無人機(jī)影像空三解算像控點(diǎn)優(yōu)化及精度分析
發(fā)布時間:2021-02-11 10:57
為了滿足測繪地形圖與獲取地面信息的需要,傳統(tǒng)無人機(jī)的航測控制點(diǎn)布設(shè)方式,不僅控制點(diǎn)數(shù)量多、實施困難;同時,成圖精度并不高。本研究以深圳市水稻試驗基地為研究區(qū),結(jié)合無人機(jī)數(shù)碼影像飛行,提出通過地面像控點(diǎn)優(yōu)化提高空三解算精度的方法。該方法利用光束法實現(xiàn)區(qū)域網(wǎng)平差,對最初42個像控點(diǎn)進(jìn)行逐步篩選,并通過添加檢查點(diǎn)和同等級不同布設(shè)方案,綜合比較像控點(diǎn)和檢查點(diǎn)精度,得出水稻研究區(qū)域在布設(shè)5個像控點(diǎn)(區(qū)域四周和區(qū)域中間各布設(shè)一個平高控制點(diǎn))時精度最高?杖姓`差達(dá)到0.149像元,像控點(diǎn)總體均方根誤差可達(dá)到0.015 m。研究結(jié)果證實,適當(dāng)增加控制點(diǎn)的密度和數(shù)量,有利于提高空三解算的精度,但是多余的布設(shè)不僅增加工作量,也會降低空三解算的精度。該研究為利用無人機(jī)攝影選取測量工作控制點(diǎn)和解決內(nèi)外業(yè)工作量大的問題提供了參考。
【文章來源】:測繪與空間地理信息. 2020,43(09)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
Pix4dmapper光束法空中三角測量
根據(jù)實驗需求,按圖2左側(cè)圖像,將所有GCP從1到42進(jìn)行編號,點(diǎn)號前統(tǒng)一以Z開頭(如Z1,…,Z42)。為確定最優(yōu)布設(shè)方案,分別采用4、9、14、17、38和42個GCP進(jìn)行實驗(即6組實驗),針對地形地貌特征,對整個研究區(qū)域均勻劃分,對每一個控制點(diǎn)進(jìn)行編號。原始控制點(diǎn)分布為橫向(東西) 10個,縱向(南北) 8個,F(xiàn)采用畫矩形框的方式,從大到小逐步縮小,選取控制點(diǎn)在矩形框范圍內(nèi)接近矩形框重心的點(diǎn),作為代表控制該區(qū)域。根據(jù)Voronoi分割[14],平面圖形的重心通常被認(rèn)為該區(qū)域的平衡位置[15]。然而在區(qū)域四周,由于控制點(diǎn)在邊角區(qū)域精度會差一些,優(yōu)先選擇邊角點(diǎn)。Pix4Dmapper軟件快速處理后,選擇控制點(diǎn)時,為保證準(zhǔn)確性,每個控制點(diǎn)至少在5張照片上穿刺出[16],高精度處理后排除掉Z8控制點(diǎn),此控制點(diǎn)位置發(fā)生明顯偏移,剩下41個控制點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)。根據(jù)無人機(jī)航測布設(shè)像控點(diǎn)特點(diǎn)和原則設(shè)計了5種布點(diǎn)方式,另外一種為41個控制點(diǎn)全部布設(shè),確定像控點(diǎn)布設(shè)精度最高的數(shù)量范圍。如圖2所示。2 結(jié)果與分析
6)采用四周均勻布設(shè)方式和內(nèi)部控制。即按照一定的密度在測區(qū)四周均勻布設(shè),同時在測區(qū)內(nèi)部中間布設(shè)一個像控點(diǎn),如圖3(f)所示(點(diǎn)Z4,Z7,Z13,Z16,Z19,Z23,Z28,Z32,Z38)。綜合像控點(diǎn)分布與密度對無人機(jī)航測空三精度和像控點(diǎn)誤差影響,我們選取了6種典型的布設(shè)方案均勻布設(shè)在整個研究區(qū),進(jìn)行了成果精度的分析和對比。其相應(yīng)的精度指標(biāo)見表4。表格中像控點(diǎn)RMSE表示該像控點(diǎn)個數(shù)時像控點(diǎn)的總體均方根誤差:Error X,Y,Z表示該數(shù)量像控點(diǎn)在3個方向X,Y,Z時的均方根誤差,用于觀察每種數(shù)量像控點(diǎn)的誤差偏向。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于空三成果的航攝影像快速配準(zhǔn)方法研究[J]. 答星,周勇兵,朱傳勇,徐夏炎,滕松. 城市勘測. 2019(03)
[2]像控點(diǎn)刺點(diǎn)影像選取對無人機(jī)測量精度的影響[J]. 王麗霞,王晨輝,劉招,張雙成,楊耘. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(10)
[3]利用差分GNSS獲取高精度無人機(jī)影像外方位線元素[J]. 張坤鵬,于廣瑞,顧廣杰. 測繪工程. 2017(07)
[4]無控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的無人機(jī)影像DOM快速制作[J]. 曹明蘭,薄志毅,李亞東. 測繪通報. 2016(08)
[5]共線方程線性化的矩陣模型[J]. 徐振亮,李艷煥,閆利,晏磊. 北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]大疆精靈4正式發(fā)布 最智能的無人機(jī)來了[J]. 吳敏一. 計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2016(05)
[7]無人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測圖中的應(yīng)用研究[J]. 呂立蕾. 測繪與空間地理信息. 2016(02)
[8]加權(quán)Voronoi圖重心在公共設(shè)施選址中應(yīng)用的研究[J]. 龐慧,鄭錚,趙巍. 河北建筑工程學(xué)院學(xué)報. 2010(04)
[9]利用模擬衛(wèi)星攝影測量數(shù)據(jù)按EFP法光束法平差與直接前方交會計算高程的精度比較[J]. 王任享. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2001(06)
碩士論文
[1]無人機(jī)光束法空三平差研究與實現(xiàn)[D]. 亓晨.北京建筑大學(xué) 2014
[2]單張相片近景攝影測樹技術(shù)研究[D]. 聶偉.北京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3028998
【文章來源】:測繪與空間地理信息. 2020,43(09)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
Pix4dmapper光束法空中三角測量
根據(jù)實驗需求,按圖2左側(cè)圖像,將所有GCP從1到42進(jìn)行編號,點(diǎn)號前統(tǒng)一以Z開頭(如Z1,…,Z42)。為確定最優(yōu)布設(shè)方案,分別采用4、9、14、17、38和42個GCP進(jìn)行實驗(即6組實驗),針對地形地貌特征,對整個研究區(qū)域均勻劃分,對每一個控制點(diǎn)進(jìn)行編號。原始控制點(diǎn)分布為橫向(東西) 10個,縱向(南北) 8個,F(xiàn)采用畫矩形框的方式,從大到小逐步縮小,選取控制點(diǎn)在矩形框范圍內(nèi)接近矩形框重心的點(diǎn),作為代表控制該區(qū)域。根據(jù)Voronoi分割[14],平面圖形的重心通常被認(rèn)為該區(qū)域的平衡位置[15]。然而在區(qū)域四周,由于控制點(diǎn)在邊角區(qū)域精度會差一些,優(yōu)先選擇邊角點(diǎn)。Pix4Dmapper軟件快速處理后,選擇控制點(diǎn)時,為保證準(zhǔn)確性,每個控制點(diǎn)至少在5張照片上穿刺出[16],高精度處理后排除掉Z8控制點(diǎn),此控制點(diǎn)位置發(fā)生明顯偏移,剩下41個控制點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)。根據(jù)無人機(jī)航測布設(shè)像控點(diǎn)特點(diǎn)和原則設(shè)計了5種布點(diǎn)方式,另外一種為41個控制點(diǎn)全部布設(shè),確定像控點(diǎn)布設(shè)精度最高的數(shù)量范圍。如圖2所示。2 結(jié)果與分析
6)采用四周均勻布設(shè)方式和內(nèi)部控制。即按照一定的密度在測區(qū)四周均勻布設(shè),同時在測區(qū)內(nèi)部中間布設(shè)一個像控點(diǎn),如圖3(f)所示(點(diǎn)Z4,Z7,Z13,Z16,Z19,Z23,Z28,Z32,Z38)。綜合像控點(diǎn)分布與密度對無人機(jī)航測空三精度和像控點(diǎn)誤差影響,我們選取了6種典型的布設(shè)方案均勻布設(shè)在整個研究區(qū),進(jìn)行了成果精度的分析和對比。其相應(yīng)的精度指標(biāo)見表4。表格中像控點(diǎn)RMSE表示該像控點(diǎn)個數(shù)時像控點(diǎn)的總體均方根誤差:Error X,Y,Z表示該數(shù)量像控點(diǎn)在3個方向X,Y,Z時的均方根誤差,用于觀察每種數(shù)量像控點(diǎn)的誤差偏向。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于空三成果的航攝影像快速配準(zhǔn)方法研究[J]. 答星,周勇兵,朱傳勇,徐夏炎,滕松. 城市勘測. 2019(03)
[2]像控點(diǎn)刺點(diǎn)影像選取對無人機(jī)測量精度的影響[J]. 王麗霞,王晨輝,劉招,張雙成,楊耘. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(10)
[3]利用差分GNSS獲取高精度無人機(jī)影像外方位線元素[J]. 張坤鵬,于廣瑞,顧廣杰. 測繪工程. 2017(07)
[4]無控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的無人機(jī)影像DOM快速制作[J]. 曹明蘭,薄志毅,李亞東. 測繪通報. 2016(08)
[5]共線方程線性化的矩陣模型[J]. 徐振亮,李艷煥,閆利,晏磊. 北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]大疆精靈4正式發(fā)布 最智能的無人機(jī)來了[J]. 吳敏一. 計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2016(05)
[7]無人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測圖中的應(yīng)用研究[J]. 呂立蕾. 測繪與空間地理信息. 2016(02)
[8]加權(quán)Voronoi圖重心在公共設(shè)施選址中應(yīng)用的研究[J]. 龐慧,鄭錚,趙巍. 河北建筑工程學(xué)院學(xué)報. 2010(04)
[9]利用模擬衛(wèi)星攝影測量數(shù)據(jù)按EFP法光束法平差與直接前方交會計算高程的精度比較[J]. 王任享. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2001(06)
碩士論文
[1]無人機(jī)光束法空三平差研究與實現(xiàn)[D]. 亓晨.北京建筑大學(xué) 2014
[2]單張相片近景攝影測樹技術(shù)研究[D]. 聶偉.北京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3028998
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