无人机遥感数据处理及其精度评定

发布时间：2017-03-27 16:04

  本文关键词：无人机遥感数据处理及其精度评定，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：从卫星遥感影像到大飞机航片的应用,再到小型无人机影像的使用,影像的获取技术已日趋辉煌。目前用于航测的小型无人机均由远程遥控,飞行姿态和路线的选择尤为慎重,应对发展的遥感趋势,自动化无人机航测技术正在紧锣密鼓地进行着。遥感领域的现在乃至未来,无人机将挑起航测重担。相比卫星和大飞机航测,无人机得到的影像数据分辨率高,而且对场地和环境要求低,再加上智能化程度高,因此高效地获取低成本的航拍图像势在必行。若充分利用好价格低廉、日益普及的小型无人机对我国国土进行全面量测,势必会得到更好的结果。本课题针对上述问题,运用尺度大、视角广、现势性高等特点的无人模型机航拍技术,结合计算机视觉建模方法,围绕某古城墙和古寺地形测绘与三维重建问题开展研究工作,为建立一套方便快捷、成本低廉的成图方法,做了如下研究。阐述了无人模型机遥感测量技术以及其数据的三维建模技术的研究现状;探讨了无人机遥感系统及其数据的获取方式;对无人机航摄影像处理中的关键技术即航拍影像的镜头畸变差改正、光束法区域网空中三角测量、重采样技术和三维重建理论算法进行分析研究;通过古城墙墙体的无人机测量项目,利用Photoscan软件对影像进行处理,对实验结果进行精度分析;通过古石窟地形测量项目,设计了区别明显的三种像控点布设方案,通过实验,对像控点点位残差和检查点点位精度进行误差分析。结果表明,模型机用于地理信息数据采集,基本能够满足1:2000地形图的精度要求;三种布点方案比较,检查点的点位中误差依次减小,说明随着像控点数量的增加,成果精度有一定程度的提高,像控点位置分布也是影响成果精度的重要因素。结合实验过程对误差产生的因素进行简要总结。最后应用ERDAS、Photoshop和ArcGis等软件,通过图像增强、匀色和裁剪处理之后得到测区的DOM、DLG和三维场景模型。通过工程实验,本课题均有不同程度的缺陷需要解决,第一,缺少倾斜航拍照片,影响了三维模型的纹理及形状。第二,相比常规航测,由于价格、POS数据不可用等原因,导致像控点获取的工作量增加,进而影响了无人模型机的成图精度。
【关键词】：无人机 遥感 三维建模 精度分析
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P237
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景与目的意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 无人机摄影测量10-11
• 1.2.2 无人机数据的数据处理11-12
• 1.3 论文研究的主要内容、方法和技术路线12-15
• 1.3.1 论文的主要内容和方法12-13
• 1.3.2 论文的技术路线13-15
• 2 无人机近景摄影遥感系统及其数据的获取15-24
• 2.1 无人机航测系统组成15-17
• 2.1.1 常规无人机遥感系统组成15-16
• 2.1.2 非常规无人机遥感系统16-17
• 2.2 无人机遥感的成像理论17-21
• 2.3 无人机数据获取21-23
• 2.3.1 激光扫描技术的不足21
• 2.3.2 卫星影像的不足21
• 2.3.3 无人机航测的优势及影像特点21-22
• 2.3.4 无人机数据获取22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 基于无人机图像数据的预处理和三维重建24-29
• 3.1 无人机航片预处理中的关键技术24-26
• 3.1.1 畸变差改正24-25
• 3.1.2 光束法区域网空中三角测量25
• 3.1.3 重采样25-26
• 3.2 基于单目视觉的多视图分析26
• 3.3 从运动恢复结构算法(SFM)26-27
• 3.4 基于稀疏点云的稠密重建27
• 3.4.1 散列图像聚簇（CMVS）算法27
• 3.4.2 基于贴片模型的密集匹配（PMVS）算法27
• 3.5 纹理映射的建立27-28
• 3.6 本章小结28-29
• 4 精度评价和分析相关理论29-33
• 4.1 无人机影像的误差29
• 4.2 影像的清晰度评价29-30
• 4.2.1 平均梯度29-30
• 4.2.2 影像分辨率30
• 4.3 质量控制评价30-32
• 4.3.1 摄影测量平差问题的可靠性30
• 4.3.2 三维坐标点位误差30-32
• 4.4 本章小结32-33
• 5 工程实例33-49
• 5.1 处理软件33
• 5.1.1 Photoscan33
• 5.2 古城墙无人机低空摄影测量33-36
• 5.2.1 测区概况33-34
• 5.2.2 相对定向（像控点布设与量测）34
• 5.2.3 数据获取34
• 5.2.4 数据处理及结果输出34-36
• 5.3 某地古寺周围山地地形无人机低空摄影测量36-48
• 5.3.1 测区概况36
• 5.3.2 航飞数据获取36-37
• 5.3.3 像控点布设方案实验结果37-43
• 5.3.4 工程实用图的生成43-47
• 5.3.5 三维景观模型的重现47-48
• 5.4 本章小结48-49
• 6 结论和展望49-51
• 6.1 结论49-50
• 6.2 展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-55
• 攻读学位期间的研究成果55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张晓敏;;舰载无人机作战使用研究[J];科技信息;2010年17期

2 李磊;熊涛;胡湘阳;熊俊;;浅论无人机应用领域及前景[J];地理空间信息;2010年05期

3 王宪伦;;关于无人机应用安全问题的一点探讨[J];测绘与空间地理信息;2011年01期

4 吕厚谊;无人机发展与无人机技术[J];世界科技研究与发展;1998年06期

5 段歆涔;;无人机将走向何方[J];科学新闻;2013年07期

6 徐秉君;;未来天空的主角——无人机——访空军首批试飞专家、航空航天“月桂奖·英勇无畏奖”获得者毕红军[J];科技创新与品牌;2011年08期

7 ;攻击无人机的种种杀手锏[J];新科幻(科学阅读版);2012年01期

8 肖鹏;;海空精灵——管窥世界舰载无人机[J];科学24小时;2012年10期

9 李勃;黄大庆;;基于电磁环境效应的无人机系统级电磁辐射指标制定[J];武汉大学学报(理学版);2007年03期

10 张畏;张首一;;无人机的战场应用与发展趋势[J];科技信息(科学教研);2008年13期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王林;张庆杰;朱华勇;沈林成;;远程异地多无人机系统控制权切换技术研究[A];2009中国控制与决策会议论文集（3）[C];2009年

2 谭健美;张琚;闫娟;;信息无人机系统——无人机发展史上新的里程碑[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年

3 黄爱凤;邓克绪;;民用无人机发展现状及关键技术[A];第九届长三角科技论坛——航空航天科技创新与长三角经济转型发展分论坛论文集[C];2012年

4 刘长亮;;无人机发动机气道开度自适应机构的设计与实现[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第三分册）[C];2009年

5 丁霖;;无人机系统人机交互界面浅析[A];探索 创新 交流（第4集）——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年

6 刘泽坤;吕继淮;;舰载无人机系统的环境适应性[A];人—机—环境系统工程创立20周年纪念大会暨第五届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];2001年

7 叶烽;宋祖勋;;无人机系统电磁兼容性测试研究[A];第十四届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2004年

8 易当祥;吕国志;沈玲玲;;多级路况下车载无人机疲劳载荷仿真[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年

9 钱正祥;金继才;杨鹭怡;;未来局部战争中反无人机作战对策研究[A];探索创新交流－－中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年

10 高鹏骐;晏磊;赵红颖;何定洲;;无人机遥感控制平台的设计与实现[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 洪山;法国、德国和西班牙签约共同研发三国无人机系统[N];中国航空报;2007年

2 崔玺康;对抗无人机所面临的新挑战[N];中国航空报;2007年

3 林英;无人机将进入现代化农业领域[N];光明日报;2007年

4 本报记者 陈永杰　马佳;中国无人机亮相：战争“零伤亡”将实现[N];北京科技报;2008年

5 祖茜枫;“综合者”：携带小导弹的小无人机[N];中国国防报;2008年

6 王磊;印度期望打造强大无人机部队[N];学习时报;2009年

7 李荔;无人机“俯瞰”黄河灾情[N];北京科技报;2011年

8 本报记者 宋斌斌;我国无人机应用高端化趋势明显[N];中国工业报;2011年

9 吴飞;反恐十年无人机扶摇直上[N];中国航空报;2011年

10 司古;美无人机遭神秘病毒入侵[N];国防时报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘洋;动态环境中的无人机路径规划研究[D];西北工业大学;2015年

2 高九州;无人机自主着陆控制[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年

3 杨永明;无人机遥感系统数据获取与处理关键技术研究[D];昆明理工大学;2016年

4 孙小雷;基于多阶段航迹预测的无人机任务规划方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 张艳超;农田信息低空遥感中图像采集与处理的关键技术研究[D];浙江大学;2016年

6 陈岩;蚁群优化理论在无人机战术控制中的应用研究[D];国防科学技术大学;2007年

7 林林;基于协同机制的多无人机任务规划研究[D];北京邮电大学;2013年

8 刘春阳;无人机隐身技术若干问题研究[D];西安电子科技大学;2012年

9 王小刚;非线性滤波方法在无人机相对导航上的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

10 黄国勇;变推力轴线无人机飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵敏;分布式多类型无人机协同任务分配研究及仿真[D];南京理工大学;2009年

2 刘志花;无人机故障预测与健康管理技术研究[D];北京化工大学;2010年

3 刘爱兵;可变形无人机设计[D];南京航空航天大学;2009年

4 易姝姝;无人机飞行场景及数据的可视化仿真与实现[D];电子科技大学;2010年

5 张佳璐;无人机项目综合评价研究[D];北京邮电大学;2011年

6 赵志鸿;某型无人机双发火箭助推发射动力学建模与仿真研究[D];南京理工大学;2007年

7 李建华;某无人机发射系统技术研究[D];南京理工大学;2008年

8 戴世通;无人机飞行可视化仿真系统设计[D];西安理工大学;2008年

9 曹攀峰;敌对与非敌对环境下无人机群的协同搜索路径与策略研究[D];复旦大学;2010年

10 张锡宪;无人机测控中数据传输系统设计与实现[D];电子科技大学;2009年

  本文关键词：无人机遥感数据处理及其精度评定，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：270619