无人机正射影像制作与应用研究

发布时间：2020-08-22 21:28

【摘要】：在现今信息技术飞速发展的时代,如何快速准确获取地理信息数据是各领域都比较关心的问题,特别是对于地形复杂气候多变的地区而言,现时获取高分辨率的影像数据还是存在一定困难,一些小范围地区的影像数据应用,如果通过传统的影像获取方式,往往耗费成本、耗费时间,而无人机可以有效的解决这些问题,快速准确地获取高分辨的影像数据。本文研究主要基于无人机影像的获取、制作及应用,详细介绍了无人机航摄系统工作流程,在两种(线状和面状)不同类型的测绘项目中,严格作业流程,通过不带差分模块的无人机进行影像采集,使用Agisoft PhotoScan软件进行影像处理,获得满足规范和项目技术设计要求的成果资料。在此基础上,针对两种(线状和面状)不同工程类型,设计多种像控点布设方案,分别进行正射影像制作,并进行相关影像精度分析。通过详细对比分析多种不同像控点布设方案的成图精度,探寻利用无差分模块的无人机在不同类型的工程项目中,像控点布设的最佳方案。最后以成果影像作为基础影像数据,对正射影像的应用进行介绍。主要研究内容包括:(1)介绍无人机航测技术的研究背景、意义,阐述了国内外的研究应用现状,无人机航摄系统的组成及功能,以及制作正射影像的详细工作流程;(2)基于Agisoft PhotoScan软件对无人机影像进行内业处理,按照工作程序进行资料收集、航线规划、影像采集、影像预处理、影像制作工作,获取研究区正射影像。(3)针对正射影像成图精度,设计多种像控点布设方案,探究像控点的布设对影像精度的影响因素,分别对线状、面状研究区域进行实验,通过采取单点和点对等方式进行像控点布设,进而研究像控点布点间距、数量等因素对正射影像成图精度的影响,并进行对比分析;(4)通过制作的正射影像,分别进行土地利用信息提取和大比例尺地形图更新地物的应用研究;(5)研究结论,获取了高分辨正射影像成果,并获得多种像控点布设方案的成果影像,一一验证对比影像精度,得出在均匀布设像控点的情况下,点对布设优于单点布设;像控点的布设不是越多精度越高,当像控点数量或间距达到一定量值时,成图精度稳定,满足精度限差,不再有较大波动;也得出本文研究区域最优布设方案,线状区域平均500米布设一个单像控点能满足1:500地形图平面成图精度;面状区域1平方公里布设四对像控点能满足1:500地形图平面成图精度;利用研究区二正射影像成果,完成整个研究区土地利用信息提取分类工作,并通过混淆矩阵对分类结果进行分类精度评价;通过正射影像对1:2000地形图进行地物修测更新,成图精度满足相应规范要求。
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P231
【图文】：

技术路线图,技术路线

技术路线

飞行平台,无人机,旋翼

图 2-1 无人机飞行平台Fig.2-1 UnmannedAerial Vehicle Flight Platform固定翼无人机定翼无人机，飞机的机翼是固定的不需要旋转，是依靠经过机翼的力，飞行速度快，飞行高度高，固定翼飞行器在升空后稳定性高，的气流保持自身稳定，一般的固定翼无人机分为机体结构、动力系、起降系统、地面控制系统五个主要部分。优点在于续航时间长、载荷大，缺点是起飞需要借助器械弹射或助跑，降落需要滑行或伞旋翼无人机翼无人机分为单旋翼和多旋翼，旋翼无人机主要是通过一个或多个的垂直起降型飞行器，多旋翼飞行器其实算是直升机的一种特殊机人机相比多旋翼无人机，无人机旋翼大，抗风性能好、稳定，需要的飞控系统，对飞手的操作技术要求也高，价格也比多旋翼贵。多

相机,非量测相机

主要设备有非量测相机、量测相机、倾斜摄影相机、视频摄像外热像仪、多光谱相机、合成孔径雷达等。目前常用于无人机航测的任务设要是非量测相机和倾斜摄影相机。1、非量测相机所有的数码相机都属于非量测相机，和传统的胶片相机不同，数码相机是子形式直接获取数码影像，便于数据处理无需冲印出来。另一方面与量测相比，非量测相机没有已知的内方位元素、焦距、定向设备和畸变较小的镜能解析计算像位，求解内方位元素和畸变参数需要对相机进行参数检校，因测用途的数码相机标定工作决定成图精度,在开始航测工作前要对相机进行。但非量测相机相较于设备复杂价格较贵的量测相机，其价格便宜、体积小轻、便携灵巧等特点在航测中更广泛被应用，数码相机的电耦合CCD/CMOS）小、电子扫描式快门、SD 卡作为轻小的记录载体、广角镜光圈等方便实用。目前常用的航测数码相机有佳能 400D、佳能 5D MarkⅡ尼 A900 等，如图 2-2 所示。

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