轻型机载激光雷达航测在公路勘测设计中的应用研究

机载激光雷达(LiDAR)测量系统是公路勘测设计所需数据获取的最佳技术手段,将轻小型激光雷达测量系统搭配无人机航测设备进行工程勘测,兼具效率、精度及勘测成果的多元化。以实际项目为例,对轻型机载激光雷达航测在公路勘测设计中的工程应用进行了分析,希望可以为后续项目提供参考。     

突发灾害监控与决策系统的设计与实现

现代社会,面对高危或人类无法到达的区域,如森林火场现场视查、地震灾情查看、城市等狭窄地段的高楼消防救灾、核辐射现场勘察检测等,基于无人机的无线通信系统,由于体积小和机动灵活,通过信息传感采集、视频现场捕捉,能安全、有效地获取现场灾情情况信息。然后数据通过中继传到后台,存入后台数据库。利用采集到的现场信息与Arc GIS Server发布的GIS相关服务,通过Arc GIS API for Flex对数据进行快速分析处理,使采集信息可视化,同时进行突发灾害模拟预测,准确定位事发地点,评价灾害影响范围,查找救援最短路径等。本文设计并实现了基于无人机突发灾害监控与决策系统,同时重点介绍系统的设计、组网的关键技术、视频压缩、基于GIS的数据处理与分析以及系统实现的功能。     

无人机发动机检测系统设计

介绍一种无人机小型发动机的检测系统。基于该系统进行了机械机构设计,硬件设计采用PCI体系结构,软件以C++Builder作为开发平台。检测系统可以对发动机进行各种试验,控制发动机的运行状态,并实时采集和记录动态试验数据。该系统已成功应用于无人机发动机的地面检测,具有成本低、性能优、维护方便和可靠性高等特点。通过发动机的试验,得到了完整的试验数据,保证无人机发动机始终处于良好的工作状态。     

面向智能查违的北斗无人机低空感知与服务系统

针对如何解决对城建中违章建筑进行全面有效监管的问题,设计研发了一种应用北斗无人机低空感知与服务技术的智能查违系统。利用北斗无人机搭载航空摄影设备获取城市定点区域遥感数据,通过实时数据通信传输模块将信息上传至多功能遥感数据处理平台进行动态处理,实现违章建筑的持续变化监测和查询,为监管部门提供数据支撑和决策依据。     

无人机摄影测量在农房不动产确权登记中的应用研究

<正>一、无人机摄影测量的工作原理无人驾驶飞机简称"无人机",无人机是由遥控设备或自备程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机一般由飞行控制平台系统、有效载荷系统和地面控制系统三大部分组成。无人机摄影测量是依托无人机为主要的信息接收平台,通过无人机机载摄影信息采集和处理设备,将最终所获取的地理信息传输到测绘中心,经过数据技术处理,形成     

机载航测实时处理系统设计及实现

近年来,无人机针对不同类型自然灾害应急救灾取得显著成效,但是快速获取灾情现场信息,满足第一张图应急测绘需求的机载航测系统尚未成型,无法保障应急救灾的时效性.因此,本文依据轻小型一体化多载荷集成设计,构建了基于中大型无人机飞行平台的航测相机、轻小型SAR、集成座架及定位定姿系统(POS)信号共享的一体化集成新型机载航测系...     

中航时无人机系统在应急测绘中的应用探讨

针对洪涝、山体滑坡、泥石流、地震等自然灾害灾后应急测绘数据获取难的问题,文章以CH-4无人机系统为例,提出运用具有快速获取大范围高分辨率影像能力的中航时无人机航空摄影测量系统进行数据获取。该系统在广西某区域进行了试验,结果表明,CH-4无人机应急测绘系统可以同时获取光学影像、雷达影像和视频数据等,且精度满足要求,可广泛应用于自然资源监测和管理、国土空间规划、森林火灾隐患点排查、海洋溢油监测等领域。     

基于车载点云数据的实景可量测技术研究

车载激光扫描系统集成激光雷达扫描技术、定位定向技术、全景获取技术于一身,可同时获取空间三维信息以及纹理信息,在数字城市信息化建设中发挥重要作用。该文通过分析车载激光扫描数据成果,将激光点云作为空间量测支撑数据,实现三维实景可量测功能,在文中详细的阐述可量测原理以及实现实景量测的关键技术,并基于Direct X开发出可量测实景应用实例,为可量测实景服务奠定基础。     

利用高精度DLG进行机载LiDAR点云精度评定研究

LiDAR作为一种主动式获取高精度地表几何信息的地形图测绘技术,其获取的点云具有较高的相对精度与绝对精度,可作为无控或稀少控制条件下（无人机）航空影像高精度几何定位的地理参考数据。影像几何定位所能达到的精度依赖于几何参考数据自身的精度,因此评价LiDAR点云的精度对于将其作为地理参考实现航空影像高精度几何定位,具有较强的理论价值与实践意义。本文提出了利用高精度数字线划图（DLG）作为几何参考评定机载LiDAR点云精度的方法。首先,通过比对DLG中高程注记点的高程与LiDAR点云中对应位置处的高程,实现LiDAR点云高程精度评定;然后,通过统计LiDAR墙面点在平面上的投影点到DLG房屋矢量轮廓线的距离,实现LiDAR点云平面精度评定。实验结果证明,本文试验区域LiDAR点云平面和高程精度分别可达到7.2 cm和8.3 cm,可作为大比例尺无人机航空遥感控制数据的有效选择。     

关于空间信息获取技术的分析

空间3维信息获取技术与应用正在世界范围内蓬勃发展,新理论、新技术、新方法层出不穷,新思维、新方向更推动了地理信息产业不断向前发展.航空摄影技术与摄影测量技术;机载与地面激光扫描、地面移动测量与GPS定位等传感器的精度与速度都有了明显的提高.无人机、飞艇等低空获取技术在城市空间信息的获取和更新方面发挥了积极的作用.本文对数字城市建设中的信息获取技术进行了讨论,并对航空摄影、机载3维激光、无人机、飞艇等3维信息获取方法进行了阐述,立足关注自主创新产品,突出各个领域技术合作与互补,推动数字城市建设更上新台阶.     

基于BERNESE全球网联合平差分析东北区域速度场

本文将东北区域陆态网基准站纳入到全球网联合平差解算,实现了数据的自动处理,获得周解,并通过时间序列分析获得了基准站在全球框架下的运动速率,并对其进行对比分析,进一步验证了解算策略的可行性和可靠性。     

基于无人飞行平台的小型Ka波段合成孔径 雷达系统研制

无人飞行平台具有滞空时间长、使用维护方便等优点,在军事侦查打击、国土资源普查、灾害监测等领域的应用日益广泛。合成孔径雷达是一种二维成像雷达,能够得到类似光学图片的雷达图像,具有全天候、高分辨率、宽检测范围等优点,是无人飞行平台的重要载荷之一。然而,受限于无人飞行平台相对较小的空间与负载能力,雷达载荷必须向小型、轻量以及低功耗等方面发展。Ka波段电磁波信号具有波长短、带宽大、关键微波器件的体积小等特点,适合应用于高分辨率微小型雷达载荷。2015年中国科学院电子学研究所面向中小型无人飞行平台,开展了研制的小型高分辨率Ka波段合成孔径雷达工作,并通过试飞验证了雷达性能。本文研究了Ka波段SAR雷达系统各项关键技术,介绍了雷达系统及关键模块设计方案、雷达各工作模式的参数设计和实时成像算法,展示了该雷达在轻型飞行平台上获得的高分辨率飞行图像,并对图像进行了指标分析。试验结果表明：该Ka波段雷达系统成像清晰,图像分辨率优于0.2 m,满足设计指标要求;实测雷达重量低于10 Kg,峰值功耗小于100 W,适用于轻小型无人飞行平台。     

基于Web GIS的广西雷电实时监测系统

以Web GIS技术为依托,将基础地理信息数据与闪电定位数据、雷达回波图相结合,建立了具有存储、应用、开发、分析及各种图形处理的INTERNET雷电定位实时监测系统,实现对闪电定位数据、雷达回波图的网络发布.系统可以对雷电天气发生发展进行实时监测、定位、跟踪并确定强雷电天气的落区,为各级气象台站预报员准确分析、判断、预报雷雨系统的移动及强度变化提供了较科学、直观的分析工具.     

基于FPGA的线阵CCD激光采集系统设计

设计了基于FPGA的投线仪激光检测系统。选用EP2C5T144C8N（FPGA）芯片作为硬件电路主核，利用Verilog语言和C#语言设计激光采集系统的软件，实现线阵CCD和AD转换芯片的驱动以及对采集数据的实时处理和显示。最终实验结果能满足激光投线仪的检测需求。     

高精度室内地图辅助VLC与PDR融合定位

针对传统室内定位方式存在的忽略地图精度对于整体定位精度的支撑性作用、需要额外的辅助设施和附加模块以协助定位系统实现目标点定位、定位信标的保密性差、定位信号源与辅助基站等具有较强的信号辐射等问题,本研究引入高精度室内地图辅助,提出了一种VLC与PDR融合的室内定位算法。首先,本研究摒弃了传统人工勾绘方式,在室内扫描机器人turtlrbot平台上（装载有二维激光扫描雷达）,利用Gmapping二维栅格地图构建算法,生成高精度室内地图。在此基础上,采用扩展卡尔曼滤波算法结合高精度地图信息实现VLC与PDR融合定位。该融合定位算法较好地结合了VLC定位与PDR定位各自的技术优势,实现了VLC定位结合高精度地图信息对PDR定位自适应动态纠偏,对于进一步实现新型低成本、无信号辐射、保密性强、附加模块少的高精度室内定位提供了较好的理论与技术支撑。实验结果表明：在高精度室内扫描地图构建过程中,其测距分辨率<0.5 mm,VLC与PDR融合定位算法的整体定位精度为1.33 m,平均定位响应时间为0.58 s。     

复频探地雷达在未爆弹探测中的应用

使用搭载200&400 MHz复合天线的LTD系列探地雷达,对埋设的未爆弹进行探测试验,并运用克希霍夫积分偏移法及三维插值算法对探地雷达数据进行三维成像。试验结果能准确地反映出浅埋未爆弹的位置信息,可指导排爆人员进行精确的开挖及排除。     

基于室内定位数据的群体时空行为可视化分析

室内定位数据记录了用户在室内空间活动的时空轨迹,是研究人群室内行为的重要信息源。室内数据时空耦合、分布复杂,可视化分析可以更好地揭示其规律。然而,与室外数据不同,室内数据具有时空粒度细、定位精度高等特点,与POI之间的空间关系更为明确,其轨迹受到室内设施和空间的制约,出现高维和不规则的特征,而这给室内行为研究提供依据的同时,又给可视化分析带来一定的挑战。现有的可视化方法主要应用于室外定位数据,关注轨迹自身的活动轨迹分析,往往忽略了所经过POI语义信息表达。针对这一问题,首先分析室内空间结构与定位数据的特征,阐述室内空间可视化分析的特殊性;在此基础上,面向室内人群的时空分布、移动模式及相关POI之间的对比、关联分析的需求,细化可视化分析的内容,明确可视化分析与展示的对象,并设计数据结构;从数据结构、可视化方法、展示图件及用户交互4个层次构建时空行为可视化分析模型;基于上述方法,采用WebGIS和WebGL技术综合设计和实现了面向商场定位的商场客流分析系统;最后,通过某一大型商场的用户定位数据进行可视化分析,从而验证了研究成果的正确性和有效性。     

基于无人机成像点云的禄丰恐龙谷南缘环状地貌空间特征探测实验分析

为了定量获取复杂地貌构造的特征参数,需要获取高精度、高分辨率的地形地貌数据。在复杂地貌特征探测中,基于无人机航测结合成像点云,可以快速、高效、安全、准确地完成复杂地貌空间探测任务。针对禄丰恐龙谷南缘环状地貌的典型局地场景,采用无人机测量技术获取测区高分辨率的地貌影像数据,构建实景三维场景模型并对其地貌特征进行探测分析研究。试验结果表明:①基于无人机成像点云构建0.2 m分辨率DEM数据能够精准表达研究区真实地貌特征。②通过构建环状场景"内-中-外"7条典型高程剖面线,对比分析证实了研究区地形呈现环形"盆缘"形态特征,内外两侧高程逐渐递减,并且"盆缘"外部剖面高程起伏变化剧烈,地形相较于内部地貌更加复杂。③为进一步探测提取微形地貌特征信息,利用无人机成像原理构建的精准DEM数据结合测区实景三维模型,定量提取了该区坡度、坡向、相对高差、等值线、山脊线、山谷线等相关参数进行精准定量测量及分析探讨。④利用立体三维模型的多视角目视解译与典型场景分析,可清楚辨别出测区冲沟发育以及地质体的节理层理面等微地貌特征。通过以上对地貌三维场景探测试验研究表明,利用实景三维模型能够快速准确呈现测区地貌形态特征,并且成像点云数据综合分析,能够量化、半量化揭示区域构造地质信息。总体而言,无人机测量技术与成像点云3D产品在地质调查中的应用具有实用意义,并具备独特的技术优势。