消费级多旋翼无人机1∶500大比例尺测图的应用

消费级多旋翼无人机技术不断成熟,使其用于摄影测量成为现实。利用消费级四旋翼无人机搭载普通相机,开展1∶500大比例尺测图任务,针对消费级无人机和非量测相机的影像采集特点,制定项目实施方案并开展数据生产,实验结果表明：利用消费级无人机进行大比例尺测图的方案可行,测图精度满足规范要求;利用采集影像生成的测区实景三维模型辅助内业成图,能够大幅减少外业调绘工作量。研究表明该方案提高了大比例尺测图的工作效率,减少了项目的总体成本,有很好的经济效益和应用前景。     

消费级多旋翼无人机1∶500大比例尺测图的应用

消费级多旋翼无人机技术不断成熟,使其用于摄影测量成为现实。利用消费级四旋翼无人机搭载普通相机,开展1∶500大比例尺测图任务,针对消费级无人机和非量测相机的影像采集特点,制定项目实施方案并开展数据生产,实验结果表明:利用消费级无人机进行大比例尺测图的方案可行,测图精度满足规范要求;利用采集影像生成的测区实景三维模型辅助内业成图,能够大幅减少外业调绘工作量。研究表明该方案提高了大比例尺测图的工作效率,减少了项目的总体成本,有很好的经济效益和应用前景。     

双频GPS辅助低空航摄大比例尺空三精度分析

针对双频GPS辅助低空摄影测量仍需大量野外控制点布测的问题,通过对飞控系统与相机集成改造,而后对双频GPS有无反馈信息以及不同控制点个数对大比例尺测图空三精度的影响分析,提出一种双频GPS辅助低空摄影测量最优化的解决方案,最大限度减少野外控制点布测数量,从而减少外业工作量。利用轻小型无人机航空遥感系统开展了福建省溪柄镇1∶2 000航空摄影测量试验,并重点分析了双频GPS在相机反馈前后对测区零加入或加入不同个控制点开展双频GPS辅助低空摄影测量对大比例尺测图空三精度的影响。试验表明,在相机反馈后双频GPS辅助大比例尺测图空三时加入6个地面控制点即可满足1∶2 000比例尺测图空三的要求。     

双拼组合宽角相机低空航测实验研究

介绍无人机载双拼组合相机低空航测的实验过程,包括双拼组合相机组成结构、原理以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程,对此过程中出现的误差进行了重点分析,并提出消除误差的方法。理论和实践证明,无人机载双拼相机低空航测可以满足1∶1000测图精度标准,比装备普通单相机工作效率有明显提高。     

双拼组合宽角相机低空航测实验研究

介绍无人机载双拼组合相机低空航测的实验过程,包括双拼组合相机组成结构、原理以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程,对此过程中出现的误差进行了重点分析,并提出消除误差的方法.理论和实践证明,无人机载双拼相机低空航测可以满足1∶1000测图精度标准,比装备普通单相机工作效率有明显提高.     

复杂地形下无人机倾斜摄影技术的校园三维实景建模

针对无人机倾斜摄影技术在复杂地形条件下三维实景建模的可行性及其精度是否满足实际大比例尺测量要求的问题,本文以福州市马尾区阳光学院校园为例,采用大疆经纬系列无人机搭载云眼系列五镜头相机的方式完成测区倾斜影像数据的采集.采用实时动态(Real-Time Kinematic,RTK)连接千寻CORS账号的量测方式完成测区控制点的采集.利用Bentley公司的实景建模软件ContextCapture对外业采集的数据进行内业处理,得到了该校园的高分辨率的三维实景模型、数字表面模型(DSM)和真正射影像(TDOM),并对三维模型进行精度分析.为了保证模型的精度,实验过程中通过布设较多控制点,分块航测,提高航向和旁向重叠度来提高模型精度.实验结果表明,与地面实测数据相比,采用上述技术所建立的校园三维实景模型的平面位置中误差和高程中误差均小于5 cm,满足实际大比例尺测量的要求,可为后期校园三维实景模型的二次开发提供重要的数据支持.     

基于高分辨率RS影像的城市大比例尺GEO-DB

传统控制测量方法在成图周期、数据存储和后续利用等方面难以满足城市大比例尺制图的要求。该文将高空间分辨率卫星遥感影像借助数据库技术用于城市大比例尺制图来提高制图效率。探讨了研究制图比例尺与遥感影像分辨率的关系，遥感影像处理方法，基于定制规则、自动化符号方案和自动拓扑的遥感图像自动采集方法，空间数据库构建技术，不同格式数据的统一存储、管理和利用，利用版本技术构建和管理时空地理数据库。     

无控制点数据的数字正射影像图制作

为了解决传统航空摄影测量需要在野外布设大量地面控制点的问题,对定位定向系统(POS)辅助航空摄影测量方法进行了研究。尝试在无测区地面控制点的情况下,仅利用无人机(UVA)采集的影像资料和POS系统提供的辅助数据,对无人机影像进行纠正处理,并快速制作1∶500的数字正射影像图(DOM)。对无人机系统采集的影像资料和辅助数据进行了分析,对单张影像进行纠正处理。为了提高DOM的成图质量,利用一维搜索和最速下降法的联合平差方式,对POS系统直接提供的外方位元素进行优化。将纠正后的无人机影像与Google Earth软件影像进行叠加检查。影像叠加的结果表明,该方案能够有效解决因布设地面控制点而增加的野外测量成本、耗费过多人力物力的问题,并且提升了DOM成图效率,能够为无控制点数据制作DOM提供一定的技术支持。     

超低空无人机大幅面遥感成图传感器飞行试验获成功

2014年12月3日~9日,中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室龚建华研究员主持的超低空无人机大幅面遥感成图的传感器飞行试验在浙江省嘉善县成功完成。试验的主要目是验证实验室自主研制的四拼相机低空航摄系统在大比例尺测图(1:1000、1:2000)中的应用与精度分析,以及在同样航高的情况下,单相机测图精度、     

大高差困难地区多平台影像建模融合处理方法

针对大高差困难地区高效率建立三维地理信息模型,以某山区县城为研究对象,使用旋翼和固定翼无人机不同高差航线融合为例,提出一种基于影像重叠度的大高差航带公共接边融合的方法,将多平台摄影的影像序列约束匹配,使公共接边区域检查点的匹配精度进一步提高。对影像重建匹配方法进行探讨,提出影像融合时,利用重叠区域的控制点先构建尺度空间金字塔主体影像,再根据空间特征构建局部细节影像的方法,消除了曝光点接近基线过短的影响。通过与RTK(中海达H32豪华版)采集的24个检查点坐标进行精度检验,证明其满足1∶1 000大比例尺精度要求。该方法能够融合不同平台设备拍摄的影像,高效率完成大高差航带的区域精细化逆向建模。     

无人飞艇低空航测系统在1:500大比例尺地形图航测中的应用

利用无人飞艇搭载组合宽角相机进行低空低速航空摄影,获取高分辨率、高清晰度、宽像幅、大航摄基高比影像,实现平面和高程测量精度的提高;采用地面标志布设像控标志点,提高坐标量测精度和空三加密精度;采用新的无人飞艇低空航测生产技术,实现满足国家规范要求的航测内业直接采集1∶500地形图平面和高程数据生产方式,解决了长期以来大比例尺航测成图内业高程测量精度达不到要求的难题,提高了航测生产效率,试验表明该技术具有较强的实用性和应用潜力。     

基于无人机载多载荷的输电线路巡检方法研究检测

无人机进行电力线路巡检的作业模式在南方电网已经开展了一些示范验证并获得一定的推广应用,目前的巡检方式多为无人机或有人机挂载激光雷达进行巡检。为提高线路巡检效率、提高隐患目标识别准确度,本文提出激光雷达和可见光相机一体化应用的方法来提高巡检自动化程度、提高巡检精细度、提高作业效率及可靠性。首先针对一次飞行同步采集巡检区域的激光点云数据和可见光影像数据,在对采集的数据分别进行相应的预处理;然后将点云数据和影像数据融合处理分析,实现输电线路隐患目标自动识别和精准定位。采用旋翼无人机实际巡检获取的输电线路激光点云数据和影像数据对该过程进行了验证,试验结果表明,基于无人机载多载荷的输电线路巡检具有较高的自动化程度和准确性,缺陷识别检测的水平距离误差为0.1467米,缺陷识别的垂直距离误差为 0.1025米,缺陷识别的净空距离误差为0.1575米,识别检测效果良好,对输电线路巡检具有重要的意义。     

基于改进SIFT算法的无人机航空应急测绘系统设计

针对现有无人机航空应急测绘系统,不能适用于地表特征应急测绘,无法满足无人机航空大比例尺测图的实际应用需求,设计基于改进SIFT算法的无人机航空应急测绘系统;根据不同固定翼无人机产品的性能差异,分析传感器、发动机、无人机平台等硬件结构之间的系统架构,提出一体化的应急测绘系统设计方案,完成系统硬件设计;基于SIFT算法的应用原理,结合BRISK描述子参量,采用改进SIFT算法,对相关测绘特征点进行匹配处理,再联合已知的SIFT算法改进方向,完善测绘处置的基本流程,实现系统软件设计;实验结果表明,该系统的视频数据、光学影像、SAR数据中频率的最大值为7.06 Hz,空频时间的最大值为0.03,与CH-4航空应急测绘系统相比,该系统所获数据能够完全满足人机航空大比例尺测图的实际应用需求,且适用于航空摄影的地表特征,并为其提供了有效的应急测绘保障。     

建筑物矢量辅助的正射影像镶嵌线网络选择方法

为提高城市大比例尺正射影像制作效率,提出了一种建筑物矢量辅助的城市大比例尺正射影像镶嵌线网络自动选择方法。首先,利用建筑物房顶矢量联合数字高程模型自动生成建筑物简易模型,并得到建筑物在单片正射影像上的成像区域;然后,利用测区所有影像像底点位置自动生成测区初始Voronoi图镶嵌线网络并简化处理;最后,基于建筑物成像区域对网络中所有节点和镶嵌线进行自动优化选择,得到整个测区绕开建筑物成像区域的最优镶嵌线网络。实验结果显示,所提出方法在城市大比例尺正射影像镶嵌中不仅能够快速得到绕过建筑物的镶嵌线网络,并且保留了Voronoi图网络投影变形理论最小的特点,为城市大比例尺正射影像的镶嵌提供了一种新的方法。     

利用多角度影像计算BRDF的方法与系统实现

BRDF(二项分布函数)可以描述地表的方向反射特性,是定量遥感中多角度遥感研究的前沿热点问题之一。为了研究在不同观测角度下地物的反射情况,主要采用航空摄影测量的方法,利用低空无人机多角度影像获取计算BRDF所需的数据,以共线方程和半经验核驱动模型理论为基础,采用C#面向对象编程(OOP)的实现方法,基于SFM算法求解相机参数以及建立影像金字塔的方式读取影像数据实现了利用多角度影像计算BRDF系统的开发。利用旋翼无人机搭载Micro-MCA六通道多光谱相机获得多光谱影像数据,以土壤和玉米地面点为试验对象,将系统得到的极化图结果与BRDF模拟软件(DART)的影像进行分析和比较。结果表明:该系统计算结果高效精准,且具有良好的鲁棒性,通过核驱动模型的外推得到的任意角度二向反射率符合BRDF的特点,"热点"出现在观测角与太阳同侧,与DART模拟影像的反射率变化趋势吻合;系统中设计的多尺度模块,能够满足影像不同空间分辨率下的计算要求。系统的实现为定量遥感中多角度研究BRDF的后续研究提供了参考依据。     

基于虚拟现实的四旋翼无人机控制仿真教学平台

针对现有仿真教学平台在开展对四旋翼无人机控制仿真教学时存在的问题,引入虚拟现实技术开展对四旋翼无人机控制仿真教学平台的设计研究。首先,利用MATLAB和Java设计四旋翼无人机控制仿真教学平台结构框架;其次,对平台中所需的无人机、蓝牙、通信芯片等硬件选型;最后,利用虚拟现实技术构建四旋翼无人机控制模型。通过对比实验证明,新的仿真教学平台可以实现对无人机控制飞行轨迹的直观展示,对于提高仿真教学质量具有重要的意义。     

旋翼无人机变速下的多图像目标监测仿真

旋翼无人机在变速状态下的多图像目标识别对飞行性能有着重要的影响.旋翼无人机变速状态下,采集的多目标图像受到飞行不定速度的影响,造成采集的识别目标图像之间会出现可识别特征叠加、特征纯正缝隙和重叠等问题,造成可识别图像特征不连续.利用传统算法识别飞机变速下采集的多目标图像特征,无法对不联系的图像特征进行建模,一旦发生飞行速度变化,会造成无人机多目标识别结果出现较大偏差.提出采用经验模态分解算法的旋翼无人机多目标识别方法.根据旋翼无人机采集的不同目标的航拍图像,进行经验模态分解,针对分解结果进行重构,实现变速下多目标航拍图像融合.将融合处理后的结果,进行特征点提取和空间位置计算,实现旋翼无人机的多目标识别.实验结果表明,利用改进算法进行旋翼无人机的多目标识别,能够提高变速下多图像目标识别的准确性.     

基于微型无人机影像的土地利用调查试验

针对我国中小城镇建设与发展的需求,提出了利用无人机影像开展小城镇土地利用调查的思路,并选择广西武鸣县进行了试验,制作了武鸣县县城及周边地区土地利用图。试验结果表明,利用无人机影像开展小区域的土地利用状况调查,成本低、效果好,具有良好的推广应用前景。     

俄罗斯研制空间光电摄影机时地面实际线性分辨率的预测问题

对用于测绘的航天摄影相片的基本要求是其地面分辨率,如在测1：10万比例尺图时,所用的空间地面分辨率不应低于4～4．5m,而1：2．5万的比例尺图时,不应低于2～2．5m。光电相机的影像分辨率可按下式估算：     

崎岖地表上的旋翼无人机自主安全降落系统

针对旋翼无人机全自主作业的需求,构建了崎岖地表上的旋翼无人机自主安全降落系统．该系统通过机载实时运算自动分析落区地形,寻找可行落点并实施自动降落．系统以低成本的立体RGB-D相机作为深度传感设备,利用截断符号距离函数（TSDF）对着陆区地形进行实时3维建模,生成低噪的落区地形深度图像,并设计了一种适应起落机构形状的实时精细落点搜索方法,最后使用级联PID（比例－积分－微分）控制器控制无人机实施安全降落．系统基于大疆M100无人机平台实现,定制了仿真器进行算法调试,并最终在实际的崎岖地表上实现了自主安全降落．本文工作可为旋翼无人机紧急降落、物流运输或者灾后搜救提供有效安全的解决方案．