融合LiDAR点云与无人机影像的滑坡动态监测技术

滑坡是一种危害性较大的自然灾害,如何对其进行高效准确的监测具有重要研究价值和实际意义。利用LiDAR、无人机航空摄影等技术进行滑坡监测,可以快速、安全、精确地获取滑坡区域地面信息。本文提出了融合LiDAR点云的无人机影像滑坡动态监测方法。首先,利用点云和影像获取高质量DSM;然后,设计一种基于不规则三角网和坡度融合的滤波算法,滤除DSM中低矮植被,生产高精度DEM;最后,通过对两期DEM进行差分,实现对滑坡区域的动态监测。以黄登水电站附近边坡区域的LiDAR数据与无人机影像数据开展试验,结果表明,采用本文方法进行滑坡动态监测可以直观地判断滑坡地形变化和位移趋势,具有一定的应用前景。

科研驱动实践教学能力提高的途径探讨——以遥感实践课程为例

科研育人在我国高等教育培养新时代创新型人才中起重要引领作用,提高教师的科研能力、实践教学能力是提高高校教学和人才培养质量的重要环节。文章以遥感实践课程教学为例,提出借助多学科多领域的科研活动将测绘遥感最新科研成果转化为与时俱进的遥感实践教学内容,通过产学研相结合的科研和实践教学活动,建立遥感科研成果与学生实践活动的联系,将科研训练和科研思维融入实践教学育人之中。在科研融入实践教学过程中,通过不断探索合适的切入点和方式来提升教师的科研驱动实践教学能力,实现用高水平的科学研究培养高水平创新型人才的目标。

无人机摄影测量在长江航道整治建筑物监测中的应用

长江在中国航运中发挥着至关重要的作用。航道整治建筑物的监测与维护是确保航道稳定正常运行的关键。常规的监测方法是人工观察、照相摄像与测量。对于大范围监测而言,人工观察测量效率低、成本高。同时长江航道部分地段可达性差,人工测量困难。针对这类问题,本文以长江武汉航段测区为例,利用无人机摄影测量方法,获取测区的高精度数字表面模型与数字正射影像,并对不同时相的结果进行比对,从而实现对航道整治建筑物的监测。实验结果表明,无人机摄影测量方法在保证成果质量的基础上,大大减少了人工工作量,能够短周期、低成本、高效率地完成航道监测任务。

基于贴近摄影测量的箭穿洞危岩体监测

针对传统危岩体监测方法存在效率低、危险程度高、点云缺失、地物遮挡等问题,提出基于贴近摄影测量的危岩体监测方法,并将其成功应用于巫峡箭穿洞危岩体监测项目中。结果表明,该方法作业过程安全性高、效率高,单次飞行所获取的有效影像数据量大、影像分辨率可达亚厘米级甚至毫米级,所构建的三维模型相对精度达到亚厘米级,纹理信息更加清晰,较为准确地展现危岩体结构。贴近摄影测量技术以其精细化的优势,将在危岩体监测、地质灾害防护设计领域具有更加广阔的应用前景。

能力培养为导向的实践课程改革与设计

大学实践课程是培养学生创新、创业实践能力的重要环节,本文在新工科实验课程建设中,提出了以能力培养为导向的实践课程设计思路,旨在培养适应当今新技术、新产业、新模式快速变革时代的创新性工程科技人才。本文将传统的验证性实践课程调整为"目标设定、方案规划及实施"的设计型实验课程,强调学生在实践中的主体地位,遵循实践能力培养的规律,引导学生在实践中重参与、重思考、重实施、重过程。同时,将行业的最新发展、最新变革反映在实践教学课程中,增加了新型传感器及混合云人机协作数据处理平台,确保学生获取的知识和技术与快速发展的行业水平相接轨。本文以摄影测量实习课程改革为例,实践证明,课程的实施对于培养学生综合分析设计、创造性解决专业问题的能力取得了较好的效果。

小像幅航空影像纠正技术研究

以纠正为主题,通过大量试验数据及适当的理论推导,说明光学畸变差纠正及系统误差补偿在小像幅数码影像处理中的必要性及重要性。从试验结果看,本文所提出的观点是正确的。

基于GPU的SIFT特征点快速匹配

影像匹配是计算机视觉及数字摄影测量的核心问题,基于特征的SIFT匹配算法由于其较强的匹配能力和良好的健壮性成为研究的热点。但SIFT算子的多量性及提取特征点维度较高的特点,直接影响了匹配速度。因此,本文利用GPU强大的并行处理能力,就SIFT特征点匹配在GPU上的设计与实现进行了详细的介绍,并通过对比实验说明利用GPU对SIFT特征点进行匹配所带来的优势。

基于物探飞行模式的正射影像快速制作

随着航空物探和摄影测量技术的发展,产生了基于物探和摄影测量技术相结合的飞行方式。为了研究物探飞行模式下正射影像的快速制作方法,针对物探飞行模式的摄影特点,利用摄影中心构建泰森多边形的方法确定最佳影像采样区域和接边线,并根据数字高程模型(DEM)和航空数码影像的外方位元素自动生成测区数字正射影像(DOM),以避免人工的接边处理。同时,针对区域整体DOM数据量大的特点,提出了一种分块、分级的金字塔存储调度策略进行海量影像的存储、显示、漫游及缩放,以突破32位文件系统的限制,实现海量存储和海量正射影像的快速生成。

DEM辅助的卫星光学遥感影像山体阴影检测与地形辐射校正

提出一种结合DEM的山体阴影检测与地形辐射校正方法。首先对卫星影像多波段信息用特征法进行阴影检测,然后结合DEM数据用模型法进行山体背阴面检测以及投影区域检测,将3个结果综合分析,按照形成原因将阴影检测结果分为8类,最后结合太阳入射角信息,利用信息匹配的阴影补偿法和地形辐射校正物理模型,进行卫星光学遥感影像辐射校正。试验证明该方法能恢复山体阴影区的信息,并且有效降低地形效应的影响。

并行计算在航空摄影测量中的应用与实现--数字摄影测量网格(DPGrid)并行计算技术研究

航空数码影像的获取频率越来越快，同时数据量也越来越大，传统的基于串行计算的数据处理方式已很难满足高效率的生产需求和海量数据的快速更新，因此必须采用并行计算来提高数据处理的效率。将计算机网络和集群计算机并行计算技术引入航空数字摄影测量，论述并行计算在航空摄影测量中的应用及实现方法。基于该方法，武汉大学研制了数字摄影测量网格（DP—Grid）系统，多组生产实践验证该并行算法的可行性和系统的高效性，生产效率比传统数字摄影测量工作站提高3～10倍。

使用单景卫星影像进行立体电力选线——基于SabeOrtho与Ortho2Ste组合的3维选线

一、系统产生背景摄影测量引人我国以来，国内在数字摄影测量领域的理论研究取得了很大的进步。在王之卓先生于1978年提出的“全数字自动化测图系统概念”指导下，我国数字摄影测量正以世人难以想象的速度发展，数字摄影测量工作站在中国的摄影测量生产中获得了普遍的应用与推广。在此形式下，国家测绘局提出了数字化测绘技术的发展目标，即实施4D产品战略，4D指DLG（数字线划图）、DOM（数字正射影像图）、DEM（数字高程模型）、DRG（数字栅格地图）。

如何高效处理小像幅航空摄影测量数据——基于Correct及AAT组合的小像幅数据处理系统

众所周知，航空摄影测量已成为测绘各种比例尺地形图的首选技术。但是，由于航摄成本高、周期长，涉及的管理环节较多，因此在对小面积范围进行航摄时，一般不采用标准像幅（23cm×23cm）的航空遥感摄影测量技术，而是通过小像幅的低空摄影测量方法代替通用的航空摄影测量，以缩短航摄时间，降低航摄成本。

村镇建筑时空一体化防灾监测理论体系研究与应用

以航天、航空、低空等多时相、多尺度、多源遥感观测技术为手段,通过村镇建筑多源时空遥感数据高可靠性综合处理、基于深度学习的村镇建筑灾变动态过程智能监测、基于时空地理数据分析的村镇建筑灾害评估方法以及村镇建筑多灾种灾害评估与信息服务方法等理论研究,提出村镇建筑时空一体化防灾监测理论体系并构建多灾种灾害评估与信息服务系统。通过四川省汶川地区灾害监测与评估应用,表明该理论体系可有效提升村镇灾害监测和评估能力,为进一步系统化完善村镇建筑灾害管理体系提供技术保障和理论支撑。

从控制点到控制片

基于数字正射影像和数字高程模型等地理编码数据的“云控制”模式在中小比例尺影像的应用日趋成熟,但其本质仍是从物方获取控制点,数据产品中的误差导致其难以应用于大比例尺测图场景。基于已知精确几何定位参数和空三加密点的原始影像构建约束是理论更优的云控制模式。提出将这种由像方出发的云控制模式发展为一种标准化的测绘产品,即控制片,以期在更好地保障定位精度的前提下,降低重访航测任务中的重复劳动和算力消耗;介绍了控制片在大幅面航空相机检校、无人机影像和卫星影像几何定位方面的应用;并对推动构建控制片应用体系提出了若干建议。

影像匹配粗差的局部矢量面元剔除方法

提出一种适用于影像匹配粗差剔除的局部矢量面元方法。首先消除匹配像对间的系统性差异;然后通过构建匹配同名点的三角网结构,实现匹配结果的局部面元分割;在局部面元上进行矢量统计,引入针对局部敏感的矢量描述子指标,根据误差分布满足正态分布规律的假设设定合理的阈值,并最终实现影像匹配粗差的快速剔除。两组数据的试验验证了所提方法的可行性,算法处理速度快、剔除成功率高。

一种针对大倾角影像匹配粗差剔除的算法

提出了一种基于影像像方曲面元变换的影像匹配粗差剔除算法。结合影像匹配算法实践,在由粗到精的匹配过程中嵌入该方法,可以有效控制匹配误差和修正匹配参数。以低空影像与近景影像等大倾角影像为例,证明该方法可以极大地降低匹配结果中的粗差,保证影像匹配的质量和效率。

利用高精度DLG进行机载LiDAR点云精度评定研究

LiDAR作为一种主动式获取高精度地表几何信息的地形图测绘技术,其获取的点云具有较高的相对精度与绝对精度,可作为无控或稀少控制条件下(无人机)航空影像高精度几何定位的地理参考数据。影像几何定位所能达到的精度依赖于几何参考数据自身的精度,因此评价LiDAR点云的精度对于将其作为地理参考实现航空影像高精度几何定位,具有较强的理论价值与实践意义。本文提出了利用高精度数字线划图(DLG)作为几何参考评定机载LiDAR点云精度的方法。首先,通过比对DLG中高程注记点的高程与LiDAR点云中对应位置处的高程,实现LiDAR点云高程精度评定;然后,通过统计LiDAR墙面点在平面上的投影点到DLG房屋矢量轮廓线的距离,实现LiDAR点云平面精度评定。实验结果证明,本文试验区域LiDAR点云平面和高程精度分别可达到7.2 cm和8.3 cm,可作为大比例尺无人机航空遥感控制数据的有效选择。