基于逆Stokes公式的测高重力反演中央区效应计算

为提高利用逆Stokes公式反演测高重力的精度,将中央区大地水准面高表示成双三次多项式插值形式,引入了非奇异变换,推导出了重力异常的计算公式。大地水准面高理论模型下的分析表明,该公式有较高的精度。以分辨率为2′×2′的大地水准面高数据为背景场进行了实际计算,结果说明中央区对反演重力异常有不容忽视的贡献。本文导出的公式可为高精度重力异常的反演提供理论依据。     

ENVISAT测高卫星沿轨大地水准面梯度的海洋垂线偏差法研究

研究了利用沿轨大地水准面梯度数据计算海洋垂线偏差的最小二乘法,首先对ENVISAT测高数据进行各项地球物理改正得到近似测高大地水准面,然后计算沿轨大地水准面的梯度,接着用最小二乘法计算格网垂线偏差东西分量和南北分量的平均值。最后,用该方法计算了南中国海区域及其邻近海域(4°N～25°N,104°E～120°E)的5′×5′垂线偏差南北分量和东西分量,其精度优于7″,并与EGM96模型计算的垂线偏差值进行了比较,证明了该方法的有效性。     

基于逆Vening-Meinesz公式的测高重力中央区效应精密计算

为提高利用逆Vening-Meinesz公式反演测高重力中央区效应的精度,视中央区为矩形域,将垂线偏差分量表示成双二次多项式插值形式,引入非奇异变换,推导出了重力异常的计算公式。以低纬度区域2′×2′的垂线偏差实际数据为背景场进行了计算,结果表明,当中央区包含4个网格时,传统公式与推导出的重力异常计算公式误差的最大值大于1 mGal。推导出的公式可为高精度测高重力中央区效应的计算提供理论依据。     

大地水准面高和垂线偏差截断系数的递推公式

基于日本的获原子幸男大地水准面高截断系数Ｑｎ（ｔ）和垂线偏差Ｃｏｏｋ截断系数ｑｎ（ｔ）的递推公式，本文推导了惯用大地水准面高截断系数Ｑｎ（ψ０）和垂线偏差截断系数Ｒｎ（ψ０）的递推公式，并列出了利用最小平方逼近方法改化Ｓｔｏｋｅｓ积分核以加速级数收敛的公式和改化后的截断系数。     

中国海域大地水准面和重力异常的确定

从莫洛金斯基(Molodensky)等1960年给出的由垂线偏差计算大地水准面空域积分公式出发,导出了其相应谱域1维严密卷积和2维球面及平面卷积公式。由Topex/Poseidon,ERS 1/2及Geosat/GM,ERM测高资料求解的垂线偏差计算了我国海域及其邻区大地水准面,其中计算格网为2.5′×2.5′。为了检核,将测高垂线偏差由逆维宁 迈尼兹(Vening Meinesz)公式反演重力异常,与海上船测重力值进行了外部检核;同时还利用司托克斯(Stokes)公式,由上述反演的重力异常计算大地水准面高,与莫洛金斯基公式直接解得的相应结果进行比较作为内部检核。前者的中误差为±9mGal(1Gal=1cm/s2),后者为±0.025m。本文在积分计算中充分应用了2维平面坐标形式和1维卷积严格公式,并做了比较和自校核。     

利用卫星测高资料推求西北太平洋海域的海洋大地水准面

本文根据卫星测高数据和海面动力地形资料，绘制了不相上下北太平洋海域局部大地水准面的精细结构图，对解决卫星测高技术中大地水准面积和海面地形的可分性问题作了初步尝试。     

中国似大地水准面

采用移去-恢复技术,利用我国高分辨率DTM和重力资料推算我国大陆重力大地水准面;然后再和我国GPS水准所构成的高程异常控制网拟合,推算具有分米级精度,15′×15′分辨率的我国大陆大地水准面.利用全国地壳运动监测网络的80余个高精度GPS水准点进行外部检核,检核结果证实和原设计精度完全一致即该大陆大地水准面的绝对精度,在东经120°以东,高于±0.3 m,在东经120°以西,北纬36°以北,±0.4 m, 36°以南,±(0.4～0.6) m.利用卫星测高数据计算垂线偏差,反解我国海域大地水准面.为了检核,由测高垂线偏差反演为重力异常,与海上万余点船测重力值进行了外部检核;同时将上述反演的重力异常推算大地水准面,与直接解得的相应结果进行比较作为内部检核.由重力和GPS水准数据推算的上述大陆大地水准面,和主要由卫星测高数据确定的海洋大地水准面,二者之间一般都存在以系统误差为主的拼接差.顾及这一现象和结合我国在陆海大地水准面拼接区重力资料稀疏的实际,研究提出了扩展拼接技术,即在沿海选取部分陆海毗邻的局部地区,在这局部地区内,陆地用实测平均重力格网数据,海洋用测高平均重力格网数据,统一推算陆海局部重力大地水准面.然后利用这一局部大地水准面的陆地部分和已经GPS水准校正的陆地大地水准面进行拟合.最后将拟合参数校正中国全部海域的测高重力大地水准面,而保持陆地部分大地水准面不变,以最大限度的削弱拼接点和测高海洋大地水准面的系统误差.     

论地形垂线偏差中央区贡献的计算

本文根据Ｎｏｗｔｏｎ‘ｓ引力公式，推导出地形垂线偏差的求积公式，通过奇异积分变量变换，推出了一些新的地形垂线偏差计算公式，这些新的计算公式，有效的处理了中央区的奇异积分问题。     

利用卫星测高技术确定浙江海域大地水准面

利用多颗卫星的测高数据,经共线平均及交叉点平差,建立浙江深海海域2.5′×2.5′格网分辨率的平均海面高模型,在扣除海面地形影响后得到海域的大地水准面起伏,并与EGM2008所得计算结果进行对比;利用移去-恢复技术及SVR方法,联合验潮站GPS/水准数据与EGM2008大地水准面模型,计算浙江近岸海域大地水准面起伏;最终建立浙江海域2.5′×2.5′格网分辨率的大地水准面模型。     

有限元法逼近局域大地水准面的数学模型

顾及到大地水准面的物理特性,依据其在局部所应满足的数学物理方程,讨论了有限元法逼近局域大地水准面的数学思想,给出了相应的数学模型.     

多源数据融合的高速公路占地分类面积计算方法

为减少公路、铁路等用地报批过程中的土地利用分类面积统计工作量,本文采用将Auto CAD格式的用地红线数据与MAPGIS格式的地类信息数据相结合的方法,自动完成分类面积统计。重点介绍了数据坐标转换、格式转换与面积统计问题。以娄衡高速衡阳段主线为例,进行土地分类面积统计,并对所提方法分类精度的影响因素进行定性分析。     

The Effects of Stokes’s Formula for an Ellipsoidal Layering of the Earth’s Atmosphere

The application of Stokes’s formula to determine the geoid height requires that topographic and atmospheric masses be mathematically removed prior to Stokes integration. This corresponds to the applications of the direct topographic and atmospheric effects. For a proper geoid determination, the external masses must then be restored, yielding the indirect effects. Assuming an ellipsoidal layering of the atmosphere with 15% increase in its density towards the poles, the direct atmospheric effect on the geoid height is estimated to be −5.51 m plus a second-degree zonal harmonic term with an amplitude of 1.1 cm. The indirect effect is +5.50 m and the total geoid correction thus varies between −1.2 cm at the equator to 1.9 cm at the poles. Finally, the correction needed to the atmospheric effect if Stokes’s formula is used in a spherical approximation, rather than an ellipsoidal approximation, of the Earth varies between 0.3 cm and 4.0 cm at the equator and pole, respectively.     

基于三维激光扫描技术的不规则物体表面积的测定方法

采用三维激光扫描技术可以快速获取物体表面的三维信息。对包含这些三维信息的点云进行处理能够获得广泛的应用。本文介绍了三维激光扫描仪的原理,并对其进行表面积计算和可行性研究,并在实际测量中进行应用。经验证采用三维激光扫描技术可以高精度、快速、便捷地实现不规则物体表面积的计算。     

基于改进中线法的电子海图岛屿面状注记自动配置研究

在电子海图岛屿动态注记中,需要在比例尺变化时,同时考虑注记配置的准确度和运算的效率。现有的面状注记配置算法,不适用于同一水平或垂直线上有多个顶点的情况,且其较多地适用于静态注记配置。本文基于中线法进行改进,通过先求取单个注记字体的水平位置,再反向求取垂直位置来确定注记字体的大小。最后通过字体调整来实现注记的动态配置。实验表明,该算法有效地提高了电子海图岛屿动态注记自动配置的准确度和运算效率。     

利用真彩航空影像进行城市绿化面积的分类研究

本文以真彩航空影像为基础 ,比较了自动分类与人工分类在城市绿地面积提取中的相同与不同之处 ,对自动分类在城市绿地面积提取中的可行性与可靠性作了讨论并在实践中得到应用     

植被冠层光谱和叶片光谱的尺度转换

叶面积密度可以表征冠层内部叶面积的垂直分布,是作物生长发育、营养诊断和育种研究的重要结构参数。激光雷达通过发射多脉冲和接收多回波信号可以探测到作物冠层内部信息。首先基于无人机激光雷达获取60个小区多航线的玉米点云数据,采用基于接触频率的体素法对叶面积密度进行估算,再对多个体素大小进行分析得到最优体素大小（0.2 m）;其次对各航线以及航线叠加效果进行对比,得到无人机激光雷达获取点云数据的最优激光脉冲入射角（-30°~52°）;然后结合玉米叶倾角和激光脉冲入射角对叶面积密度估算模型进行校正,从而提高叶面积密度估算精度;最后通过对不同种植密度和不同品种的玉米叶面积密度分布进行分析,得到不同品种玉米的发育快慢、株型特点以及最合理的种植密度。以上结果可为基于无人机激光雷达数据估算叶面积密度提供指导,并为玉米育种和科学管理提供参考。     

单基站RTK在山区城际铁路测量中的应用实践

GPS RTK(实时动态相对定位)是一项以载波相位观测为基础的GPS实时差分测量技术。RTK技术在相对平坦地区铁路工程测量中的应用已经得到了实践检验,优势明显。在山区铁路测量中,GPS接收信号、主副站通信信号都由于地形限制产生了一定影响。测量实践中以南方测绘S82型RTK仪器应用为例,阐述单基站RTK在山区铁路工程测量方法,并对成果精度进行检测。