COSMO-SkyMed立体雷达影像在水利工程中的应用
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测绘技术在水利工程中的实际应用案例随着社会的发展和人们对自然资源保护和利用的需求不断增加,水利工程作为其中重要的一部分,扮演着至关重要的角色。
而测绘技术作为一项支持水利工程实施的重要手段,也为其提供了可靠的数据支持和技术保障。
本文将通过几个实际应用案例,探讨测绘技术在水利工程中的重要作用。
1. 三维激光扫描在水坝监测中的应用三维激光扫描技术是近年来发展起来的一项先进的测绘技术手段,其在水坝监测中的应用已经展示出了巨大的潜力。
通过激光扫描仪对水坝进行全方位、高精度的扫描,可以获得水坝的三维空间信息。
这样的信息不仅可以用于水坝的设计和施工过程中,还可以用于水坝的监测和维护。
在实践中,通过三维激光扫描技术,可以及时探测到水坝表面的裂缝、位移等异常情况。
这些异常情况往往是水坝出现问题的先兆,因此及时发现并采取相应的措施,可以有效地预防水坝崩溃事故的发生。
同时,在水坝的维护过程中,三维激光扫描技术也可以为工程师提供详细的数据支持,帮助他们更好地了解水坝的状况,以便进行合理的维修和改进。
2. 高精度测量在渠道疏浚工程中的应用渠道疏浚工程是水利工程的重要组成部分,通过清除河道中的淤泥和杂草,保持渠道的畅通,确保水资源的正常使用。
在渠道疏浚工程中,高精度测量技术起到了关键的作用。
通过利用全站仪和GPS等测绘设备,在渠道疏浚前后进行测量和监测,可以获得渠道的几何信息和地形变化情况。
这些数据可以帮助工程师更好地了解渠道的状态,制定合理的疏浚方案,并评估疏浚效果。
另外,高精度测量技术还可以帮助工程师对整个渠道进行数字化建模,从而在渠道疏浚工程的规划和设计中提供重要的参考。
3. 遥感技术在水资源调查中的应用水资源是人类赖以生存的重要资源,科学合理地进行水资源调查至关重要。
遥感技术作为一种无需实地勘测,通过卫星或航空器获取地球表面信息的技术手段,为水资源调查提供了便捷和有效的方法。
通过利用遥感影像数据,可以获得大范围、高分辨率的地表信息。
激光雷达在城市水利工程中的应用创新随着科技的不断进步,激光雷达被广泛应用于各行各业。
其中,在城市水利工程中,激光雷达的应用创新发挥着重要的作用。
本文将从三个方面探讨激光雷达在城市水利工程中的应用创新。
首先,激光雷达可以用于测绘和监测。
在城市水利工程的建设中,准确的测绘是不可或缺的。
传统的测绘方法费时费力,而且准确度有限。
然而,激光雷达可以通过激光束扫描周围环境,实时获取地形和建筑物等信息。
这种高精度的测绘方法极大地提高了建设过程中的准确性和效率。
同时,激光雷达还可以实时监测城市水利工程的运行状况。
通过连续的激光扫描,可以对水库水位、水渠水流速度等关键参数进行实时监测和分析,及时发现问题并采取相应措施,保障城市水利工程的安全和稳定运行。
其次,激光雷达在城市水利工程中的应用创新还表现在风险评估和灾害预警方面。
城市水利工程常常面临一些自然灾害的威胁,如洪水、地质灾害等。
通过激光雷达的高精度测绘和监测,可以准确评估工程所处地区的风险等级。
例如,在河流防洪工程中,激光雷达可以对河道的形态进行精确测量,并通过模拟和分析,预测洪水的水流路径和波及范围,进而制定相应的防洪措施,并及时发布灾害预警,保障城市的安全。
最后,激光雷达在城市水利工程中的应用创新还包括智能化管理和维护。
随着城市水利工程规模的扩大和复杂性的增加,传统的管理和维护方式已经无法满足需求。
而激光雷达可以通过扫描获取大量的数据,结合人工智能技术和大数据分析,实现对城市水利工程的智能化管理。
例如,激光雷达可以实时监测污水管道的堵塞情况,通过数据分析和模型预测,预防和及时处理管道堵塞问题,提高城市水利工程的运行效率。
此外,激光雷达还可以自动识别和监测水库、水渠等设施的结构状况,识别潜在的破损和漏水问题,提前采取维护和修复措施,保障城市水利工程的可持续发展。
总之,激光雷达在城市水利工程中的应用创新为工程建设和运行管理带来了巨大的便利和效益。
通过激光雷达的精确测绘和实时监测,可以提高工程建设的准确性和效率,同时也为风险评估和灾害预警提供了科学依据。
激光雷达在水利工程中的创新应用近年来,随着科技的不断发展,新一代的激光雷达技术逐渐被应用于水利工程中,为工程师们在测量、监控和管理方面带来了革命性的突破。
这种创新应用不仅提高了水利工程的效率和精确度,还为水资源的合理利用和环境保护做出了积极的贡献。
首先,激光雷达在水利工程中的创新应用主要体现在测量领域。
传统的测量方法往往需要耗费大量的人力、物力和时间,而且存在测量误差的问题。
而激光雷达可以快速、高精度地获取地形、水体高程和河道边坡等信息,为工程设计和建设提供准确可靠的数据。
例如,在大型水库建设中,工程师们可以利用激光雷达获取水库周边地形的三维模型,从而更好地评估坝体稳定性与防汛能力。
其次,激光雷达在水利工程的监控方面具有广泛的应用前景。
水利工程的安全运行对于水资源的保护和人民生活的安全至关重要。
传统监控手段往往受限于人工检测的时间和范围,难以全面准确地掌握工程的运行状况。
通过激光雷达的远程监控技术,工程师们可以实现对水工建筑物、大坝、河道等各个部位的全面监测和预警。
一旦发现异常情况,系统会及时报警,确保水利工程的安全可靠。
此外,通过监测水文变化,激光雷达还能提供流量、潮汐等信息,为水资源的管理和调度提供科学依据。
激光雷达技术还为水利工程的管理提供了新的思路和方法。
在水利工程管理中,人员的日常勤务和巡查任务占据了大量的时间和精力。
而应用激光雷达技术,可以实现对水利设施的远程巡检和自动监控。
激光雷达可以通过扫描和捕捉设施表面的细微变化,自动识别并记录潜在的问题,节省了大量人力资源,同时也减少了统计误差。
此外,激光雷达还可以实时监测水污染和水质指标,为水资源的管理和保护提供了实时数据。
然而,激光雷达在水利工程中的创新应用仍然面临一些挑战和问题。
首先,激光雷达设备价格昂贵,对于一些贫困地区或基础设施薄弱的地方来说,仍然具有一定的难度。
其次,激光雷达技术的推广和普及仍然需要相关人员的专业技术和经验,加强对技术人员的培训和交流是非常必要的。
北京揽宇方圆信息技术有限公司COSMOS雷达卫星影像介绍COSMO-SkyMed是意大利空间地球观测系统。
由意大利航天局和国防部研制及运行,为军民两用系统。
其产品和服务被广泛用于风险管理、科学研究、商业应用以及国防情报领域。
该系统由4颗低轨中型卫星组成,每颗卫星搭载x波段高分辨率合成孔径雷达(SAR),根据不同图像尺寸和分辨率需求,具备多种观测模式。
1.聚束式:米级分辨率图像。
2.两种条带式:分别由两种不同的极化方式获得米级分辨率。
3.两种ScanSAR模式:获取中等分辨率(100米)的大范围图像。
利用四颗在轨卫星中的两颗卫星对地面同一点位置进行联合观测,可以得到地面三维SAR图像。
聚束模式:在聚束式工作模式下,雷达对某一场景的观测时间比标准条带式更长,从而增加了天线合成孔径,提高了方位分辨率。
COSMO-SkyMed雷达还有一种增强聚束模式,通过天线电子扫描,使波束中心位于成像中心之外,从而实现成像中心的扩散。
图7给出了该模式下对南非开普敦体育场的成像结果。
条带式:当卫星平台移动时,天线在地球表面扫过一条轨迹。
理论上,SAR雷达可以再其工作周期(约600秒)内扫过任意方位向距离。
最大可扫过约4500公里的距离。
条带式有两种不同的实现方式,一种是“Himage”,另一种是“PingPong”。
在Himage模式下,雷达发射/接收配置固定不变,从而接收到地面散射点的整个多普勒带宽信号。
方位向波束扫过的宽度为40公里,对应的数据采集时间为6.5秒。
在PingPong模式下,雷达利用条带映射方式进行成像,成像过程不同的极化方式交替切换(VV、HH、HV和VH)。
在此模式下,仅有部分方位向的合成孔径用于成像,因此方位向分辨率有所降低。
方位向波束扫过的宽度为30公里,对应的数据采集为5.0秒。
ScanSAR模式:该模式成像范围大,但空间分辨率较低。
因在不同的相邻子区域内进行周期性扫描而得名。
同样,其方位向分辨率相对聚束式有所降低,通过将一组条带图像拼接为一幅大的图像。
DOI:10.16660/ki.1674-098X.2018.32.066高分三号卫星SAR影像在水体信息提取中的应用①杨明军1 康冰锋1* 张珣1 曹殿才2 苗世源1(1. 中科遥感科技集团有限公司 天津 300384;2.吉林省航测遥感院 吉林长春 130051)摘 要:本文通过对高分三号的SAR影像进行预处理,包括辐射定标、复数据转换、多视处理、滤波处理以及转DB影像,对长春地区的影像进行水体提取操作,使用的方法为阈值法,并将提取的水体信息对比高分二号的高分辨率多光谱影像提取的水体信息,以确定水体提取的正确性。
关键词:高分三号 水体提取 合成孔径雷达中图分类号:TN957.52 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2018)11(b)-0066-05Abstract: In this paper, we discuss the water extraction operation with GF-3 satellite SAR image in Changchun area. At first, we preprocess GF-3 satellite SAR image, including radiation calibration, data conversion, multi-visual processing, filter processing and transfer the DB images. Then we extract water from the images using the method of threshold value, and check the correctness with water body information extracted from the GF-2 high resolution multispectral images.Key Words: GF-3; Water extraction; SAR (Synthetic Aperture Radar)①作者简介:杨明军(1985,6—),男,汉族,甘肃临洮人,本科,工程师,研究方向:航空摄影和地理信息。
关键词:水利工程;机载激光雷达技术;应用分析引言为提高水利工程测绘工作的质量与效率,当前应加强对各类先进测绘技术与产品的应用。
机载激光雷达技术的出现,能够在较短的时间内完成三维空间地理信息的采集,进而极大地提高了水利工程测绘工作的效率。
此外,在电力工程、交通运输行业以及国土资源调查等工作中,亦有该技术的应用。
1机载激光雷达技术的特点与应用领域分析1.1技术特点在应用机载激光雷达技术开展水利工程的测绘测量工作期间,由于全球定位系统可以实时的为测绘人员提供飞行装置的具体空间位置,所使用的激光扫描测距系统可以实时、准确的测量被测物体与飞行装置之间的相对位置。
另外,惯性导航系统可以实时显示飞行装置的姿态与轨迹等信息参数。
因而,通过上述三种系统的综合应用,可以实时、精确掌握地面物体的三维信息,进而为测绘工作提供更加全面的信息与参数。
其中,图1为机载激光雷达技术原理图。
相比于其他测绘技术与系统而言,机载激光雷达技术的特点与优势如下:①该技术的应用能够获取到更加清晰的影像资料与信息;由于该技术应用期间搭载了更加专业、先进的数码相机设备,因而在信息获取方面的能力更加强大;②该技术的应用能够获取到高密度三维点云。
在应用机载激光雷达技术开展测绘工作期间,由于用到了激光回波探测原理,因而与传统的航空测绘技术相比,该技术获取到高密度三维点云的能力显著提升;③自动化水平更高。
从最初的飞行装置设计,到后期的信息数据获取,再到信息数据的处理,全过程信息的处理都应用到自动化技术,因而效率与精确化程度非常高。
同时,由于GPS 技术的应用,可以实时显示出飞行装置的轨迹,从而避免漏拍等问题的发生;④该技术使用过程中的信息获取敏感性更高。
LIDAR系统能够穿透地表植被,从而获取到地面点数据,其敏感性更高;⑤生产周期短。
因为LIDAR系统能够直接获取到外方位元素,因而测绘过程中基本可以忽略地面控制点的影响。
同时,采用DEM与DOM的生产,因而成图效率能够提高40%左右。
基于水利工程测绘中激光雷达技术的应用研究摘要:近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,在水利工程测绘中,激光雷达技术发挥着重要的作用。
传统测量中工作人员的测量水平,也会较大程度影响测量结果的准确度。
通过对数字化测绘技术的合理应用,能弥补传统测量技术的不足,在提高测量质量的同时,降低测量成本。
本文首先分析激光雷达技术,其次探讨水利工程测绘中激光雷达技术的应用,可为类似工程提供借鉴。
关键词:水利工程;测绘技术;激光雷达引言激光雷达(简称LiDAR)是集成激光测距、定位、惯性导航和摄影测量功能于一体的高新测绘技术。
相较于传统测绘手段,具有全天时、作业效率高、植被“穿透”能力强等优势,尤其适用于高山峡谷等地形复杂地区数据采集,近年来备受业界关注。
低空无人机操作简单、易学易掌握、对天气和起飞降落场地要求低、智能化程度高。
1激光雷达技术激光雷达主要包括外业采集和内业处理两大流程,其中外业采集又细分成数据预处理、质量检查、数据采集、航飞准备和地面测量等环节,内业数据处理主要有成果精度质量检查、测绘产品生产和点云数据处理等。
(1)前期准备。
主要包括现场踏勘(确定起降场地)、航线设计规划、航飞范围确定、已有测量成果与气象资料收集、空域申请等,一般会考虑目标要求合理规划航飞摄影路线、范围,为了能够完全覆盖测区还要适当地外扩。
根据设备性能和测区特点等因素合理规划航飞路线,科学设置飞行高度、航飞重叠度和起降点。
(2)地面测量。
主要包括参考面与地面基站的测量。
前者是对获取的激光点平面高程数据利用特征点纠正,而特征点是提前布设的像控点或具有明显特征的点,在不同高程梯度区域内需要对高程特征点均匀分布;地面基站测量是在地面的高等级控制点上考虑航飞区间合理架设基站,以差分信号供飞机GPS使用,一般要在开始航摄前30min打开地面基站,完成航摄任务后30min内关闭基站,航摄期间要保持信号畅通且处于通电状态。
实际测量过程中,通过激光点校正、参数调整等操作保证点云数据精度。
基于水利工程测绘中激光雷达技术的应用研究发布时间:2023-03-01T06:55:47.782Z 来源:《中国建设信息化》2022年第20期作者:纪万坤[导读] 水利工程测量贯穿于水利工程勘察、建设、运营全过程。
纪万坤天津市水务规划勘测设计有限公司天津 300204摘要:水利工程测量贯穿于水利工程勘察、建设、运营全过程。
在勘察阶段需提供高精度地形图,建设施工阶段需精密放线及土方测量,运营阶段需进行变形监测。
目前传统水利工程测量还是用全站仪进行放线、监测,RTK进行地形测量,传统测量中需配置大量的人力物力,作业效率低,工作时间较长,并受地形环境因素影响较大,为测量工作带来许多困难。
基于此,对水利工程测绘中激光雷达技术的应用进行研究,以供参考。
关键词:水利工程;测绘技术;激光雷达;应用引言激光雷达技术诞生于20世纪60年代,是一种利用激光获得精确3D位置的距离探测技术,从广义上讲,可以看作是具有3d深度信息的照相机,被称为最具想象力的机器人眼睛。
激光雷达主要包括激光发射、扫描系统、激光接收和信息处理四个部分。
它利用激光发射器和光束扫描技术在红外线和可见光之间发射激光。
通过测量激光信号的时间差和相位差,描述周围物体的三维点云,以获得准确的距离和轮廓信息。
1激光雷达测绘技术概述激光雷达(LiDAR)是一种结合了激光发射和接收系统、惯性导航测量系统(IMU)和全球导航系统(GNSS)、电源模块和控制系统的系统。
根据遥测原理,激光雷达主要分为脉冲激光雷达和相位激光雷达,通常更适合于大规模地形测绘。
激光雷达系统是作为信号源由激光主动发射的脉冲激光束,当激光发射到不同的地面物体上时会引起散射,部分波返回激光雷达接收机,地面目标点与激光雷达之间的距离可根据激光测距原理计算。
在植被覆盖率高的地区,激光可以在一定程度上穿透植被,从而获得地面上的点云。
激光雷达通过连续地面扫描获得大量点云数据,存储地面目标点的三维坐标,并通过图像获得精确的三维模型。
激光雷达在水利工程检测中的应用方案随着科技的发展,激光雷达技术在各个领域的应用越来越广泛,而在水利工程检测中,激光雷达的应用方案也受到了越来越多的关注和重视。
本文将探讨激光雷达在水利工程检测中的应用方案及其优势。
一、地形测量和水文监测在水利工程建设过程中,地形测量和水文监测起着至关重要的作用。
而传统的地形测量方法往往需要大量的人力和物力投入,而且精度有限。
而激光雷达技术的出现,为地形测量和水文监测提供了一种更加高效、准确的方式。
激光雷达通过发射激光束并接收返回的反射信号来建立地物点云模型,实现对地形的三维重建。
它可以快速获取大范围的地貌信息,并且精度较高,可以达到亚米级别。
在水文监测中,激光雷达可以用于对水体的深度、面积等参数进行测量,可以实时监控水体的变化情况,为水利工程的运营管理提供科学依据。
二、堤坝和水闸监测堤坝和水闸是水利工程中至关重要的部件,其安全性和稳定性直接关系到整个水利系统的运行和安全。
因此,对堤坝和水闸进行定期的监测和评估是必不可少的。
激光雷达可以通过测量堤坝和水闸的形状、变形等参数,及时发现潜在的安全隐患。
激光雷达的高精度测量能力可以检测到微小的变形和裂缝,使得问题可以及早发现并解决。
同时,激光雷达还能够对堤坝和水闸周边的土地变化进行监测,及时预警可能的土地滑动和塌陷等灾害。
三、水质监测水质是水利工程中另一个重要的指标,对于水库、河流等水体的监测至关重要。
传统的水质监测方法往往需要采集样本,然后送往实验室进行分析,过程繁琐、耗时。
而激光雷达可以通过测量水体的散射和吸收特性,实现对水体的实时监测与评估。
激光雷达技术能够快速获取水体的反射光谱信息,并结合专业算法对水质参数进行实时分析与判定,如浑浊程度、水温、水中悬浮物含量等。
这种实时监测的方式可以大大提高水质监测的效率和准确性,为水利工程的水质管理提供有力支持。
总结激光雷达在水利工程检测中的应用方案是一种高效、准确的检测手段,可以有效解决传统方法存在的问题。
航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用摘要:随着现代科技的不断发展,水利工程的测量和地形测绘作业也迎来了技术更新换代的机遇。
航空摄影测量技术就是利用无人机的轻便灵活性,对目标区域进行人力不能及的全面测量,有效提升了测量效率,数据资料也更加精准可靠。
本文详细解释了航空摄影测量概念的内涵和应用优势,同时就航空摄影测量技术应用于水利工程测量作业的技术要点进行全面论述,力求为水利工程测量对航空摄影测量技术的应用有所助益。
关键词:航空摄影测量;水利工程地形测绘;技术应用引言:航空摄影测量技术在水利工程建设中应用于测量作业,需要通过无人机携带传感器镜头以及相关系统才能实现。
这种技术应用打破了人们对测量作业方式的传统认知,它精度极高,地面的细小物体也能清晰可见地完整测量。
它的问世及普及利用对水利工程测量是一大利好,有助于工程建设获取更精准的关键数据,确保工程建设圆满完成。
1.航空摄影测量航空摄影测量这个名称本身就具备比较明显的特征,它肯定服务于航空作业,通过摄影测量提供地面影像和数据资料。
它的测量精度极高,地面是任何细微物质都逃不过它的法眼。
这种强大功能来自于它本身携带的大量传感器,借助外界的可见光,红外线以及重力因素等完成测量,误差率极低。
举例来说,航空测量期间探测功能必不可少,它对飞行器所到之处的环境障碍物进行探测,利用紫外线传感器捕捉障碍物的紫外线,判定自己即时状态下到达该物质的距离后予以避让。
航空摄影测量经常应用于水利工程测量作业。
水利工程立项之后,相关单位需要采集工程水深以及温度等关键数据,传统的人工测量方式因为水中浮力作用导致测量误差,数据结果缺乏精准度,因而拉低了水利工程的各项标准,严重到一定程度会引发安全事故。
水利工程测量引入航空摄影测量后,不仅大幅提升了作业效率,测量精度也有了可靠保障。
航空摄影测量不受任何外部因素影响,它与GPS技术联手,无须摄像头,定位和数据采集更精准,误差更少。
2.航空摄影测量应用于水利工程地形测绘2.1.地形图测绘实质上,航空摄影测量技术应用于水利工程测量作业,就是要通过正交投影图像清晰展示地面上的中心投影图,期间模拟法以及分析法最为常用。