低空无人机空中三角测量精度分析

摘要

低空无人机摄影测量存在其自身的短板，其特点决定着其遥感影像存在镜头畸变、角旋度大、作业时的像幅过多过小、重叠度以及无人机系统自身硬性、匹配等问题，这些问题困扰着低空无人机从拍摄到整个后期数据处理。对于这些问题，本文将从算法入手，研究解决问题的可能性，对于算法不能处理的，看能否逆向求出，这些研究的问题都是围绕着低空无人机摄影测量的空中三角内容展开的。　　本文将围绕着无人机航拍的数据为研究对象，讨论低空无人机的硬性要求、摄影数据的特点、畸变纠正、影像匹配、光束法平差过程中，分析影响空三加密成果的各种问题以及解决办法。本文讨论以下几个方面：　　（1）由于低空无人机的执行的是空中作业任务，讨论了其平台的高低、速度和曝光长短的关系，并简要的介绍了关于摄影测量的的技术和需求定位；　　（2）由于数码相机属于非量测型镜头，其易产生光学畸变误差，这需要运用畸变纠正模型。但经过影像纠正发现误差偏值过大，所以在进行空三加密之前必须要进行影像纠正，其决定后期的成图精度；　　（3）低空无人机飞行时由于各种原因，导致遥感影像存在航向重叠和旁向重叠的不规则、旋角问题过大等原因，这需要用到匹配技术，而灰度匹配难以满足目前的精度要求。本文介绍了一种目前比较流行的匹配技术，基于Harris算子和SIFT算法结合的匹配效果试验，其针对各种出现的问题都具有很好的稳定性；　　（4）在光束法平差的基础上，介绍了其平差的方式，并探讨一下传统和现代的的空三处理流程。简要的介绍了空三精度的分析方法，揭示理论精度误差的传播公式以及实际精度较值的模型，并结合国家标准，给出不同比例尺的精度限值；　　（5）精度是空中三角测量中的重要指标，了解其各个环节直接反映了摄影测量工作的质量。空中三角测量的环节较多，为了保证最终结果的精度，必须在每一个环节进行精度分析，使得获取较好的结果。本文设计的是不同阈值和不同控制点布设方案对于精度的影响，围绕着平差试验得出错误和粗差的匹配点剔除的办法，对比分析阈值和控制点平差的精度值。

目录

声明

1绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外无人机遥感研究现状

1.3空中三角测量的研究现状

1.4 空中三角测量的发展阶段

1.5空中三角测量发展的国内外状况

1.6 研究内容和论文结构

2低空无人机摄影测量系统

2.1低空无人机航摄系统

2.2低空无人机摄影测量

2.3摄影测量涉及的坐标系统

3非量测型数码相机的畸变值纠正

3.1数码型相机的误差来源

3.2畸变性误差的纠正

3.3影像纠正分析

4影像匹配

4.1影像相关的算法分类

4.3 Harris算子

4.4误匹配点的剔除

4.5基于Harris 算子和 SIFT 特征的匹配实验与分析

5低空无人机影像的空三流程和精度的分析方法

5.1概述

5.2低空无人机影像的光束法平差

5.3光束法平差方式

5.4空中三角流程

5.5空中三角测量的精度指标

6试验精度分析

6.1试验数据

6.2数据处理过程

6.3试验数据的精度分析

6.5应用总结

7总结

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献