【摘要】：流域水沙運動的研究是現(xiàn)階段河流動力學的一個重要分支和研究熱點,無論是物理模型實驗還是數(shù)值模擬,首先需要解決的關鍵性基礎問題是獲得并提取所研究子流域的高精度三維地形,并在此基礎上重構(gòu)水沙運動的基本單元(坡面、溝坡及溝道)。由于子流域地形起伏變化大、溝壑縱橫,給提取高精度三維地形工作帶來諸多難題。隨著大數(shù)據(jù)時代到來和數(shù)字一體化進程加快,這種矛盾就更加突出,獲取實時的、高精度的流域下墊面影像,并以此為基礎重構(gòu)相應區(qū)域的三維地形已成為流域相關研究不可或缺的重要組成部分。傳統(tǒng)的航空、航天遙感技術雖然在一定程度能夠為相關流域研究提供數(shù)據(jù)基礎,但上述技術很難在實時性、精確性、經(jīng)濟性等方面同時獲得最優(yōu)的解決方案。近年來,無人機遙感技術以其快速便捷、操作簡單、機動性強、成本低等顯著優(yōu)點,在突發(fā)災害應急數(shù)據(jù)獲取及小范圍快速成圖方面顯示出了獨特的優(yōu)勢,應用的領域也越來越廣泛。本文首先討論了流域地形提取的相關方法,總結(jié)了各方法之間的優(yōu)劣性,概括了無人機遙感技術的應用現(xiàn)狀、無人機的系統(tǒng)組成部分。分析了相機產(chǎn)生畸變的原因以及對重構(gòu)三維模型精度的影響,建立二維控制場對無人機搭載的數(shù)碼相機進行標定,通過試驗分析了畸變影像和畸變改正后影像的誤差。本研究以攝影測量理論為基礎,利用SfM方法對無人機所獲取的區(qū)域影像進行三維重構(gòu),并對不同飛行高度下所重構(gòu)的地形三維點云精度進行了分析和評估,為實際三維地形重構(gòu)過程中的精度控制提供依據(jù)。針對流域中陡坡坡面上的微地形及河道(或溝道)兩類不同地貌特征的區(qū)域,分別進行了基于無人機的影像拍攝及三維地形重構(gòu)。在陡坡微地形的研究中,對不同飛行高度情況下拍攝的影像進行了陡坡微地形提取,并采用D8法提取了坡面由于降雨形成的細溝流路。而在河道地形提取中,對單航線和雙航線精度進行評估,并將河道地形和陡坡地形進行橫向?qū)Ρ?分析了SfM方法在提取不同地形時的適用性。同時將無人機提取的河道地形與傳統(tǒng)的大斷面法進行對比,體現(xiàn)了無人機在流域地形提取過程中實時、快速、高精度的優(yōu)勢。
【圖文】：

圖 2-1 徑向畸變和偏心畸變Fig.2-1 Radial distortion and tangential distortion機畸變可分為徑向畸變和偏心畸變，如圖 2-1 所示。其YC ）為圓心，隨半徑r在徑向方向產(chǎn)生變形。而偏心畸鏡的光學中心和幾何中心不在同一點引起的像差，它的變，，同時還伴有切向方向上的畸變，因此也稱為切向畸為徑向畸變的 1/7 左右 5 ，有些計算影像畸變時將其忽起的構(gòu)象變形又可分為桶形畸變和枕形畸變兩大類。桶超大變焦鏡頭以獲取更大的拍攝視野，從而導致拍攝的形變形則恰恰相反，它拍攝出的影像使物體出現(xiàn)向外伸

它拍攝出的影像使物體出現(xiàn)向外伸展的現(xiàn)象，如圖2-2 所示。圖 2-2 桶形畸變和枕形畸變Fig.2-2 Barrel distortion and pincushion distortion由幾何光學可知，徑向畸變差可有多項式來表示，公式如下：
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P231

【參考文獻】

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本文編號：2520064