基于无人机倾斜摄影测量技术的废弃矿山测量
发布时间：2020-12-29 01:18
随着社会经济的快速发展,矿产资源的开发与利用随之加大,虽然带来了巨大的经济效益,但长期的无节制、无规划的开采,对地形地貌的破坏较大,同时隐患也增多,比如说地面塌陷、滑坡、环境污染、耕地破坏等问题,造成人们人身安全和财产的损失。在开采过程中,矿山废弃物随意堆弃,占用了大量的土地,造成植被破坏,河流淤积。为了减少占地,保护环境,国家开始了有计划的整治受损土地,也就是矿区土地复垦工作,为了更好的完成土地复垦工作,废弃矿山地形地貌的精准测量工作就变得尤为重要。由于矿区地形复杂,地质结构不稳定,传统的测量方法很难应用到矿区的精准测量工作中,而无人机摄影测量具有机动灵活、易操控、速度快、获取影像的信息量大、成本低等特点,将该技术应用于土地复垦的前期数据调研中,对前期的工程设计具有重要的意义。为了更为直观的让设计人员了解到矿区的基本情况,利用无人机倾斜摄影像进行三维建模是十分必要的。研究的主要内容如下:1)在分析矿山测量的基本现状后,研究无人机倾斜摄影测量相对于其他测量方法在矿山测量中的优势。2)通过对矿山土地复垦的测量工作总结,分析地形图在土地复垦各阶段中的重要作用。3)对影响倾斜摄影测量精度的因...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机
第3章无人机倾斜摄影测量技术研究-15-无人机的相机多由飞行器自带，搭载多是单镜头非量测数码相机，像素都在2000万以上。图2为本文所选用的消费级无人机自带的单镜头相机示意图。图2无人机相机为了获取高精度的地面点坐标，需要知道摄影机的内方位元素（x，y，f），同时非量测相机畸变差较大，因此在航测之前应进行相机的检校工作，检校的目的就是获取影像的内方位元素和畸变参数，一般相机的检校工作都在实验室下进行的，在检校之前需要在实验室内部布置一定数量且不在同一平面上的控制点，将控制点坐标和像片上量测的控制点的像点坐标纳入到共线方程里，通过平差解算，解算出相机的内方位元素和镜头畸变参数。论文研究所采用的相机为无人机内置单镜头非量测相机，有效像素为2000万，35mm等效焦距，该款相机经过实验室检校，得到具体参数如表2所示。表2相机检校参数序号检校内容检校值（mm）1主点0x0.1050762主点0y-0.0597333焦距f36.1626914径向畸变系数k1-3.907914e-0055径向畸变系数k21.363973e-0076径向畸变系数k3-1.310885e-0517偏心畸变系数p16.386098e-0068偏心畸变系数p2-1.842715e-0054）数据传输系统数据传输系统主要传输两个方面：（1）实时传输无人机的飞行参数，包括航高、距离、轨迹、航向和飞行资料的测量结果。（2）实时传送无人机获取的影像
华北理工大学硕士学位论文-24-以对重叠度的要求相对较低，但对无人机来说，由于其体积孝质量轻，外界环境对无人机飞行影响较大，使飞行姿态不稳定，这样就是使该航线的重叠度不定，因此本节内容只要分析姿态角的变化对影像重叠产生的影响。无人机的姿态角主要分为三种，分别为俯仰角、侧滚角和旋偏角，俯仰角为飞机沿航向方向发生的倾斜，而俯仰角的产生使得影像的覆盖范围发生了变化，使得梯形的长边、短边和高都发生变化。侧滚角与俯仰角方向相互垂直，对航向方向上的影像重叠度影响较小，但当相邻航线上分别按相反方向发生侧滚角时，形成的重叠度最小，但由于倾斜摄影测量，像片本身就存在很大的倾角，尽管俯仰角较小，但也会使地面的投影边长变化较大，而旁向上不存在倾角，测滚角又相对较小，所以侧滚角的变化可以忽略不计。旋偏角对航向重叠和旁向重叠都有影响，以下内容以俯仰角为例。假设无人机相邻两摄站的姿态一个向前端倾斜，一个向远端倾斜，俯仰角度数值相等方向相反，则相邻像片重叠度最小，如图4所示：图4影像重叠图中ABCD、EFGH为飞机姿态平稳时相邻摄站的影像的覆盖范围，其黑色覆盖范围为重叠部分，A’B’C’D’、E’F’G’H’为发生俯仰角时，影像的覆盖范围，其红色部分为俯仰角情况下的重叠部分，但由于无人机在飞行状态下受外界环境影响较大，其姿态角度变化不固定，所以研究其重叠率的意义并不是很大，但通过以上内容分析，为了尽可能增大影像重叠，除了减小摄站间距离以外，对气象条件和飞机的飞行稳定性上也要有一定的要求。5）景深距离分析为了减小相机内方位元素的变化，无人机一般搭载的相机都选用定焦镜头，并
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机航线规划参数分析研究[J]. 何敬,李永树. 资源与人居环境. 2013(10)
[2]矿山开采对环境的影响[J]. 姚臻. 企业技术开发. 2013(02)
硕士论文
[1]基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析[D]. 曹琳.西安科技大学 2016
[2]无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[D]. 刘洋.东华理工大学 2016
本文编号：2944722
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机
第3章无人机倾斜摄影测量技术研究-15-无人机的相机多由飞行器自带，搭载多是单镜头非量测数码相机，像素都在2000万以上。图2为本文所选用的消费级无人机自带的单镜头相机示意图。图2无人机相机为了获取高精度的地面点坐标，需要知道摄影机的内方位元素（x，y，f），同时非量测相机畸变差较大，因此在航测之前应进行相机的检校工作，检校的目的就是获取影像的内方位元素和畸变参数，一般相机的检校工作都在实验室下进行的，在检校之前需要在实验室内部布置一定数量且不在同一平面上的控制点，将控制点坐标和像片上量测的控制点的像点坐标纳入到共线方程里，通过平差解算，解算出相机的内方位元素和镜头畸变参数。论文研究所采用的相机为无人机内置单镜头非量测相机，有效像素为2000万，35mm等效焦距，该款相机经过实验室检校，得到具体参数如表2所示。表2相机检校参数序号检校内容检校值（mm）1主点0x0.1050762主点0y-0.0597333焦距f36.1626914径向畸变系数k1-3.907914e-0055径向畸变系数k21.363973e-0076径向畸变系数k3-1.310885e-0517偏心畸变系数p16.386098e-0068偏心畸变系数p2-1.842715e-0054）数据传输系统数据传输系统主要传输两个方面：（1）实时传输无人机的飞行参数，包括航高、距离、轨迹、航向和飞行资料的测量结果。（2）实时传送无人机获取的影像
华北理工大学硕士学位论文-24-以对重叠度的要求相对较低，但对无人机来说，由于其体积孝质量轻，外界环境对无人机飞行影响较大，使飞行姿态不稳定，这样就是使该航线的重叠度不定，因此本节内容只要分析姿态角的变化对影像重叠产生的影响。无人机的姿态角主要分为三种，分别为俯仰角、侧滚角和旋偏角，俯仰角为飞机沿航向方向发生的倾斜，而俯仰角的产生使得影像的覆盖范围发生了变化，使得梯形的长边、短边和高都发生变化。侧滚角与俯仰角方向相互垂直，对航向方向上的影像重叠度影响较小，但当相邻航线上分别按相反方向发生侧滚角时，形成的重叠度最小，但由于倾斜摄影测量，像片本身就存在很大的倾角，尽管俯仰角较小，但也会使地面的投影边长变化较大，而旁向上不存在倾角，测滚角又相对较小，所以侧滚角的变化可以忽略不计。旋偏角对航向重叠和旁向重叠都有影响，以下内容以俯仰角为例。假设无人机相邻两摄站的姿态一个向前端倾斜，一个向远端倾斜，俯仰角度数值相等方向相反，则相邻像片重叠度最小，如图4所示：图4影像重叠图中ABCD、EFGH为飞机姿态平稳时相邻摄站的影像的覆盖范围，其黑色覆盖范围为重叠部分，A’B’C’D’、E’F’G’H’为发生俯仰角时，影像的覆盖范围，其红色部分为俯仰角情况下的重叠部分，但由于无人机在飞行状态下受外界环境影响较大，其姿态角度变化不固定，所以研究其重叠率的意义并不是很大，但通过以上内容分析，为了尽可能增大影像重叠，除了减小摄站间距离以外，对气象条件和飞机的飞行稳定性上也要有一定的要求。5）景深距离分析为了减小相机内方位元素的变化，无人机一般搭载的相机都选用定焦镜头，并
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机航线规划参数分析研究[J]. 何敬,李永树. 资源与人居环境. 2013(10)
[2]矿山开采对环境的影响[J]. 姚臻. 企业技术开发. 2013(02)
硕士论文
[1]基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析[D]. 曹琳.西安科技大学 2016
[2]无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[D]. 刘洋.东华理工大学 2016
本文编号：2944722
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