低空无人机空中三角测量精度分析

发布时间：2017-09-06 09:35

  本文关键词：低空无人机空中三角测量精度分析

  更多相关文章： 无人机 影像纠正 影像匹配 空中三角精度 光束法平差

【摘要】：低空无人机摄影测量存在其自身的短板,其特点决定着其遥感影像存在镜头畸变、角旋度大、作业时的像幅过多过小、重叠度以及无人机系统自身硬性、匹配等问题,这些问题困扰着低空无人机从拍摄到整个后期数据处理。对于这些问题,本文将从算法入手,研究解决问题的可能性,对于算法不能处理的,看能否逆向求出,这些研究的问题都是围绕着低空无人机摄影测量的空中三角内容展开的。本文将围绕着无人机航拍的数据为研究对象,讨论低空无人机的硬性要求、摄影数据的特点、畸变纠正、影像匹配、光束法平差过程中,分析影响空三加密成果的各种问题以及解决办法。本文讨论以下几个方面:(1)由于低空无人机的执行的是空中作业任务,讨论了其平台的高低、速度和曝光长短的关系,并简要的介绍了关于摄影测量的的技术和需求定位;(2)由于数码相机属于非量测型镜头,其易产生光学畸变误差,这需要运用畸变纠正模型。但经过影像纠正发现误差偏值过大,所以在进行空三加密之前必须要进行影像纠正,其决定后期的成图精度;(3)低空无人机飞行时由于各种原因,导致遥感影像存在航向重叠和旁向重叠的不规则、旋角问题过大等原因,这需要用到匹配技术,而灰度匹配难以满足目前的精度要求。本文介绍了一种目前比较流行的匹配技术,基于Harris算子和SIFT算法结合的匹配效果试验,其针对各种出现的问题都具有很好的稳定性;(4)在光束法平差的基础上,介绍了其平差的方式,并探讨一下传统和现代的的空三处理流程。简要的介绍了空三精度的分析方法,揭示理论精度误差的传播公式以及实际精度较值的模型,并结合国家标准,给出不同比例尺的精度限值;(5)精度是空中三角测量中的重要指标,了解其各个环节直接反映了摄影测量工作的质量。空中三角测量的环节较多,为了保证最终结果的精度,必须在每一个环节进行精度分析,使得获取较好的结果。本文设计的是不同阈值和不同控制点布设方案对于精度的影响,围绕着平差试验得出错误和粗差的匹配点剔除的办法,对比分析阈值和控制点平差的精度值。
【关键词】：无人机 影像纠正 影像匹配 空中三角精度 光束法平差
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P231.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外无人机遥感研究现状12
• 1.3 空中三角测量的研究现状12-13
• 1.3.1 摄影测量的发展状况12-13
• 1.3.2 空中三角测量的概念及前沿发展13
• 1.4 空中三角测量的发展阶段13-14
• 1.5 空中三角测量发展的国内外状况14-15
• 1.6 研究内容和论文结构15-17
• 2 低空无人机摄影测量系统17-25
• 2.1 低空无人机航摄系统17-22
• 2.1.1 无人机的分类17-18
• 2.1.2 低空无人机技术和性能要求18-22
• 2.2 低空无人机摄影测量22-23
• 2.2.1 无人机低空摄影的优点22
• 2.2.2 低空无人机低空摄影的缺点22-23
• 2.2.3 低空无人机航摄的应用定位23
• 2.3 摄影测量涉及的坐标系统23-25
• 2.3.1 像方坐标系统23-24
• 2.3.2 物方坐标系24-25
• 3 非量测型数码相机的畸变值纠正25-35
• 3.1 数码型相机的误差来源25-27
• 3.1.1 系统性误差25-27
• 3.1.2 随机性误差27
• 3.2 畸变性误差的纠正27-30
• 3.2.1 非量测型数码相机的检校27-28
• 3.2.2 数字影像畸变纠正28-29
• 3.2.3 畸变性误差的改正模型29-30
• 3.3 影像纠正分析30-35
• 3.3.1 影像畸变纠正30
• 3.3.2 畸变纠正值对比30-32
• 3.3.3 对比点纠正值的试验分析32-35
• 4 影像匹配35-49
• 4.1 影像相关的算法分类35-43
• 4.1.1 灰度匹配35-38
• 4.1.2 特征匹配38-43
• 4.2 Harris算子43
• 4.3 误匹配点的剔除43-44
• 4.4 基于Harris算子和SIFT特征的匹配实验与分析44-49
• 5 低空无人机影像的空三流程和精度的分析方法49-57
• 5.1 概述49
• 5.2 低空无人机影像的光束法平差49-51
• 5.3 光束法平差方式51-53
• 5.3.1 自由网平差52
• 5.3.2 控制网平差52
• 5.3.3 联合平差52-53
• 5.3.4 平差方式的比较53
• 5.4 空中三角流程53-55
• 5.4.1 传统经典自动三角测量的流程53-54
• 5.4.2 现代无人机影像自动空三流程54-55
• 5.5 空中三角测量的精度指标55-57
• 5.5.1 空中三角测量中理论精度55
• 5.5.2 空中三角测量的实际精度55-56
• 5.5.3 区域网的平差结果的精度规范56-57
• 6 试验精度分析57-67
• 6.1 试验数据57
• 6.2 数据处理过程57-58
• 6.3 试验数据的精度分析58-66
• 6.3.1 数据平差分析58-61
• 6.3.2 绝对定向较值的精度分析61-66
• 6.5 应用总结66-67
• 7 总结67-69
• 7.1 结论67
• 7.2 展望67-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-72

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本文编号：802359