面向多传感器航空遥感监测系统数据处理方法研究

【类型】学位论文

【作者】崔营营 

【关键词】 无人飞艇 SIFT算法 影像拼接 机载LiDAR系统 DEM

【摘要】无人飞艇低空遥感监测系统是一种新型的航空遥感技术,它以无人飞艇作为飞行平台,以CCD数码相机等遥感设备为机载传感器,可广泛用于“数字城市”建设、土地利用动态监测、矿产资源勘探、地质环境与灾害勘查等领域。首都师范大学三维空间信息获取与应用教育部重点实验室联合多家公司,于2009年4月成功研制出了无人飞艇遥感监测系统,通过一系列航拍实验取得了大量影像数据,并在此基础上总结了无人飞艇低空遥感影像数据获取与处理方法,为拓宽无人飞艇低空遥感系统的应用领域做出了有益的尝试。机载激光雷达系统,又称机载LiDAR(Light Detection And Ranging)系统,是一种新型的对地观测系统,它集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元(IMU)/DGPS差分定位技术于一体,为获取高时空分辨率地球空间信息提供了一种全新的技术手段。它具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点。首都师范大学空间信息技术教育部工程研究中心于2009年8月引进了奥地利RIEGL公司的CP560型机载LiDAR系统,并在原有系统基础上加装了影像获取与曝光控制系统,搭载哈苏H3D-39数码相机,通过一系列的航拍飞行实验,总结了机载LiDAR数据获取与处理流程,在采用新型遥感手段进行航空测图方面积累了宝贵的经验。本文的主要研究内容包括如下几个方面：(1)搭建了基于无人飞艇平台的低空遥感监测系统,根据实际的外业飞行试验,总结了无人飞艇低空遥感监测系统数据获取流程,并提出了无人飞艇遥感监测影像数据质量实时评价方法。(2)根据无人飞艇遥感监测影像特点,提出了基于SIFT算法与Panorama Tools工具箱相结合的全景影像拼接解决方案,并将其与LPS软件制作全景影像图的方法进行了对比分析。通过两种数据处理方法对同一区域影像进行处理,总结了两种数据处理方法的优缺点及其应用领域。(3)介绍了机载LiDAR系统的组成及其工作原理,分析了机载LiDAR系统误差的来源及其对激光点云数据精度的影响。通过实际的飞行实验总结了机载LiDAR数据获取流程及其数据获取过程中的注意事项。(4)针对作者所在实验室引进的RIEGL CP560型机载LiDAR系统,介绍了机载LiDAR数据预处理及其误差检校方法,通过对检校场数据的处理,得到了机载LiDAR系统的三个视准轴偏差角度,为数据的后处理打下基础。(5)结合无人飞艇低空遥感监测系统和机载LiDAR系统各自的特点,提出了跨平台多传感器航空遥感监测系统的解决方案,结合二者各自的优缺点进一步提出了系统整合的建议,为拓展其应用领域提出了进一步的研究思路。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】首都师范大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张爱武

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