无人机移动测量数据快速获取与处理

第1章　综　述…………………………………………………………………………………… 1
§1.1　无人机移动测量及特点…………………………………………………………… 1
　　1.1.1　无人机移动测量概念………………………………………………………… 1
　　1.1.2　无人机移动测量特点………………………………………………………… 2
§1.2　无人机移动测量技术及应用进展………………………………………………… 3
　　1.2.1　无人机移动测量技术进展…………………………………………………… 3
　　1.2.2　无人机移动测量应用进展…………………………………………………… 6
§1.3　应急无人机移动测量及其应用需求……………………………………………… 7
　　1.3.1　应急无人机移动测量………………………………………………………… 8
　　1.3.2　应急无人机移动测量应用需求……………………………………………… 8
第2章　无人机移动测量系统………………………………………………………………… 10
§2.1　无人机移动测量系统构成………………………………………………………… 10
§2.2　无人机移动测量系统工作流程…………………………………………………… 12
§2.3　无人机移动测量飞行平台………………………………………………………… 12第1章　综　述…………………………………………………………………………………… 1
§1.1　无人机移动测量及特点…………………………………………………………… 1
1.1.1　无人机移动测量概念………………………………………………………… 1
1.1.2　无人机移动测量特点………………………………………………………… 2
§1.2　无人机移动测量技术及应用进展………………………………………………… 3
1.2.1　无人机移动测量技术进展…………………………………………………… 3
1.2.2　无人机移动测量应用进展…………………………………………………… 6
§1.3　应急无人机移动测量及其应用需求……………………………………………… 7
1.3.1　应急无人机移动测量………………………………………………………… 8
1.3.2　应急无人机移动测量应用需求……………………………………………… 8
第2章　无人机移动测量系统………………………………………………………………… 10
§2.1　无人机移动测量系统构成………………………………………………………… 10
§2.2　无人机移动测量系统工作流程…………………………………………………… 12
§2.3　无人机移动测量飞行平台………………………………………………………… 12
2.3.1　固定翼无人机………………………………………………………………… 14
2.3.2　无人直升机…………………………………………………………………… 17
2.3.3　多旋翼无人机………………………………………………………………… 21
2.3.4　无人飞艇……………………………………………………………………… 24
§2.4　无人机移动测量飞行控制………………………………………………………… 27
2.4.1　飞行控制系统组成…………………………………………………………… 28
2.4.2　飞行控制方式………………………………………………………………… 32
2.4.3　飞行控制关键技术…………………………………………………………… 36
§2.5　无人机移动测量任务载荷………………………………………………………… 39
2.5.1　光学相机……………………………………………………………………… 40
2.5.2　红外传感器…………………………………………………………………… 48
2.5.3　倾斜摄影相机………………………………………………………………… 49
2.5.4　机载激光雷达………………………………………………………………… 52
2.5.5　视频摄像机…………………………………………………………………… 54
§2.6　无人机移动测量飞行平台系统适应性设计……………………………………… 56
2.6.1　飞行平台系统改造需求分析及改造设计…………………………………… 56
2.6.2　无人机移动测量飞行平台系统改造………………………………………… 57
第3章　无人机移动测量数据快速获取、传输与管理………………………………………… 66
§3.1　无人机移动测量数据……………………………………………………………… 66
3.1.1　数据特点……………………………………………………………………… 66
3.1.2　数据种类……………………………………………………………………… 66
§3.2　数据快速获取……………………………………………………………………… 68
3.2.1　技术准备与航线设计………………………………………………………… 69
3.2.2　设备检查与安装调试………………………………………………………… 74
3.2.3　飞行作业与飞行器回收……………………………………………………… 79
3.2.4　故障处理与任务总结………………………………………………………… 83
3.2.5　作业保障与使用维护………………………………………………………… 84
§3.3　数据传输与接收…………………………………………………………………… 86
3.3.1　传输系统组成………………………………………………………………… 87
3.3.2　系统功能特点………………………………………………………………… 93
3.3.3　数据传输原理………………………………………………………………… 93
3.3.4　系统设计原则………………………………………………………………… 99
3.3.5　系统关键技术……………………………………………………………… 100
3.3.6　未来发展趋势……………………………………………………………… 104
§3.4　数据压缩编码…………………………………………………………………… 105
3.4.1　数据压缩原理……………………………………………………………… 107
3.4.2　压缩编码技术……………………………………………………………… 108
3.4.3　压缩编码标准……………………………………………………………… 116
3.4.4　压缩传输方案……………………………………………………………… 122
3.4.5　压缩质量评价……………………………………………………………… 124
3.4.6　压缩技术发展趋势………………………………………………………… 127
§3.5　数据存储与管理………………………………………………………………… 127
3.5.1　数据库信息特征…………………………………………………………… 127
3.5.2　面临的问题………………………………………………………………… 129
3.5.3　基本解决法案……………………………………………………………… 130
3.5.4　数据存储与管理系统……………………………………………………… 136
3.5.5　数据共享…………………………………………………………………… 138
第4章　无人机移动测量数据处理…………………………………………………………… 144
§4.1　数据处理总体技术流程………………………………………………………… 144
4.1.1　数据处理特点……………………………………………………………… 144
4.1.2　数据处理技术流程………………………………………………………… 145
§4.2　数据预处理……………………………………………………………………… 146
4.2.1　飞行质量检查……………………………………………………………… 147
4.2.2　几何校正…………………………………………………………………… 147
4.2.3　航带整理…………………………………………………………………… 161
§4.3　空中三角测量…………………………………………………………………… 163
4.3.1　空中三角测量原理………………………………………………………… 163
4.3.2　空中三角测量方法………………………………………………………… 164
4.3.3　空中三角测量流程………………………………………………………… 164
4.3.4　空中三角测量精度评价…………………………………………………… 167
§4.4　影像匹配………………………………………………………………………… 169
4.4.1　影像匹配定义及难点……………………………………………………… 169
4.4.2　影像匹配方法……………………………………………………………… 169
§4.5　影像融合………………………………………………………………………… 173
4.5.1　直接平均融合法…………………………………………………………… 174
4.5.2　线性加权融合法…………………………………………………………… 174
4.5.3　范数融合法………………………………………………………………… 175
4.5.4　多频带融合法……………………………………………………………… 175
4.5.5　**拼接线法……………………………………………………………… 177
§4.6　影像分类与信息提取…………………………………………………………… 178
4.6.1　面向对象分类……………………………………………………………… 178
4.6.2　决策树分类………………………………………………………………… 180
4.6.3　基于分形理论分类………………………………………………………… 181
4.6.4　支持向量机分类…………………………………………………………… 183
4.6.5　人工神经网络分类………………………………………………………… 184
§4.7　测绘产品生产…………………………………………………………………… 186
4.7.1　数字高程模型……………………………………………………………… 187
4.7.2　数字正射影像……………………………………………………………… 188
4.7.3　数字栅格地图……………………………………………………………… 190
4.7.4　数字线划图………………………………………………………………… 192
4.7.5　应急影像图………………………………………………………………… 193
§4.8　无人机影像处理软件…………………………………………………………… 194
4.8.1　国外常用影像处理软件…………………………………………………… 195
4.8.2　国内常用影像处理软件…………………………………………………… 209
4.8.3　软件应急适用性分析―――以IPS、INPHO、PixelGrid为例……………… 213
§4.9　高效能数据处理技术…………………………………………………………… 222
4.9.1　集群并行处理技术………………………………………………………… 222
4.9.2　GPU 处理技术……………………………………………………………… 227
第5章　无人机移动测量作业基本要求……………………………………………………… 229
§5.1　数据产品生产质量控制………………………………………………………… 229
5.1.1　外业控制…………………………………………………………………… 229
5.1.2　初始数据控制……………………………………………………………… 230
5.1.3　产品质量控制……………………………………………………………… 233
§5.2　常规测量成果整理与验收……………………………………………………… 233
5.2.1　测量成果整理……………………………………………………………… 233
5.2.2　测量成果验收……………………………………………………………… 235
§5.3　无人机移动测量应急响应预案………………………………………………… 236
5.3.1　无人机移动测量应急组织体系…………………………………………… 236
5.3.2　无人机移动测量应急响应………………………………………………… 237
5.3.3　无人机移动测量应急保障………………………………………………… 238
第6章　无人机移动测量应用………………………………………………………………… 241
§6.1　无人机移动测量在应急保障中的应用………………………………………… 241
6.1.1　无人机移动测量在地质灾害应急测绘保障中的应用…………………… 241
6.1.2　无人机移动测量在森林火灾应急测绘保障中的应用…………………… 249
6.1.3　无人机移动测量在公共安全应急测绘保障中的应用…………………… 251
§6.2　无人机移动测量在数字城市建设中的应用…………………………………… 251
6.2.1　无人机移动测量城市三维建模中的应用………………………………… 251
6.2.2　无人机移动测量在城市规划中的应用…………………………………… 253
§6.3　无人机移动测量在地理国情监测中的应用…………………………………… 255
§6.4　无人机移动测量在传统测量领域的应用……………………………………… 257
6.4.1　无人机移动测量在大比例尺基础测绘中的应用………………………… 257
6.4.2　无人机移动测量在土地利用现状调查中的应用………………………… 258
6.4.3　无人机移动测量在其他传统测量领域中的应用………………………… 260 §6.5　无人机移动测量在电力巡检中的应用………………………………………… 262
参考文献………………………………………………………………………………………… 265信息