基于无人机影像的三维模型构建技术

介绍基于无人机影像数据获取城市DEM和DOM的技术方法,总结该过程外业数据采集和内业数据处理中相关经验与方法.在VirtuoZoNT3.75和Dibud平台支持下,快速获取地表真实纹理的三维建筑物模型,基于Skyline平台集成DEM、DOM与地表建筑物模型,实现城市三维模型的快速构建.并对无人机DEM与参考DEM进行误差分析.     

综合典型地表组成的城市地表温度估算

针对单一的地表物质组成并不能充分反映城市地表热环境特点这一问题,该文基于热混合影像,利用线性光谱分解方法获取地表组成信息,然后利用光谱分解热混合、线性回归、决策树方法估算地表温度。结果表明:只研究单一地表组成对地表温度的影响,有可能扩大其环境效应;决策树模型在不同规则下能更好地模拟地表温度的空间异质性;光谱分解热混合模型只需要两组数据即可估算出不同地表覆盖下的地表温度,且估算精度较其他模型高;光谱分解热混合模型和多元回归模型结合4种地表组成监测其对地表温度的影响,决策树方法通过不透水面、水体、植被预测地表温度,前两者估算精度比后者高,因此综合考虑城市典型地表组成能更好反映其对地表温度的作用。     

基于低空无人机倾斜摄影的三维模型构建

利用低空无人机倾斜摄影测量技术构造的真实三维模型对重庆万州狮子头危岩进行地质灾害监测,探讨倾斜摄影测量技术在危岩监测、危岩整治,灾情评估等方面的应用。结果表明,倾斜摄影测量技术在地质条件复杂的地区完成数据的获取与处理、三维建模和应用分析方面具有数据快速获取、处理,模型真实可量测等优势;利用倾斜摄影测量技术生成的真实三维地表模型、数字正射影像图和数字高程模型数据可以为危岩整治工程中的堆填土方量提供直观、翔实的基础数据和统计分析数据。     

基于历史秃山航空影像获取高精度DEM关键技术的应用研究

历史航空影像真实地反映了各个历史时期的地表形态、社会经济与环境状况等信息,客观有效地记录了地表演化变迁过程。早期历史航片山地植被覆盖率低,城市建筑物相对稀疏,通过航测法获取的DEM数据理论上可以直接反映山地的地形,且精度会优于现今植被茂密、覆盖率高的数码航片获取的DEM精度。本文基于区域网空三加密、密集匹配以及滤波分类等关键技术,对1979年浙江省某市北部山地区域秃山地表航空影像资料进行处理,获取高精度DEM数据,并通过与机载激光雷达获取的点云数据以及野外实地高程点测量值进行比较。结果表明,通过历史秃山地表航空影像获取的DEM数据山地精度优于0.8 m。     

面向数字城市建设的三维建模关键技术研究与应用

三维模型数据以其直观性、客观性和真实性等特性,成为数字城市数据库中的重要组成部分。为了解决三维模型数据获取的精准性和高效性等,在建设数字城市过程中,采取多种技术方式实现三维模型的获取。包括采用传统手工三维建模实现三维精细模型的精准性,采用三维激光扫描技术实现三维模型数据的超精细化,以倾斜摄影测量的半自动建模方式实现快速建模等。本文从技术角度全面总结了在建设数字城市过程中三维模型的具体技术途径及应用方式。三维模型数据应用于数字城市的历史文保、教育、经济等多个领域,为智慧城市的建设奠定了坚实的数据基础。     

InSAR和地表覆盖的地表沉降驱动力分析

针对传统地表沉降监测和成因分析无法实现大规模应用的问题,该文采用一种结合InSAR和地表覆盖数据的多源数据监测和分析方法。通过对Envisat数据集和哨兵1号数据集时序处理中的配准技术进行重点攻关,获取大范围、高精度、多时相的地表沉降成果;然后结合相应年度的地表覆盖数据进行多要素数据的空间拓扑分析,确定地表沉降变化变化的驱动力。以天津市汉沽为例,开展多源InSAR数据、多时相地表覆盖数据的地表沉降监测和分析,发现大面积水域的减少、构筑物和房屋建筑的增加等反映城市建设的指标与地表沉降加剧有密切关系,并结合天津市总体规划进行验证分析。实验结果表明,基于InSAR和地表覆盖方法对于地表沉降驱动力分析的有效性,可为后续城市地表沉降灾害防治和可持续发展应用提供参考。     

基于GIS和SWMM的城市局部区域雨洪模型构建方法研究

结合GIS和SWMM技术,利用城市大比例尺地形图、地下管网、高精度DEM、地表覆盖等数据,研究城市局部范围雨洪模型的构建方法。以南京某居住小区为实验区,阐述了基于DEM自动划分并依据建筑物进行人工修正实现子汇水区划分、管网模型概化以及利用GIS获取模型所需计算参数的方法。实验表明,所提方法的模拟积涝结果与实际调查情况基本一致,对城市局部区域防治暴雨积涝灾害具有参考作用。     

无人机载LIDAR在山区水利测绘中的应用

机载激光雷达系统是一项综合性较强的应用系统,该系统的有效运行需要全球定位系统、激光扫描系统及航拍摄影系统、惯性测量系统等共同完成。机载激光雷达系统可穿透地表植被获取地表点高程数据,与传统GPS RTK方式采集的地表高程点进行整体精度分析,结果表明:检查点的均方根误差小于0.10 m,满足山区地形图测绘要求。通过无人机载激光雷达技术获取山区植被覆盖下的地表点云数据,具有工作效率高、劳动强度低等特点,可以为水利测绘项目提供较为丰富的断面图、数值高程模型(DEM)等基础数据,用于指导此类项目的规划设计。     

利用多源遥感数据反演城市地表温度

目前利用单通道热红外遥感数据反演地表温度的方法有大气校正法、单窗算法和普适性单通道算法,使用这3种算法反演地表温度时的一个关键问题就是需要获取大气参数。目前大气参数的获取主要根据近地表(地表2m左右的高度)的大气水分含量或湿度和平均气温的观测值来估计,这种方法只能获得个别点上的数据,而无法获取面上像元尺度的大气参数。本文利用多源遥感数据的优势,首先利用MODIS近红外数据,在像元尺度上获取温度反演中所需大气参数——大气水分含量,再利用同时相的Landsat ETM 影像,采用Jim啨nez-Mu oz和Sobrino的普适性单通道算法反演地表温度。研究结果表明,多源遥感数据的综合应用是城市地表温度反演的有效途径与方法,可获得较合理的地表温度反演结果。     

LiDAR系统测量成果精度检测

LiDAR技术可直接获取三维地表地形数据,具有传统摄影测量方法和地面常规测量技术无法比拟的优越性,已成为获取高时空分辨率地球空间信息的一种全新技术手段,引起了国内外学者的极大关注。LiDAR技术在地形测绘、环境监测、三维城市建模等诸多领域具有广阔的发展前景和应用需求。文中采用试验数据,检测并评价Li-DAR系统生成的DEM、DOM精度,探讨其在基础测绘中的应用可能性,具有现实意义。     

地表温度日变化模型偏差系数解算的地表温度降尺度

地表温度LST（Land Surface Temperature）是全球气候变化研究的关键参数,遥感是获取全球和区域尺度地表温度的一种切实可行手段,但现有的单一传感器无法提供高时空分辨率的LST数据,限制了遥感地表温度数据的深入广泛应用。现有的降尺度方法难以生成无缝高时空分辨率的地表温度数据,且降尺度效果易受高空间分辨率LST数据缺失及有效时刻分布影响。本文提出了一种基于地表温度日变化模型DTC（Diurnal Temperature Cycle）偏差系数解算的地表温度降尺度方法,采用FY-4A、MODIS和Landsat 8的LST数据生成晴空及多云条件下逐小时100 m的无缝LST数据。方法主要包含4部分：（1）利用空值重建方法获取无缝的FY-4A的LST数据;（2）建立FY-4A LST数据的DTC模型;（3）采用时空融合模型对MODIS的LST数据进行空间降尺度;（4）解算DTC模型偏差系数,获取逐小时100 m分辨率的无缝LST数据。实验结果表明,本文提出的方法具有较高的降尺度精度,可获得晴空及多云条件下无缝高时空地表温度数据,且高空间分辨率的地表温度数据缺失和有效时刻分布对本文方法降尺度结果影响较小。     

3DMAX三维建模精度分析

三维建模是数字化城市建设中非常重要的内容,三维模型的精细程度直接决定着可视化的效果。为此,本文首先探讨了CAD底图精度,CAD数据主要用于构建模型主体结构和控制模型的平面精度,其精度要求主要表现在空间和时间上与现实的一致性;分析了纹理制作及粘贴精度,纹理作为精细模型外在的直观表现,所有数据均需来自现状照片,其精度除主观判定以外,也可以依靠纹理分辨率与LOD之间的相互关系来进行推理。详细研究了建筑物三维模型高度的精度及地形高度精准性,并给出精度评定方法。建筑物的高度信息,需用LiDAR获取地表高程信息。首先获取地表LiDAR数据,然后根据CAD数据可提供的建筑物平面坐标数据,内插对应的地表LiDAR数据,求出建筑物的高度信息。通过实际采集的数据并应用于相关案例,验证了本文所提方法的有效性,为建筑物三维建模精度评定提供借鉴。     

城市不透水面及地表温度的遥感估算

基于植被-不透水面-土壤模型和全约束最小二乘法混合像元分解模型,从探索城市热岛效应和城市不透水面关系出发,利用TM数据对北京市海淀区的城市不透水面丰度和地表温度进行估算,并在此基础上对二者之间的相关性进行定性分析和定量评价。研究表明:城市不透水面的空间分布和变化趋势与地表温度之间存在明显的一致性,二者相关系数达到0.752 5,这说明城市不透水面信息可以很好地反映城市热环境的空间分布状况。     

利用Landsat TM影像进行地表温度像元分解

提出了一种基于Landsat TM的地表温度二次像元分解方法,将地表温度的空间分辨率从120 m提高到30 m。首先,利用地表类型的线性统计模型（E-DisTrad）获取初次分解子像元的地表温度,计算得到初次分解子像元的辐亮度;然后,利用面向对象的图像分割方法获取二次分解子像元的权重,实现对地表温度的二次分解;最后,采用升尺度再分解的验证方法进行精度分析,并选取了北京市TM影像进行实例分析。实验结果表明,二次像元分解模型不仅能有效地提高地表温度的空间分辨率,反映出不同地表类型地表温度的空间差异性,而且保证了像元分解前后能量值的一致性,非常适合于复杂地表覆盖地区的热红外波段遥感影像数据的降尺度处理。     

智慧景区三维电子沙盘的设计与实现

智慧景区三维数字沙盘基于数字高程模型、数字正射影像、数字矢量图等基础地理信息数据以及三维模型数据,通过添加旅游专题业务数据、视频监控数据、GPS定位数据,以真三维方式显示地表景观、景区各景点,实现地表地物地貌的立体显示,为景区管理人员在应急消防指挥时的辅助决策提供基础。     

基于通道相关模型构建的中红外高光谱地表发射率模拟

星载高光谱图像获取少,卫星发射成本高,同时中红外通道机理复杂,模拟难度大,图像模拟的研究工作缺乏。针对上述问题,本文首先对通道之间的相关性进行分析;其次在统计分析的基础上,构建数据模拟模型,模型平均相对误差均小于10%。运用FY4A热红外数据;最终模拟2.5—5.0μm,光谱分辨率为50 nm的中红外波段高光谱地表发射率数据。本文构建的模型可为中红外波段的图像模拟与载荷研制等应用提供理论支撑,为中红外高光谱图像模拟提供方法和手段;可为遥感器载荷设计过程中方案的可行性分析与论证、设计制造、运维以及后期管理保障提供重要的理论基础。     

城市三维实景模型在不动产登记中的应用与实现

不动产登记制度的实施,国内大多数城市都开发了二维不动产登记管理平台,但随着城市内部不断向立体化发展,不动产登记数据的空间分布也日益复杂,如何将城市三维数据应用于不动产登记管理中,已成为目前应用的热点之一.本文探讨了利用倾斜摄影技术获取城市三维模型数据的方法,构建了一套基于不动产登记管理的城市三维实景模型数据库,搭建了三...     

基于复杂网络的城市公共交通多尺度空间数据模型研究

为解决特大型城市复杂公共交通网络的信息模型表达和空间数据组织问题,本文设计了一种支持多尺度、多层次的空间数据模型,包括概念模型、物理模型和静态结构模型,并基于该模型开发了广州市公交线网基础数据管理与辅助规划系统,实现了对公交基础数据的高效管理,并为广州市公交线网规划决策提供支持。     

两种普适性尺度转换方法比较与分析研究

着重阐述了地表空间信息尺度转换的必要性和方法.首先从尺度转换成因分析入手,介绍了两种普适性的尺度转换模型,即泰勒级数展开模型和计算几何模型,并对这两个模型的适用性进行了分析.借助叶面积指数的反演,针对林地、农田、水体3种不同下垫面的试验样区进行了模型的分析比较.结果表明,在拥有小尺度(高分辨率)数据时,泰勒级数模型能够很好的刻画尺度效应,使得尺度效应改正后的相对误差小于1%,获取更为准确的地表参数反演值.遥感尺度转换方法、技术为获取不同尺度的地学信息,为资源调查和环境灾害监测等相关领域的应用提供真实可靠的多尺度数据支持.     

地表覆盖解译及应用研究

地理国情监测在全国范围内逐步展开,地表覆盖作为地理国情监测的基础数据之一,是地理国情监测的一个重要方面;遥感影像具有实时、获取快速等特点,用于地理国情监测中具有较大的优势。本文从遥感数据解译、地表覆盖数据处理、与经济数据相结合的分析方法等,研究了地表覆盖变化与经济发展的相互关系,充分利用地表覆盖数据为经济发展的政策制定提供依据。