无人机摄影测量系统在大比例尺测图中的应用研究

摘要

无人机(Unmanned Aerial Vehicles，UAV)技术作为一种新兴的测量工具，具有效率高、分辨率高、成本低、风险程度低、可以重复使用等优势，已经在灾害监测、矿产资源调查、大地测量、应急灾害处理等多个领域有了广泛的应用。随着国产无人机整体水平的提升和数码相机领域的快速发展，使得无人机航测作为生产大比例尺地形图的手段有了可能。与传统地形图测量方法、航空遥感和卫星遥感相比，无人机摄影测量系统在突发灾难应急系统和一定范围内快速获取高分辨率影像有着其得天独厚的优势，大大提高了制作数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)、数字线化图（Digital Line Graphic，DLG）、数字正射影像（Digital Ortho Map，DOM）等数字产品的工作效率，是获取地理空间信息的重要手段。
　　本文以无人机摄影测量系统为研究对象，具体介绍无人机摄影测量系统的组成、工作原理、工作流程和裸眼3D测图的精度分析等方面。结合工程实例，详细阐述利用“天行”八旋翼无人机的航摄影像结合清华山维EPS裸眼3D测图软件制作1∶500大比例尺地形图的工作流程。然后以广东省韶关市樟市镇西约村和成都华阳街办九里埂路两个测区得到的航测数据为例，具体研究并分析了无人机航测数字线划图能达到的精度，并对影响无人机高程精度的主要要素进行分析并提出改进意见，为无人机裸眼3D测图系统在大比例尺测图实践中提供了有价值的参考。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 无人机现状

1．2．2 无人机摄影测量技术的研究现状

1．2．3 无人机航测大比例尺地形图的研究现状

1．3 主要研究内容及方法

1．3．1 研究目的与内容

1．3．2 研究方法与技术路线

1．4 章节安排

第2章 无人机摄影测量系统组成及理论基础

2．1 无人机摄影测量系统简介

2．2 无人机摄影测量系统的组成

2．3 摄影测量理论基础

2．3．1 摄影测量坐标系统

2．3．2 坐标转换和共线方程

2．3．3 内外方位元素

第3章 裸眼3D测图的关键技术

3．1 无人机影像质量评价

3．2 无人机影像预处理

3．2．1 滤波处理

3．2．2 镜头畸变校正

3．2．3 几何校正

3．3 摄影测量外业控制方法

3．3．1 野外像片控制点的布设原则

3．3．2 野外像片控制点的布设方案

3．3．3 空中三角测量

3．4 图像拼接

3．4．1 图像配准

3．4．2 图像融合

3．5 裸眼3D测图

3．5．1 裸眼3D技术

3．5．2 裸眼3D测图

3．5．3 裸眼3D测图类型

第4章 无人机裸眼3D测图实例

4．1 无人机影像获取流程和技术路线

4．1．1 起飞前的准备工作

4．1．2 任务确认

4．1．3 航线设计

4．1．4 外业像控点测量

4．1．5 起飞作业

4．1．6 数据检查

4．1．7 数据检查结果

4．2 内业数据处理

4．2．1 航测原始数据的导入

4．2．2 空中三角测量

4．2．3 构建三维模型

4．2．4 数据成果

4．3 裸眼3D测图

4．3．1 生成数字线划图

4．3．2 生成等高线

4．4 裸眼3D测图成果

第5章 成图精度分析与改进

5．1 平面和高程精度分析

5．1．1 平面精度分析

5．1．2 高程精度分析

5．2 像片倾角对高程精度的影响

5．2．1 像片倾角

5．2．2 标准相对的高差推导

5．2．3 像片倾角对高差的影响

5．2．4 改进措施

5．3 高程精度修正

5．3．1 高程精度修正的原理

5．3．2 高程精度改进对比

总结与展望

致谢

参考文献