基于无人机倾斜影像的多片测图方法研究

摘要

随着数字摄影测量相关技术的不断发展，已经逐渐成为获取和更新国家基础地理信息数据的一种重要方式，为测制和更新国家地理信息数据，提供丰富多样的信息来源。同时，在国民基础经济建设中数字摄影测量技术也起着关键的作用，它广泛应用在自然灾害监测与防治、国土资源的调查研究、数字城市建设管理、城市规划与设计等领域。无人机倾斜影像技术一直是数字摄影测量的关键技术，同时也是是数字摄影测量以及计算机视觉领域共同研究的关键内容。基于倾斜影像的多片测图技术充分利用倾斜影像高重叠、多角度的优势，选择基高比较优的多个像对，同时切准含有同名像点在多张影像中的一个地物进行立体测图，依据多余观测量，利用最小二乘迭代求解，最终得到精度较好的物方坐标。　　本文基于无人机倾斜影像的多片测图进行了研究和探讨，研究总结了无人机倾斜影像多片测图的方法以及原理，重点围绕无人机倾斜影像多片测图以及如何选取最优视角的倾斜影像这两个主要方面进行了算法研究和论证实验。针对传统的立体测图方法中存在无法充分利用多余观测量、交会角度不良等因素产生的一些精度鲁棒性和稳健性比较差的问题，改进了基于倾斜影像的多片测图方法，这种方法不容易受到交会角大小的限制，利用多片前方交会，同时引入最小二乘迭代求解，可以获得比较高精度的地物坐标。针对如何获取视角好的倾斜影像，由于无人机在拍摄时，航向重叠度不得低于 60%，旁向重叠度不得低于 30%。所以存在大量的重复观测，本文通过光线方向筛选、物方范围筛选、交会角筛选、投影筛选、与影像中心距离筛选、分辨率进行筛选这6种方法来筛选倾斜影像，从而选取出视角较好的影像。　　最后，通过实验分析验证了本文方法的有效性。针对无人机倾斜影像多片测图，本文采取两组实验，并通过三个区域获取的影像数据进行论证，最终实验表明：（1）本文阐述的多片测图方法的误差较立体测图更小。（2）在影像清晰度较好时，多片测图测得的坐标精度与实测的坐标数据相比，精度较为良好。同样在无人机倾斜影像清晰度一般时，多片测图测得的坐标精度与实测的坐标数据相比较，精度同样较好，与此同时，总体的精度达标率也较为良好。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的内容

1.4 论文的组织结构

2 无人机倾斜摄影测量

2.1 传统无人机遥感测量

2.2无人机倾斜影像

2.3 无人机倾斜摄影

2.4 本章小结

3 立体测图的基本原理与方法

3.1立体测图的概述

3.2 三维立体显示技术

3.3 共线条件方程

3.4 相对定向与绝对定向

3.5立体测图方法

3.6本章小结

4 基于无人机倾斜影像的多片测图

4.1 引言

4.2 多片测图的基本原理

4.3多片测图影像选取策略

4.4 多片测图的基本流程

4.5本章小结

5 实验分析

5.1 实验数据准备

5.2多片测图与立体测图精度对比

5.3多片测图与实测精度对比

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢