UAV SfM技术在活动构造研究中的应用——以青藏高原西北部龙木错断裂为例

为探讨搭载与未搭载实时动态差分技术/动态后处理技术(RTK/PPK)模块的无人机平台通过运动恢复结构(SfM)方法处理获得的数字高程模型(DEM)数据质量差异,以及建立不同无人机平台野外数据采集和室内数据处理过程的快速流程,利用大疆经纬M 300 RTK无人机(搭载禅思L1激光雷达(LiDAR)和测绘相机)与大疆精灵4 Pro无人机(搭载可见光相机)分别对青藏高原西北部龙木错断裂上1处位错阶地进行了数据采集,获得了该处高分辨率、高精度DEM数据和数字正射影像图(DOM)数据。对比结果显示,M 300 RTK无人机平台L1负载系统获得的LiDAR和SfM地形数据精度接近,两者在约100 m的飞行高度获得的DEM数据在水平和垂直方向的均方差分别为0.135 m、0.111 m和0.201 m、0.180 m;无RTK模块的精灵4 Pro无人机获取的DEM数据虽然绝对精度较差(水平和垂直方向均方差分别为1.707 m和249.280 m),但其反映的相对地形与实际地形接近,经过地面控制点校正后精度可以达到分米级。研究表明,RTK SfM技术克服了使用地面控制点的局限性,为活动构造研究领域微地貌测量提供了更高精度、更高效率的解决方案。当对测区的绝对三维坐标要求不高,仅需相对的地形起伏时,未搭载RTK模块的无人机也能够在无地面控制点约束的情况下满足地貌位错测量基本需求。

主被动多传感器组合的宽角成像系统设计与实验

按照国家航空应急测绘的需求提出了一种多传感器组合成像系统。在此系统中,将组合数码相机、视频和红外相机、激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)和小型合成孔径雷达(miniature synthetic aperture radar,MiniSAR)集成到统一的时空基准,分别且同时地实现大像幅光学成像,白天和夜间视频影像获取与传输,三维激光点云获取,以及全天候的微波遥感。详细阐述了组合宽角相机在改善影像质量和作业效率方面的优势。根据上述设计,将实验系统安装在中航时无人机上进行了飞行检验,给出了所获取的白天和夜间数据成果。

无人机载主被动航摄系统集成检校及飞行试验

针对航空应急测绘的复杂需求,设计集成了组合宽角相机、激光扫描仪、视频摄像机、红外相机、小型微波雷达和定位定姿系统的中航时无人机载主被动航摄仪。该文主要探讨主被动航摄仪系统集成、检校,数据获取、处理和分析等方法。通过参与贵州省应急演练验证了多传感器设计的有效性和可靠性,总结了主被动航摄仪在应急任务中优势技术性能。