隨著海平面上升和人類活動加劇,潮灘正面臨著嚴(yán)重威脅,掌握其形態(tài)變化規(guī)律是研究潮灘系統(tǒng)對外在條件響應(yīng)的直接手段。以江蘇斗龍港潮灘為研究對象,利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù),結(jié)合運(yùn)動恢復(fù)結(jié)構(gòu)（Structure from Motion,SfM）算法,重建潮灘三維點(diǎn)云,生成數(shù)字高程模型和正射影像,分析潮灘灘面及潮溝系統(tǒng)年內(nèi)變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:潮灘高程測量精度優(yōu)于9 cm,水平精度優(yōu)于2 cm;高程年內(nèi)變化較大,變幅高達(dá)±0.5 m;潮溝短歷時變化劇烈,無明顯季節(jié)性變化特征;潮溝發(fā)育過程中,寬深比范圍為10～25。無人機(jī)技術(shù)不僅可以監(jiān)測粉砂淤泥質(zhì)潮灘灘面變化趨勢,還可以觀測到衛(wèi)星難以捕獲的中小型潮溝短歷時發(fā)育過程,可為監(jiān)測河口海岸短周期動力地貌過程提供有力的技術(shù)支持。 

【文章來源】：水科學(xué)進(jìn)展. 2019,30(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

測量現(xiàn)場照片F(xiàn)ig．2Photosoffieldobservations表1無人機(jī)測量的關(guān)鍵參數(shù)和測量結(jié)果精度

本研究采用了Photoscan?，主要包括以下4個步驟［26］:(1)利用光束法平差進(jìn)行相機(jī)對齊。通過檢測和匹配重疊照片中的同名點(diǎn)，計(jì)算每個相片的外部相機(jī)參數(shù)(位置和方向)，并細(xì)化相機(jī)校準(zhǔn)參數(shù)。(2)估計(jì)相機(jī)的空間位置，計(jì)算每個同名點(diǎn)位置，建立密集點(diǎn)云。(3)在點(diǎn)云的基礎(chǔ)上構(gòu)建三維多邊形網(wǎng)格。(4)重建后的網(wǎng)格用于生成紋理、數(shù)字高程模型和正射影像。模型建立后生成的數(shù)字高程模型和正射影像具有相同比例尺，輸出為WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)。2．3潮溝尺寸參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法圖3潮溝斷面示意Fig．3Sketchmapofthattown寬深比(W/D)是潮溝寬度與深度的比值，很大程度上取決于潮溝臨界抗沖刷能力［45］。潮溝的寬度和深度是在Leopole等［46］提出的潮溝寬深判別方法基礎(chǔ)上改進(jìn)后計(jì)算得到的，該方法考慮了潮溝斷面的橫截面面積對其寬度和深度的影響。即先設(shè)定潮溝的基準(zhǔn)面［47］(圖3)，然后計(jì)算該基準(zhǔn)面與該潮溝最深的一點(diǎn)之間的高程差，將其作為潮溝深度。然后將該基準(zhǔn)面按照每個像素將潮溝橫截面分割成上千個梯形，計(jì)算這些梯形面積并累加，得到潮溝橫截面面積。橫截面面積與潮溝深度的比值即為潮溝寬度。3結(jié)果3．1樁頂沉降分析無人機(jī)三維建模精度十分依賴于控制點(diǎn)提供的三維空間坐標(biāo)精度，控制點(diǎn)精度越高，建模精度越高。因控制點(diǎn)放置于定點(diǎn)樁樁頂，隨時間推移，受水動力、灘面沉降的影響，控制點(diǎn)隨著定點(diǎn)樁可能會發(fā)生一定沉表2定點(diǎn)樁沉降量Table2Subsidenceof8fixedpiles定點(diǎn)樁序號A1A2A3A4A5A6A7A8沉降量/cm1．022．452．430．860．290．37－1．420．55降。2017年7月和12月分別對樁頂高程進(jìn)行

364水科學(xué)進(jìn)展第30卷圖5無人機(jī)SfM攝影測量與ＲTK測量高度的關(guān)系Fig．5ＲelationshipbetweentheelevationsofthetargetsextractedfromUAVSfMphotogrammetryandＲTK3．3潮灘高程變化研究區(qū)內(nèi)既有光灘又有互花米草，因此潮灘的高程變化體現(xiàn)在兩方面。圖6為不同時次的監(jiān)測結(jié)果，光灘分布于東側(cè)，互花米草分布于西側(cè)�；セ撞輩^(qū)由于植被遮擋，無人機(jī)技術(shù)無法測得灘面高程，僅能測得互花米草頂部高程。圖6(a)表示了2017年3—7月研究區(qū)高程變化，約為+0．5m，呈現(xiàn)較為明顯的淤積;互花米草區(qū)域高程變化較大，高達(dá)+1．5m，這是由于夏季互花米草生長較快所致。圖6(b)表示了2017年7—12月研究區(qū)域的高程變化，光灘區(qū)北部淤積，為+0．5～+1m，南部沖刷，約為－0．1m;互花米草區(qū)域高程平均降低0．3m，這是由于從夏季到冬季互花米草開始枯萎。圖6(c)表示了2017年12月—2018年4月研究區(qū)域的高程變化，光灘大部分區(qū)域淤積，約為+0．5m，中間部分沖刷，約為－0．2m;互花米草區(qū)域高程降低約0．5m，這是由于互花米草在冬季停止生長，之前枯萎的互花米草也會慢慢消亡。圖6(d)表示了2018年4—7月研究區(qū)域的高程變化，光灘區(qū)域整體表現(xiàn)為淤積+0．1～+1．2m;互花米草區(qū)域高程增加，約為+1m，這是因?yàn)榛セ撞菰诖杭鹃_始生長。圖6不同時期研究區(qū)域的高程變化Fig．6Elevationvariationofresearchareaindifferentperiods

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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