Using visibility analysis to improve point density and processing time of SfM-MVS techniques for 3D reconstruction of landforms     

Álvaro Gómez-Gutiérrez  Trent Biggs  Napoleon Gudino-Elizondo  Paz Errea  Esteban Alonso-González  Estela Nadal Romero  José Juan de Sanjosé Blasco 《地球表面变化过程与地形》2020,45(11):2524-2539

Image network geometry, including the number and orientation of images, impacts the error, coverage, and processing time of 3D terrain mapping performed using structure-from-motion and multiview-stereo (SfM-MVS). Few studies have quantified trade-offs in error and processing time or ways to optimize image acquisition in diverse topographic conditions. Here, we determine suitable camera locations for image acquisition by minimizing the occlusion produced by topography. Viewshed analysis is used to select the suitable images, which requires a preliminary digital elevation model (DEM), potential camera locations, and sensor parameters. One aerial and two ground-based image collections were used to analyse differences between SfM-MVS models produced using: (1) all available images (ALL); (2) images selected using conventional methods (CON); and (3) images selected using the viewshed analysis (VIEW). The resulting models were compared with benchmark point clouds acquired by a terrestrial laser scanner (TLS) and TLS-derived DEMs. The VIEW datasets produced denser point clouds (28–32% more points) and DEMs with up to 66% reduction in error compared with CON datasets due to reduction of gaps in the DEM. VIEW datasets reduced processing time by 37–76% compared with ALL, with no reduction in coverage or increase in error. DEMs produced with ALL and VIEW datasets had similar slope and roughness, while slight differences that may be locally important were observed for the CON dataset. The new method helps optimize SfM-MVS image collection strategies that significantly reduce the number of images required with minimal loss in coverage or accuracy over complex surfaces. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

2020年云南省巧家县M_S 5.0地震强震动记录初步分析     

赵昆  林国良  杨黎薇  崔建文 《地震地磁观测与研究》2020,41(3):200-208

2020年5月18日云南省巧家县发生M_S5.0地震,中国数字强震动台网的13个强震台站和昭通简易烈度计示范项目建设的43个烈度计台站,共接收168条强震动记录,经常规处理,绘制震区加速度峰值等值线图,并与云南地区常用地震动衰减关系进行对比,分析加速度峰值较大的几个台站频谱特性,计算地震动能量持时,讨论中小地震中高加速度峰值/低震害现象的成因,得到以下结论:(1) PGA等值线图形状较为平滑,其长轴呈NW—SE向展布;(2)云南地区常用地震动衰减关系预测值总体衰减趋势与观测值一致,但在近场(0—30 km)时,预测值基本偏小;(3)加速度峰值较大的几个台站记录主频集中在1—5 Hz;(4)小河镇台记录的能量持时较短,说明能量衰减较快,属脉冲型记录,不会对建筑物造成较大破坏。  相似文献   

Numerical study of sand scour with a modified Eulerian model based on incipient motion theory     

Qingqing Yuan  Min Zhao  Tong Ge 《Marine Georesources & Geotechnology》2018,36(7):818-826

Application of the standard Eulerian model to simulations of sand scour results in unrealistic phenomena. Therefore, the present work develops a modified Eulerian model based on sand incipient motion theory. The modified model is applied for simulating a two-dimensional single vertical jet and a moving planar jet. The simulation results generally demonstrate fairly good agreement with published results of scour profiles and the velocity contours of the water and sand phases. In addition, equations to describe self-similar scour profiles for the moving planar jet cases are given. The results demonstrate that the modified model efficiently and accurately simulates the two-dimensional sand scour produced by jets, particularly for the moving jet cases.  相似文献   

考虑地形起伏和障碍体破裂的汶川地震强地面运动数值模拟   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

赵由佳  张国宏  单新建  尹昊  屈春燕 《地球物理学报》2018,61(5):1853-1862

2008年5月12日四川汶川地区发生M_W7.9地震，震中位置103.4°E，31.06°N.这次地震造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域建筑物的严重破坏和人员的重大伤亡，且因为高山等地形复杂区域抢险救灾的艰巨性，为及时救援造成很大干扰.为更好理解地形因素对于强地面数值模拟结果的影响，建立了包含地形起伏影响及去除地形影响的两类模型.同时，依据震源破裂过程运动学反演结果，建立了包含障碍体破裂过程的震源滑动模型，实现断层分段、空间倾角以及滑移角的动态设定.基于动力学的地震动模拟方法，通过对地震波传播过程的数值计算和后处理分析，模拟由地震激发的区域强地面运动过程.结果显示：（1）强震动台站的断层距对地形效应具有放大或抑制作用，距离断层破裂带越近，地形效应越明显，反之，距离越远，则地形效应越微弱；（2）因为地形高差与障碍体的影响，地震造成的峰值可能出现在震中区域之外；（3）考虑地形影响模型的地表峰值速度（PGV）区域位于汶川与北川附近；而未考虑地形影响模型的PGV区域位于灌县—江油断层的后半段，处清平、安县附近；对汶川地震近实时强地面运动波场的模拟、峰值图谱的圈定及未来大地震强地面运动特征的预测都有重要指示意义.  相似文献   

黄土河谷场地地形放大效应的研究     

王良  卢育霞  马林伟  孔德政 《大地测量与地球动力学》2018,38(2):167-171

使用黄土河谷场地模型对地震动峰值加速度和频谱特征进行研究。结果表明，不同工况下各观测点PGA的放大比呈现出不同的变化规律。分析山顶和山谷各点的傅里叶谱以及谱比发现，在地形和土层共同作用下的放大效应是各自单独作用下放大效应的乘积。  相似文献   

黄土高填方场地地震动参数特性分析   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

来春景  朱彦鹏  王春青  马天忠 《地震工程学报》2018,40(6):1168-1173,1223

削山造地后形成的黄土高填方场地对地震动参数特性影响较大。以实际工程项目为研究对象,构造不同填土高度的计算剖面,采用一维等效线性化方法计算土层地震动参数,分析基岩地震动输入参数和填土高度对场地地表放大效应的影响。研究表明:场地地震放大系数随填土层的高度增加呈递减趋势。在多遇地震动和基本地震动作用下,场地地震放大系数递减速度比罕遇地震动和极罕遇地震动作用下要大。当填土高度达到一定程度后放大效应趋于平稳;填土高度的变化,会改变地表加速度反应谱的形状。填土高度越大,地表反应谱长周期的频谱成分越显著,反应谱曲线向后移,反应谱峰值点均明显向长周期移动,并出现多个峰值点,反应谱特征周期值变大;下伏基岩的刚度越大,地表峰值加速度的放大效应越大。地表加速度反应谱特征值相比变小。当填土高度增大到一定程度时,下伏基岩的种类对地表地震动特性影响则不明显。该研究成果对高填方场地的地震安全评价和结构抗震设计提供参考。  相似文献   

基于连续帧间差分的抛弃式探头三维下沉运动处理方法研究     

陈振涛  刘凤  王晓蕾  罗文 《海洋技术学报》2018,(2):7-12

抛弃式探头由无人机装载,能够在较远目标区域和危险海域开展海洋水文环境剖面参数的测量。通过安装不同传感器,可以实现对温度、盐度的剖面测量,其深度的测量采用数学方法计算得到。针对双摄像机水箱实验获得的5个不同攻角实验结果,分析了常用的运动目标的检测方法,最终选择基于连续帧间差分法,确定探头的三维坐标位置,进而得到探头下沉运动的三维运动轨迹和速度曲线等信息。探头从水面释放后攻角在下沉过程中不断调整,改变运动姿态,同时伴随自身的旋转,抵消水平方向阻力作用,初始攻角产生的深度测量误差主要体现在加速过程,探头达到匀速运动后测量误差不变,在不考虑横流的情况下,探头最后以匀速垂直下落运动。  相似文献   

大尺度雁列断层粘滑运动数值模拟     

王时  王想  陈定发  马广庆  王思思  董博 《地震地磁观测与研究》2018,39(6):23-30

通过ANSYS软件建立二维雁列断层模型，采用粘弹性力学参数，建立摩擦系数接触单元，模拟10万年时间大尺度雁列走滑断层活动（地震相关活动），分析挤压条件下的断层活动特征，研究结果表明：①断层时空区域不同，所受应力也不同，接近贯通区域重合地区所受应力较大，粘滑运动剧烈，由贯通区域向断层两侧逐渐延伸，所受应力依次减小；②摩擦系数越小，地震发生频率越高，地震运动周期越短，则位错量相对较小，易发生震级较小地震；摩擦系数越大，地震发生频率越低，地震运动周期越长，则位错量相对较大，易发生震级较大地震；③给定的边界挤压速率越大，地震发生频率越高，地震运动周期越短，则位错量增大，易发生震级较大地震。  相似文献   

深厚软土场地基岩地震动反演——以天津波为例          下载免费PDF全文

梁建文  张萍  何颖 《世界地震工程》2020,(3):001-11

根据天津波地表加速度记录和相应实测场地钻孔资料，采用等效线性化方法模拟土体非线性，进行了深厚软土场地基岩地震动反演，研究了频率截断对深厚软土场地基岩地震动反演的影响，为天津波地表加速度记录提供了相应的基岩地震动输入。研究表明:不同截断频率情况下，反演得到的基岩地震动峰值和反应谱曲线形状均相差悬殊，但反演后再正演所得到的地面运动与原地表记录相比，加速度时程曲线形状和峰值大小、反应谱曲线形状和峰值大小均非常接近；可根据工程需要对地表加速度记录进行不同频率的截断，反演得到所需强度的基岩地震动。  相似文献   

Efficient strong motion duration of pulse-like records for nonlinear structural analyses     

Constantinos C. Repapis  Petros P. Mimoglou  Vicky V. Dimakopoulou  Ioannis N. Psycharis  Ioannis M. Taflampas 《地震工程与结构动力学》2020,49(5):479-497

The special interest produced by near-field directivity records and their effect on structural response has given a new significance in the velocity time history, its pulse-like content, and relevant parameters and indices. Recent research has shown that directivity pulses inherent in these records govern the linear and the nonlinear response of a wide range of structures. Based on this observation, it is suggested in this paper that a truncated ground motion, limited to the duration of the predominant velocity pulse, can be efficiently used to predict the structural response, instead of the base motion with the total duration, reducing significantly the required runtimes. The proposed methodology is verified for a series of medium to high rise reinforced concrete buildings, for which nonlinear time-history analyses are performed for a vast suite of pulse-like near-field records applied as base excitations with their total duration and the proposed truncated one. Comparison of the results for the response displacements and forces shows very good agreement, permitting the acceptance of the pulse duration as the efficient strong motion time interval of the original record, which determines the response and, thus, it can be used for nonlinear structural analyses.  相似文献