臺灣海峽寬度范文

時間:2023-03-22 11:08:23

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篇1

自古以來,臺灣就是中國的神圣領土,不可分割的一部分。臺灣與大陸只隔著一條臺灣海峽,它最深不過200米,最淺僅50米;寬度不過200公里,窄的僅130公里。在波濤浩瀚的太平洋中,臺灣海峽只不過是一條又淺又窄的小走廊??蓛砂度嗣竦膩硗鶇s困難重重,許許多多血肉相連的親人,就因為這一條淺淺的海峽把他們隔開了幾十年,幾百年……

去年暑假,我有幸跟隨廈門市青少年宮舞蹈團受邀到金門表演。為了去金門我們竟提前兩個月辦理手續(xù),拍照、登記、填表,樣樣都不能少,十分麻煩。哎,都是自家人,去一趟怎么就這么難呢?我們終于踏上了征途。去金門的那天,本來無知的我們還以為好遙遠,好遙遠。我們乘著“馬可波羅”號行駛了一小時就到了金門,真沒想到這么快,這么近。

到了金門,金門的政府特派了一些高中的大哥哥大姐姐給我們當向導,他們還特地制作了一幅巨大的歡迎布條在碼頭迎接我們,這讓我們感動極了。踏上金門的神圣土地,四處張望,我發(fā)現(xiàn)其實金門與我們福建大部分地區(qū)并沒有什么兩樣,語言相同,習俗相近,就連日常行為也差不多,我們感到十分親近,就像回到了家鄉(xiāng)一樣,并沒有想象中的隔閡與陌生,大家很快成了好朋友。

我們認識了佳蕙姐姐,“豆腐”哥哥和蔚彥姐姐,他們三個各有所長,能歌善舞,樣樣都通,可稱“全才”呢!還有一大群活潑可愛的金門小朋友。我們互相表演了精彩的節(jié)目,一路上,大家都是樂呵呵的。我們還游覽了金門的風景名勝,更令人驚喜的是,路上竟插滿了我們過去表演時的照片。

時間飛快,三天就要過去了,我們也要踏上回家的路,大家依依不舍,下次不知什么時候還能相見。大家互留了通訊方式。

離別時,佳蕙姐姐的一席話讓大家都哭了,“就要離別了,我們大家都流淚了,大家不要說再見,其實分開了并不代表情誼會改變。相信在不久的將來,我們一定會再見面?!?這時的佳蕙姐姐淚水和頭發(fā)都交織在一起,一個個淚流滿面。此時,不僅能說金廈距離很近,還能說金門人廈門人的心是一樣的,已經緊緊貼在了一起。大家都是盼望祖國能夠早日統(tǒng)一,美麗的寶島臺灣能早日回到祖國媽媽的懷抱里。

篇2

一、基于橋梁壽命耐久性的材料研發(fā)

1.橋梁全壽命與結構耐久性設計

傳統(tǒng)設計理論主要關注于結構的安全,沒有涉及橋梁使用期的管理、養(yǎng)護、維修、構件更新、拆除等諸多問題。同時,在投資決策上,只注重建設期的投資成本,而不重視橋梁整個壽命周期內的總成本。要卓越地跨越就需要逐步建立基于耐久性的全壽命設計理念,制定相應的規(guī)范和標準,使橋梁在設計和建造階段就考慮到全壽命的使用性能和要求。對于巨型橋梁工程,投資巨大,應提高橋梁的設計壽命。1500m以上跨度的應考慮200年壽命期。相應地,對鋼材和混凝土性能提出了更高的耐久性要求,還應開發(fā)耐腐蝕、耐疲勞的超高性能材料,以適應橋梁高壽命的需求。

2.高性能材料研發(fā)及其結構體系的創(chuàng)新

建造材料的革新始終是推動橋梁工程發(fā)展的主要動力之一。從20世紀40年代起,各類輕質高強的高性能復合材料陸續(xù)登場。纖維增強聚合物(FRP)以其輕質、高強、耐腐蝕的優(yōu)良性能成為一種頗具發(fā)展前途的新型材料。

FPR是各向異性材料,可根據工程需要采用不同材料、纖維含量和鋪陳方式等不同工藝設計出不同強度指標、彈性模量及特殊性能要求的FRP構件??梢灶A見,今后復合材料將更普遍地出現(xiàn)在橋梁工程中。伴隨著新型材料的應用,傳統(tǒng)橋梁結構體系可能從強度問題轉變?yōu)閯偠葐栴},因此必須加強研發(fā)與復合材料相匹配的新型橋梁結構體系;同時在計算、設計、制造、連接等方面,建立起一整套不同于傳統(tǒng)材料的設計理論和方法,推動橋梁工程進入新的發(fā)展時期。

3.超深水基礎建造技術

跨海長橋建設必然會遇到超深水基礎問題,目前已建橋梁的最大基礎水深長橋采用了“加筋土隔震基礎”和預制裝配的橋墩。而瓊州海峽中線和臺灣海峽的水深均超過80m,因此對于水深為65-100m的超深水水域,需要開發(fā)出一種既便于深水施工,又經濟耐久的新型深水基礎形式,同時還要研發(fā)相應的大型基礎施工裝備創(chuàng)新施工裝備和監(jiān)測設備的研發(fā)跨海長橋非通航孔的上部結構和下部基礎墩身一般采用預制結構,部件質量將接近萬噸級甚至更重,必須采用大型浮吊整體吊裝施工以減少海上作業(yè)。目前挪威的“天鵝號”起重能力則達到

9000噸。

4.跨海長橋建設目標實現(xiàn)發(fā)展路徑選擇

為了滿足未來跨海長橋建設的需要,應當開發(fā)大型浮吊和巨型造橋機等施工裝備。研發(fā)最先進的機電一體化技術,發(fā)展大型施工裝備(建筑機器人),使更大的上、下部預制構件都能迅速、準確就位。智能監(jiān)測設備(傳感器、診斷監(jiān)測儀、便攜式計算機)以及大型智能機器人施工設備的創(chuàng)造發(fā)明,將使橋梁的施工、管理、監(jiān)測、養(yǎng)護、維修等一系列現(xiàn)場工作實現(xiàn)自動化和遠程管理。

5.橋梁設計理論和技術的發(fā)展

與新理念、新材料、新工藝建造橋梁相匹配的橋梁設計理論將得到發(fā)展和完善;橋梁抗風和減、隔震技術將進一步發(fā)展以抵御強風、大震和惡劣天氣的影響。技術和計算機處理能力的不斷提高以及結構分析軟件的不斷進步將使橋梁設計更加精細化。在橋梁建設過程中實現(xiàn)繼機械化、電氣化、電子信息化之后的第4次工業(yè)革命――智能化,研發(fā)適合于橋梁工程的BIM軟件。

展望未來的橋梁工程,橋梁人將面臨許多挑戰(zhàn),但同時也將迎來可以跨越寬闊海峽、戰(zhàn)勝自然災害、化解颶風,具有全新姿態(tài)和功能,跨越能力卓越的新橋梁。

二、高性能材料在橋梁工程中的應用型革命進程

材料的進步對橋梁工程的促進是革命性的。木材、石材是天然材料,混凝土和鋼材特種人造材料在工業(yè)革命后成為土木工程的主要結構材料。除傳統(tǒng)混凝土與鋼材往高性能方向發(fā)展外,近20年來,F(xiàn)RP和智能材料也取得長足進展。本節(jié)主要介紹高性能混凝土和FRP材料。

1.超高性能混凝土

混凝土橋、鋼橋和鋼-混凝土組合橋梁的疑難問題長期懸而未決,根本原因是混凝土構件自重過大,組成結構的材料和連接的靜力或疲勞抗拉性能不足;而發(fā)展以UHPC材料為基礎的新型橋梁結構,有望根治以上重大疑難問題。解決鋼橋面結構開裂和鋪裝層破損的對策。面對正交異性鋼橋面鋼結構易疲勞開裂和鋪裝層頻繁破損的難題,采用強化抗拉能力的RPC替代傳統(tǒng)的鋼橋面瀝青混凝土鋪裝,形成鋼―RPC組合橋面結構。研究表明,這種橋面系能大幅提高鋼橋面的剛度,顯著改善鋪裝層的應力和降低鋼結構疲勞應力幅,可基本消除疲勞開裂的風險。該結構2011年應用于廣東省肇慶市馬房大橋鋼橋面,檢測結果表明,采用鋼-RPC組合橋面結構后,車載作用下鋼橋面縱肋和面板中的應力平均降幅分別達到80%和92%。

2.超高性能混凝土自重開裂問題

解決鋼-混凝土組合梁自重大及負彎矩區(qū)混凝土易開裂的對策。提高鋼-混凝土組合梁的抗裂安全性及降低自重,是擴大和完善鋼-混凝土組合梁在超大跨橋梁上應用的唯一出路。由于UHPC的高強和高彈模,與鋼結構組合協(xié)同受力的能力強大,故可直接將UHPC層澆注在鋼梁上,形成鋼-UHPC組合橋梁結構。通過對跨徑110m左右的傳統(tǒng)鋼-預應力混凝土組合連續(xù)箱梁橋與鋼-UHPC輕型組合梁橋對比計算,結果表明:鋼-UHPC輕型組合梁的抗裂能力是鋼-預應力混凝土組合梁的4倍,超載能力前者是后者的2.45倍,但自重僅為前者的47%,故有望徹底解決傳統(tǒng)鋼-混凝土組合梁負彎矩區(qū)易開裂和自重大的缺點。

3.纖維復合材料

CFRP材料憑借著其比強度高、抗疲勞、耐腐蝕等優(yōu)良性能脫穎而出,成為土木工程的研究熱點。CFRP索(筋)錨固體系的研發(fā)是CFRP材料應用于實際工程的關鍵問題之一。目前,CFRP筋錨固形式主要有粘結型錨具、夾片型錨具、復合型錨具。粘結型錨具。對以水泥砂漿為粘結介質的粘結型錨具的錨固性能進行了研究。梅葵花對直筒粘結型、直筒+內錐粘結型錨具的錨固性能和受力進行了對比試驗。方志等對CFRP筋表面形狀、粘結錨固長度、粘結介質、套筒內壁傾角等影響參數進行不同組合,得到了各設計參數對錨固性能的影響。

4.智能材料與納米材料

混凝土中加入納米材料,成為納米混凝土,可從微觀改善混凝土性能,在材料內部產生眾多具有特殊性能的界面相、改善界面摩擦耗能能力和局部塑形耗能能力,進而提高材料的強度、彈性模量、疲勞性能和阻尼性能;混凝土中加入適量纖維,成為纖維增強水泥基復合材料,可以限制裂縫的寬度,提高混凝土抗拉、抗彎和抗剪強度,大幅提高延性、韌性、抗疲勞、抗沖擊性能;加入乳膠微料、硅粉、甲基纖維素等聚合物增強摻合料,可制成具有大阻尼特征的混凝土。

通過摻加功能相材料,使傳統(tǒng)材料在保持原有基本力學性能不變的情況下,獲得一些特殊功能,是材料學科發(fā)展的一個主要趨勢。學習航空航天領域的“智能材料與結構系統(tǒng)”,混凝土領域的自感知混凝土、自集能混凝土、智能感知骨料等智能混凝土也獲得較大進展。以壓電陶瓷、磁致伸縮合金、形狀記憶合金以及電磁流變液等為代表的智能材料取得了長足進展。智能材料與土木工程的交叉融合是新興學科和研究方向的原動力,推動了智能土木結構的發(fā)展。與傳統(tǒng)結構相比,智能結構具有自感知、自控制、自修復、自愈合、自回復、自集能的特征。將智能感知材料、智能驅動和阻尼材料、壓電材料與土木工程結合,分別形成了結構健康監(jiān)測、結構振動控制、自集能智能結構研究方向。

三、小結

橋梁工程施工中對材料、理論、裝備、計算機技術的需求和應用效果方面,已經日漸形成具有較高應用水準的一個新局面。新世紀的橋梁工程有著更為廣闊的發(fā)展舞臺,同時也面臨著嚴峻的技術挑戰(zhàn),我們可以對未來橋梁工程結構、材料和施工發(fā)展的進程,呈現(xiàn)出具有無限美好的想象空間。

參考文獻

[1] 肖汝誠.橋梁結構體系[M].北京:人民交通出版社,2013.

篇3

關鍵詞:福建深滬灣;地殼運動;地震

Abstract: This paper describes Shenhuwan main causes, landscape and geological heritage, and accordingly on the Shanghai and Shenzhen Bay region crustal movement of the laws of the analysis, given the new Shiqiang Shenhuwan the basis of ancient earthquakes. Keywords: Fujian, Shanghai and Shenzhen Bay; crustal movement; earthquake

一、前言

福建深滬灣位于臺灣海峽西岸中段,福建省晉江市東南,泉州灣與圍頭澳之間。灣口朝東,灣口較大,約 4.5 km,比海灣東西寬度還長 250 m 左右,海灣呈腎狀。海灣的北岸是石獅市永寧鎮(zhèn),西岸是晉江市龍湖鎮(zhèn),西南和南岸是晉江的深滬鎮(zhèn)。在國內外所發(fā)現(xiàn)的古森林遺跡中,以日本的富士灣和我國福建晉江的深滬灣的海底古森林遺跡最為典型,其中日本的富士灣因發(fā)現(xiàn)沉水林的古樹種類多、數量大,己被確定為國際性遺跡加以保護,而我國深滬灣所發(fā)現(xiàn)的海底古森林以裸子植物的油杉為主,并有皂莢樹、桑樹、和南亞松(該種植物現(xiàn)今福建無分布)等,它們均屬典型的陸生植物,在該古森林遺跡的南側同時發(fā)掘出距今21000年左右的大片古牡礪礁遺跡,兩者相差14239年,上述古森林需要典型的陸域環(huán)境才能生長,古牡蝠礁則需要典型的海洋環(huán)境才能生存的,上述生長環(huán)境和生長年代差異巨大的生物在同一處出現(xiàn),這在世界上其它地方絕無僅有的。

二、深滬灣主要地質遺跡景觀及成因分類

深滬灣區(qū)域地質遺跡內容豐富多樣,典型美觀,具有很高的科學研究價值和旅游價值。公園內地質遺跡的成因主要有兩種:內動力地質作用和外動力地質作用。

1、由內動力地質作用形成的地質遺產主要有地質構造類、地層巖石類和新構造活動類等。其中地質構造類景觀主要表現(xiàn)為公園內發(fā)育的深滬~金井斷裂和衙口~丙洲斷裂兩條大斷裂及金井濱海動力變質帶中發(fā)育的一系列節(jié)理、劈理、韌性剪切帶和褶曲等地質景觀;地層巖石類主要表現(xiàn)為金井濱海動力變質帶中的混合巖、混合花崗巖、偉晶巖、細晶巖、基性巖脈及變質巖中的流變結構、脈體穿插、眼球構造及發(fā)育的捕虜體等地質景觀;新構造活動類主要表現(xiàn)為深滬灣海底古森林和古牡蠣礁等反映海平面變化遺跡類及龍湖和虺湖等堰塞湖景觀。

2、由外動力地質作用形成的地質遺產主要有地貌類、第四紀沉積物、水體類和風化殼類等。其中地貌類以海濱地貌為主,主要有島嶼、海蝕地貌、港灣、岬角、沙灘、沙丘、紅土臺地和災害地貌等地質景觀;水體景觀主要有龍湖和虺湖等湖泊及陽溪、湖漏溪、梅塘溪等河流;風化殼類景觀主要表現(xiàn)為古老基巖的風化及典型的網紋紅土剖面,第四紀沉積物,除了紅土臺地景觀外,最具科學價值的景觀是舊石器古人類活動遺址的深滬鎮(zhèn)軍營剖面等。

三、深滬灣地區(qū)地殼運動的論證

1、鉆孔揭示已發(fā)現(xiàn)的深滬灣3片海底古森林都分布在主要為晚更新世含礫砂粘土(局部為花崗巖風化土)構成的凹陷、槽地或洼地內,并且植根于這種松散沉積層中。在深滬灣淺灘和潮下帶海底多見由晚更新世含礫砂粘土構成的褐紅色、黃色的斑狀地塊散布,地塊之間的低洼處為全新世濱海相及海相沉積充填,也顯示了這種被埋藏的凹陷、槽地和各種低洼地貌。如果沉沒海底是因為地殼緩慢下沉或緩慢海侵所至,則這種古地形連同生長的古森林會被侵蝕、夷平,只有在快速下沉作用下才能保留大量的這樣被濱海相沉積埋藏和被海水淹沒的古地形。深滬灣海底展布的是一幅由強古地震造成的被埋藏的陸陷成海殘留的地震地貌圖像。2、較多古樹在大致相同時間內死亡并且相當部分古樹木發(fā)生傾斜、折斷,有的樹干折斷,橫臥在淺灘上,由于下部枝干被掩埋牽引,至今未被海水搬運;有的樹枝折斷后倒掛至今未與主干分離。這說明是由于強地震及其伴隨的快速下沉、快速海侵和快速被掩埋造成的。3、海底古森林中區(qū)淺灘中鉆孔揭示:生長古森林的低凹洼地表面含一層厚達20 cm的碳化、半碳化和未碳化的木頭碎片,并夾有不多的礫石,該礫石被推斷為構成低凹洼地的晚更新世含礫砂粘土海侵前被片狀水流侵蝕的產物。該層沒有因海侵而被侵蝕搬運,并且該層還含少量中細砂,粒度分析為海相沉積,含淡水-半咸水硅藻、咸水硅藻等多種硅藻。中細砂的形成可能是強古地震使地殼急劇下沉導致海侵,并攜帶中細砂摻入原先陸相坡積,在沖積層中形成的地震沉積相。在深滬灣,其灌入的物質是海相砂,很可能是強地震陸陷成海的另一種地震沉積相。此外,在生長古森林的古地形表面直接上覆的1 m余海相砂中含有較多的黃色小泥團,團塊粒徑約1~2 cm,這是更上部的瀉湖相沉積及現(xiàn)今深滬灣沿岸砂堤、砂丘中和灘面上所不能見到的。通常潮間帶海浪會把這種粘土團塊稀釋而不能保存,這種含粘土團塊的海相砂也應該是地震沉積相。4、深滬灣全新世又一次強古地震大約發(fā)生在距今2 000年左右,其根據是,通常深滬灣退潮時海面下4.2 m處(淺灘下1.2 m)所含有瀉湖沉積為距今2 800年±100年,一般認為當時的水動型海平面與今天大致相似,說明距今2 800年以來深滬灣已下沉約4 m;此外,深滬灣砂堤中下部的貝殼年齡為距今1 500年左右,說明距今1 500年以來深滬灣已較穩(wěn)定,已大致形成現(xiàn)今海岸。因此,其主要下沉時間在距今2 800~1 500年之間,推測為距今2 000年左右,這也是晚全新世深滬灣古地震的可能年齡此外,在距今2 800年的瀉湖沉積上覆有20 cm厚的紅色中細砂,與上覆1 m左右的淺黃、灰白色的潮間帶海砂明顯不同,推測該紅色砂為地震前的風成砂(現(xiàn)今深滬灣近岸砂丘中可見及),可能是由強古地震快速下沉殘留所致。5、地震后古森林部分被長期掩埋,至距今2 800年深滬灣掩埋古森林的主要為瀉湖相沉積。經計算,地震時(含地震后短時間的緩慢下沉)的沉積速率是地震后至距今2 800年沉積速率的11倍,而地震時下沉(含地震后短時間的緩慢下沉)速率(6.25 mm/a)是地震后至距今2800年下沉速率(0.25 mm/a)的25倍,沉積物的粒徑和顏色也顯示了從下而上由粗―細―粗和淺色―深色―淺色,即由海相(含地震沉積相)―瀉湖相―海相的沉積環(huán)境變化。

總之,深滬灣由于有海底古森林、古牡蠣灘、紅土臺地、古人類活動遺跡及豐富多彩的海蝕地貌等一批珍貴、稀罕的地質遺跡,使得該地區(qū)具有十分重要的科學價值和科考意義。

篇4

關鍵詞:無人機 航測 INPHO 風電場

中圖分類號:P23 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)12(b)-0080-02

風電以其可再生和清潔等特點,已經引起國家的重視,風電場已在電力行業(yè)中占有一席之地。近年來,隨著無人機技術的不斷發(fā)展,以及航空攝影測量技術在勘測領域的不斷深入,基于無人機的航空攝影測量技術目前已被廣泛應用于電力行業(yè)中。

福建省地處中國東南沿海,有著“依山傍?!钡牡乩硖攸c,九成陸地面積為山地丘陵地帶,臺灣海峽“狹管效應”賦予了福建得天獨厚的風力發(fā)電條件。但也正因為這些地理特點,對風電場的勘測工作帶來一定的難度。

基于無人機影像在INPHO平臺上的攝影測量技術是目前一種較新的測繪科技手段,以其快速獲取測區(qū)影像數據及其處理的特點,對中小測區(qū)尤其風電場建設前期勘察設計具有明顯的優(yōu)勢和重要意義。

1 無人機航攝技術簡介

無人機航攝系統(tǒng)是一種小型、先進技術與設備高度集成的系統(tǒng),與常規(guī)航攝系統(tǒng)相比具有以下特點:(1)執(zhí)行任務快捷、高效、輕便。(2)無需機場起降。(3)高度集成了飛行平臺、GPS導航系統(tǒng)、飛機控制裝置、通訊裝置和數碼傳感器及慣性導航測量裝置(IMU)。(4)較低的天氣條件要求。(5)維護簡單便捷。(6)工程安全風險較低。

2 INPHO系統(tǒng)介紹

INPHO系統(tǒng)是國際著名的專業(yè)數字攝影測量系統(tǒng),由斯圖加特大學阿克曼教授創(chuàng)建于德國,1980―1990年提供空三和地形建模產品,1990―2000年成為數字攝影測量的組件供應商,提供地形自動化提取和自動化三角測量的產品。其中包括MATCH-AT――空三加密、Match-T DSM――自動且精確提取DTM/DSM,OrthoMaster――影像正射糾正,Ortho Vista――自動高效的影像鑲嵌勻色等模塊等。與其他攝影測量系統(tǒng)比較,有很多獨到之處,其連接點匹配算法是基于特征級和最小二乘匹配相結合的多級影像金字塔匹配算法,其高精度、高效率的匹配特征能夠保證每張像片超過100個匹配的連接點,自動匹配有效連接點的功能強大,即使在沙漠森林等紋理比較弱的區(qū)域也可以很好地進行匹配,有效提高數字攝影、測量、制圖的質量、速度,對數字影像糾正、拼接、數據處理也有良好的效果,大大減少了人工參與度,提高工作效率。

3 工作流程

3.1 數據準備

生產數字正射影像圖之前,需要進行以下數據測量工作:通過無人機獲取測量區(qū)域航片影像;通過布設一定密度的像控點來調整成圖精度,在野外選取像控點時需要選擇地理環(huán)境特別區(qū),測量實際三維坐標,幫助空中三角進行平差解算,像片主距、像點坐標、框標坐標。

3.2 空三加密及區(qū)域網平差

在INPHO系統(tǒng)中進行空三加密:在系統(tǒng)中開始進行新建工程(相機文件設置;影像引入;GPS/IMU數據引入;像控點引入;設置航線等)。使用自動空三時,建立相鄰航片之間的連接結構,并且整合所有獨立航片,創(chuàng)造成穩(wěn)定的網狀連接狀態(tài)。使用外業(yè)控制數據。通過數字模型自動匹配模塊,使用高效影像匹配法,提取像對中相鄰的同名像點,自動獲取像對中存在的數字模型與高程模型,為正射影像圖提供糾正數據。

進入Match-AT模塊,選擇Postprocessing(adjustment only)進行區(qū)域網平差,根據區(qū)域網平差后各控制點的殘差值進行點位微調、刪除殘差較大的點,并通過人機交互式編輯方式使其控制點位盡量準確,直至各控制點的殘差值滿足測圖精度要求。

3.3 影像糾正

數字正射影像圖糾正是通過對工程項目導入相機數據、影像數據、區(qū)域高程模型等資料,對單張航片正射糾正,最終獲得單位航片區(qū)域正射影像圖。軟件的特點是采取通用空三處理結果與DEM數據,并且對航片之間的重疊度與糾正結果進行實時檢測。航拍需要一定重疊度來獲取航片,根據不同光照角度、光線強度以及曝光條件,使糾正后的影像在色彩上達到統(tǒng)一,并且確定自然分幅圖可以無縫連接,對后期影像拼接進行緩沖,保證影像具備均光功能。數字正射影像需要拼接工程文件,引入單片正射影像,加強拼接線,選擇影像較好的部分,最終裁切為符合使用要求的正射影像圖。

4 工程應用實例

4.1 數據獲取

該實驗風電場位于福建省某一山區(qū)內,其地勢西北高,東南低,呈層狀傾斜,以丘陵臺地為主。最高山峰主峰海拔約789 m。地表多為矮小但通行困難的灌木,局部地表為較茂密林地。溪河短淺,多獨流入海。場區(qū)共有擬建風機23臺,分為5個片區(qū)。由于距離海岸線相對較近,加上海拔高度較高,風速相對較大,風能資源豐富集中。較有利于利用航測法測制1∶2 000地形圖。

此次航攝設計相對飛行高度為700 m,航向設計重疊度為60%~75%,最旁向重疊度為30%~55%,采用Nikon D800相機作為航攝儀,相機焦距為36.170 67 mm。

4.2 數據情況

數據經過畸變糾正、格式轉換等預處理工作,像幅大小為7 360×4 912像素,像元大小4.88 μm;平均地面分辨率為0.10 m,影像色彩均勻、清晰、顏色飽和,部分影像含有少量云影,但符合相關規(guī)范的要求。

4.3 控制測量與調繪

根據飛行形狀結合實地情況,預計在各擬建風機位中心、進場道路附近以及測區(qū)外側共布平高像控點80個(考慮到測區(qū)植被多為樹林、草地、灌木等,大部分區(qū)域無適合作為外業(yè)控制點的明顯地物點,不能用傳統(tǒng)的方法布測外業(yè)像控點,因此該次以人工的方式,在航飛前對各航帶鋪設“地物點”標志,主要以紅色油漆、麻袋等組成,標志為1.5 m×1.5 m的正方形,外部以淺灰色填充,中心十字標志尺寸為1 m×1 m,寬度為0.1 cm,顏色為白色,實地布點時要選擇在視野開闊,周圍無水域等可能引起影像曝光過度的位置,不能在弧形地物及高程變化較大的斜坡處布設像控點)。

對野外現(xiàn)場進行外業(yè)調繪:對像片上各種明顯地物作性質、數量說明,具體調繪內容包括居民地、道路、管線、地貌、水系等。

4.4 空三加密及數字線畫圖生產

采用INPHO中進行空三加密,即經過影像輸入、內定向、自動生成連接點、控制點轉刺、區(qū)域網平差等計算過程。區(qū)域網平面位置中誤差為0.3 m,高程中誤差為0.26 m。

數字高程模型(DEM)利用外業(yè)控制點以及空三加密成果自動生成。

由自動空三成果數據恢復立體模型,將地物、地貌要素的采集根據《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形圖要素分類與代碼》進行人機交互式采集。因測區(qū)位于山區(qū),其范圍內居民地及其獨立地物相對較少,地物主要為地貌、道路及少量水系。

正射影像圖DOM是根據單張航片的內外方位元素和數字高程模型DEM,通過OrthoMaster模塊進行正射影像處理即通過影像重采樣糾正影像因地面起伏、飛機傾斜等因素引起的失真從而得到單張像片的正射影像,再通過OrthoVista模塊對圖像進行拼接處理,最終生成標準的正射影像圖。

4.5 立體模型檢查精度

將空三加密成果(外方位元素文件)導入海拉瓦攝影測量立體平臺中進行精度檢查。主要通過以下兩種方式,一種是檢查控制點在單模型中的精度和在不同模型中的精度差異,一種是檢查野外實測的檢查點與模型的精度差異。通過檢查發(fā)現(xiàn),控制點在單個立體模型中貼合較好,平面和高程誤差較小,且同一個控制點在不同立體模型中均貼合較好,模型差較??;同時,采集的野外檢查點在平面及高程上跟模型差別較小,符合實際工程情況要求。

5 該項目設計應用分析

利用基于無人機影像在INPHO平臺上的攝影測量技術,對福建某風電場進行了前期勘測及規(guī)劃選址工作,綜合考慮了風能資源、地形地貌以及交通運輸等條件,確定了每臺風機的位置,以獲得風電場最優(yōu)的發(fā)電量及經濟效益。其成果數據主要應用于:(1)風電場風機位排布及其容量計算;(2)風電場區(qū)域內地物分類及面積統(tǒng)計研究;(3)風電場區(qū)坡度分析;(4)居民地緩沖區(qū)分析和河流匯水線分析;(5)進場道路的運輸分析。

6 結語

福建地屬沿海,風能資源豐富,但由于福建省特殊的地理環(huán)境,海拔高、植被茂密、道路交通條件差等情況,采用人工野外實測地形點成本高、耗時長,不能滿足風電工程預可研階段對地形資料的快速獲取要求。利用無人機機動靈活、快速航攝等特點,在風速大、海拔高的情況下正確獲取測區(qū)范圍內的高分辨率影像,通過布設一定數量的像控點,結合高精度、高效率的INPHO數字攝影測量軟件進行空三加密,在航測數字測圖系統(tǒng)中進行地形圖測繪,并結合外業(yè)調繪數據、外業(yè)檢測點數據進行內業(yè)地形圖修測,高效提供了DLG等數據產品,精度滿足工程需求。

無人機攝影測量技術在風電場的規(guī)劃、設計選址等方面有著實質性的幫助:工作效率的提高、工程周期的縮短、外業(yè)工作量的減少等等,對我國新能源的開發(fā)利用、勘測技術手段的不斷提升也有著很大的推動作用。然而,無人機航測技術也存在一些不足:影像數據旋偏角受氣候影響不夠穩(wěn)定、影像數據量龐大、外控點較多等。因此,在無人機自身專業(yè)技術的提升以及針對具體項目的變通處理上都有著較大空間的深化研究空間。

參考文獻

[1]胡海友.基于Inpho的空三加密及正射影像制作方法研究[J].鐵道勘察,2013(6):12-15.