无人机低空遥感系统的发展及其应用研究

论文总字数：24986字

摘 要

随着社会各行各业的发展，对具有高分辨率影像的需求将越来越迫切。在目前高新技术发展的条件下，与现代遥感技术相结合的无人机低空遥感技术，因其具有运行成本低、操作灵活、起降简单、安全性能高等优势，正逐步成为航空航天遥感系统的有益补充。特别是在重点区域或小范围的遥感应用中发挥相当重要的作用。作为数据信息获取的重要手段，广泛的应用于测绘方面、自然灾害应急救援、土地管理调查、土地利用数据库的更新等方面，是未来航天航空遥感发展的主要趋势。

本文研究的目的是通过介绍无人机低空遥感系统结构组成与特点，为未来研究方向提供一些想法。探索无人机低空遥感数据快速处理的技术流程与技术方法，总结该技术应用于土地管理的应用流程与特点，为低空无人机遥感技术在土地管理与监测中的广泛应用做前沿性研究。针对性研究总结无人机低空遥感系统在测绘行业中制作DEM与DOM的作业流程与方法。推动无人机低空遥感系统在国民经济各行各业的应用。

本文以新疆伊犁河谷场区1000km2为实验区，按照1:1000比例尺数字产品精度要求，基于无人机低空飞行获取的数据资料，利用无人机低空遥感系统相关软件进行后期数据处理。根据无人机所需数据要求，总结基于Virtuozo、Inpho等软件制作数字高程模型（DEM）与数字正射影像（DOM）的具体制作流程与方法，并针对关键技术空三加密进行详细分析其技术方法流程。

关键字

无人机低空遥感，空中三角测量，DOM，DEM

Development and application of low-altitude UAV

Remote sensing systems

Abstract

With the development of social and economic,nowadays,the community has become increasingly urgent demand for high resolution images.The low-altitude UAV remote sensing system technology is a new technology that is developing.because of its low operating cost,flexible operation,simple movements,safety and high performance advantages,is gradually becoming aerospace remote sensing systems useful complement.In particular,the low-altitude UAV remote sensing plays an important roles in small-scale remote sensing applications. As an important means of access to spatial data, the low-altitude UAV remote sensing is widely used in mapping aspect,geological hazard survey,land management survey,the large scale topographic map updates,ect,is the main trend of the future development of airborne remote sensing.

The purpose of this study is to provide some ideas for future research directions by introduce low-altitude UAV remote sensing system strucyures and characteristics.Exploration the technical processes and technical methods of the low-altitude UAV remote sensing data for rapid processing,the conclusion of the technology used in land management on application process and characteristics.Cutting-edge research to make low-altitude UAV remote sensing technology in land management and monitoring of a wide range of applications. Targeted research summary UAV low altitude remote sensing system’s method of production processes in the DOM and DEM in mapping industry. Pomoting low-altitude UAV remote sensing system to the application of the national economy in all walks of life.

This study takes Yili River Valley area 1000km2 as field experimental area,according to the 1: 1000 scale digital precision products, based on the original aerial data on post-data processing low-altitude UAV remote sensing systems.According to the UAV requirements of the required data,the study concluded specific production processes and methods based on the Virtuozo, AutoCAD, ArcGIS, Photoshop and other software to create digital elevation model (DEM) and digital orthophoto (DOM), and as the key technology for aerial triangulation a detailed analysis of its technical methods and processes. Low-altitude UAV remote sensing will be widely used in future industries.

Key words：

low-altitude UAV remote sensing, Aerotriangulation,digital elevation model (DEM), digital orthophoto (DOM)

目 录

摘 要 I

关键字 I

Abstract II

Key words： II

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1发展现状 1

1.2.2技术现状 2

1.3研究内容及论文结构 3

1.3.2论文结构 4

第二章 无人机低空遥感系统简介 5

2.1 系统概述 5

2.2 系统组成 5

2.3 特点分析 6

3.1 概述 8

3.1.1研究区概况 8

3.1.2无人机航拍 9

3.2 数据要求与资料准备 10

3.2.2数据要求 10

3.2.2资料准备 10

3.4项目总体流程 11

3.5 空中三角测量 12

3.5.1 技术路线 12

3.5.2 畸变差纠正 13

3.5.3 空三加密流程 13

3.6 数字高程模型（DEM）制作 20

3.6.1 DEM概念及应用 20

3.6.2 DEM制作流程 20

3.6.3 采集特征点、线 21

3.6.4 生成高程模型 22

3.6.5 ＤＥＭ编辑、修改、拼接 22

3.7 数字正射影像（DOM）的制作 23

3.7.1 DOM概念及应用 23

3.7.2 DOM制作技术要求 23

3.7.3 DOM数据生成流程 23

3.8 总结 24

第四章 无人机低空遥感系统在土地管理中的应用 25

4.1 概述 25

4.2 无人机在土地利用调查中的应用 25

4.2.1 应用流程 25

4.2.2 特点分析 26

4.3无人机在土地综合整治项目中的应用 26

4.3.1 应用流程 26

4.3.2 特点分析 27

4.4无人机在土地执法监察中的应用 27

4.4.1 应用流程 27

4.4.2 特点分析 28

4.5系统的其他应用 28

第五章 结论与展望 31

5.1总结 31

5.2展望 31

致 谢 32

参考文献 33

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

对遥感影像数据获取的要求随社会经济快速发展越来越高，其中包括土地管理、地理国情监测和测绘行业等各个领域。卫星遥感影像的获取受天气等原因影响大，难以满足实际应用，一般的航空摄影成本高，外界条件限制多，地形复杂的山区存在一定的危险性等，紧急任务有时难以达到需求。近几年无人机低空遥感测量技术的新兴发展，其成本低、起降灵活，是对一般航空摄影测量技术和卫星遥感技术获取影像数据的有效补充，而且目前应用已相当广泛^[1]，包括国家重大自然灾害的应急处理、土地管理监测和城市建设规划等^[2]。大比例尺地形图由于位置精度高、地形表示详尽，是规划、管理、设计和建设过程中的基础资料、如何将航空摄影测量技术成本降低，使之能灵活应用于小区域快速获取影像数据制作大比例尺地形图^[10]，已经成为业界热点问题。而无人机低空遥感系统所获取的高分辨率影像能够达到大比例尺地形图精度要求^[3]。

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