遥感影像的分类评价及可视化分析——以平顶山市平煤矿区附近区域为例

选取平顶山平煤矿区附近区域作为研究区,使用无人机进行拍摄,以获悉矿区周边地物种类,补充辅助决策中的居民地、道路等信息,重点研究遥感影像的分析处理.为实现遥感影像分类并增强可视化效果,以无人机影像为源图像,分别采用无人机正射影像的主流处理软件Photoscan和Pix4d,完成图像的预处理及拼接,发现利用Pix4d软件进...     

旋翼无人机在建筑物抗震能力调查中的应用

介绍旋翼无人机的工作原理和技术流程,以无人机在2016年云南重点监视防御区建筑物抗震能力调查中的应用为例,对其获取的12个调查点的房屋影像数据进行质量评价和照片拼接处理,并对产出的正射影像全景图和三维点云模型进行了对比分析。结果表明,旋翼无人机在云南山区具有明显优势,可作为一种快速获取影像数据的技术手段,为区域建筑物抗震能力评估提供有效的基础信息。     

轻小型无人机在房屋建筑结构类型调查中的应用

房屋建筑结构数据是了解房屋抗震设防能力的基础,获取房屋建筑结构信息具有重要的现实意义。本文在简单介绍无人机遥感系统、房屋建筑信息无人机遥感调查技术流程的基础上,以全国多地多架次飞行任务为应用实例,对无人机照片进行筛选、姿态匹配、照片拼接、纹理映射等处理,获取了房屋建筑密集区的正射镶嵌图和三维场景模型,然后对房屋建筑结构类型进行目视判读,并与地面调查的真实结果比对分析,计算得到目视判读的准确率为91.17%,Kappa系数为0.80。结果表明,轻小型无人机轻便灵活,获取的三维场景模型能有效、直观、准确地进行房屋建筑结构类型判定,可弥补传统实地调查的不足,为评估大范围建筑物的抗震能力提供重要的参考依据。     

三维图像建模在古地震探槽研究中的应用

探槽揭露的地质构造信息十分珍贵,是正确认识断层活动性和古地震信息的关键资料,但是探槽本身无法长久妥善保存,因此完整精确地记录探槽揭露的地质构造信息一直受到人们的重视。传统的探槽记录方法主要有素描和照片拼接2种,但前者缺乏色彩信息且包含过多主观解释内容;后者在照片几何拼接过程中会出现接边、畸变等问题。文中以甘肃省天桥沟-黄羊川断裂的柳条河探槽为例,介绍1种完整记录探槽高精度的三维地质构造信息的技术方法和工作流程。该方法基于三维图像建模和正射镶嵌技术,首先在野外对清理好的探槽建立控制点或比例尺,用数码相机采集探槽所有剖面及周边微地貌照片,然后在室内用图像建模软件进行探槽的三维图像建模,最后生成探槽的三维图像模型及其剖面的正射镶嵌图。结果表明:探槽的三维图像建模既可以实现高分辨率正射照片镶嵌的自动化,又可以高效、低成本地获得高精度的探槽三维图像模型,不仅有利于探槽信息的存储,更可以直观地获取更多地质构造三维信息。     

地震灾后区域无人机GPS遥感定位技术研究

传统基于云计算的地理位置定位方法进行目标定位时需要分析大量的地理数据信息,造成目标定位过程复杂且容易出现定位差错。提出新的地震灾后区域无人机GPS遥感定位方法,其功能包括遥感传感子系统、遥感空中控制子系统、无人机平台、无人机地面控制子系统、三维模型影像重建以及目标定位分析。重建地震灾区的三维影像模型时,先提取地震灾区的DEM数据,将无人机GPS遥感测量得到的影像纹理映射到DEM上,构建地震灾区的三维地物模型;目标定位分析采用测距目标定位法,利用无人机在不同位置对目标进行定位分析,实现对地震灾后区域的定位分析,得到目标的坐标结果。实验结果说明,所提方法能提高目标定位的精度,缩短目标定位用时。     

基于无人机影像的辽宁农居建筑物提取技术与应用研究

本研究以实地调研数据为基准,无人机影像数据分析为验证,进行了基于无人机识别能力范畴的辽宁农居建筑结构类型划分,并根据区域结构类型比例、影像特性等指标优化了农居遥感解译标志整体参数,提取了不同建筑结构的不同解译标志阈值区间,并基于无人机低空正射影像DOM、数字表面模型DSM制定改进型DSM提取算法处理流程与代码,利用Python语言及开发环境完成了遥感影像要素提取与评估系统开发应用。通过最优组合解译标志获取无人机影像解译一致性系数Kappa=0.723,表明制定的解译标志特征对获得具有较好一致性的房屋结构类型具备一定的可行性。以改进型DSM提取算法为核心的建筑物提取软件提取建筑的整体精度为75%,基本满足地震应急需求。     

无人机摄影技术在精河地震房屋震害定量评估中的应用

利用2017年8月9日精河6.6级地震后获取的高分辨率无人机影像，对叶里斯南也肯村153栋房屋进行结构分类和震害解译，获取研究区内土木结构、砖木结构、砖混结构、框架结构4种类型房屋数量及震害特征，并依据解译结果计算每种结构房屋平均震害指数。由于研究区内砖木结构、砖混结构、框架结构房屋数量偏少，房屋内部的震害难以用无人机影像识别，这3类房屋的震害解译结果与现场调查结果相比差别较大，而土木结构房屋平均震害指数及所对应的地震烈度结果与现场调查结果基本一致，表明无人机影像可为房屋震害定量评估提供重要参考。     

基于无人机倾斜影像的三维建筑物震害精细信息提取

无人机倾斜摄影技术建模生成的三维影像较好地展现了建筑物侧面和顶面的震害细节信息,然而影像的高维度特性难以直接基于三维影像提取震害信息,经过降低维度转换的二维纹理影像往往会导致建筑物震害信息的不完整性和破碎性。针对这些问题,本文以2017年九寨沟M_S7.0地震为例,提出了一种直接从九寨沟震后三维影像获取侧面纹理信息的方法,即将三维模型打散,实现纹理与不规则三角网分离,从而获取完整的纹理影像,然后利用金字塔模型的瓦片坐标范围、瓦片命名规则和建筑物单体的空间位置选取最优纹理影像,再使用加权均值方差法确定纹理影像中建筑物的外墙最佳分割尺度后,采用面向对象方法提取建筑物外墙和墙皮脱落信息,最后通过对这些建筑物震害特征的分析,判定单体建筑物的破坏等级。结果显示,该方法成功获取了建筑物完整的侧面震害纹理影像,并基于纹理影像提取了外墙、裂缝和墙皮脱落区域信息判定建筑物单体为中等、严重两个破坏等级。      

基于无人机、高分卫星遥感影像的甘肃省陇南市建筑物空间化研究

基于无人机、高分卫星影像资料,通过实地调研与遥感影像对比分析,建立基于无人机、高分卫星遥感影像获取建筑物的技术路线,并以甘肃省陇南市为研究区进行实例验证。研究结果表明:利用无人机航拍进行建筑物识别时,采用倾斜摄影和正射影像相结合的方式,建筑物识别效果较好,尤其是对屋顶相同或类似的不同结构建筑物的识别;基于遥感技术获取建筑物时不仅要建立区域建筑物遥感影像解译标志,还需要借助区域地理环境特征、建筑物排列、占地面积、建筑物阴影等因素进行辅助识别,才能获取较为可靠的结果;陇南市建筑物类型主要有土木(含木构架)结构、砖木结构、砖混结构、框架结构4类,占比分别为19.25%、44.29%、31.32%、5.14%,建筑物遥感解译结果精度在-23.92%~25.28%;基于无人机和卫星遥感影像获取居民地建筑物数据可以用于更新地震应急基础数据库,但存在一定的误差。     

基于改进蚁群算法与无人机影像的震害识别方法及其在漾濞地震中的应用

地震后及时、精准地获取区域的震害情况,对科学有效地开展应急救援与灾害损失评估工作具有重要意义。文中依托蚁群算法以及无人机高清遥感影像,提出了一种高效识别区域建筑震害的新方法,并在近期云南漾濞6.4级地震的应急工作中进行了应用与验证。该方法通过改进蚁群算法中信息素浓度更新策略,引入优化算子,建立了更好的识别规则,提高了震害识别的速度与准确性;云南漾濞6.4级地震发生后,以第一时间获取的漾濞县城无人机高分辨率影像为试验数据,对区域震害的提取效果进行了验证,并与蚁群算法及最大似然方法进行对比分析。结果表明,文中提出的基于改进蚁群算法与无人机高分辨率影像的震害识别方法可有效提高区域内被破坏建筑物的识别精度。     

基于地面LIDAR玉树地震地表破裂的三维建模分析

2010年4月14日的玉树MS7.1地震造成沿甘孜-玉树断裂的一系列NW向地表破裂.利用Trimble GX 3D地面激光三维扫描仪获取了玉树地震断裂SE段禅古寺附近的典型地震地表破裂的精细点云数据.在对点云数据进行校正、分割、滤波等预处理基础上,分析了地震地表破裂不同表面建模方式的原理和方法,选取了无投影的不规则三角网建模方式对该处地表破裂进行三维建模实验,结合精配准高清晰现场纹理照片,制作了地震地表破裂的三维图像;并从模型的多个角度选取剖面进行地震地表破裂精细三维量测分析,得到该处地表破裂的平均垂直位移为74cm,水平位移为10cm.在此基础上进一步分析了玉树地震断裂的性质及其破裂特点.     

基于多卫星平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场

永久散射体雷达干涉(PSI)技术及其应用于区域地表形变监测已成为雷达遥感领域的研究热点之一.使用单一卫星平台所获取的单侧视SAR影像时间序列进行PSI分析,仅能获取沿雷达视线(LOS)方向的一维地表位移信息.本文提出了基于多平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场的模型与算法,其基本策略是:首先针对每一卫星平台的SAR影像时间序列进行PSI分析,并计算各地面目标沿LOS向的位移速度值,然后联合各平台所对应的LOS向位移速度值进行建模,并基于最小二乘方法解算各地面目标的三维位移速度分量.实验选取天津市西北部作为测试区,使用2007—2010年所获取的39幅TerraSAR-X影像、23幅ENVISAT ASAR影像和16幅ALOS PALSAR影像进行分析,经联合解算得到了该测试区域的垂直位移速度场以及南北向和东西向水平位移速度分量.与地面水准和已有GPS观测结果对比分析表明:多平台PSI的垂直位移速度场精度可达毫米级,而其水平位移速度分量与已有GPS结果基本一致.多平台PSI分析无需引入任何外部形变参考信息,便可以实现形变场的偏差校准和三维形变场的恢复.     

新型便携式行业级无人机精灵4RTK定位精度分析

本文针对新型便携式行业级无人机精灵4RTK开展了实测数据的定位精度分析,从有、无控制点情况下的绝对定位精度和无控制点情况下的相对定位精度2方面入手,详细计算后者水平距离和高程差的测量误差,探讨网络RTK技术的无控制点情况在活动构造中的应用。结果表明,无人机精灵4RTK在天气较晴朗、飞行高度100 m、镜头角度正射向下、旁向和航向重叠率均为70%等实测条件下,有控制点情况下水平位置和高程测量误差均<4.5 cm,无控制点情况下水平位置测量误差<0.60 m、高程测量误差<1.90 m;无控制点情况下,当实际水平距离<300 m时,水平距离测量误差<0.100 m,当高程差<2.8 m时,高程差测量误差<0.100 m;以复合运动性质的发震断层为例,初步探讨认为无人机精灵4RTK的网络RTK技术在无控制点情况下提取活动构造的定量参数时,其水平位移量精度能够达到厘米级,垂直位错量精度可能达不到厘米级,当垂直位错量小于8.0 m时,精度能够达到0.157 m。     

基于无人机影像的九寨沟地震建筑物震害定量评估

利用2017年8月8日九寨沟7.0级地震震后获取的无人机影像,结合地面震害调查资料,分析各类建筑物震害特征,建立建筑物震害无人机遥感解译标志;选取地震灾区漳扎镇(部分区域)和荷叶寨2个区域作为研究区,进行了无人机遥感建筑物震害提取,基于遥感震害指数进行了震害定量评估,并与现场建筑物震害调查统计结果进行了比较验证。结果显示,遥感解译建筑物震害与实际震害程度相吻合,表明利用震后快速获取的高分辨率无人机影像,可以较为准确地识别建筑物震害,进而为地震灾害定量评估和应急救援辅助决策提供重要参考。     

基于无人机摄影测量技术研究有无地面控制点的差异性在地震方面的应用

利用无人机摄影测量技术获取影像数据,在集成SfM算法的Photoscan软件上进行影像的处理,通过定量分析有无地面控制点生成的DEM精度,进一步明确了其在水平位置和垂直高程上的差异;对比两种情况下在数据获取、处理过程和结果精度的优缺点,探讨了两者在地震不同方面的应用前景.结果 表明:在无控制点的情况下,影像数据获取简易...     

结合纹理和形态学特征的高分遥感影像建筑物震害信息提取

为提高震害信息获取时效性,对基于我国国产高分遥感影像的建筑物震害信息提取方法进行深入研究,本文以2017年5月11日新疆塔县M_S5.5地震为例,利用该地震前后极灾区高分遥感影像,利用结合纹理和形态学特征的方法进行了建筑物震害信息提取,通过变化检测分析获取了极灾区建筑物震害信息,并与基于像元级和基于目标级的信息提取结果进行对比,采用震后无人机影像目视解译结果对本文结果进行了精度验证。结果表明:通过缩减研究区范围可大力提高数据提取精度和速度;运用灰度共生矩阵、二值化、数学形态学等方法对影像进行迭代运算,能较好地提取高分遥感影像中的建筑物信息;通过对地震前后建筑物提取结果进行变化检测分析,能够有效地提取完全倒塌的建筑物,信息提取总体精度为90.45%,比基于像元级和基于目标级信息提取结果的精度分别提高了5.78%和5.23%,可为震后快速确定人员压埋点、部署救援力量提供决策依据,提高地震应急救援的时效性。      

固定翼无人机航磁测量系统的磁补偿问题初探

航磁补偿就是要去除飞行平台引入的干扰磁场.本文按照磁补偿工作的一般流程介绍了固定翼无人机航磁测量系统的构成、平台干扰源、干扰场建模、补偿飞行方案.在将有人机的磁补偿工作扩展应用到固定翼无人机的过程中,由于固定翼无人机很难进行常规的补偿飞行,没有获得相应数据.但考虑到无人机本身的磁干扰相对较小,而且移动方便,根据对实验区内航磁数据的分析掌握的信号特性,试探性地提出一种基于地面测量的静态补偿方案,初步建立针对低磁无人机平台获取的航磁总场数据补偿的方法,并对以后进一步实验的关键问题进行了讨论.     

基于迭代融合的InSAR技术获取数字高程模型研究

数字高程模型是重要的地理空间数据,可以提供丰富的地形信息.为了获得时效性好、分辨率高的数字高程模型,本文以南京市为实验区域,利用德国宇航局TerraSAR-X卫星同一轨道上的两幅StripMap模式SAR影像对,主从影像时间间隔只有66天,空间分辨率为3 m.采用InSAR技术,通过迭代的方法来提高获取DEM的分辨率,并结合JAXA/EORC提供的AW3D30数字表面模型与迭代后的DEM进行融合来解决阴影等问题,最终获取了南京地区的高精度数字高程模型.将实验结果分别与90 m分辨率的SRTM、30 m分辨率的ASTER GDEM、30 m分辨率的AW3D30进行相互对比分析.结果表明,相比三种常用的DEM而言,本文获取的DEM能够更精确的获取地面的细节信息,特别是对于分布稀疏的大型单体建筑物,能够很好的恢复其三维信息,但是对于建筑物分布较为密集的区域,由于传感器视线受阻,不能观测建筑物的全貌,阴影分布较多,导致此类区域的DEM结果不理想,还需进一步深入研究,提高精度及可靠性.     

小型无人机(sUAV)在基岩区古地震研究选点中的应用

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年等技术的发展,基岩断层面成为在基岩区古地震研究的良好研究对象。但是,受沟谷侵蚀、沉积覆盖和人为改造等非构造因素影响,并非所有出露的基岩断层面都能完整记录和保存古地震信息。因此,必须在基岩断层面上选择合适的研究点。传统的野外测量方法耗时费力,难以掌握基岩断层面的整体信息,即使通过高分辨率卫星影像也无法获得基岩断层面的精细结构。小型无人机航测(sUAV)采用低空摄影测量技术,可快速获取基岩断层面高精度的地表三维结构,为筛选目标工作点提供便利。文中以山西地堑系六棱山北麓断裂的马家窑基岩断坎为例,采用小型无人机航测结合SfM摄影测量技术,获得了基岩断层面的高精度三维地形数据,通过精细地貌解译和断层坎剖面分析识别了沿断层坎分布的崩塌破坏、沉积埋藏和侵蚀剥露等非构造因素,分析了侵蚀、埋藏和构造这3种典型的基岩断层面的形态特征,选取了适合开展古地震研究的基岩断层面点,展现了小型无人机在基岩区古地震研究工作中发挥的重要应用潜力。     

无人机技术在新疆塔县地震的应用及实现

目前,地震灾情信息的获取主要依靠地震现场调查,费时费力,为第一时间快速了解灾区灾情,以便尽快做出救灾决策,指挥调度救援力量,引进新的技术手段辅助获取灾情信息十分必要。进行了无人机技术在新疆塔什库尔干县地震的应用研究,利用无人机技术,获取了地震极灾区库孜滚村高分辨率影像数据,结合震前GF-1遥感影像数据及地震现场震害调查数据,获取极灾区灾情信息。结果表明:无人机遥感技术可快速采集极灾区遥感影像,有利于对灾情做出正确判断和评估。根据无人机遥感影像结合震前遥感影像和地震现场调查数据,进行区域建筑物结构类型和损毁程度遥感解译,可快速获取灾情,无人机技术在地震应急方面应用效果显著,为灾情评估、救援和灾后重建工作提供了科学决策依据。