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无海面控制点的立体摄影海浪测量方法研究

姜文正 袁业立 王英霞

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无海面控制点的立体摄影海浪测量方法研究

姜文正, 袁业立, 王英霞

Study on stereo photography for ocean wave measurements in no sea control points

Jiang Wen-Zheng, Yuan Ye-Li, Wang Ying-Xia
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  • 介绍了一种无海面控制点的立体摄影海浪测量方法, 给出了其数学模型和相关算法. 文中利用海浪特性, 基于最小二乘法和海浪波面理论, 给出了一种新的外方位元素定标方式. 与传统的立体摄影定标方式相比, 该定标方式充分利用了平均海平面的性质, 既避免了海面控制点的需求, 又使测量数据更为直观, 同时还为基于运动平台的立体摄影海浪测量技术的发展提供了理论依据. 实验室实验表明基于本文发展的立体摄影测量系统精度较高, 可以用于海面微尺度波的测量; 现场实验表明基于本文发展的立体摄影测量系统测量面积可达104 m2 量级, 是一种有效的大尺度海浪测量手段.
    A novel stereo photography method is developed for ocean wave measurement, and the mathematical model and algorithm are also developed. A new exterior calibration technique is built by the least square method in combination with the sea wave theory. Compared with the conventional calibration technique, the present method does not need the sea control points are not needed. Thus, this novel stereo photography method can easily be extended to the measurement the sea waves on a mobile platform. The laboratory experiments show that the stereo photography system proposed in the present paper is accurate and can be used to measure Gravity-Capillary waves. Meanwhile, from the outfield experiments we can also find that our method is feasible to measure large-scale ocean wave and the measured area (overlay) is up to 104 m2.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号: 40531005)和国家海洋局第一海洋研究所基本科研基金(批准号: GY02-2012T01)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Key Program of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40531005) and the Basic Research Foundation of the First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, China (Grant No. GY02-2012T01).
    [1]

    Shemdin O H, Tran H M 1992 Photogram. Eng. Remote Sens. 58 311

    [2]

    Wanek J M, Wu C H 2006 Ocean Eng. 33 723

    [3]

    Santel F, Linder W, Heipke C 2004 Proceedings of the ISPRS Commission V Symposium Istanbul, Turkey, July 12--23, 2004 p708

    [4]

    Qiao F L, Yuan Y L, Yang Y Z, Zheng Q A, Xia C S, Jian M 2004 Geophys. Res. Lett. 31 11303

    [5]

    Thorpe S A 1995 Prog. Oceanogr. 35 315

    [6]

    Melville W K 1996 Annu. Rev. Fluid Mech. 28 279

    [7]

    Valenzuela G R 1978 Bdry-layer Met. 13 61

    [8]

    Ewans K C 1998 J. Phys. Oceanogr. 28 495

    [9]

    Stilwell J, Pilon D R O 1974 J. Geophys. Res. 79 1277

    [10]

    Holthuijsen L H 1983 J. Phys. Oceanogr. 13 191

    [11]

    Pos J D, Adams L P, Kilner F A 1988 Photogramm. Eng. Remote Sens. 54 1749

    [12]

    Shemdin O H, Tran H M, Wu S C 1988 J. Geophys. Res. 93 13891

    [13]

    Banner M L, Jones I S F, Trinder J C 1989 J. Fluid Mech. 198 321

    [14]

    Zhang X 2003 Exp. Fluids 35 653

    [15]

    Abdel-Aziz Y I, Karara H M 1971 Proceedings of the ASP/UI Symposium:Close-Range Photogrammetry Urbana, USA, January 26--29, 1971 p1

    [16]

    Holland K, Holman R, Lippmann T, Stanley J, Plant N 1997 IEEE J. Ocean Eng. 22 81

    [17]

    Vries S, Hill D, Schipper M, Stive M 2009 J. Coastal Res. 56 1484

    [18]

    Vries S, Hill D, Schipper M, Stive M 2009 Coastal Eng. 58 239

    [19]

    Bechle A J, Wu C H 2011 Coastal Eng. 58 305

    [20]

    Wei G, Ma S 1994 IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 16 469

    [21]

    Jiang W Z 2010 Ph. D Dissertation (Peking: Graduate School, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [姜文正 2010 博士学位论文 (北京:中国科学院研究生院)]

    [22]

    Zhang Z X, Zhang J Q 1997 Digital Photogrammetry (1st Ed.) (Wuhan: Wuhan University Press) p160 (in Chinese) [张祖勋, 张剑清 1997 数字摄影测量学 (第一版) (武汉: 武汉大学出版社) 第160页]

    [23]

    Wen S C, Yu Z W 1984 Ocean Wave Theory and Calculation Principle (1st Ed.) (Beijing: Science Press) p138 (in Chinese) [文圣常, 余宙文 1984 海浪理论与计算原理(第一版) (北京:科学出版社) 第138页]

  • [1]

    Shemdin O H, Tran H M 1992 Photogram. Eng. Remote Sens. 58 311

    [2]

    Wanek J M, Wu C H 2006 Ocean Eng. 33 723

    [3]

    Santel F, Linder W, Heipke C 2004 Proceedings of the ISPRS Commission V Symposium Istanbul, Turkey, July 12--23, 2004 p708

    [4]

    Qiao F L, Yuan Y L, Yang Y Z, Zheng Q A, Xia C S, Jian M 2004 Geophys. Res. Lett. 31 11303

    [5]

    Thorpe S A 1995 Prog. Oceanogr. 35 315

    [6]

    Melville W K 1996 Annu. Rev. Fluid Mech. 28 279

    [7]

    Valenzuela G R 1978 Bdry-layer Met. 13 61

    [8]

    Ewans K C 1998 J. Phys. Oceanogr. 28 495

    [9]

    Stilwell J, Pilon D R O 1974 J. Geophys. Res. 79 1277

    [10]

    Holthuijsen L H 1983 J. Phys. Oceanogr. 13 191

    [11]

    Pos J D, Adams L P, Kilner F A 1988 Photogramm. Eng. Remote Sens. 54 1749

    [12]

    Shemdin O H, Tran H M, Wu S C 1988 J. Geophys. Res. 93 13891

    [13]

    Banner M L, Jones I S F, Trinder J C 1989 J. Fluid Mech. 198 321

    [14]

    Zhang X 2003 Exp. Fluids 35 653

    [15]

    Abdel-Aziz Y I, Karara H M 1971 Proceedings of the ASP/UI Symposium:Close-Range Photogrammetry Urbana, USA, January 26--29, 1971 p1

    [16]

    Holland K, Holman R, Lippmann T, Stanley J, Plant N 1997 IEEE J. Ocean Eng. 22 81

    [17]

    Vries S, Hill D, Schipper M, Stive M 2009 J. Coastal Res. 56 1484

    [18]

    Vries S, Hill D, Schipper M, Stive M 2009 Coastal Eng. 58 239

    [19]

    Bechle A J, Wu C H 2011 Coastal Eng. 58 305

    [20]

    Wei G, Ma S 1994 IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 16 469

    [21]

    Jiang W Z 2010 Ph. D Dissertation (Peking: Graduate School, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [姜文正 2010 博士学位论文 (北京:中国科学院研究生院)]

    [22]

    Zhang Z X, Zhang J Q 1997 Digital Photogrammetry (1st Ed.) (Wuhan: Wuhan University Press) p160 (in Chinese) [张祖勋, 张剑清 1997 数字摄影测量学 (第一版) (武汉: 武汉大学出版社) 第160页]

    [23]

    Wen S C, Yu Z W 1984 Ocean Wave Theory and Calculation Principle (1st Ed.) (Beijing: Science Press) p138 (in Chinese) [文圣常, 余宙文 1984 海浪理论与计算原理(第一版) (北京:科学出版社) 第138页]

  • [1] 白立春, 孙劲光, 高艳东. 气泡在超声场中绕圈运动的高速摄影及其图像分析. 物理学报, 2021, 70(5): 054701. doi: 10.7498/aps.70.20201381
    [2] 徐山森, 常健, 吴宇昊, 沙莎, 魏炳波. 液态五元Ni-Zr-Ti-Al-Cu合金快速凝固过程的高速摄影研究. 物理学报, 2019, 68(19): 196401. doi: 10.7498/aps.68.20190910
    [3] 迟静, 李小雷, 高大治, 王好忠, 王宁. 利用海浪噪声自相关实现散射体无源探测. 物理学报, 2017, 66(19): 194304. doi: 10.7498/aps.66.194304
    [4] 王英霞, 姜文正, 乔方利, 陈思宇. 一种适于海浪测量的立体摄影物理模型. 物理学报, 2017, 66(5): 059201. doi: 10.7498/aps.66.059201
    [5] 李伦, 吴雄斌, 徐兴安. 基于优化理论的高频地波雷达海浪参数反演. 物理学报, 2014, 63(3): 038403. doi: 10.7498/aps.63.038403
    [6] 辛成运, 程晓舫, 张忠政. 基于有限立体角测量的谱色测温法. 物理学报, 2013, 62(3): 030702. doi: 10.7498/aps.62.030702
    [7] 周武杰, 郁梅, 禹思敏, 蒋刚毅, 葛丁飞. 一种基于超混沌系统的立体图像零水印算法. 物理学报, 2012, 61(8): 080701. doi: 10.7498/aps.61.080701
    [8] 邢长明, 刘方爱, 徐如志. 无标度立体Koch网络上随机游走的平均吸收时间. 物理学报, 2012, 61(20): 200503. doi: 10.7498/aps.61.200503
    [9] 刘磊, 费建芳, 黄小刚, 程小平. 大气-海浪-海流耦合模式的建立和一次台风过程的初步试验. 物理学报, 2012, 61(14): 149201. doi: 10.7498/aps.61.149201
    [10] 代煜, 张建勋. 基于双路偏振影像分光的立体视觉. 物理学报, 2011, 60(8): 084205. doi: 10.7498/aps.60.084205
    [11] 张亮, 黄思训, 杜华栋. 散射计资料对台风海平面气压场的反演和定位的新方法研究. 物理学报, 2011, 60(11): 119202. doi: 10.7498/aps.60.119202
    [12] 刘甲雪, 孔祥木. 无标度立体Koch网络的建立及其结构性质研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2244-2249. doi: 10.7498/aps.59.2244
    [13] 江斌, 刘安金, 陈微, 邢名欣, 周文君, 郑婉华. 立体耦合光子晶体薄板微腔的高Q值特性研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8548-8553. doi: 10.7498/aps.59.8548
    [14] 刘新国, 孙海竹, 刘会荣, 张庆刚. O++H2及其同位素取代反应的立体动力学研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7796-7802. doi: 10.7498/aps.59.7796
    [15] 孔浩, 刘新国, 许文武, 梁景娟, 张庆刚. He+H+2及其同位素取代反应的立体动力学研究. 物理学报, 2009, 58(10): 6926-6931. doi: 10.7498/aps.58.6926
    [16] 王晓雷, 翟宏琛, 王 毅, 母国光. 超短脉冲数字全息术中的立体角分复用技术. 物理学报, 2006, 55(3): 1137-1142. doi: 10.7498/aps.55.1137
    [17] 史新, 李新洲. 立体欠缺角和排斥力. 物理学报, 1991, 40(3): 353-358. doi: 10.7498/aps.40.353
    [18] 缪竞威, 杨百方, 郝士琢, 蒋增学, 师勉恭, 陈显邦. H3+立体化学结构的测量. 物理学报, 1985, 34(10): 1315-1321. doi: 10.7498/aps.34.1315
    [19] 母国光, 王肇圻, 吴法祥, 张能裕. 白光处理系统中用散斑编码作立体投影. 物理学报, 1982, 31(11): 1547-1553. doi: 10.7498/aps.31.1547
    [20] 汪承灏, 张德俊, 宗健. 空化乳化机制的高速摄影实验研究. 物理学报, 1977, 26(5): 381-388. doi: 10.7498/aps.26.381
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-15
  • 修回日期:  2012-06-05
  • 刊出日期:  2012-06-05

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