组合宽角低空航测相机关键技术研究     

《北京测绘》2019,(12)

近年来,摄影测量技术发展迅猛,特别是低空航空摄影平台的出现,很好地弥补了传统卫星遥感、常规航空摄影测量在时效性、灵活性方面的不足。借助低空摄影的光学优势能够获取传统航空摄影和卫星遥感无法比拟的高分辨率影像,可以实现航空摄影测量大比例尺成图的目标。符合低空航空摄影的成像系统,发展较为滞后。现有很多低空航摄影测量平台普遍搭载单个普通数码相机进行航空摄影,存在航空摄影数据采集效率低、有效数据量小、数据处理难度高以及成图精度不高等问题;再有,传统的航空摄影测量相机及国内外成熟的组合宽幅航空相机系统又缺乏进行低空航空摄影测量应用的客观基础。研究适合于低空航空摄影的成像系统对于低空航测应用发展非常关键,是解决低空航测现存问题的一个有效途径。低空航测成像系统目前最主要的问题是数据的获取效率和精度,根本原因在于相机像幅以及视场角大小的问题。解决这一问题的根本途径是研究适合于低空航空摄影的宽幅面、宽视场角相机系统。对于数字相机而言,像幅受材料以及制造工艺限制,视场角受光学镜头的光学性能限制,很难有所突破。但是数字相机影像的可拼接性提供了另外一种可能途径,即多传感器组合成像,利用多个小像幅相机构造拼接成一个近似单中心投影的宽幅面航空相机,从而提高影像像幅和视场角,达到宽幅面大视场成像的目的。本文主要研究工作如下:(1)研究了低空航空摄影的光学理论基础。系统分析了低空航空摄影光学条件,结合光度学理论详细论述了低空航空摄影光度学优势,以及单镜头成像系统低空宽视场成像的劣势,阐述了利用组合成像技术来实现低空宽角成像的必要性和可行性。系统总结了当前摄影成像相机系统的发展现状,归纳了现有组合成像系统的特点和优势,分析了利用组合成像技术来提高影像像幅和视场角数学原理。在对比分析现有组合相机几何构造、成像单元数量、拼接模型的基础上,确定了利用五个数码相机采用组合成像技术来构造组合宽角低空航测相机的研究目标。(2)研究了基于地面三维检校场的低空组合宽角相机的静态误差高精度检校方法。理论推导了低空组合宽角相机的几何成像数学模型,定义了相机之间以及虚拟影像空间坐标系统,建立了各个独立光学结构(子相机)之间,及其与虚拟影像之间的严格几何数学模型。理论分析了组合宽角相机几何成像数学模型误差,将其归纳为地面静态误差和飞行动态误差两个部分。并研究了利用地面三维检校场来实现其静态误差的几何标定。静态误差几何标定主要包括单相机几何畸变误差的高精度标定和组合相机联合空间关系标定两个内容,详细论述了其算法原理和实现过程,最后通过实验结果分析了其精度和可靠性。(3)研究了基于影像全部像元参加的低空组合宽角相机飞行动态误差自检校模型求解与全局优化方法。自检校的目的是对相机飞行过程中由于系统和环境变化等因素导致的动态误差进行补偿。首先,理论推导了本文采用的自检校联合平差数学模型,该模型顾及了飞行过程中可能导致的相机系统间的空间位置和姿态的微小变化,将这种微小变化的检测转换为重叠区影像的视差值。其次,论述了利用重叠区匹配同名点求解自检校模型参数的基本原理和方法,并结合本文组合宽角相机特点,设计了一种影像快速匹配策略,进而实现自检校模型求解;在此基础上,通过对影像匹配性能的分析,以及基于特征点匹配来求解自检校联合平差模型存在的局部最优问题,提出了一种影像重叠区全部像元参加的几何匹配方法来实现对自检校模型求解的全局优化算法,对算法思想和原理以及求解过程进行了详细论述。最后通过对比实验分析了自检校模型求解的精度,验证了算法的有效性。(4)研究了宽角相机与稳定平台的集成。分析了稳定成像对于低空航空摄影成像质量和数据处理精度的影响,指出稳定成像对于组合宽角低空航测相机的重要意义。首先,理论分析了低空飞行平台的不稳定对于低空航空影像光学和几何性能的影响,以及飞行平台不稳定导致的影像质量下降、数据处理难度增大、处理精度降低等问题;其次,介绍了一种适用于无人飞艇等飞行器的三轴稳定平台结构及其控制原理,并通过对比试验来分析稳定成像对于低空航测精度的影响,指出了低空稳定成像对于低空组合宽角相机系统数据获取和处理的重要意义。(5)通过具体的航空摄影工程实例阐述了利用低空组合宽角相机进行航空摄影作业的数据处理实际流程,并分析了不同类型地形数据自检校拼接的精度分布,展示了其相关数据产品成果情况,结合影像空三处理结果分析了其精度。实验结果反映了组合宽角低空航测相机的作业能力。  相似文献   

球面距离计算方法及精度比较     

樊东卫  何勃亮  李长华  韩军  许允飞  崔辰州 《天文研究与技术》2019,(1):69-76

球面距离(角间距)计算是天文或地理学中极常用的计算之一,也是目标查找、锥形检索、交叉证认等方法的基础。数学上,通过球面几何可以直接计算出两点的距离,前人已经推导出了多个复杂程度不一的计算方法。但是由于计算机的精度有限,在进行数值计算时有舍入误差,导致公式计算结果出现偏差。对几个常用的球面距离计算公式进行了考察,测试并对比它们在不同计算环境下的精度与优缺点。此外还展示并比较了几种常用天文软件包、数据库的球面距离计算方法,以期有助于天文工作者选择适合自己当前需要的计算方法。  相似文献   

顾及卫星空间分布状态的 GNSS信噪比随机模型     

钱妮佳  王海  李方超  高井祥 《测绘科学》2019,44(12):21-28,66

为了研究随机模型对GNSS定位精度的影响,介绍了GPS/GLONASS/BDS组合伪距单点定位的函数模型以及几种当前常用的先验随机模型。结合各个模型的优缺点,提出通过指数函数引入空间分布改善因子,建立一种改进的信噪比随机模型,并设计相关多系统伪距单点定位试验对其性能进行分析。实验结果表明:改进模型的解算精度显著优于现存的几种先验随机模型,相比等权模型在三维定位精度上提升15%～30%,相比高度角模型提升15%～25%,相比信噪比模型提升5%～15%,相比现存的PDOP模型也有明显提升。改进模型在不同遮蔽情况、双系统和三系统组合定位时精度均优于现存的信噪比随机模型,从而验证了该定权算法的有效性。  相似文献   

基于SRTM地形数据天气雷达地形遮挡分析系统开发及应用     

周嘉健  徐黄飞  邹庆彪  汤晶晶  刘艳中 《热带气象学报》2021,37(2):258-267

天气雷达是目前对强对流、台风、暴雨等天气过程进行精细探测的重要手段之一,其观测数据对天气预报业务起着关键的作用.天气雷达的探测能力会受到雷达所建位置四周地形遮挡影响.因此合理的雷达选址能更大程度地发挥出雷达的探测能力.基于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台获取的SRTM地形数据,利用MATLAB工具开发天气...  相似文献   

镉暴露对文蛤和四角蛤蜊血细胞功能及DNA损伤影响     

任加云  夏江宝  尚帅 《海洋湖沼通报》2021,(3):98-106

为研究镉暴露对文蛤和四角蛤蜊血细胞功能及DNA损伤水平的影响,在实验室条件下将文蛤和四角蛤蜊暴露于镉离子浓度分别为0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1和0.25 mg·L-1的海水中,用流式细胞仪测定两者血细胞的死亡率和活性氧含量,用溶酶体荧光探针和碱解旋法测定其溶酶体含量和DNA损伤.结果显示,在0.05 ...  相似文献   

首都圈数字地震台网交互处理系统的定位稳定性探讨     

刘丽  毛国良  季爱东  赵英萍  李津津 《华北地震科学》2007,25(2):55-64

选取了2003年1月~2004年4月河北省及邻省ML≥2.0级地震149个,针对每个地震记录的具体情况,综合考虑最大空隙角、近台距离、远台距离、台数等因素,选取台站分布相对合理的4~12个台站,利用首都圈数字地震台网交互处理系统提供的Hypo81、GELor-p、Genetic3种定位方法分别进行定位处理,将3种定位结果与全国地震月报目录进行对比得到定位偏差量,定量分析了3种定位方法的定位偏差量随空隙角的变化,探讨了Hypo81、GELor-p、Genetic3种定位方法的定位效果、稳定性及适用性。  相似文献   

St(a)ckel引力势理论的拓展及其应用     

顾建宇  董小波 《天文学进展》2021,(2):144-186

St(a)ckel引力势是一类最普遍形式的可分离势.具有St(a)ckel形式的星系是完全可积系统,即其中的恒星轨道都是规则的,其运动积分可以解析求出.运动积分——特别是作用量(J,一种特殊的运动积分),能简化恒星运动的描述;研究星系中恒星的运动学和动力学的重要途径是作用量空间,比如使用以作用量作为参量的分布函数f(J...  相似文献   

大深度载人潜水器低速大漂角模糊滑模航向控制研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

马岭  崔维成 《海洋工程》2006,24(3):74-78

通过模型试验测量大深度载人潜水器低速大漂角运动时所受到的非线性水动力。基于一种新的模糊滑模控制策略,为潜水器设计了鲁棒航向控制器。在不同的漂角子区间内分别设计局部镇定的滑模控制器,然后通过Takagi-Sugeno模糊推理系统将它们光滑连接,得到模糊滑模控制。仿真计算结果充分显示了该控制策略的有效性。  相似文献   

植被高光谱特征分析及其病害信息提取研究   总被引：4，自引：0，他引：4  

杨可明  郭达志 《地理与地理信息科学》2006,22(4):31-34

高光谱(hyperspectral)遥感是20世纪末地球观测系统中最重要的技术突破之一。根据植被高光谱数据的植被冠层光谱反射特征和诊断性光谱吸收特征,利用光谱连续统去除法,探讨光谱一阶微分反射比(FDR)和从连续统去除的光谱吸收特征中获得的波段深度(BD)、连续统去除后微分反射比(CRDR)、波段深度比(BDR)和归一化波段深度指数(NBDI)等光谱特征参量。结合多时相的条锈病小麦PHI航空高光谱影像,分析条锈病对小麦光谱的影响及其光谱特征,并运用光谱特征参量和波谱角制图(SAM)技术监测和识别小麦条锈病。  相似文献   

无定向导线的粗差检验     

张文杰  姚排 《吉林地质》2006,25(2):80-83

介绍了先求定向角γ和连接角δ,进而计算多边形内角和闭合差的粗差检验方法。通过大量实例证明这种方法是完全可靠的。  相似文献