无人机遥感测绘技术在矿山测量中的应用

近年来,无人机遥感技术在工程测绘中的应用越来越广泛。在矿山测量中,应用无人机遥感测绘技术,获取高分辨率影像,利用高分辨率影像作为测量依据,可以有效提升测量工作效率。该文通过分析无人机遥感测绘技术的优势和影像处理的关键技术,详细介绍无人机获取南平市浒州矿山高分辨率影像数据和处理的过程,分析影像成图质量和精度,为矿山测量工作提供内业参考依据,从而彰显无人机遥感测绘技术在矿山测量中的重要作用。     

主题模型建模框架下的高分辨率遥感影像半监督分类研究

<正>1研究背景与意义随着卫星与传感器技术的迅速发展,高(空间)分辨率遥感影像的可获取性日益增强。一系列的在轨高分辨率遥感卫星平台连同低空平台的轻小型航空飞机和无人机所构建的立体观测系统,为全天候、全天时精确地观测全球地表覆盖提供了可能。为了有效地推进这一发展,高分辨率对地观测系统已经被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》所部署的16个重大专项之一(中华人民共和国国务院,2006)。     

基于无人机遥感的高分辨率影像快速获取研究

CORS和无人机低空遥感技术相结合,利用CORS系统测量摄区像控点,对无人机航测影像进行几何校正,生成高精度、高分辨率正射影像图。该方法经验证是一种便捷的高分辨率影像获取的技术方法,极大地扩大了无人机的应用领域。     

轻小型无人机飞行方案设计及其建模精度研究

轻小型无人机飞行高度和像控点布设间距是影响三维实景模型的关键因素,利用大疆精灵4RTK无人机,以工程测量中常用的几种飞行高度和像控点布设间距设计飞行方案,构建出三维实景模型,并对三维模型精度和无人机作业全过程效率进行对比分析,研究表明当飞行高度在60～100 m、像控点间距在500 m左右时,构建出的三维模型精度可靠且飞行方案更合理、经济,为轻小型无人机在工程测量中的应用提供了参考依据。     

基于MS5540C的无人机高度传感器设计

飞行高度是无人机飞行控制中重要的控制参数.针对传统高度测量系统的缺陷,设计并实现了具有温度补偿功能的高度传感器.该高度传感器具有体积小、质量轻、数据稳定、响应速度快等优点,特别适合微小型无人机的使用.经过某小型无人机飞行试验,该传感器完全可以达到精确测量飞行高度的要求.     

小型长航时太阳能无人机总体设计优化方法

为解决小型长航时太阳能无人机总体设计中能量获取过程精确度低、设计参数区间寻优困难的问题,基于能量平衡原理提出了"小型低空长航时太阳能无人机总体设计优化方法"。为准确表征太阳辐射强度,引入了大气质量和大气透明度系数,用直射辐射强度和散射辐射强度建立了无人机的太阳辐射模型;基于太阳能飞机能量原理,结合太阳辐射模型和能量关系,统计无人机质量分配并参数化建模,建立了能量平衡模型并进行了验证;提出跨夜剩余航时的概念,以跨夜剩余航时最大化为目标,利用遗传算法进行优化,得到最优设计参数和方案。以6月22日在西安执飞为例进行优化设计,研制试验样机进行了飞行试验。研究表明,验证机具备跨夜飞行能力。     

基于Agisoft PhotoScan 的无人机影像自动拼接在风景园林规划中的应用

【目的】通过构建研究区三维可视化直观模型,为大尺度风景园林规划设计提供前期分析资料。【方法】以南京神策门公园为研究区,通过轻小型无人机低空航测方式获取原始数据,利用Agisoft PhotoScan程序进行数据处理,自动对齐输入影像并进行优化处理,定向提取密集点云,建立不规则三角网(TIN)及数字正射影像(DOM)的制作。 根据生成的三维可视化直观模型建立研究区域完整的正射影像,同时结合ArcGIS和ENVI等软件进行空间信息量化分析。【结果】无人机观测值与GPS观测值对比拟合得到线性回归模型,二者相关系数R=0.994; 将输出的正射影像在ArcGIS中进行空间分析得到神策门公园绿地面积为36 974.78 m²,在ENVI中进行监督分类得到研究区土地利用类型统计表,其中绿地占比为64.34%。【结论】Agisoft PhotoScan软件在处理无人机影像时自动拼接精度较高,拼接影像时效性较好; 对于较大尺度范围,能够有效提取风景园林规划设计前期分析所需的场地地理信息,并实现信息的量化分析。     

轻小型无人机锂电池在冲击载荷下机械/电化学耦合失效特性试验

为研究轻小型无人机锂电池在受到冲击载荷下的动响应特性及其可能产生的内短路、热失稳以及起火爆炸的规律,开展了轻小型无人机锂电池在落锤冲击下的测试试验,研究了不同落锤跌落能量下撞击载荷、响应模式、电压和温度变化,结合电池的机械响应及其电化学参数变化综合分析了轻小型无人机电池的安全性。研究结果表明：电池单体在受到不同能量落锤撞击后分为三种响应模式：低能量冲击模式、中能量冲击模式、高能量冲击模式;电池冲击载荷以及电池自身的电压变化与冲击能量的变化具有明显的相关性,电池电压和冲击载荷互为影响,具有强关联的耦合特性;电池电量与电池撞击过程中的压降规律、趋势和幅度等电化学性能之间并未有明显的耦合关系,但是对电池受撞击后的着火、爆炸等安全性后果具有重要影响。     

一种基于特征表达的无人机影像匹配像对提取方法

针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)影像三维重建中匹配像对提取适应性差、效率低、需准确的先验知识等问题,提出一种基于特征表达的无人机影像匹配像对提取方法。首先利用SiftGPU算法对一组无人机影像进行尺度不变特征转换(scale-invariant feature transform, SIFT)特征提取。其次,对SIFT特征向量集合构建分层词汇树,并分别计算各个影像与影像集中各影像的综合权重因子并按得分大小进行排序。最后,自适应计算影像检索阈值,得到最终的影像匹配像对。通过对不同地形地貌的无人机影像进行试验。实验结果表明:所提方法能快速、有效获取查询影像的匹配像对。与常规词汇树检索方法相比,查准率提高了19%～24%,查全率提高了17.4%～30.9%。尤其针对海量的无人机影像数据,所提方法具有更高的处理效率。     

甘肃中部丘陵区固定翼无人机影像获取及DOM生产研究——以临洮县八里铺镇宿郑家坪村等2个村土地整治项目为例

利用中遥固定翼无人机系统对甘肃中部定西市临洮县开发整理项目进行了低空航拍,快速获取了项目区影像数据,并对其航飞质量及影像质量进行了客观评价;同时利用Pix4UAV数据处理软,定向建模生成DOM,并对其成果精度进行了评价,通过实例研究,证明采用固定翼无人机航测系统在甘肃中部丘陵获取DOM的可行性。     

适于滑坡监测的小型无人机遥感系统构建及其应用

构建小型无人机遥感系统,实现对滑坡等地质灾害的常态化监测,对于防灾减灾具有重要现实意义.本文以近年来利用小型无人机遥感针对三峡库区滑坡开展的多次监测实践为基础,构建了一套适于开展滑坡监测的包括无人机机体及飞控、拍摄系统、地面监控等在内的小型无人机遥感系统,并详细阐述了包括航线规划、相机拍照设定、飞行前检查、飞行作业、飞行后检查等在内的滑坡监测流程,最后介绍了具体实例.结果表明,利用小型无人机遥感系统可以获取滑坡正射影像、数字高程模型等遥感成果,进而快速圈定变形区,解决地面调查难以发现或准确确定变形范围的问题.     

匀化处理的无人机影像实景三维模型增强方法

针对无人机影像色差较大导致三维建模效果不理想的问题,选用小型多旋翼单镜头无人机作为航拍装备,采用直方图均衡化和灰度拉伸,对影像进行色调匀化处理,分别以原始影像和经色调匀化处理后的影像为数据源,构建实景三维模型并进行模型质量对比分析.结果表明,影像经匀色处理后,其三维模型色调更均匀,过渡更缓和,纹理细节显著,模型完整性更好.     

基于无人机影像的泥石流流域精细化地形建模方法

针对高原山区地形复杂、精细化地形建模效率低等问题,引入无人机低空遥感技术,通过分析无人机摄影测量基本原理,建立了一套适用于高原山区泥石流流域精细化地形建模的方法与技术体系,包括高分辨率影像获取、影像质量控制、影像增强与掩膜处理、空中三角测量、高精度数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)的构建等。应用该方法对云南省小江流域蒋家沟泥石流流域进行地形建模与验证分析,结果表明,获取的0.14 m空间分辨率无人机影像,经过数字摄影测量处理,可以生成0.547 m精度的DOM,0.684 m精度的点云数据以及数字三维模型,可为泥石流灾害的定量评估与风险防控提供精细化地形数据支持和技术保障。     

基于无人机影像的大型滑坡区域精细地形构建研究

滑坡突发性强、危害大,并且在高原山区,大比例尺DEM难以获取。为此,以西南山区某大型滑坡体为例,利用无人机遥感系统对大型滑坡区域进行高空间、高分辨率的遥感探测,对获得的无人机影像采用灵活的POS 辅助空中三角测量进行快速处理,结合高精度物方 DEM 匹配技术,最终获得大型滑坡区域高精度 DOM、DEM 地形构建。通过实践,实现以无人机获取的影像为基础,快速构建大型滑坡区域的精细地形,为大型滑坡体的预测、评估提供基础数据和技术保障。     

基于无人机的月季提取方法研究

随着月季种植的专业化和规模化,用无人机遥感技术提取月季种植面积对于评估月季经济效益具有积极意义。使用易康(eCognition)软件平台,对无人机高空间分辨率影像进行面向对象的多尺度分割,在分割的前提下,利用影像的光谱信息、结构特征、纹理特征等特征优化组合后进行分类。实验结果表明,基于无人机获取月季图像,使用面向对象的影像分类方法进行月季解译识别和监测,分类精度达到80%以上,是月季识别与监测可行有效的支撑手段。     

基于有限视觉信息的小型无人机编队控制

依据大雁飞行时依靠视觉信息形成V字形编队的群体行为,研究装载单目鱼眼镜头的小型无人机凭借视觉信息控制编队的问题.通过数学方法刻画小型无人机的"视觉盲区",并设计代价函数来表征小型无人机在不同飞行状态中的"视觉代价".据此提出一种基于代价函数的控制律,在保证无人机任意时刻不飞入其他无人机"视觉盲区"的前提下,利用梯度下降...     

无人机与三维激光扫描融合的拱桥三维重建

针对单一无人机影像在复杂拱桥建模精度和完整度方面的不足,提出一种将三维激光扫描数据与无人机航空影像融合的拱桥精细化建模方法。首先以无人机低空区域环绕航摄及近景摄影获取拱桥主体及细部高质量纹理数据;然后通过增加连接影像将无人机主体及细部影像数据融合并生成高精度拱桥主体上部点云数据;最后将三维激光扫描仪采集所得拱桥桥体下部多站点云数据经坐标转换、配准实现与拱桥上部高精度点云融合从而生成拱桥完整的精细化实景三维模型。通过与单一无人机影像建模结果进行精度对比分析和纹理完整性评价以此验证本文建模方法的有效性。结果表明：该方法可重建几何精度高、完整性好、纹理真实的拱桥实景三维模型,并为类似底部脱空建筑的数据采集方法提供参考,具有较好的工程应用价值。     

无人机航测技术在青藏高原地质灾害调查中的应用

为了查明青海省大通煤矿区滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、泥石流等地质灾害的空间分布,为地质灾害监测与治理提供科学依据,通过外业无人机航飞获取高分辨率遥感影像,开展无人机航测遥感影像处理、地质灾害遥感解译研究,建立了一套适合高原特殊地理环境下的地质灾害遥感调查、监测技术流程,提高了地质灾害遥感调查、监测的工作效率。研究表明,无人机航测技术在青藏高原地区地质灾害遥感调查工作中具有明显优势。     

面向单体异形建筑的无人机单相机实景三维建模

针对单体异形建筑的实景三维建模问题,提出一种无人机单相机建模方法,选用小型旋翼无人机和单相机作为航摄装备,建立环绕式的无人机航路,实现对单体建筑自动化的多高度、多角度三维立体观测.使用新方法和广泛使用的无人机倾斜摄影建模方法分别对同一单体异形建筑进行影像数据采集,并对数据进行处理生成实景三维模型.结果表明,新方法相对于无人机倾斜摄影建模方法,在保证建模精度不降低的前提下提升了建模效率和建模质量.     

基于无人机遥感技术的青藏高原地质灾害遥感解译研究——以青海省大通煤矿区为例

采用无人机遥感技术获取研究区高分辨率遥感影像,通过人工目视解译,建立滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、泥石流等地质灾害的遥感解译标志,探索了一套适合青藏高原地区的地质灾害遥感解译的完整技术流程,为地质灾害应急、监测与治理提供科学依据.研究表明,无人机遥感技术获取的影像分辨率高,可最大程度的提取地质灾害信息,使遥感解译精度更高,适合作为大比例尺地质灾害遥感解译的数据源.通过野外复核,证明基于无人机遥感技术的地质灾害解译效果良好,作为一种高效、快速的调查手段,可在青藏高原地区进行推广应用.