一种可靠而且易操作的方法。     

基于无人机影像的采煤沉陷区玉米生物量反演与分析

为了探索运用无人机多光谱遥感技术监测高潜水位矿区采煤扰动下原有生态系统破坏及地表耕地损毁程度的方法,以高潜水位矿区开采沉陷导致地面积水所引起的农作物渍害影响为例,基于无人机多光谱影像,在传统植被指数的基础上引入红边波段进行扩展,优选了22种植被指数,结合田间同步实测生物量数据,采用经验模型法分别构建了一元回归、基于最小二乘法的多元逐步回归(Multivariable linear regression,MLR)、反向传播神经网络(Back propagation neural networks,BPNN)的生物量反演模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和估测精度(EA)3个指标筛选出最佳模型。最后,基于最佳模型进行研究区玉米生物量的空间分布反演和分析,结果显示,所选的植被指数均与生物量显著相关,其中,BP神经网络模型的估算精度最高,其决定系数R2为0.83,比其他模型增加了0.10~0.17,预测均方根误差RMSE为178.72 g/m2,比其他模型减少了29.65~60.23 g/m2,估测精度EA可达到79.4%,比其他模型提高了3.3%~7.1%。这说明红边波段更适于采煤沉陷区作物生物量的估算,引入红边波段构建生物量反演模型,可以显著提高采煤沉陷影响下玉米生物量无人机遥感反演模型的精度。研究结果表明:采煤沉陷盆地内玉米生物量主要分布于592~1 050 g/m2,其面积占研究区的74.4%,地表生物量低于352 g/m2的作物面积达到14.1%,玉米整体长势受采煤扰动影响较为严重,玉米生物量呈现从沉陷盆地边缘往中心逐渐降低的趋势。本文研究为同类型其他高潜水位矿区土地损毁监测与评价、土地复垦与生态修复等提供基础数据与理论支撑。     

宁夏青铜峡灌区引退水规律研究

针对宁夏青铜峡灌区的引水和退水规律问题,采用数理统计和时间序列的方法,对青铜峡灌区引、退水的年内、年际变化规律以及长期变化趋势进行了研究,结果发现引、退水在年内呈周期性季节性变化,年际间上下波动,在近期内呈下降趋势,年引水量和退水量时间序列是年际间相互关联的非平稳时间序列。     

抚顺地区实施秸秆粉碎还田的意义及条件

抚顺地区农家肥的年使用量逐年减少,而大量化肥的施用导致当地耕地土壤有机质含量严重下降,氮含量严重超标,磷、钾含量不足,土壤板结,影响作物生长。实践证明,实施秸秆粉碎还田可以增加土地储水量14%～15%,提高水分利用率15%～17%,且1a可增加土壤有机质含量0.04%,还可以把抚顺2/3中低产田改造成高产田,从而提高单位面积产量和减少化肥投入,促进农民增收节支和农业可持续发展,更有利于保护辽宁水源地水质和减少火灾发生。通过分析表明在抚顺地区推广秸秆粉碎还田技术,已具备良好的实施条件。     

干旱半干旱煤矿区土壤含水率研究进展

我国大型煤矿多位于干旱半干旱区,自然降雨较少且常年蒸发量过大,地下水埋藏深植物难以利用,因此土壤水分成为制约该地矿区复垦植被建设最重要的因素。综述了干旱半干旱矿区土壤质地、地形、降雨以及植被对土壤含水率的影响。发现各环境因素对土壤水分的作用机理与影响规律研究不够深入,关于土壤水分的空间变异性研究较少,矿区土壤水分的调控措施研究不够全面。提出了今后应加深对矿区各环境因素影响土壤水分作用机理的研究,运用地统计学方法及相关模型加强对土壤水分的空间变异研究,针对干旱半干旱地区的生态环境特征研究矿区土壤水分的调控措施。     

衡南县农业综合开发项目区调查与思考

衡南县在建设农业综合开发宝盖项目区的过程中,积极探索创新机制,努力打造支农资金整合平台,在支农资金统筹安排、配合使用等方面探索出一条新路子。     

论三江平原地区涝渍灾害与地上地下排水

黑龙江省三江平原地区易涝易渍（包括盐渍）耕地较多。涝渍是个连续过程，其对作物产量影响是与受淹时间和受渍时间呈密切二元一次方程相关关系。渍害严重影响了耕作（尤其机械化耕作）和农田生态。该区耕地雨后地表残存积水多（比3—5年一遇日降雨径流量还大，既呈涝灾又加重渍害），而不能地上排水。为此，根据三江平原地区地上排水导致渍害得不到治理和涝灾依然严重存在的现状，应特别重视地下排水（包括井灌井排）与地上排水相结合，加强地表残存积水及其治理研究，才能根治涝渍，并尽快把地下排水提到涝渍统一治理的日程上。