无人机数码遥感测绘系统集成及影像处理研究
|
摘要
本文针对高海拔地区的航空影像获取集成了一套无人机数码遥感测绘系统,该系统以无人飞机为飞行平台,以经过严格检校后的民用单反135数码相机为传感器,加装自主研制的旋偏角改正云台,在西藏高海拔地区进行了实际飞行,获取了该地区的高分辨率数字影像,并利用数字摄影测量网格快速制作了世界上首张雪域高原县城区的高分辨率数字正射影像,成果满足国家基础测绘的要求。
本文首次系统总结了无人机数码遥感测绘系统的集成方案,探讨了利用无人机数码遥感测绘系统进行影像获取和基于并行计算的网络化数据快速处理的作业方法、作业技术流程,为小面积大比例尺测绘应用、应急测绘和困难地区的无人机数码遥感测绘系统影像获取和数据快速处理积累了经验。
This article integrated a set of unmanned aerial vehicle digital remote sensing & Survey system in view of the high elevation area's images gain. This system take the robot aircraft as the flying platform, the ordinary single-lens reflex 135 digital camera after rigorous calibration as the sensor, the addition independent development turns on lathe the angle of deflection correction to rape, and has carried on the actual flight in Tibet high elevation area, gained this local high resolution digital images,and manufactured the first aerial DOM in the world using digital photographic grid, the achievement has satisfied the national foundation survey the request.
This article summarized the unmanned aerial vehicle digital remote sensing & survey system's integrated plan systematically for the first time, discussed the images gain and based on the parallel computing network data fast processing operating method, the work technology flow using the unmanned aerial vehicle digital remote sensing & Survey, gained the experience of the the small area, big scale survey applied, the emergency survey, and the difficult area's aerial images gain and fast processing.
本文首次系统总结了无人机数码遥感测绘系统的集成方案,探讨了利用无人机数码遥感测绘系统进行影像获取和基于并行计算的网络化数据快速处理的作业方法、作业技术流程,为小面积大比例尺测绘应用、应急测绘和困难地区的无人机数码遥感测绘系统影像获取和数据快速处理积累了经验。
This article integrated a set of unmanned aerial vehicle digital remote sensing & Survey system in view of the high elevation area's images gain. This system take the robot aircraft as the flying platform, the ordinary single-lens reflex 135 digital camera after rigorous calibration as the sensor, the addition independent development turns on lathe the angle of deflection correction to rape, and has carried on the actual flight in Tibet high elevation area, gained this local high resolution digital images,and manufactured the first aerial DOM in the world using digital photographic grid, the achievement has satisfied the national foundation survey the request.
This article summarized the unmanned aerial vehicle digital remote sensing & survey system's integrated plan systematically for the first time, discussed the images gain and based on the parallel computing network data fast processing operating method, the work technology flow using the unmanned aerial vehicle digital remote sensing & Survey, gained the experience of the the small area, big scale survey applied, the emergency survey, and the difficult area's aerial images gain and fast processing.
引文
[1]王之卓.摄影测量原理.北京:测绘出版社,1979.
[2]张祖勋,张剑清.数字摄影测量学.武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.
[3]张剑清,潘励,王树根.摄影测量学.武汉:武汉大学出版社,2003.
[4]孙家柄.遥感原理与应用.武汉:武汉大学出版社,2003
[5]丁晓波.超轻型飞机低空数码遥感系统研究.中国测绘科学研究院摄影测量与遥感专业硕士学位论文,2004.
[6]郑团结,王小平等.无人机数字摄影测量系统的设计和应用[J].计算机测量与控制.2006,14(5).
[7]王聪华.无人飞行器低空遥感影像数据处理方法.山东科技大学博士学位论文,2006.
[8]柯涛.旋转多基线数字近景摄影测量.武汉大学博士学位论文,2008.
[9]冯文灏.近景摄影测量-物体外形与运动状态的摄影法测定.武汉:武汉大学出版社,2002.
[10]张建霞,王留召,王宝山.数字近景摄影测量测图应用探讨[J].测绘科学,2006.
[11]冯文灏.数码相机实施摄影测量的儿个问题[J].测绘信息与工程,2002,5(3):3-5.
[12]冯文灏.关于近景摄影机检校的几个问题[J].测绘科学,2000,10:13.
[13]崔红霞,孙杰,林宗坚.非量测数码相机的畸变差检测研究[J].测绘科学,2005,(1)
[14]王留召.数码相机量测化及其在数码航空摄影中的研究与应用,河南理工大学硕士学位论文,2007.
[15]程开富.CCD传感器的市场与发展[J].国外电子器件,信息产业部电子第44所,2000.
[16]张祖勋.航空数码相机及其有关问题[J].测绘工程,2004,12(4).
[17]韩杰,王争等.无人机遥感国土资源快速监察系统关键技术研究[J].测绘通报,2008,02.
[18]张祖勋.从数字摄影测量工作站(DPW)到数字摄影测量网格(DPGrid)[J].武汉大学学报(信息科学版),2007,32(7):565-571.
[19]熊盛武,王鲁,杨婕.构建高性能集群计算机系统的关键技术[J].管控一体化,2006,22(1-3):86-88.
[20]唐瑞春,马群生,丁萌.一种高速集群计算机互连系统的设计[J].高性能计算技术,2003,(161):22-26.
[21]张剑清,柯涛,孙明伟,段延松.并行计算在航空摄影测量中的应用与实现[J].测绘通报.武汉大学学报,2008,12.
[22]张强,吴云东,杨天恒.数字罗盘在超低空遥感平台的应用[J].测绘科学技术学,2007,2.
[23]张月华,赵英志,刘永涛.超轻型飞行器应用于航空摄影测量时飞行质量控制的研究[J],河北测绘.
[24]马瑞升.微型无人机航空遥感系统及其影像几何纠正研究,南京农业大学硕士学位论文,2004.6.
[25]孙杰,林宗坚,崔红霞.无人机低空遥感监测系统[J].遥感信息,2003,(1).
[26]崔红霞,孙杰,林宗坚.无人机遥感设备的自动化控制系统[J].测绘科学,2004.
[27]李兵,岳京宪,李和军.无人机摄影测量技术的探索与应用研究[J].北京测绘,2008.
[28]吴云东,张强,王慧等.无人直升机低空数字摄影与影像测量技术[J].测绘科学技术学报,2007,(3).
[29]测绘标准汇编摄影测量与遥感卷.中国标准出版社,北京,2003.
[30]晏磊,吕书强,赵红颖.无人机航空遥感系统关键技术研究[J].武汉大学学报(工学版),2004,12.
[31]李紫薇,曹红杰,刘煜彤等.无人机海监测绘遥感系统的应用前景[J].遥感信息,1998(4):32-33.
[32]吕书强,晏磊,张兵等.无人机遥感系统的集成与飞行试验研究[J].测绘科学,2007,01.
[33]Lei YAN,Shuqiang LU,Xuehu ZHANG et.all Research on Key Technologies of UAV Remote Sensing Operation Systems[A].In:Proc1 ACRS2003 ISRS Conferences[C],307 November,2003,Busan Koreal.
[34]杨国梁,王玮,郭宗本.小型无人机地面控制站软件的设计与实现[J].遥测遥控,2008,05.
[35]张建霞,王留召,刘先林等.数字航空摄影测量的相机检校[J].测绘通报,2005,11.
[36]CUI Hong Xia,LI N Zong Jian,LI Guo Zhong.UAVs for Generation of Digital Large Scale Orthophotos[J].Chinese Journal Of Electron Devices,2008,02.
[37]Fraser C,Digital Camera Self2Calibration[J].JPRS,1997,4.
[38]Weng J,Cohen M,Claibration of Stereo Cameras Using a NonLinear Distortion Model(CCD Sensory)[C]// Proc.10th.conf.Pattern recognition,1990,246-253.
[39]Helmut HEIER,Michael KIEFNER and Dr.Wolfgang ZEITLER.Calibration of the Digital Modular Camera.FIG.ⅩⅩⅩⅡ International Congress Washington,D.C.USA,April 19-26,2002.
[40]冯建超,陈峰.无人机舵偏角的自动检测[J].嵌入式系统应用,2006,22.
[41]低空数码航空摄影技术设计规范.
[42]低空数码航空摄影作业规范.
[43]低空数码航空摄影数据处理规范.注:此三项规范由中测新图(北京)遥感技术有限公司拟定,暂时试行。
[2]张祖勋,张剑清.数字摄影测量学.武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.
[3]张剑清,潘励,王树根.摄影测量学.武汉:武汉大学出版社,2003.
[4]孙家柄.遥感原理与应用.武汉:武汉大学出版社,2003
[5]丁晓波.超轻型飞机低空数码遥感系统研究.中国测绘科学研究院摄影测量与遥感专业硕士学位论文,2004.
[6]郑团结,王小平等.无人机数字摄影测量系统的设计和应用[J].计算机测量与控制.2006,14(5).
[7]王聪华.无人飞行器低空遥感影像数据处理方法.山东科技大学博士学位论文,2006.
[8]柯涛.旋转多基线数字近景摄影测量.武汉大学博士学位论文,2008.
[9]冯文灏.近景摄影测量-物体外形与运动状态的摄影法测定.武汉:武汉大学出版社,2002.
[10]张建霞,王留召,王宝山.数字近景摄影测量测图应用探讨[J].测绘科学,2006.
[11]冯文灏.数码相机实施摄影测量的儿个问题[J].测绘信息与工程,2002,5(3):3-5.
[12]冯文灏.关于近景摄影机检校的几个问题[J].测绘科学,2000,10:13.
[13]崔红霞,孙杰,林宗坚.非量测数码相机的畸变差检测研究[J].测绘科学,2005,(1)
[14]王留召.数码相机量测化及其在数码航空摄影中的研究与应用,河南理工大学硕士学位论文,2007.
[15]程开富.CCD传感器的市场与发展[J].国外电子器件,信息产业部电子第44所,2000.
[16]张祖勋.航空数码相机及其有关问题[J].测绘工程,2004,12(4).
[17]韩杰,王争等.无人机遥感国土资源快速监察系统关键技术研究[J].测绘通报,2008,02.
[18]张祖勋.从数字摄影测量工作站(DPW)到数字摄影测量网格(DPGrid)[J].武汉大学学报(信息科学版),2007,32(7):565-571.
[19]熊盛武,王鲁,杨婕.构建高性能集群计算机系统的关键技术[J].管控一体化,2006,22(1-3):86-88.
[20]唐瑞春,马群生,丁萌.一种高速集群计算机互连系统的设计[J].高性能计算技术,2003,(161):22-26.
[21]张剑清,柯涛,孙明伟,段延松.并行计算在航空摄影测量中的应用与实现[J].测绘通报.武汉大学学报,2008,12.
[22]张强,吴云东,杨天恒.数字罗盘在超低空遥感平台的应用[J].测绘科学技术学,2007,2.
[23]张月华,赵英志,刘永涛.超轻型飞行器应用于航空摄影测量时飞行质量控制的研究[J],河北测绘.
[24]马瑞升.微型无人机航空遥感系统及其影像几何纠正研究,南京农业大学硕士学位论文,2004.6.
[25]孙杰,林宗坚,崔红霞.无人机低空遥感监测系统[J].遥感信息,2003,(1).
[26]崔红霞,孙杰,林宗坚.无人机遥感设备的自动化控制系统[J].测绘科学,2004.
[27]李兵,岳京宪,李和军.无人机摄影测量技术的探索与应用研究[J].北京测绘,2008.
[28]吴云东,张强,王慧等.无人直升机低空数字摄影与影像测量技术[J].测绘科学技术学报,2007,(3).
[29]测绘标准汇编摄影测量与遥感卷.中国标准出版社,北京,2003.
[30]晏磊,吕书强,赵红颖.无人机航空遥感系统关键技术研究[J].武汉大学学报(工学版),2004,12.
[31]李紫薇,曹红杰,刘煜彤等.无人机海监测绘遥感系统的应用前景[J].遥感信息,1998(4):32-33.
[32]吕书强,晏磊,张兵等.无人机遥感系统的集成与飞行试验研究[J].测绘科学,2007,01.
[33]Lei YAN,Shuqiang LU,Xuehu ZHANG et.all Research on Key Technologies of UAV Remote Sensing Operation Systems[A].In:Proc1 ACRS2003 ISRS Conferences[C],307 November,2003,Busan Koreal.
[34]杨国梁,王玮,郭宗本.小型无人机地面控制站软件的设计与实现[J].遥测遥控,2008,05.
[35]张建霞,王留召,刘先林等.数字航空摄影测量的相机检校[J].测绘通报,2005,11.
[36]CUI Hong Xia,LI N Zong Jian,LI Guo Zhong.UAVs for Generation of Digital Large Scale Orthophotos[J].Chinese Journal Of Electron Devices,2008,02.
[37]Fraser C,Digital Camera Self2Calibration[J].JPRS,1997,4.
[38]Weng J,Cohen M,Claibration of Stereo Cameras Using a NonLinear Distortion Model(CCD Sensory)[C]// Proc.10th.conf.Pattern recognition,1990,246-253.
[39]Helmut HEIER,Michael KIEFNER and Dr.Wolfgang ZEITLER.Calibration of the Digital Modular Camera.FIG.ⅩⅩⅩⅡ International Congress Washington,D.C.USA,April 19-26,2002.
[40]冯建超,陈峰.无人机舵偏角的自动检测[J].嵌入式系统应用,2006,22.
[41]低空数码航空摄影技术设计规范.
[42]低空数码航空摄影作业规范.
[43]低空数码航空摄影数据处理规范.注:此三项规范由中测新图(北京)遥感技术有限公司拟定,暂时试行。