微型无人机摄影测量数据处理研究
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【摘要】:无人机摄影测量的出现弥补了传统摄影测量和航天遥感对及时、精细地理空间数据获取的不足。无人机摄影测量以其灵活方便、实施成本低、受气候影响小的优点,在多个行业中得到了广泛的应用,其影像具有分辨率高、重叠率大、姿态角大、像幅小、数量多的特点。影像的姿态角大、像幅小导致数据处理的困难,而影像的大重叠率、高分辨率为真正射影像图的制作提供了良好的数据源。微型无人机摄影测量作为无人机摄影测量中的一种,它兼具了无人机摄影测量的优缺点,但是微型无人机影像相比于大中型无人机航摄影像数量更多、姿态角更大、像幅更小。本文主要研究了基于多视图几何的空三解算方法和利用微型无人机影像制作真正射影像图的过程及获得真正射影像图的精度,具体内容如下:(1)为充分了解微型无人机摄影测量系统的特点,详细研究了微型无人机摄影测量系统的组成和工作流程。对微型无人机影像特点分析,确定每个特点对数据处理的影响。(2)对多视图几何中相关理论进行研究,说明了多视图几何中对大姿态角影像进行相对定向的过程。(3)推导多视图几何中相机矩阵的非齐次表达形式,并将其与摄影测量中的共线方程表达形式比较,得出了相机矩阵的非齐次表达与共线方程表达在形式上的一致性的结论,为多视图几何与摄影测量平差方法相结合奠定基础。(4)对基于多视图几何空三解算背景下的空三控制点布设方案进行试验,探索适用于基于多视图几何空三解算的控制点布设方案,为利用微型无人机进行摄影测量的实践生产提供参考。(5)对利用微型无人机影像制作TDOM的过程进行研究,指出TDOM制作的关键步骤。根据测绘相关标准对制作完成的TDOM的平面位置精度进行验证。
【关键词】:微型无人机 多视图几何 空三解算 真正射影像图
【学位授予单位】:北京建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P231
【目录】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-7
- 第1章 绪论7-14
- 1.1 研究背景与意义7-8
- 1.2 无人机的发展与分类8-11
- 1.2.1 无人机的发展8-10
- 1.2.2 无人机的分类10-11
- 1.3 无人机摄影数据处理研究现状11-12
- 1.3.1 空三解算研究现状11
- 1.3.2 真正射影像图制作研究现状11-12
- 1.4. 论文研究内容与安排12-14
- 1.4.1 研究内容12-13
- 1.4.2 章节安排13-14
- 第2章 微型无人机摄影测量系统14-21
- 2.1 微型无人机摄影测量系统组成14-15
- 2.2 微型无人机影像特点15-16
- 2.3 微型无人机摄影测量系统工作流程16-20
- 2.3.1 任务规划16-18
- 2.3.2 数据获取18-19
- 2.3.3 数据处理19-20
- 2.4 本章小结20-21
- 第3章 基于多视图几何空三解算理论与方法21-40
- 3.1 多视图几何相关理论21-32
- 3.1.1 相机模型21-24
- 3.1.2 对极几何24-25
- 3.1.3 基础矩阵25-29
- 3.1.4 本质矩阵29-31
- 3.1.5 本质矩阵求解相机矩阵实验31-32
- 3.2 摄影测量平差方法32-37
- 3.2.1 共线方程与相机矩阵32-34
- 3.2.2 光束法平差34-35
- 3.2.3 自检校光束法平差35-37
- 3.3 基于多视图几何的空三解算37-39
- 3.4 本章小结39-40
- 第4章 基于多视图几何空三控制点布设试验40-49
- 4.1 试验概述40-43
- 4.1.1 试验硬件和软件40-42
- 4.1.2 数据获取42-43
- 4.2 布点方案43-45
- 4.3 试验结果与分析45-48
- 4.4 本章小结48-49
- 第5章 TDOM的制作及精度验证49-58
- 5.1 TDOM的制作49-53
- 5.2 TDOM平面精度验证53-57
- 5.3 本章小结57-58
- 第6章 结论与展望58-60
- 6.1 结论58
- 6.2 展望58-60
- 参考文献60-63
- 攻读硕士期间发表论文及科研情况63-64
- 致谢64-65
- 附录A 各方案控制点残差和检查点误差列表65-71
- 附录B TDOM检查点平面位置误差列表71-72
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