无人机倾斜摄影在城市雨洪风险评估中的应用研究
发布时间：2021-04-04 04:57
城镇化是我国乃至全世界范围内的普遍现象,伴随着快速的城镇化进程,城镇人口数量也在迅速地增加,作为人类最重要的栖息地,城市及其环境问题受到了越来越广泛的关注。近年来,世界各国主要的城市地区都遭受了极为严重的暴雨洪涝灾害,城市暴雨洪涝灾害己成为21世纪危害人民生命财产安全的重要影响因素,研究城市雨洪风险问题,以提高城市洪涝灾害监测、预报的准确性,对城市暴雨洪涝灾害的预报决策服务、城市防洪排涝研究具有重要的意义,而由于城市内涝对城市微地形极其敏感,高精度的城市模型有助于准确分析淹没情况。本文在对国内外城市雨洪风险评估以及城市三维建模的研究现状进行全面分析的基础上,针对当前城市洪涝模型对地形数据的敏感性高且雨洪风险评估研究的精度受限于地形数据精度的问题,创新性地提出利用无人机倾斜摄影测量技术提高基础地形数据的精度,并在此基础上借助于三维实景建模软件Smart3D进行城市的三维重建,结合GIS的空间分析功能,以淹没深度为关键指标进行研究区的雨洪风险评估。本文主要研究内容包括:（1）详细分析了无人机倾斜摄影测量的特点、关键技术,主要包括多视影像联合平差、多视影像密集匹配、数字表面模型生成和真正射影...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１地表温度变化（１９０１－２０１２）??
图１－２陆地年降水变化（１９０１－２０１０）??２０１１年，我国城镇化率首次超过５０％，标志着我国从一个农业大国迈入一??个工业大国。据国家统计局的数据显示，截止２０１６年末，城镇常住人口?７９２９８??万人，占总人口比重为５７．３５％，比上年末提高１．２５个百分点。近年来，世界各??国主要的城市地区都遭受了极为严重的暴雨洪涝灾害，频频发生的大、中城市内??涝灾害暴露了城市现有的排水体系无法适应城市高速发展的问题，而在我国，快??速城镇化也己经导致“城市病”问题越来越突出，直接影响到城镇化进程的质量。??我国是世界上受洪涝灾害影响最严重的国家之一。据世界卫生组织紧急事件数据??库资料（Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ?Ｅｖｅｎｔｓ?Ｄａｔａｂａｓｅ，?ＥＭ－ＤＡＴ）显不，１９００－２０１１?年间，全球人??口死亡数最多的十大洪涝灾害事件有７次发生在我国，共造成我国约６５０万人死??亡；全球受影响人数最多的十大洪涝灾害事件有９次发生在我国，共造成我国约??１３亿人受影响；全球经济损失最严重的十大洪涝灾害有３次发生在我国，导致??我国经济损失约６００亿美元（权瑞松，２０１２）。据统计，我国６２％的城市在２００８－??２０１０三年间发生过内涝，次数超过３次的城市有１３７个；从２０１０年以来，城市??内涝基本覆盖我国３１个省份，全国城乡年均受灾人口在１亿人左右。??
但是需要注意的是，Ｓｍａｒｔ３Ｄ主要的应用对象为相对静态的物体，移动物??体（人、车辆、动物等）不作为主要建模对象，但是这些物体偶尔会出现在生??成的三维模型中，会存在失真的情况，可忽略不计。图２－１为经过Ｓｍａｒｔ３Ｄ三??维重建的城市实景三维模型，从图中可以看出，经过Ｓｍａｒｔ３Ｄ三维重建的城市??模型真实度高，贴近城市真实情况，而且拥有很高的精度，这无疑对其应用带??来了极大的好处。??图２－１?Ｓｍａｒｔ３Ｄ生成的城市实景三维模型示例??Ｓｍａｒｔ?３Ｄ己经可以做到从数据输入到三维模型成型的自动化、批量化，高??效低耗的三维建模的目标，在效率和宏观效果上有着明显的优势，但是只能做??三维可视化的展示，后续的展开应用困难，主要存在３个问题：①在影像获取??方面多少都会有一定的盲区或数据关联点不足的地方，造成在模型匹配时存在??模型扭曲变形，匹配不到特征点而产生模型漏洞；②实景模型是以超高密度点??云生成的数字表面模型（Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ?Ｍｏｄｅｌ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ArcGIS的城市雨洪模型设计[J]. 徐良,王小维,张洋. 勘察科学技术. 2017(03)
[2]基于GIS和SWMM的城市局部区域雨洪模型构建方法研究[J]. 蔡雨亭,徐慧珺,孙玮妍,邱帅,陈昕. 现代测绘. 2017(02)
[3]无人机倾斜摄影在泥石流灾害调查中的应用[J]. 刘对萍,潘艳宾. 西部大开发(土地开发工程研究). 2016(06)
[4]倾斜摄影测量技术应用及展望[J]. 杨国东,王民水. 测绘与空间地理信息. 2016(01)
[5]我国海绵城市试点示范申报策略研究与能力建设建议[J]. 徐振强. 建设科技. 2015(03)
[6]深圳市自然灾害风险评估及应对策略研究[J]. 王燕. 中国农村水利水电. 2014(06)
[7]海平面上升背景下黄浦江极端风暴洪水危险性分析[J]. 殷杰,尹占娥,于大鹏,许世远. 地理研究. 2013(12)
[8]上海市地下轨道交通暴雨内涝脆弱性评价[J]. 权瑞松,刘敏,张丽佳. 人民长江. 2011(15)
[9]基于GIS的上海浦东暴雨内涝灾害脆弱性研究[J]. 尹占娥,暴丽杰,殷杰. 自然灾害学报. 2011(02)
[10]基于情景模拟的上海中心城区建筑暴雨内涝暴露性评价[J]. 权瑞松,刘敏,张丽佳,陆敏,王静静,牛海燕,许世远. 地理科学. 2011(02)
博士论文
[1]城市洪水风险管理及应用技术研究[D]. 李帅杰.中国水利水电科学研究院 2013
[2]典型沿海城市暴雨内涝灾害风险评估研究[D]. 权瑞松.华东师范大学 2012
[3]多尺度自然灾害情景风险评估与区划[D]. 刘耀龙.华东师范大学 2011
[4]灾害情景下城市脆弱性评估研究[D]. 石勇.华东师范大学 2010
[5]城市自然灾害风险评估与实证研究[D]. 尹占娥.华东师范大学 2009
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
[3]城市暴雨内涝灾害风险评估工具集开发与应用研究[D]. 董军刚.华东师范大学 2014
[4]应用于倾斜影像的点特征优化提取与宽基线匹配[D]. 王兴慧.兰州交通大学 2014
[5]基于倾斜航空影像的建筑物结构性损毁评估方法研究[D]. 李胜军.西南交通大学 2013
[6]基于情景模拟的城市暴雨内涝风险评估[D]. 孙阿丽.华东师范大学 2011
本文编号：3117771
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１地表温度变化（１９０１－２０１２）??
图１－２陆地年降水变化（１９０１－２０１０）??２０１１年，我国城镇化率首次超过５０％，标志着我国从一个农业大国迈入一??个工业大国。据国家统计局的数据显示，截止２０１６年末，城镇常住人口?７９２９８??万人，占总人口比重为５７．３５％，比上年末提高１．２５个百分点。近年来，世界各??国主要的城市地区都遭受了极为严重的暴雨洪涝灾害，频频发生的大、中城市内??涝灾害暴露了城市现有的排水体系无法适应城市高速发展的问题，而在我国，快??速城镇化也己经导致“城市病”问题越来越突出，直接影响到城镇化进程的质量。??我国是世界上受洪涝灾害影响最严重的国家之一。据世界卫生组织紧急事件数据??库资料（Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ?Ｅｖｅｎｔｓ?Ｄａｔａｂａｓｅ，?ＥＭ－ＤＡＴ）显不，１９００－２０１１?年间，全球人??口死亡数最多的十大洪涝灾害事件有７次发生在我国，共造成我国约６５０万人死??亡；全球受影响人数最多的十大洪涝灾害事件有９次发生在我国，共造成我国约??１３亿人受影响；全球经济损失最严重的十大洪涝灾害有３次发生在我国，导致??我国经济损失约６００亿美元（权瑞松，２０１２）。据统计，我国６２％的城市在２００８－??２０１０三年间发生过内涝，次数超过３次的城市有１３７个；从２０１０年以来，城市??内涝基本覆盖我国３１个省份，全国城乡年均受灾人口在１亿人左右。??
但是需要注意的是，Ｓｍａｒｔ３Ｄ主要的应用对象为相对静态的物体，移动物??体（人、车辆、动物等）不作为主要建模对象，但是这些物体偶尔会出现在生??成的三维模型中，会存在失真的情况，可忽略不计。图２－１为经过Ｓｍａｒｔ３Ｄ三??维重建的城市实景三维模型，从图中可以看出，经过Ｓｍａｒｔ３Ｄ三维重建的城市??模型真实度高，贴近城市真实情况，而且拥有很高的精度，这无疑对其应用带??来了极大的好处。??图２－１?Ｓｍａｒｔ３Ｄ生成的城市实景三维模型示例??Ｓｍａｒｔ?３Ｄ己经可以做到从数据输入到三维模型成型的自动化、批量化，高??效低耗的三维建模的目标，在效率和宏观效果上有着明显的优势，但是只能做??三维可视化的展示，后续的展开应用困难，主要存在３个问题：①在影像获取??方面多少都会有一定的盲区或数据关联点不足的地方，造成在模型匹配时存在??模型扭曲变形，匹配不到特征点而产生模型漏洞；②实景模型是以超高密度点??云生成的数字表面模型（Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ?Ｍｏｄｅｌ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ArcGIS的城市雨洪模型设计[J]. 徐良,王小维,张洋. 勘察科学技术. 2017(03)
[2]基于GIS和SWMM的城市局部区域雨洪模型构建方法研究[J]. 蔡雨亭,徐慧珺,孙玮妍,邱帅,陈昕. 现代测绘. 2017(02)
[3]无人机倾斜摄影在泥石流灾害调查中的应用[J]. 刘对萍,潘艳宾. 西部大开发(土地开发工程研究). 2016(06)
[4]倾斜摄影测量技术应用及展望[J]. 杨国东,王民水. 测绘与空间地理信息. 2016(01)
[5]我国海绵城市试点示范申报策略研究与能力建设建议[J]. 徐振强. 建设科技. 2015(03)
[6]深圳市自然灾害风险评估及应对策略研究[J]. 王燕. 中国农村水利水电. 2014(06)
[7]海平面上升背景下黄浦江极端风暴洪水危险性分析[J]. 殷杰,尹占娥,于大鹏,许世远. 地理研究. 2013(12)
[8]上海市地下轨道交通暴雨内涝脆弱性评价[J]. 权瑞松,刘敏,张丽佳. 人民长江. 2011(15)
[9]基于GIS的上海浦东暴雨内涝灾害脆弱性研究[J]. 尹占娥,暴丽杰,殷杰. 自然灾害学报. 2011(02)
[10]基于情景模拟的上海中心城区建筑暴雨内涝暴露性评价[J]. 权瑞松,刘敏,张丽佳,陆敏,王静静,牛海燕,许世远. 地理科学. 2011(02)
博士论文
[1]城市洪水风险管理及应用技术研究[D]. 李帅杰.中国水利水电科学研究院 2013
[2]典型沿海城市暴雨内涝灾害风险评估研究[D]. 权瑞松.华东师范大学 2012
[3]多尺度自然灾害情景风险评估与区划[D]. 刘耀龙.华东师范大学 2011
[4]灾害情景下城市脆弱性评估研究[D]. 石勇.华东师范大学 2010
[5]城市自然灾害风险评估与实证研究[D]. 尹占娥.华东师范大学 2009
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
[3]城市暴雨内涝灾害风险评估工具集开发与应用研究[D]. 董军刚.华东师范大学 2014
[4]应用于倾斜影像的点特征优化提取与宽基线匹配[D]. 王兴慧.兰州交通大学 2014
[5]基于倾斜航空影像的建筑物结构性损毁评估方法研究[D]. 李胜军.西南交通大学 2013
[6]基于情景模拟的城市暴雨内涝风险评估[D]. 孙阿丽.华东师范大学 2011
本文编号：3117771
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