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基于向量扫描法的微地震震级确定方法
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作者 冯彦军 梁北援 《地震科学进展》 2023年第3期115-119,共5页
对地震记录中显著可视事件震级的确定,已有如里氏震级、矩震级、不同定义的震级之间的关联、震级与能量之间的关系等成熟方法。然而,由于微地震事件记录常淹没在背景噪声中,无法实施包括确定震级在内的传统定位。为比较不同类型不同地... 对地震记录中显著可视事件震级的确定,已有如里氏震级、矩震级、不同定义的震级之间的关联、震级与能量之间的关系等成熟方法。然而,由于微地震事件记录常淹没在背景噪声中,无法实施包括确定震级在内的传统定位。为比较不同类型不同地域的微震大小、研究微震机制及诱发原因、使用其安全预警等,我们外延里氏震级到微震范畴,定义了等效里氏微震震级:根据微破裂向量扫描输出的无量纲能量或最小信噪比,估计一定时空中单位时间单位台站所接收的在时空目标一点上的等效能量和震级。文中列出了目前我们在微震监测中发现的几类微震的大小规模。 展开更多
关键词 微地震 里氏震级 微震监测 向量扫描 信噪比
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微破裂向量扫描技术在压裂监测中的应用 被引量:18
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作者 王磊 杨世刚 +4 位作者 刘宏 张德顺 郭炳平 杨英才 梁北援 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期613-619,537,共7页
对微破裂向量扫描技术在地表观测的微地震压裂监测中的应用进行了试验和讨论。通过不同岩性条件下直井、斜井和水平井压裂监测等多个应用实例的试验研究,讨论分析了微破裂向量扫描技术应用成功必须解决的几个重要问题:①在时间上精确同... 对微破裂向量扫描技术在地表观测的微地震压裂监测中的应用进行了试验和讨论。通过不同岩性条件下直井、斜井和水平井压裂监测等多个应用实例的试验研究,讨论分析了微破裂向量扫描技术应用成功必须解决的几个重要问题:①在时间上精确同步、与大地良好耦合的专用微震监测仪器;②在远离压裂车群1~3km的环形地域内定量优选安静处布设离散监测地震台网;③对向量扫描输出的破裂能量分布的解释,必须在分辨出压裂段近处的压裂裂缝、由于振动波型叠加特性引起的伪能量斑点以及远处不连通的诱发破裂的较高能量带的基础上,作出服从物理力学原理和可能的最逼近真实的裂缝时空分布特性解释。通过与井下邻近观测压裂监测解释结果的对比验证,说明了地表观测的微破裂向量扫描技术的可行性和可靠性。 展开更多
关键词 微地震压裂监测 地表微地震观测 向量扫描 震源机制 破裂能量分布
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微动面波的介质响应和H/V谱特征研究 被引量:15
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作者 杨奎 梁北援 +1 位作者 刘澜波 孙春岩 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2012年第4期1782-1787,共6页
目前,微动面波信息研究的主要方法是对面波中的Rayleigh波成分进行相关性分析.为了充分有效的利用面波信息和提高识别的准确度,本文基于微动面波H/V谱的基本原理,通过对给定模型的数值计算,得到了微动面波的介质响应曲线和H/V谱,分析了... 目前,微动面波信息研究的主要方法是对面波中的Rayleigh波成分进行相关性分析.为了充分有效的利用面波信息和提高识别的准确度,本文基于微动面波H/V谱的基本原理,通过对给定模型的数值计算,得到了微动面波的介质响应曲线和H/V谱,分析了面波中Rayleigh波和Love波多模式波的介质响应和H/V谱特征.结果表明微动面波的介质响应特征与地层界面具有一定的对应关系,且在H/V谱中Rayleigh波和Love波的主频具有一致性,Love波的利用对H/V谱具有增强作用,文中也指出了H/V谱法在高频应用领域中有待进一步解决的问题.由于该方法使用的是地微动噪声中的面波信息,不需要专门的震源,因此具有经济快捷、应用范围广泛等优点,将可能成为一种新的有很好应用前景的地球物理勘探方法. 展开更多
关键词 微动 面波 频散函数 频散曲线 介质响应 H/V谱
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地质雷达双域数据处理软件及其应用 被引量:9
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作者 梁北援 郭铁拴 申旭辉 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2005年第2期443-445,共3页
美国影象有限公司(GeoImage,LLC)开发的“基特雷达”(GitRadar)软件,既可进行时间域的分析,又能直观地在深度域执行反射波振幅或能量的迭加分析.该软件包括一般的二维,三维等绘图支持,且自动化程度较高,普通技术人员经过简单培训即可操... 美国影象有限公司(GeoImage,LLC)开发的“基特雷达”(GitRadar)软件,既可进行时间域的分析,又能直观地在深度域执行反射波振幅或能量的迭加分析.该软件包括一般的二维,三维等绘图支持,且自动化程度较高,普通技术人员经过简单培训即可操作使用.文中给出两个应用实例. 展开更多
关键词 地质雷达 软件
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微破裂向量扫描在L606-6井压裂微震监测中的应用 被引量:5
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作者 赵超峰 张伟 +5 位作者 田建涛 任丽莹 王建立 杜明 郭启良 梁北援 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第4期1279-1287,共9页
为评估压裂效果及地面监测质量,进行了L606-6井地面微震监测应用研究。监测过程严格执行了安静处布台和有效去噪等应用VS的必要条件,最大限度地提高了信噪比,获得了微震释放能量的平均最小信噪比为3.6%。研究结果表明,微地震时间间歇性... 为评估压裂效果及地面监测质量,进行了L606-6井地面微震监测应用研究。监测过程严格执行了安静处布台和有效去噪等应用VS的必要条件,最大限度地提高了信噪比,获得了微震释放能量的平均最小信噪比为3.6%。研究结果表明,微地震时间间歇性和空间随机跳跃性明显,开始破裂需要的积累能量的时间较短,以后逐渐延长;缝网形成过程中每个重要时段的微震群发生的地域和范围仅是整个最后裂缝带中的局部,包括稍远处被诱发的震群,直到形成最后缝网;除几个构成缝网主要形状的特征时段外,多数微震活动的重要时段显示了这些微震在加密缝网,或者“填空”;此地域的最大主压应力的方向很可能在水平方向,且在NE30°和NE90°之间。这是一次较典型的水力压裂及其微震监测。借鉴L606-6井地面监测结果,对该块在L606-6井附近的三口井进行了压裂,并进行了井中微地震监测,四口井的裂缝走向和尺度基本一致,某种程度上验证了地面监测结果的可靠性。 展开更多
关键词 水力压裂 微地震 向量扫描 信噪比 监测
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对微地震监测的最大挑战:目标特性不明 被引量:12
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作者 梁北援 王建立 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第13期14-21,共8页
不明确监测目标的特性对微地震监测的技术路线,甚至每一细节影响极大。由于观测点与目标由固体远隔,微地震监测和检验的可靠性比监测隐形航空器和航海器还要艰难。微地震最重要的两个特性是微小且通常是剪切破裂或具有剪切破裂成分,这... 不明确监测目标的特性对微地震监测的技术路线,甚至每一细节影响极大。由于观测点与目标由固体远隔,微地震监测和检验的可靠性比监测隐形航空器和航海器还要艰难。微地震最重要的两个特性是微小且通常是剪切破裂或具有剪切破裂成分,这与爆炸或天然大震甚至地方小震有重大差别。微地震监测的中心任务是使用三分量的地震台网,在仪器研制、数据采集、去噪、计算与解释中,尽力获得和提高有效信噪比。当前微地震监测最关键的是可行可靠的数据采集,尤其在地面。讨论并列举了其他挑战,尤其是井中邻近监测的可靠性。 展开更多
关键词 微地震 监测 被动地震 信噪比 天然地震 勘探地震
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微地震及其监测综述——走向基于低信噪比的微破裂向量扫描 被引量:1
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作者 梁北援 常力 +9 位作者 房大志 甘宇 张军 王建立 冯彦军 王文光 郭炳平 杜明 王会卿 扬英才 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2023年第1期47-75,共29页
微地震是岩石的微小破裂.微地震的另一个重要特性是剪切破裂或具有很强的剪切破裂成分.通常人们感兴趣的是监测与生产生活密切相关的微震活动,为环保、安全、提高生产效率、以及一般地学科研提供参数和建议.观测微震信号,以及对其实施... 微地震是岩石的微小破裂.微地震的另一个重要特性是剪切破裂或具有很强的剪切破裂成分.通常人们感兴趣的是监测与生产生活密切相关的微震活动,为环保、安全、提高生产效率、以及一般地学科研提供参数和建议.观测微震信号,以及对其实施的数理、地质、工程等的分析研究,构成整个微震监测系统.对此系统的每一步骤,从观测仪器研制、微震台网布设、微震记录的整理和去噪、微震或其释放能量分布的定位,到分析微震时空活动规律,以及这些规律与监测目标之间关联的解释,都必须从上述微震的两个特性出发.微震监测照搬常用勘探地震学和一般小震以上的天然地震学软硬件是不恰当的.微震监测方法的研发必须严格服从地震学基本原理并进行大量实验.本文对微震及其监测进行了一般综述,说明了由于微震的两个重要特性及其监测的艰难程度,也由于微震监测成为伴随生产生活的性价比较高的常规手段的需求,而不得不研发基于微小信噪比数据记录、实施地面监测的微破裂向量扫描技术,较详细地描述了其原理、微震仪器、台网布设原则、去噪、分析解释原则、和应用中所得到的重要分析结论,以及目前存在的技术问题和展望. 展开更多
关键词 微地震 监测 非常规 向量扫描
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NC区块页岩气水平井压裂微震实时监测 被引量:5
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作者 房大志 谷红陶 +2 位作者 钱劲 甘宇 梁北援 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2022年第2期577-587,共11页
页岩气储层压裂时微震微小、对其地面监测的记录数据信噪比(S/N)很低,常常<10%.且这些微震多为剪破裂,在不同地点的记录波动具有很强的正负极性.因此,在数据采集过程中需要躲避噪声源、进而有效去噪,以提高剪切破裂的S/N.为了提高微... 页岩气储层压裂时微震微小、对其地面监测的记录数据信噪比(S/N)很低,常常<10%.且这些微震多为剪破裂,在不同地点的记录波动具有很强的正负极性.因此,在数据采集过程中需要躲避噪声源、进而有效去噪,以提高剪切破裂的S/N.为了提高微震监测成果在压裂过程中的实用性,需要对整个压裂过程采用实时监测的裂缝描述,为压裂泵注程序优化及时提供参考数据和指导.中国石化重庆页岩气有限公司在2020年5月应用微破裂向量扫描技术对NC区块的三口水平井的压裂进行了地面微震实时监测.三口井埋深3452~3667 m,共压裂和监测了56段.因满足了安静点观测及去噪的应用微破裂向量扫描的必要条件,输出结果可靠.实时观察了每段缝网的发展,有显著的间歇性和跳跃性.每段缝网均由多条交叉子破裂带组成,平均的主走向NE110°、全长470 m、宽度为长度的一半弱,井组地域平均最大主压应力方向应在NE110°~140°之间.由于实时监测,根据缝网当前形态,及时采取了变换排量和砂比等参数,辅以暂堵、改变液性、和停泵转向等手段,实现了更大的改造体积. 展开更多
关键词 水力压裂 微地震 页岩气 向量扫描 实时监测
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微破裂向量扫描在微震监测中的解释原则 被引量:10
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作者 梁北援 王会卿 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2019年第4期1314-1322,共9页
微震监测过程通常分为数据采集、数据处理计算、解释等步骤.所谓解释,就是研究与确定微震4D分布、微震与解释目标之间的关联、以及目标时空特性.本文讨论微破裂向量扫描(Vector Scanning,VS)的解释原则,它是VS系列文章的第五部分.前四... 微震监测过程通常分为数据采集、数据处理计算、解释等步骤.所谓解释,就是研究与确定微震4D分布、微震与解释目标之间的关联、以及目标时空特性.本文讨论微破裂向量扫描(Vector Scanning,VS)的解释原则,它是VS系列文章的第五部分.前四部分分别为微地震监测技术研发进展,VS的原理、数据采集、和自动化数据处理.解释同微震监测的前期各项工作类似,它不仅涉及微震学,也很强地同地质、石油煤炭工程、力学、和统计误差等很多学科相关.应用VS的必要条件是避免、去除、和压制干扰信号以获得较小振幅的随机记录.由于微震活动可能是时间上间歇和地域上跳跃的,特别地,存在微震较弱或没有微震活动的时空地段,即使我们在解释前的步骤中,满足了上述必要条件,输出了4D破裂能量分布,在解释中仍需讨论与确立下列原则:(1)VS输出的4D破裂能量分布数据本身的可靠性;(2)地震台网周期性记录数据和残余噪声的扫描叠加干扰特性、以及已知的微震活动分布的时空特性;和(3)微震释放能量的分布与确定解释目标(如压裂裂缝带或注水汽前缘)几何及其多解的可能性;等等. 展开更多
关键词 微地震 向量扫描 非常规 信噪比 解释
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微破裂向量扫描技术的数据采集 被引量:13
10
作者 梁北援 徐力 +2 位作者 冷传波 郭炳平 杨英才 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2016年第5期2333-2339,共7页
应用微破裂向量扫描技术的必要条件是避免、去除、和压制干扰信号以获得较小振幅的随机记录,故其工程化中的核心任务是尽力提高记录数据中的有效信噪比;而最关键和基础性的环节是数据采集,这也是当前微震监测的最大问题.应用向量扫描的... 应用微破裂向量扫描技术的必要条件是避免、去除、和压制干扰信号以获得较小振幅的随机记录,故其工程化中的核心任务是尽力提高记录数据中的有效信噪比;而最关键和基础性的环节是数据采集,这也是当前微震监测的最大问题.应用向量扫描的专用微震监测仪器应当适合地表接收具有剪切成分的微弱地震信号、可独立布设、和无线高速传输数据,以适应地表恶劣监测环境和对监测的常规合理要求.记录仪和检波器参数或性能,均应围绕这些要求设计和研制;特别的,检波器应具有较高的灵敏度、恰当的3D地面运动响应频率范围(较低的自然频率)、与大地高度耦合为一个整体的特性.在地表实施向量扫描的理想微震监测台网,作为努力方向,应当是:每个台点非常安静;台点尽可能接近目标;台点越多越好;和台点均匀分布并包围覆盖监测目标地表投影点(域).为满足向量扫描应用的必要条件、适合地面监测环境、并照顾到对监测方法的常规要求,除按理想微震监测台网的条件去努力外,实际应用时,台网布设原则应当是:(1)台点距诸如压裂车等强干扰源的近边界约在1 km;(2)排除监测区域内所有强干扰源影响范围后,以满足安静点数值定义布设台点;(3)台点距强干扰源的远边界,应服从安静点定义和越接近目标越好的原则. 展开更多
关键词 微地震 向量扫描 数据采集 地震仪器 地震台网 非常规
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微破裂向量扫描在丰探15井压裂微震实时监测中的应用 被引量:8
11
作者 郭鹏 呼赞同 +3 位作者 贾金赟 王建立 冷传波 梁北援 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2020年第4期1370-1378,共9页
浙江油田苏北采油厂于2017-07-28~29对丰探15井近4 km深的泰二段第三段进行了水力压裂,分成试压和主压.我们同时应用微破裂向量扫描(Vector Scanning,VS)实施了地面微震实时监测,目的是评估监测质量、实时监测的可行性、与压裂效果.我... 浙江油田苏北采油厂于2017-07-28~29对丰探15井近4 km深的泰二段第三段进行了水力压裂,分成试压和主压.我们同时应用微破裂向量扫描(Vector Scanning,VS)实施了地面微震实时监测,目的是评估监测质量、实时监测的可行性、与压裂效果.我们严格执行了安静处布台和有效去噪等应用VS的必要条件,最大限度地提高了信噪比,平均的最小信噪比为2.35%;输出结果可靠.为今后更有效地设计和控制压裂,通过电信网和互联网,我们实施了野外采集数据的实时传输和遥控数据处理解释,观察了每分钟裂缝带的发展;实时监测系统可行.主压的最终X型破裂明显是在试压裂缝的基础上,由试压的300 m长,扩展到400~500 m,并加密了缝网;井域最大主压应力方位被限制在NE(50~80)±5°.本次压裂微震活动有明显的间歇性,较大微震群发生前积累能量所需时间,由初期的10 min内,逐渐延长到最后的百分钟.微震活动由压裂点扩展到远处的顺序清晰,这可能同此井附近的介质较为完整有关.每分钟的压裂微震活动状态一般在5~15 min内可报告给压裂施工团队.通过这次典型的水力压裂微震实时监测,我们验证了:VS的原理可行,且满足其应用的必要条件极为重要.微震实时监测有效地指导了压裂泵注程序的优化,针对监测到的缝网形态及时采取了液性变化、停泵转向等手段,实现了更大的改造体积. 展开更多
关键词 水力压裂 微地震 向量扫描 信噪比 实时监测
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不同倾角煤层气井的水力压裂微震监测 被引量:10
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作者 张军 赵琛 +3 位作者 王建立 杜明 李儒丰 梁北援 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第3期1166-1175,共10页
在2017和2018两年中,我们对新疆18口煤层气井的水力压裂,应用微地震向量扫描技术,实施了微震监测.这批井的特点是,除3口井煤层的倾角小于30°外,余均为高倾角,其中6口井的倾角大于70°,近乎直立.由于煤层在强度上较常规油气储... 在2017和2018两年中,我们对新疆18口煤层气井的水力压裂,应用微地震向量扫描技术,实施了微震监测.这批井的特点是,除3口井煤层的倾角小于30°外,余均为高倾角,其中6口井的倾角大于70°,近乎直立.由于煤层在强度上较常规油气储层显著得低,因而压裂设计预期裂缝沿煤层延展.然而,经反复校核,尽管多数井的裂缝带满足预期(占总井数的72%),还是确认了3口井(17%)的裂缝延展面同已知煤层在倾向上有一个40°~60°的夹角;另一类特例是2口井(11%)的类似X型的破裂,即一个裂缝面满足了预期的倾向和倾角,同时也有一个倾向相反、倾角相似的破裂面.因而在机理上,若视煤层为已有断层,在构造应力场作用下,煤层的压裂破裂面有三种可能性:(1)仅沿煤层延展;(2)仅沿已有断层裂隙面延展;(3)同时沿这两个层面破裂.此外,破裂面展布以相对压裂点向上为主.研究这些压裂裂缝面的产状、发育机理、与对其微震监测的解释方法特性,对具有不同倾角的煤层的压裂设计与压裂监测,有重要意义. 展开更多
关键词 煤层气 水力压裂 微地震 向量扫描 解释
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风城油田重油SAGD蒸汽腔微震监测 被引量:2
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作者 桑林翔 杨果 +5 位作者 于兵 王怀武 金鑫 王建立 杜明 梁北援 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第1期237-249,共13页
中国石油新疆油田分公司风城油田1845井区目前有13个井组正在实施蒸汽辅助重力泄油(SAGD).2018年12月至2019年4月期间,我们应用微破裂向量扫描对该井区实施了共35天的微震监测,试图定量确定热蒸汽腔的4D变化.由于微震活动的间歇性和跳跃... 中国石油新疆油田分公司风城油田1845井区目前有13个井组正在实施蒸汽辅助重力泄油(SAGD).2018年12月至2019年4月期间,我们应用微破裂向量扫描对该井区实施了共35天的微震监测,试图定量确定热蒸汽腔的4D变化.由于微震活动的间歇性和跳跃性,一定期间的监测,很难用含震级或能量的震源分布对蒸汽腔实施解释;故,我们对监测域实施微震释放能量(或最小信噪比)的扫描,对域内各点逐时段(10 min)累积这个能量,结合域内测温等数据,统计分析微震强度相对于注汽线不同距离的平均几何分布.可能有三种SAGD诱发微震机制:热传导引起附加压应力场、微震弹性波传播扰动、及泄(注)液引起的体积变形;而微破裂又加剧了蒸汽腔边界延展和内部的微震活动.此期间井区注热蒸汽腔的状态是:注汽时长分别为2年多到5年多不等的三个井组的蒸汽腔边界(≥32 m)基本已接近或到达平均井组中线(35 m);实际可能两年内甚至注汽开始不久,这个边界即接近完成;以后除腔边界极缓慢地推进,主要注入能量是贡献于腔内微震"填空":在腔内缝间热传导产生的高温梯度子区引起的多重附加热压应力下间歇产生的微震活动.测温和产能数据支持上述结论.腔边界和腔内"填空"区域的时空变化是热蒸汽腔特性、也是重油生产决策的重要参数.这类监测解释方法也适用于任何注水前缘、矿山巷道安全、和断裂带的长期监测. 展开更多
关键词 重油 SAGD 微地震 蒸汽腔 监测 解释
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FORSAT:a 3D forest monitoring system for cover mapping and volumetric 3D change detection 被引量:1
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作者 Efstratios Stylianidis Devrim Akca +8 位作者 Daniela Poli Martin Hofer Armin Gruen Victor Sanchez Martin Konstantinos Smagas Andreas Walli Orhan Altan Elisa Jimeno Alejandro Garcia 《International Journal of Digital Earth》 SCIE 2020年第8期854-885,共32页
A 3D forest monitoring system,called FORSAT(a satellite very high resolution image processing platform for forest assessment),was developed for the extraction of 3D geometric forest information from very high resoluti... A 3D forest monitoring system,called FORSAT(a satellite very high resolution image processing platform for forest assessment),was developed for the extraction of 3D geometric forest information from very high resolution(VHR)satellite imagery and the automatic 3D change detection.FORSAT is composed of two complementary tasks:(1)the geometric and radiometric processing of satellite optical imagery and digital surface model(DSM)reconstruction by using a precise and robust image matching approach specially designed for VHR satellite imagery,(2)3D surface comparison for change detection.It allows the users to import DSMs,align them using an advanced 3D surface matching approach and calculate the 3D differences and volume changes(together with precision values)between epochs.FORSAT is a single source and flexible forest information solution,allowing expert and non-expert remote sensing users to monitor forests in three and four(time)dimensions.The geometric resolution and thematic content of VHR optical imagery are sufficient for many forest information needs such as deforestation,clear-cut and fire severity mapping.The capacity and benefits of FORSAT,as a forest information system contributing to the sustainable forest management,have been tested and validated in case studies located in Austria,Switzerland and Spain. 展开更多
关键词 DEFORESTATION 3D VHR satellite imagery ORIENTATION image matching DSM generation CO-REGISTRATION volumetric change detection volume precision
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