无人机影像自检校光束法区域网平差精度分析

无人机遥感系统一般搭载非量测型数码相机,该类型相机的内参数未知或部分未知,获取的影像存在畸变。设备运输、航摄飞行等动态环境因素对相机内参数的稳定性产生影响,导致区域网平差的精度降低,甚至平差失败。对无人机影像的系统误差源进行分析,给出了畸变差改正模型,自检校光束法平差模型及平差精度估计公式。试验证明:自检校光束法区域网平差可以减弱数码相机内参数变化对平差精度的影响,提高地面控制点、影像外方位线元素的定位精度。     

一种无人机影像点云提取海岛自然岸线的方法

针对从机载激光点云中提取海岸线方法的不足,提出了一种基于无人机影像DSM点云数据,结合潮汐模型提取海岛自然岸线的方法。采用计算机视觉理论与方法处理高分辨率无人机影像,获取高分辨、高精度的DSM点云,并由DSM点云生成DEM;通过等值线追踪法自动提取基于平均大潮高潮面的海岛岸线。实验结果表明:该方法提取的海岛自然岸线精度满足海道测量规范相关要求。     

基于LM方法的单位四元数光束法平差模型解算

以单位四元数描述遥感影像共线条件方程,建立基于单位四元数的光束法平差模型。针对共线条件方程的非线性问题,基于LM(Levenberg-Marquardt)方法解算单位四元数光束法平差模型,并引入丹麦法实现无人机影像外方位元素的抗差估计。基于仿真数据和无人机影像对该方法进行了验证,结果表明:与基于单位四元数的无初值依赖算法进行比较,LM方法具有与单位四元数法相当的可靠性;引入丹麦法方法后可消除粗差观测值对参数估计的不利影响,得到较高精度的外方位元素估值。     

基于数字视差模型的立体影像最小二乘密集匹配

提出一种基于数字视差模型的立体影像最小二乘密集匹配方法。在高精度初始匹配点的基础上构建数字视差模型,利用多项式内插的方法预测出加密点的初始同名点位置,以结构相似性指数作为相似性测度进行加密点的粗匹配,然后利用最小二乘匹配算法将匹配精度提高至子像素级,最后由随机抽样一致性方法剔除误匹配点。实验结果表明,该方法能较为迅速地预测出加密点的同名点初始位置,且具有较高的匹配正确率,能得到十分密集的匹配点集,可以高效地应用于立体影像的密集匹配任务中。     

基于ArcGIS的海图立体修测技术

海图修测是海洋测绘的重要任务,实际生产中尚未建立采集、编辑、入库一体化的立体影像海图修测技术。分析了立体测图技术的现状和发展趋势,以及海图修测技术特点和需求,提出了基于Arc GIS的立体影像海图修测技术方案,论述了功能模块组成和软件嵌入方法,给出了软件研制的技术要求。该技术方案能够实现海图修测的立体采集、直接入库的应用要求,拓展海图修测数据源,提高作业效率,为海洋测绘航空摄影测量体系建设提供参考。     

基于改进Faster R-CNN的无人机航拍图像目标检测

无人机航拍图像中目标检测问题要求检测模型具有旋转不变性。针对这一问题,提出改进的Faster R-CNN算法。首先在区域建议网络中采用K-means聚类方法生成适应数据集的预设锚点框,其次在Fast R-CNN网络中引入新的特征提取层,并在模型多任务损失函数中增加旋转约束条件,为后续检测学习旋转不敏感特征。在人工采集的数据集上进行了对比实验,结果表明:在检测速度无明显降低的情况下,改进方法的检测精度提升了1.6%mAP,算法检测性能较优,更能满足实际应用需求。     

海岸线自动提取方法研究

海岸线作为海洋与陆地区域的基准界线,实现其位置的自动提取具有重要意义。以无人机航摄影像构建的DOM、DEM产品为基础,结合影像拍摄的"历元"信息,实现瞬时水边线"四维"数据获取;引入"差分"思想,利用精密潮汐模型计算得出瞬时水边线与平均大潮高潮线的高差,综合二者数据最终得到海岸线在DEM模型中的高程值并自动提取。试验结果显示,该方法可以有效减弱模型自身的误差、避免潮汐模型和DEM模型基准不统一等问题,海岸线提取数据准确、完整且成果唯一,满足海洋测绘要求。     

无人机低空遥感在填海工程动态监测中的应用

目前,填海工程动态监测主要采用陆域RTK测量与水下侧扫测量相结合的监测手段。文中在填海工程动态监测过程中开创性地使用无人机低空遥感监测手段,通过获取填海过程中高分辨率遥感影像,结合实测填海坡脚线数据,能更直观地展示填海过程中的界址与面积变化情况。同时也可以对已形成陆域部分进行动态监测,可以作为填海工程动态监测的有效补充手段。今后,随着机载激光测深技术的发展,将激光测深设备搭载到无人机平台上,可以对填海工程进行海陆一体化监测。     

基于无人机技术的潮滩动态监测研究

无人机具有快速高效、体积小和成本低等特点,不仅可以监测淤泥质潮滩不同区域的变化趋势,还可以观测到卫星难以捕获的潮滩短历时发育过程。文章基于无人机航拍测量技术,通过后期图像处理生成正射影像,获取临港新片区潮滩的沙滩和植被区域面积,分析潮滩短周期沙滩和植被时空分布特征和对不同事件的响应。研究结果表明：近年来临港潮滩潮上带从淤泥质海滩逐渐转变为沙质海滩;潮滩植被有明显季节性变化,秋冬季枯萎,春夏季生长茂盛,分布在潮滩西侧的植被变化最为显著;沙滩随着植被枯萎而裸露,易受波浪、潮汐冲刷;相比于季节性转化,沙滩在事件上的响应更为显著,洪水期淤积和台风冲刷导致潮滩变化剧烈。     

利用高程基准模型实时获取海拔高技术研究

高程信息是时空位置的重要组成部分,实时获取高精度海拔高是测绘导航信息化的关键步骤之一。北斗导航终端能快速高效地测定大地高,结合高精度的数字高程基准模型,可实时获取精密海拔高程。在顾及1985国家高程基准与全球高程基准之间垂直偏差的基础上,基于GOCE+EGM08重力场模型构建了统一到CGCS 2000椭球的区域数字高程基准模型,该模型范围对应北斗区域导航的覆盖范围,即55°S~55°N,55°E~180°E,模型精度优于米级,满足北斗导航终端对海拔高的应用需求;利用实时SQLITE数据库技术,基于该数字高程基准模型构建了北斗导航终端的海拔实时获取系统,实现了任意测点精密海拔高程的实时获取。     

Instantaneous Shorelines as an Intermediate for Island Shoreline Mapping based on Aerial/Satellite Stereo Images

Island shoreline mapping based on field measurements by collecting visually discernible features is costly and even unrealistic to be implemented in practice because of the nonuniqueness, fuzziness, and ambiguity of shoreline features. The MHHW (the mean higher high water) shoreline, i.e., the intersection of the coastal profile with the MHHW, is recommended to be chosen as a significant shoreline indicator of an island. An approach for mapping the MHHW shoreline using the aerial/satellite stereo images is proposed. In the proposed procedure, first, the height difference between the instantaneous shoreline and the MHHW shoreline is calculated by the ocean tide model; then the orthometric/normal height of the instantaneous shoreline is determined from the stereo images; last, the instantaneous shoreline is used as an intermediate for determination of the height of the MHHW shoreline. The proposed procedure is applied to the MiaoZiHu Island located in the East China Sea. Preliminary experimental result shows that in ideal cases, the horizontal positional accuracy of the extracted shoreline can reach 0.2 m from aerial images of 0.1 m resolution.     

稀少控制点异轨立体卫星影像区域网平差应用研究

结合PixelGrid软件应用,分析了异轨立体卫星影像区域网平差原理。在稀少控制点情况下,针对大范围高分辨率立体卫星遥感影像的区域网平差处理,提出了5种解决方案,并进行了实验分析,得出明确的结论。     

形态约束的等深线勾绘方法

提出了基于形态约束的格网等深线勾绘算法。 首先用普通格网等深线勾绘算法得到制图区域的初步等深线,据此建立等深线树,识别等深线之间的空间关系,然后从等深线中提取特征点,建立父子等深线特征点之间的地性线,以地性线为间隔、父等深线为参照,基于形态约束勾绘满足集群等深线特性的子等深线。 试验证明该方法相对普通格网等深线勾绘方法效果较好,满足形态约束条件,适用于等深线的自动勾绘。