基于塔基监控图像的建设施工用地识别与空间定位方法研究
发布时间：2020-08-15 22:44
【摘要】：针对现今国土空间监管人工值守效率低下的问题,本文在现有塔基监控设备监管的基础上,以建设施工用地为主要研究对象,提出了一套智能化的建设施工用地目标识别与空间定位方法。该方法交叉运用了深度学习领域的目标检测与识别模型、数字摄影测量领域的立体匹配和三维空间定位模型,主要围绕监控图像中建设施工用地目标的一体化识别和空间定位的相关理论方法进行了分析,并在建筑工地进行了高塔场景下的模拟实验,不仅验证了地理目标识别模型与空间定位模型集成的有效性,而且明确了模型集成的硬件设计框架,最终取得了有价值的实验成果。本文的主要工作和研究内容如下:(1)建设施工用地目标的界定及其准确识别。本文对规模塔基监控图像中的工地特征进行了归纳总结,对建设施工用地对象的概念进行了详细界定。以YOLO(You Only Look Once)模型为基础总结出建设施工用地目标识别模型的训练方法。通过多轮训练迭代,不断的超参数调整获得了有效的识别模型,该模型能够在GPU支持的环境下快速、准确地识别出建设施工用地目标区域。(2)地理目标区域的准确空间定位。本文研究了高塔监控下地理目标区域的空间定位方法,以双像解析摄影测量理论为基础,对经过标定的双目摄像机及目标地物构建 了三维空间定位模型 SITCOL(Space Intersection of Two Cameras and One Location),通过获取双目摄像机的立体像对及对应的内外方位参数,运用立体几何之间的关系实现了目标区域的准确空间定位。(3)地理目标识别与空间定位组合模型(YOLO-SITCOL)的构建与实现。本文借助双目摄像机的双目优势:左目用于地理目标的识别,右目用于与左目中同一目标的立体匹配,双目用于地理目标的空间定位,研究并实现了地理目标识别模型YOLO与空间定位模型SITCOL的集成,实现了地理目标的识别与空间定位过程的一体化。(4)针对地理目标识别与空间定位组合模型的有效性进行实验验证。本文以挖掘机为目标进行组合模型识别与空间定位的模拟实验,通过预先标定好的双目摄像机模拟高塔拍摄场景,对挖掘机目标进行一体化识别与空间定位。最终在自定义坐标系下通过本文集成的组合模型获得挖掘机目标的计算坐标值,并与测量真实值进行比较,通过误差分析验证了本文方法的有效性。
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU98;TP391.41
【图文】：
在铁塔上安装高清摄像机，通过实时调取监控摄像机画面对环绕铁塔２－３公里范围内逡逑的国土空间资源进行全方位、全时段监控；然而通过监控摄像机查找违法用地至今仍逡逑沿用传统的人工监控方式（图１－１），还未能实现智能化监管。因此，本文基于现有监逡逑管设备和监管方式，结合土地利用各类规划、新型的互联网技术和方法，总结出一套逡逑较为可行的，且能够为未来国土资源的智能化监管做出重要参考的方法。逡逑１逡逑
国内外尝试将深度学习领域目标检测与识别模型应用于地理目标的识别，并且己逡逑经取得了一定的成果。但现有文献中的研宄对象多是简单目标、街景图片或是高分遥逡逑感影像（图１－２邋（ａ）），此类像片或是由高清数码相机拍摄，画面较为纯净；或是由俯逡逑视视角拍摄，纹理相对清晰；亦或是水平视角拍摄，视野范围较小，背景相对简单。逡逑而高塔拍摄的国土监控图像中，存在不同地理目标（图１－２邋（ｂ）），如建设施工用地目逡逑标、住宅用地目标、农用地目标、未利用地目标等，这些不同的目标存在于同一张像逡逑片的不同位置上，特征提取时各目标之间会有一定的影响。因此，要实现国土智能监逡逑管，首先需要解决塔基监控图像中特定地理目标的识别问题。逡逑ＩｌｉｌＨ逡逑（ａ）逦（ｂ）逡逑图１－２现有研宄对象（ａ）和本文研宄对象（ｂ）逡逑（２邋）将塔基监控图像中的地理目标映射至地理空间中的研[偵形赐晟棋义纤孀偶嗫厣璞傅牟欢戏⒄梗占涠ㄎ坏难芯恐鸩街铝τ诮饩鲆约嗫厥悠祷蛲枷裼脲义希牵桑酉嘟岷系奶囟ǖ乩砟勘甑募觳庥肟占涠ㄎ晃侍狻９谕庠诳占涠ㄎ坏南喙匮芯恐校义显擞盟苛⑻迨泳跄Ｐ痛蠖嗍迪值氖浅鞘心诓康ヒ坏乩砟勘甑亩ㄎ唬煌
本文编号：2794767
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU98;TP391.41
【图文】：
在铁塔上安装高清摄像机，通过实时调取监控摄像机画面对环绕铁塔２－３公里范围内逡逑的国土空间资源进行全方位、全时段监控；然而通过监控摄像机查找违法用地至今仍逡逑沿用传统的人工监控方式（图１－１），还未能实现智能化监管。因此，本文基于现有监逡逑管设备和监管方式，结合土地利用各类规划、新型的互联网技术和方法，总结出一套逡逑较为可行的，且能够为未来国土资源的智能化监管做出重要参考的方法。逡逑１逡逑
国内外尝试将深度学习领域目标检测与识别模型应用于地理目标的识别，并且己逡逑经取得了一定的成果。但现有文献中的研宄对象多是简单目标、街景图片或是高分遥逡逑感影像（图１－２邋（ａ）），此类像片或是由高清数码相机拍摄，画面较为纯净；或是由俯逡逑视视角拍摄，纹理相对清晰；亦或是水平视角拍摄，视野范围较小，背景相对简单。逡逑而高塔拍摄的国土监控图像中，存在不同地理目标（图１－２邋（ｂ）），如建设施工用地目逡逑标、住宅用地目标、农用地目标、未利用地目标等，这些不同的目标存在于同一张像逡逑片的不同位置上，特征提取时各目标之间会有一定的影响。因此，要实现国土智能监逡逑管，首先需要解决塔基监控图像中特定地理目标的识别问题。逡逑ＩｌｉｌＨ逡逑（ａ）逦（ｂ）逡逑图１－２现有研宄对象（ａ）和本文研宄对象（ｂ）逡逑（２邋）将塔基监控图像中的地理目标映射至地理空间中的研[偵形赐晟棋义纤孀偶嗫厣璞傅牟欢戏⒄梗占涠ㄎ坏难芯恐鸩街铝τ诮饩鲆约嗫厥悠祷蛲枷裼脲义希牵桑酉嘟岷系奶囟ǖ乩砟勘甑募觳庥肟占涠ㄎ晃侍狻９谕庠诳占涠ㄎ坏南喙匮芯恐校义显擞盟苛⑻迨泳跄Ｐ痛蠖嗍迪值氖浅鞘心诓康ヒ坏乩砟勘甑亩ㄎ唬煌
本文编号：2794767
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