土壤侵蚀下垫面形态演化数字近景摄影观测系统研究
发布时间：2021-10-08 14:44
细沟侵蚀是我国黄土高原地区水土流失的主要方式之一,监测坡面细沟形态演化过程及量化细沟形态对深入研究细沟侵蚀发生的机理和演化十分重要。然而,现有的技术很难实现在连续降雨条件下,从时空两个维度对土壤侵蚀过程进行观测。为解决这样一个技术难点,本研究开发了一种基于无线组网技术的数字近景摄影观测系统,该系统通过对连续降雨条件下不同时间节点的土壤侵蚀坡面进行数字影像的瞬时采集、雨滴噪声去除、点云匹配、三维重建等操作,实现了土壤侵蚀坡面形态演化过程的动态监测。同时,基于该观测系统,通过室内人工模拟降雨试验,对黄土坡面细沟侵蚀演变过程及不同土壤类型的坡面侵蚀沟发育过程进行了研究。计算了土壤侵蚀量、输沙率、侵蚀速率等物理量,提取了坡面侵蚀细沟网络,量化了坡面细沟的形态特征,并分析了侵蚀细沟的时空变化特征,实现了土壤侵蚀下垫面数字化表达,以期为土壤侵蚀过程的研究提供新的途径,从而推动土壤侵蚀过程、机理、建模等基础性研究的发展。本文主要研究结论如下:（1）研发了一种在连续降雨过程中对土壤侵蚀坡面动态监测的数字近景摄影测量系统。经过精度和准确度检校显示,该系统的精度可达到亚毫米级,最小测量误差为0.0069 ...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)陕西省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第2章研究内容和方法15图2.2土槽及坡面凹槽布设Figure2.2layoutofthesoilpanandgroove2.3.2.1精确度检验为了检验数字近景摄影观测技术的观测精确度，采用该技术对6把具有标准尺寸的标尺进行重复测量。将具有标准尺寸的标尺均匀地布设于土槽表面（图2.3），并在土槽表面任意位置布设两个标靶以进行长度约束，六把标尺的编号及尺寸见下表2.1。采用数字近景摄影观测法，在相同的光照和纹理条件下重复拍照60次，每次采集60×12张照片。单独对每次的照片集合进行匹配计算获得该标尺的密集点云，并得到标尺上两个标靶中心点之间的距离的平均值及精度指标，然后将观测值与实际值之间进行对比，选取中误差作为衡量该系统观测精确度的指标对60次测量的结果进行统计分析。图2.3标尺布设位置图Figure2.3Positionofrulers
第2章研究内容和方法15图2.2土槽及坡面凹槽布设Figure2.2layoutofthesoilpanandgroove2.3.2.1精确度检验为了检验数字近景摄影观测技术的观测精确度，采用该技术对6把具有标准尺寸的标尺进行重复测量。将具有标准尺寸的标尺均匀地布设于土槽表面（图2.3），并在土槽表面任意位置布设两个标靶以进行长度约束，六把标尺的编号及尺寸见下表2.1。采用数字近景摄影观测法，在相同的光照和纹理条件下重复拍照60次，每次采集60×12张照片。单独对每次的照片集合进行匹配计算获得该标尺的密集点云，并得到标尺上两个标靶中心点之间的距离的平均值及精度指标，然后将观测值与实际值之间进行对比，选取中误差作为衡量该系统观测精确度的指标对60次测量的结果进行统计分析。图2.3标尺布设位置图Figure2.3Positionofrulers
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于二维图像的三维几何参数测量研究[J]. 张黎,陈军,刘春玲,罗维平,游长莉. 武汉纺织大学学报. 2019(04)
[2]基于张正友标定法的红外靶标系统[J]. 王谭,王磊磊,张卫国,段晓韬,王婉丽. 光学精密工程. 2019(08)
[3]一种针对近景摄影测量的相机标定方法[J]. 杨冬. 经纬天地. 2019(03)
[4]一种利用多个小标定板的多相机外参数标定方法[J]. 王安然,郝向阳,程传奇,贾开开. 测绘与空间地理信息. 2019(06)
[5]连续降雨下不同砾石含量工程堆积体土壤侵蚀[J]. 吕佼容,张文博,胡锦昇,骆汉,谢永生. 水科学进展. 2019(02)
[6]基于改进RANSAC的点云关键点匹配[J]. 赵凯,朱愿,谢枫. 智能计算机与应用. 2018(06)
[7]黄土坡面细沟水动力学特性试验研究[J]. 杨大明,高佩玲,张晴雯,刘小媛. 泥沙研究. 2018(04)
[8]细沟发育与形态特征研究进展[J]. 沈海鸥,郑粉莉,温磊磊. 生态学报. 2018(19)
[9]水土保持在水利可持续发展中的作用[J]. 狄正南. 农业科技与信息. 2018(11)
[10]改进的SIFT算法在图像特征点匹配中的应用[J]. 完文韬,杨成禹. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
硕士论文
[1]延河流域不同尺度水文连通性研究[D]. 刘时城.西北农林科技大学 2017
[2]基于立体全景相机的空间几何信息提取方法研究[D]. 杨军星.北京建筑大学 2017
[3]数字近景立体摄影系统高精度标定方法研究[D]. 黄致尧.南京师范大学 2012
本文编号：3424372
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)陕西省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第2章研究内容和方法15图2.2土槽及坡面凹槽布设Figure2.2layoutofthesoilpanandgroove2.3.2.1精确度检验为了检验数字近景摄影观测技术的观测精确度，采用该技术对6把具有标准尺寸的标尺进行重复测量。将具有标准尺寸的标尺均匀地布设于土槽表面（图2.3），并在土槽表面任意位置布设两个标靶以进行长度约束，六把标尺的编号及尺寸见下表2.1。采用数字近景摄影观测法，在相同的光照和纹理条件下重复拍照60次，每次采集60×12张照片。单独对每次的照片集合进行匹配计算获得该标尺的密集点云，并得到标尺上两个标靶中心点之间的距离的平均值及精度指标，然后将观测值与实际值之间进行对比，选取中误差作为衡量该系统观测精确度的指标对60次测量的结果进行统计分析。图2.3标尺布设位置图Figure2.3Positionofrulers
第2章研究内容和方法15图2.2土槽及坡面凹槽布设Figure2.2layoutofthesoilpanandgroove2.3.2.1精确度检验为了检验数字近景摄影观测技术的观测精确度，采用该技术对6把具有标准尺寸的标尺进行重复测量。将具有标准尺寸的标尺均匀地布设于土槽表面（图2.3），并在土槽表面任意位置布设两个标靶以进行长度约束，六把标尺的编号及尺寸见下表2.1。采用数字近景摄影观测法，在相同的光照和纹理条件下重复拍照60次，每次采集60×12张照片。单独对每次的照片集合进行匹配计算获得该标尺的密集点云，并得到标尺上两个标靶中心点之间的距离的平均值及精度指标，然后将观测值与实际值之间进行对比，选取中误差作为衡量该系统观测精确度的指标对60次测量的结果进行统计分析。图2.3标尺布设位置图Figure2.3Positionofrulers
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于二维图像的三维几何参数测量研究[J]. 张黎,陈军,刘春玲,罗维平,游长莉. 武汉纺织大学学报. 2019(04)
[2]基于张正友标定法的红外靶标系统[J]. 王谭,王磊磊,张卫国,段晓韬,王婉丽. 光学精密工程. 2019(08)
[3]一种针对近景摄影测量的相机标定方法[J]. 杨冬. 经纬天地. 2019(03)
[4]一种利用多个小标定板的多相机外参数标定方法[J]. 王安然,郝向阳,程传奇,贾开开. 测绘与空间地理信息. 2019(06)
[5]连续降雨下不同砾石含量工程堆积体土壤侵蚀[J]. 吕佼容,张文博,胡锦昇,骆汉,谢永生. 水科学进展. 2019(02)
[6]基于改进RANSAC的点云关键点匹配[J]. 赵凯,朱愿,谢枫. 智能计算机与应用. 2018(06)
[7]黄土坡面细沟水动力学特性试验研究[J]. 杨大明,高佩玲,张晴雯,刘小媛. 泥沙研究. 2018(04)
[8]细沟发育与形态特征研究进展[J]. 沈海鸥,郑粉莉,温磊磊. 生态学报. 2018(19)
[9]水土保持在水利可持续发展中的作用[J]. 狄正南. 农业科技与信息. 2018(11)
[10]改进的SIFT算法在图像特征点匹配中的应用[J]. 完文韬,杨成禹. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
硕士论文
[1]延河流域不同尺度水文连通性研究[D]. 刘时城.西北农林科技大学 2017
[2]基于立体全景相机的空间几何信息提取方法研究[D]. 杨军星.北京建筑大学 2017
[3]数字近景立体摄影系统高精度标定方法研究[D]. 黄致尧.南京师范大学 2012
本文编号：3424372
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/3424372.html
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