1 昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
2 昆明理工大学城市学院，云南 昆明 650051
3 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心，云南 昆明 650093
为确保安全合理地开发岩溶洞穴，往往需要考虑洞内的洪水情况。基于此，提出一种基于三维地理空间信息与洪水数值模拟的溶洞安全水位提取方法。首先采用Green-Ampt法、SCS单位线法和动波法构建山洪模型并验证该模型的可靠性。其次将设计的十年一遇暴雨输入洪水模型计算溶洞入口处洪水过程线，并将该洪水过程数据作为洞内洪水模拟的输入条件。最后选取较为高效的三维湍流模型在溶洞三维模型中进行洪水模拟进而提取溶洞安全水位坐标。结果表明，模拟洪痕和实际调查洪痕位置基本吻合，此次构建的山洪模型适用于该研究区域的洪水计算，且基于大涡模拟的洞内洪水三维模拟结果基本符合实际洞内水位变化特性。该方法可为溶洞开发提供更合理的安全水位参考数据。
遥感 三维地理信息 洪水数值模拟 岩溶洞穴 安全水位 洪水演进 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0628007
1 昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
2 昆明理工大学云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心，云南 昆明 650093
3 国家管网集团西南管道有限责任公司技术中心，四川 成都 610037
云南西部龙陵地区分布有大片的花岗岩，其表层风化强烈，地区雨水充沛，致使边坡坡面侵蚀强烈，水土流失极其严重，现急需开展针对性的水土流失治理方案。以云南省龙陵县花岗岩分布区的风化残积砂质土为研究对象，设计了工程措施、植物措施、工程+耕作措施3种水土保持措施和3个地表坡度（10°，20°，40°）的人工模拟降雨实验，利用三维激光扫描技术对不同坡度下的水土保持措施的水土保持效果进行高精度实时监测，并以产沙率特征和减沙效益特征评价水土保持措施的有效性。实验结果表明：一定降雨强度条件下，坡度是影响坡面侵蚀的最重要因素，坡度越大，产沙速率越快；3种水土保持措施均有不同程度的减沙作用；两种相结合措施的水土保持效果要远远优于单一措施。
全风化花岗岩 土壤侵蚀 地面激光扫描（TLS） 减沙效益 水土保持措施 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1028005
1 昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
2 昆明理工大学城市学院，云南 昆明 650051
3 昆明理工大学云南高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心，云南 昆明 650093
移动测量系统可同时采集三维激光点云、影像纹理及位置姿态数据，但使用影像照片与激光点云配准融合难以满足高效率和高重叠度的需求。针对这一问题，提出一种在移动测量下使用视频影像与激光点云配准的方法。利用定位定姿系统（POS）传感器提供的位置姿态数据，结合共线方程模型得到视频影像关键帧与激光点云初始配准值；利用基于Robust估计的选权迭代法提高初始配准值精度，确定配准参数的精确值；自视频影像生成立体密集匹配点云，并与三维激光点云进行最邻近迭代配准。实验结果表明，视频影像与车载激光点云的配准方法是可行的，配准精度高，能满足城市街道三维重建、部件采集、目标提取等量测应用需求。
视频影像 激光点云 配准 关键帧 移动测量系统 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1013001
1 昆明理工大学国土资源工程学院, 云南 昆明 650093
2 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心, 云南 昆明 650093
高光谱遥感技术因为具有图谱合一的优势, 并且相较于传统多光谱遥感技术, 可以实现对目标的精确识别, 逐渐运用于地表植被的探测。 选择以滇中地区的竹林、 华山松、 杂木林这三类典型地表植被为研究对象, 基于机载高光谱影像数据, 通过对原始高光谱、 一阶微分处理光谱、 连续统去除处理光谱进行处理与对比分析, 获得滇中三类典型地表植被类型高光谱特征的初步探测认识。 主要结果包括: (1)基于对原始光谱特征分析得出, 三类典型地表植被的原始高光谱的最佳波段窗口出现在690~946 nm, 且在该波段范围内光谱反射率特征为竹林>华山松>杂木林; (2)运用一阶微分处理光谱特征分析得出, 利用光谱微分变换处理能够增强植被的光谱差异。 经过一阶微分处理后光谱的最佳波段窗口出现在670~774 nm, 在该波段范围内的一阶微分系数为竹林>华山松>杂木林。 且发现718 nm为三类植被的敏感波段, 即可用718 nm敏感特征波段区分开三类植被类型; 并且综合运用一阶微分光谱特征参数中的红边位置, 蓝边幅值、 黄边幅值、 红边幅值、 蓝边面积、 黄边面积和红边面积可以将三类植被类型进行区分; (3)最后基于连续统去除处理光谱特征分析得出, 连续统去除方法能够有效地增强植被光谱曲线反射和吸收的特征。 经过连续统去除处理后的光谱, 三类典型植被的最佳波段窗口在458~554和570~690 nm, 这两个波段范围内的连续统去除系数均为竹林>华山松>杂木林, 且发现502和674 nm为三类典型植被的敏感波段, 即可用此特征综合区分三类植被类型。 该研究结果有助于对滇中森林植被精细判别提供技术方法, 同时, 为今后发展天-地-空的高光谱影像数据一体化遥感植被精细分类提供技术支撑。
高光谱 植被 一阶微分 连续统去除 最佳波段窗口 Hyperspectrum Vegetation First derivative Continuum removal Optimum band window 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3208
1 昆明理工大学国土资源工程学院, 云南 昆明 650093
2 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心, 云南 昆明 650093
3 昆明市城市地下空间规划管理办公室, 云南 昆明 650011
溶洞表面具有复杂、不规则性,现有的诸多的建模方法都是按照统一分辨率来进行三维重建,但是在三维重建过程中效率很低,且模型文件过大,对后续专业应用造成了很大困难,因此提出了一种基于三维激光点云特征线提取的技术,并针对溶洞进行了多分辨率三维重建。首先,采用改进邻近点几何特征提取溶洞特征值,增加法向量角作为检测特征点的参数;其次,用社会粒子群(SPSO)算法与模糊C-均值(FCM)聚类算法实现点云分类;再次,采用折线生长方法将特征点连接成特征线,并将其投影到三维点云上;最后,利用分类后的点云按照不同分辨率建模,实现高精度、高质量、高效率溶洞三维重建。实验结果表明,该方法可以按照不同分辨率进行建模,减少了三维重建后模型的数据量,提高了三维重建效率,在溶洞三维重建方面具有较高的实用价值。
遥感 岩溶洞穴 精度分类 点云分类 特征线提取 模型构建 激光与光电子学进展
2020, 57(20): 202802
1 昆明理工大学国土资源工程学院, 云南 昆明 650093
2 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心, 云南 昆明 650093
3 昆明市城市地下空间规划管理办公室, 云南 昆明 650011
基于岩溶洞穴复杂表面提出三角网格的拼接与融合方法。首先,通过三角网格空间的几何关系遍历出两个拼接网格边界,找出待拼接边界;其次,采用约束Delaunay三角网格法进行连接并采用B样条插值使连接处过渡自然;最后,采用Laplacian原理进行平滑与消峰处理,使表面光滑。实验结果表明,该方法在岩溶洞三角网格拼接与融合方面能够实现高效自动化,能够减少人工干预;拼接融合完成后的三角网格可导出,以供后续工程设计使用,在工程应用中具有一定的参考价值。
遥感 岩溶洞穴 三角网格 拼接与融合 B样条插值 消除峰值 激光与光电子学进展
2020, 57(15): 152802
