細(xì)溝侵蝕是我國黃土高原地區(qū)水土流失的主要方式之一,監(jiān)測坡面細(xì)溝形態(tài)演化過程及量化細(xì)溝形態(tài)對深入研究細(xì)溝侵蝕發(fā)生的機(jī)理和演化十分重要。然而,現(xiàn)有的技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)在連續(xù)降雨條件下,從時空兩個維度對土壤侵蝕過程進(jìn)行觀測。為解決這樣一個技術(shù)難點(diǎn),本研究開發(fā)了一種基于無線組網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字近景攝影觀測系統(tǒng),該系統(tǒng)通過對連續(xù)降雨條件下不同時間節(jié)點(diǎn)的土壤侵蝕坡面進(jìn)行數(shù)字影像的瞬時采集、雨滴噪聲去除、點(diǎn)云匹配、三維重建等操作,實(shí)現(xiàn)了土壤侵蝕坡面形態(tài)演化過程的動態(tài)監(jiān)測。同時,基于該觀測系統(tǒng),通過室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn),對黃土坡面細(xì)溝侵蝕演變過程及不同土壤類型的坡面侵蝕溝發(fā)育過程進(jìn)行了研究。計算了土壤侵蝕量、輸沙率、侵蝕速率等物理量,提取了坡面侵蝕細(xì)溝網(wǎng)絡(luò),量化了坡面細(xì)溝的形態(tài)特征,并分析了侵蝕細(xì)溝的時空變化特征,實(shí)現(xiàn)了土壤侵蝕下墊面數(shù)字化表達(dá),以期為土壤侵蝕過程的研究提供新的途徑,從而推動土壤侵蝕過程、機(jī)理、建模等基礎(chǔ)性研究的發(fā)展。本文主要研究結(jié)論如下:（1）研發(fā)了一種在連續(xù)降雨過程中對土壤侵蝕坡面動態(tài)監(jiān)測的數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)。經(jīng)過精度和準(zhǔn)確度檢校顯示,該系統(tǒng)的精度可達(dá)到亞毫米級,最小測量誤差為0.0069 ... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)陜西省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線

第2章研究內(nèi)容和方法15圖2.2土槽及坡面凹槽布設(shè)Figure2.2layoutofthesoilpanandgroove2.3.2.1精確度檢驗(yàn)為了檢驗(yàn)數(shù)字近景攝影觀測技術(shù)的觀測精確度，采用該技術(shù)對6把具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)尺進(jìn)行重復(fù)測量。將具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)尺均勻地布設(shè)于土槽表面（圖2.3），并在土槽表面任意位置布設(shè)兩個標(biāo)靶以進(jìn)行長度約束，六把標(biāo)尺的編號及尺寸見下表2.1。采用數(shù)字近景攝影觀測法，在相同的光照和紋理條件下重復(fù)拍照60次，每次采集60×12張照片。單獨(dú)對每次的照片集合進(jìn)行匹配計算獲得該標(biāo)尺的密集點(diǎn)云，并得到標(biāo)尺上兩個標(biāo)靶中心點(diǎn)之間的距離的平均值及精度指標(biāo)，然后將觀測值與實(shí)際值之間進(jìn)行對比，選取中誤差作為衡量該系統(tǒng)觀測精確度的指標(biāo)對60次測量的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。圖2.3標(biāo)尺布設(shè)位置圖Figure2.3Positionofrulers

第2章研究內(nèi)容和方法15圖2.2土槽及坡面凹槽布設(shè)Figure2.2layoutofthesoilpanandgroove2.3.2.1精確度檢驗(yàn)為了檢驗(yàn)數(shù)字近景攝影觀測技術(shù)的觀測精確度，采用該技術(shù)對6把具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)尺進(jìn)行重復(fù)測量。將具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)尺均勻地布設(shè)于土槽表面（圖2.3），并在土槽表面任意位置布設(shè)兩個標(biāo)靶以進(jìn)行長度約束，六把標(biāo)尺的編號及尺寸見下表2.1。采用數(shù)字近景攝影觀測法，在相同的光照和紋理條件下重復(fù)拍照60次，每次采集60×12張照片。單獨(dú)對每次的照片集合進(jìn)行匹配計算獲得該標(biāo)尺的密集點(diǎn)云，并得到標(biāo)尺上兩個標(biāo)靶中心點(diǎn)之間的距離的平均值及精度指標(biāo)，然后將觀測值與實(shí)際值之間進(jìn)行對比，選取中誤差作為衡量該系統(tǒng)觀測精確度的指標(biāo)對60次測量的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。圖2.3標(biāo)尺布設(shè)位置圖Figure2.3Positionofrulers

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于張正友標(biāo)定法的紅外靶標(biāo)系統(tǒng)[J]. 王譚,王磊磊,張衛(wèi)國,段曉韜,王婉麗.  光學(xué)精密工程. 2019(08)
[3]一種針對近景攝影測量的相機(jī)標(biāo)定方法[J]. 楊冬.  經(jīng)緯天地. 2019(03)
[4]一種利用多個小標(biāo)定板的多相機(jī)外參數(shù)標(biāo)定方法[J]. 王安然,郝向陽,程傳奇,賈開開.  測繪與空間地理信息. 2019(06)
[5]連續(xù)降雨下不同礫石含量工程堆積體土壤侵蝕[J]. 呂佼容,張文博,胡錦昇,駱漢,謝永生.  水科學(xué)進(jìn)展. 2019(02)
[6]基于改進(jìn)RANSAC的點(diǎn)云關(guān)鍵點(diǎn)匹配[J]. 趙凱,朱愿,謝楓.  智能計算機(jī)與應(yīng)用. 2018(06)
[7]黃土坡面細(xì)溝水動力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 楊大明,高佩玲,張晴雯,劉小媛.  泥沙研究. 2018(04)
[8]細(xì)溝發(fā)育與形態(tài)特征研究進(jìn)展[J]. 沈海鷗,鄭粉莉,溫磊磊.  生態(tài)學(xué)報. 2018(19)
[9]水土保持在水利可持續(xù)發(fā)展中的作用[J]. 狄正南.  農(nóng)業(yè)科技與信息. 2018(11)
[10]改進(jìn)的SIFT算法在圖像特征點(diǎn)匹配中的應(yīng)用[J]. 完文韜,楊成禹.  長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)

碩士論文
[1]延河流域不同尺度水文連通性研究[D]. 劉時城.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[2]基于立體全景相機(jī)的空間幾何信息提取方法研究[D]. 楊軍星.北京建筑大學(xué) 2017
[3]數(shù)字近景立體攝影系統(tǒng)高精度標(biāo)定方法研究[D]. 黃致堯.南京師范大學(xué) 2012



本文編號：3424372