无人机载激光雷达图像斑点噪声滤波方法

为了保证激光雷达图像完整,抑制无人机载激光雷达图像斑点噪声,提高激光雷达图像质量,提出无人机载激光雷达图像斑点噪声滤波方法。利用自适应联合双边滤波算法修复激光雷达图像中存在的空洞,提高激光雷达图像的完整度,通过二次噪声检测方法检测激光雷达图像中存在的斑点噪声,构建冲击各向异性滤波模型,利用该模型完成无人机载激光雷达图像斑点噪声的滤波处理。实验结果表明,所提方法的均方根误差低于0.02,其熵在0.20以上,散斑指数最高可达9.9,所提方法具有良好的滤波效果和斑点噪声抑制能力。

无人机载激光雷达在矿山环境恢复治理中的应用

随着无人机载激光雷达的不断优化和改进,其在矿山地质环境恢复和管理中的应用将日益广泛,无人机载激光雷达是指集成了IMU、GPS和激光扫描仪基本功能的测距和探测系统,已经在很多领域发挥了实际作用。因此,本文对于无人机载激光雷达在矿山环境恢复治理中的应用进行全面的分析。

无人机载激光雷达在矿山地形测绘中的应用

随着技术的不断进步,无人机搭载的激光雷达设备将会更加先进和便捷,能够应用于更多领域,实现更精确的数据采集和地形测算。通过利用无人机载激光雷达技术,矿山企业可以更好地了解地形地貌变化,科学规划矿区开发,提高安全生产水平,推动矿山行业的可持续发展。对无人机载激光雷达技术的研究与应用也有助于推动无人机和激光雷达技术的发展,为其他领域的测绘和监测工作带来新的可能性和机遇。

基于激光雷达的无人机导航图像分水岭快速分割方法

为了更准确地划分地物、分类图像中的内容,提出基于激光雷达的无人机导航图像分水岭快速分割方法。首先,通过高斯滤波的方式平滑处理原始图像,再利用形态学梯度算子计算其梯度,消除梯度图像中的明暗干扰;然后,将灰度相似度与纹理对比度作为衡量指标,搜索像素内灰度级的排序特征以及纹理在图像目标的转变;最后,应用激光雷达点云数据的高程信息优化分割,检测目标没有关联的最小值点,明确处理区的相邻关系,获得精准的分割结果。实验表明,该方法能够准确、快速地完成图像分割,分割后的图像整体布局均匀、轮廓清晰、分类清晰。

基于地形辅助的无人机载InSAR图像分区配准方法

小型化、轻量化的无人机(UAV)为合成孔径雷达(SAR)提供了更加灵活、机动的观测平台,无人机载干涉SAR(InSAR)逐步应用于干涉测量领域。无人机小而轻,易受气流扰动的影响,采用多航过模式进行干涉测量时,飞行航迹非线性且不平行。非线性、不平行的飞行轨迹导致两幅图像之间存在几何畸变。在复杂地形条件下,无人机载InSAR的干涉图像对之间的偏移量大且具有明显的空变特性,给图像配准带来了很大的技术挑战,常规的基于多项式拟合的配准方法不再适用。该文提出了一种利用地形辅助分区的图像配准方法。首先基于航迹信息生成高程门限,利用外部地形对测量区域进行图像分区处理,然后对区域内的偏移量构建多项式变换模型,对各区域边界处的偏移量施加约束,并进行联合求解,最后获得连续的全局偏移量拟合面,通过对辅图像进行重采样实现精配准。基于P波段无人机载InSAR获取的实测数据,初步验证了该方法的有效性。

基于无人机载激光雷达技术的农村地籍调查测量

随着我国对农村工作越来越重视,各种涉及农村建设与管理的工作都在不断推进,农村不动产权籍调查工作是其中尤为重要的一项工作。农村不动产权籍调查工作历来都是时间紧、任务重,并且对于数据成果的要求也很高。为了提高农村不动产权籍调查的工作效率,本文使用无人机载激光雷达技术对农村房地一体不动产权籍建模测量。选择某一测区作为试验区域进行相关试验,结果表明基于无人机载激光雷达技术采集的点云数据三维可视化效果较好,通过点云数据进行地籍测量的方式较传统测绘方式在提高生产效率的前提下保证了测绘精度,具有良好的应用效果。

林业资源调查中无人机载激光雷达技术的应用探析

林业资源调查中,科学技术发展得到了显著的提升,在林业资源调查中为该县工作提供了多样化的技术支持与参考依据。无人机载及挂钩雷达技术作为创新型技术之一,在林业资源调查中,该项技术的作用较为广泛,具有显著的特点与优势。通过利用该项技术,可直接采集地面的三维数据信息,因此作为重要的数据支持,实现林业资源估算与调查工作的落实,在调查林业资源中,该项技术被广泛应用。基于此,本文针对激光雷达系统的构成进行深入分析,探究林业资源调查中无人机载及挂钩雷达技术的具体应用,根据应用实验提出相应的结论,望为相关人员提供参考借鉴。

无人机载激光雷达人工林单木分割算法研究

为充分发挥单木分割算法的应用潜力,实现单木位置的精准定位和树冠的精确划分,利用无人机载激光雷达点云数据,根据优势树种和林分密度差异选取四块人工林样地,使用单木探测率P、探测准确率R和总体精度F评价分水岭分割算法、特征点决策树算法和邻域增长算法以及点云聚类分割算法的分割精度,通过改变栅格分辨率及点云密度,进行单木分割效果的敏感性分析。结果表明:1)四种算法分割结果较好,总体F值达到0.89,R值总体为0.85,P值总体为0.94。林分稀疏的样地比林分密集样地分割精度更高,分水岭算法分割单木精确性和适应性最好;2)选择合适的CHM分辨率有助于提高单木分割精度,栅格分辨率为0.3 m×0.3 m时基于CHM分割算法分割结果均为最好;3)随着点云密度的降低,点云聚类分割算法分割精度降低。当点云密度为100%(65 pts·m^(-2)),F值为0.77,点云密度为10%(6.5 pts·m^(-2)),F值为0.58,F值降低0.19。

无人机机载激光雷达提取果树单木树冠信息

定株管理是未来果园精准生产管理的趋势,果树单木树冠信息的提取是定株管理的关键。该研究利用无人机采集的苹果园激光探测与测量数据(Light Detection and Ranging,LiDAR)检测和测量每棵果树的树冠面积和树冠直径,并评价空间分辨率对果树单木树冠检测与提取结果的影响。该方法主要使用反距离权重插值法间接生成冠层高度模型(Canopy Height Model,CHM);使用局部极大值滤波算法和标记控制分水岭分割算法(Marked-Controlled Watered Segmentation,MCWS)对果树进行单木树冠检测与提取。通过与参考数据的比较,评估了该方法的精度,并定量分析了空间分辨率对于单木树冠检测与信息提取结果的敏感性。结果表明,该方法可有效实现果树单木树冠检测与信息提取,代表果树检测精度的F1得分为95.03%,树冠轮廓提取准确率为86.39%,树冠面积的提取数据集和参考数据集的线性拟合结果决定系数和归一化均方根误差分别为0.81和20.56%,树冠直径的提取数据集和参考数据集的线性拟合结果决定系数和归一化均方根误差分别为0.85和14.79%,树冠面积和直径不同程度地被高估。此外,冠层高度模型的空间分辨率接近果树平均树冠直径的1/10时精度最高,可以有效检测果树单木树冠及提取树冠轮廓,从而准确提取果树单木树冠信息。

融合地基与无人机载激光雷达的叶面积指数估算

以黑龙江省帽儿山林场的针阔混交林、针叶纯林两块样地为研究对象,基于地基激光雷达、无人机载激光雷达数据及两者融合数据,采用点云体素化理论、贝尔定律以及多元线性回归法估算森林叶面积指数,探究融合数据对估算叶面积指数结果的影响。结果表明:两种林分类型样地通过无人机载激光雷达数据体素法估算有效叶面积指数精度较低(R^(2)分别为0.76、0.75,均方根误差分别为0.83、0.97),均方根误差较大;地基激光雷达数据体素法、无人机载激光雷达数据贝尔定律分别估算针叶纯林有效叶面积指数(R^(2)=0.79,均方根误差=0.69;R^(2)=0.78,均方根误差=0.55)均优于针阔混交林对应的估算结果(R^(2)=0.74,均方根误差=0.63;R^(2)=0.75,均方根误差=0.66);融合数据体素法(R^(2)=0.84,均方根误差=0.54)与多元回归分析法(R^(2)=0.86,均方根误差=0.62)估算针阔混交林真实叶面积指数精度均较高,但多元回归分析法的优势为估算的真实叶面积指数;以不同采样率对融合数据进行抽稀并采用体素法估算叶面积指数,当采样率为0.8时估算精度最高,R^(2)=0.93,均方根误差=0.63。综上可见,融合数据能够弥补单一激光雷达数据获取林分信息不完全的缺陷,可以更充分的展现林分三维信息,提高估算叶面积指数的精度,但融合数据会造成数据冗余,以0.8采样率对融合数据进行抽稀后估算叶面积指数估算精度最高。

成像激光雷达的无人机载技术探讨

成像激光雷达作为一种主动成像手段,具有在低照度、复杂背景条件下获取高分辨率远距离景物三维图像的能力,作为任务载荷应用于无人机系统领域已成为一种必然趋势,前景十分广阔。对成像激光雷达技术体制进行总结归类并对其国内外研究进展进行了技术分析,并在此基础上,结合无人机载环境特点,针对典型应用场景,综合考虑成像距离、成像分辨率、成像范围和成像速度(帧频)等多方面因素,从总体上探讨并提出无人机载成像激光雷达的一般结构形式、典型技术方案选择和平台适应性要求,以期对相关技术研究和设备研制起到一定参考作用。

基于可见光、热红外及激光雷达传感的无人机图像融合方法

随着电力供电可靠性要求的不断提高,电力巡线技术正在向自动化、智能化方向发展。无人机技术以其便捷的操作、精准拍照及图像识别等优点,正广泛应用于电力巡线技术领域。基于激光雷达实现无人机跟随导线飞行,进行线路通道巡检,提出一种基于改进卷积神经网络的可见光与热红外方法,通过采用可见光与热红外图像的融合,以识别出输电线路和障碍物信息,实现对输电线路故障的自动检测。通过对运行线路的实际巡视,输电线路故障的自动检测发现率达90%以上。结果验证了提出的无人机图像融合技术及故障自动检测技术的有效性及可行性。

一种激光雷达导航的全自主智能无人机巡线系统

为提升输配电线路巡线效率,提出了一种综合激光雷达、图像识别、无线专网、多旋翼无人机等成熟技术的无人机巡线系统,并对系统构成和实现方式进行了探讨。该系统可通过多种传感器完成对输配电线路及运行环境三维图像等多种信息的精确采集,通过中继站的方式解决续航和通信问题,使无人机自主化、智能化巡线成为可能。

无人机载激光雷达在地形图测绘中的应用研究

本文以具体项目为例介绍了无人机载激光雷达在地形图测绘中的应用,首先介绍了利用无人机载激光雷达采集外业数据信息,包括架设基站、航线探测与规划、数据采集;之后介绍了相关数据处理,包括各种数据处理和生成点云、点云数据成图以及对比点云数据精度,希望能给相关人士提供有效参考。

无人机载激光雷达在山区地形图测绘中的应用研究

无人机载激光雷达系统作为综合性空间测量系统,由无人机搭载激光扫描仪、GPS接收机、数码相机和控制单元等组成,应用在地形图测绘中具有降低测绘作业事故发生概率、提高测绘效率和精度等优势。鉴于此,为提高地形图测绘工作整体效果,本文从山区地形图测绘工作的影响因素入手,在分析无人机载激光雷达特点的基础上,就山区地形图测绘中无人机载激光雷达的具体应用进行研究,旨在促进无人机载激光雷达与地形图测绘工作的融合发展,为我国地形图测绘事业的健康、创新发展提供技术支持。

基于无人机激光雷达遥感的亚热带常绿阔叶林群落垂直结构分析

森林植被高度与树木分布格局是植物群落重要结构特征,也是计算森林生物量分布的重要参数。传统的森林群落调查方法耗费大量人力物力难以进行较大尺度的群落结构测量,而一般的遥感影像也难以获得精确的地形信息及垂直结构。近年来激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术快速发展,能够较好的进行植被三维特征的提取并被广泛应用于森林生态系统检测模拟。且随着无人机低空摄影技术的发展催生的无人机激光雷达(UAV-Lidar)更增加了激光雷达的灵活性以及获取较大范围植被冠层信息的能力。而受限于激光的穿透性以及不同植被类型郁闭度的影响,该技术的应用多局限于在针叶林群落的垂直结构研究,而在常绿阔叶林的研究中应用较少。为探究现有无人机激光雷达设备及垂直结构提取分析技术应用于常绿阔叶林的可行性,利用无人机载激光雷达遥感技术对哀牢山中山湿性常绿阔叶林3块面积1hm^2的样地进行基于数字表面模型以及数字地表高程模型做差得到树冠高度模型测量的植被冠层高度、基于局部最大值法进行单木位置提取并使用Clark-Evans最近邻体分析方法进行样地内高大乔木分布格局的计算。分析结果显示,植被高度提取精度平均大于95%,与地表实测的植被高度值拟合度较高,相关系数R^2介于0.833-0.927之间;3个样地冠层高度平均值分别为18.79、19.08、17.03 m,标准差分别为8.10、7.34、7.17 m。单木探测百分比平均86.3%,用户精度以及生产者精度平均分别为75.69%和65.15%。实测得出三个样地全部高大乔木空间分布格局均为聚集分布,而激光雷达测量结果显示为随机分布或均匀分布。实验显示基于无人机激光雷达技术能够很好地提取植被冠层高度信息并能够较好地获取树木位置,但对于树木空间分布格局判定的准确性有待于进一步探索。未来研究应从多角度对激光雷达测量造成的误差原因予以分析(如环境因素),并进一步研究更为精确的单木提取以及植被高度提取方法,为通过无人机激光雷达测算森林生物量及各种生态过程提供更加精准的指标数据。

无人机激光雷达遥感图像显著性目标检测方法

遥感图像目标远程检测通常采用单一模态特征提取方法,显著性目标特征信息提取不全面,会导致显著性目标检测效果较差,为此提出无人机激光雷达遥感图像显著性目标检测方法。在VGG16网络的支持下,结合级联运算与ReLu激活函数提取激光雷达遥感图像的多模态特征,以对显著性目标的特征进行全面描述。根据多模态特征提取结果,利用多分支组融合与单组融合找出不同等级间相的关性,通过Conv+ReLu层完成各等级特征融合。根据特征重要程度赋予特定的权重值,采用空间竞争函数,将各层加权和进行叠加,生成显著性目标图,实现无人机激光遥感图像显著性目标检测。实验结果表明,所提出检测方法的显著性目标检测精度高,且检测时间开销小,最长时间开销在14 s左右。

复杂地物背景下的无人机激光雷达电力线提取方法

在提取电力线的过程中,为了有效控制雷达功耗,改善原有方法中过大功耗对设备的负面影响,基于复杂地物背景设计了新的无人机激光雷达电力线提取方法。设计雷达定位电力走廊区域范围,计算连接相线缓冲宽度平稳无人机功耗,预处理无人机激光雷达航拍图像区分主要目标,滤波去噪降低边缘宽度提取电力线,完成复杂地物背景下的无人机激光雷达电力线提取方法设计。实验结果表明,在对大面积激光点图像的电力线提取过程中,该方法能将无人机激光雷达功耗控制在有效范围内,相比传统方法能提取更多电力线点云数量,具有广阔的应用前景。

利用卫星通信的无人机图像传输研究

论述了某型无人机利用卫星传输图像的意义 ,分析了无人机利用卫星传输图像的可行性 ,并且编制了 Matlab程序计算出满足传输要求的卫星品质因数期望值以供参考。综合计算结果 ,作者认为选用中星 - 6号和中星 - 8号卫星比较合适。

无人机载激光雷达在房地一体测绘中的应用与分析

无人机搭载相机进行测绘已经在各行各业进行了广泛的应用,随着激光雷达的高度集成化,设备在重量大大减轻,为无人机搭载激光雷达创造了条件,激光雷达具有相机无法比拟的优势,其精度高、穿透性强、能够全天候作业,逐渐成为研究的新宠。为此,本文无人机载激光雷达在房地一体测绘中的应用要点进行了分析与探讨。