Super-resolution enhancement of UAV images based on fractional calculus and POCS     

Junfeng Lei  Shangyue Zhang  Li Luo  He Wang 《地球空间信息科学学报》2018,21(1):56-66

Abstract

A super-resolution enhancement algorithm was proposed based on the combination of fractional calculus and Projection onto Convex Sets (POCS) for unmanned aerial vehicles (UAVs) images. The representative problems of UAV images including motion blur, fisheye effect distortion, overexposed, and so on can be improved by the proposed algorithm. The fractional calculus operator is used to enhance the high-resolution and low-resolution reference frames for POCS. The affine transformation parameters between low-resolution images and reference frame are calculated by Scale Invariant Feature Transform (SIFT) for matching. The point spread function of POCS is simulated by a fractional integral filter instead of Gaussian filter for more clarity of texture and detail. The objective indices and subjective effect are compared between the proposed and other methods. The experimental results indicate that the proposed method outperforms other algorithms in most cases, especially in the structure and detail clarity of the reconstructed images.  相似文献   

2-D delineation of individual citrus trees from UAV-based dense photogrammetric surface models   总被引：1，自引：0，他引：1  

Ali Ozgun Ok  Asli Ozdarici-Ok 《International Journal of Digital Earth》2018,11(6):583-608

One of the challenges of remote sensing and computer vision lies in the three-dimensional (3-D) reconstruction of individual trees by using automated methods through very high-resolution (VHR) data sets. However, a successful and complete 3-D reconstruction relies on precise delineation of the trees in two dimensions. In this paper, we present an original approach to detect and delineate citrus trees using unmanned aerial vehicles based on photogrammetric digital surface models (DSMs). The symmetry of the citrus trees in a DSM is handled by an orientation-based radial symmetry transform which is computed in a unique way. Next, we propose an efficient strategy to accurately build influence regions of each tree, and then we delineate individual citrus trees through active contours by taking into account the influence region of each canopy. We also present two efficient strategies to filter out erroneously detected canopy regions without having any height thresholds. Experiments are carried out on eight test DSMs composed of different types of citrus orchards with varying densities and canopy sizes. Extensive comparisons to the state-of-the-art approaches reveal that our proposed approach provides superior detection and delineation performances through supporting a nice balance between precision and recall measures.  相似文献   

基于虚拟仿真的无人机野外地质调查智能路径训练研究     

冯端国  桑学佳  刘敦龙  冉祥金  薛林福 《地质论评》2023,69(Z1):588-590

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基于无人机航测的天景山断裂孟家湾地貌精细解译及活动构造定量参数提取     

刘超  杜鹏  雷启云  武治群  吕俊强  余思汗 《地震研究》2022,45(1):100-108

利用无人机摄影测量技术航测天景山断裂孟家湾的地表地形地貌数据,以获取的数字高程模型为基础,通过构造地貌精细解译进一步提取地震断层的水平位移量及垂直位错量,计算断层的平均水平滑动速率,并分析判识了古地震事件。结果表明:①研究区发育3期河流阶地T₃、T₂、T₁,且均被断错,最新的冲沟T₀未见错动;②在T₁阶地面上提取水平位移量为(7.77±0.98)m,计算得到全新世中期以来的平均水平滑动速率为0.86~0.91 mm/a;③在T₁阶地面上跨陡坎提取垂直位错量为(0.61±0.11)m,其坡度存在2个明显拐点,代表2次地表破裂型地震事件,推测在12000 a前,即晚更新世末期或全新世初期以来至少发生过2次地表破裂型地震。  相似文献   

基于无人机光学图像的海流观测方法研究          下载免费PDF全文

杨静  陈忠彪  何宜军  孙闰霞 《海洋科学》2023,47(11):79-96

海流信息在海上航行、海洋资源勘探等方面有着重要的应用, 传统的现场和遥感观测方式不能满足大面积、实时观测海流的要求。基于无人机平台的光学海洋遥感技术具有机动灵活、成本低、分辨率高的特点, 近年来在海洋环境监测中得到应用。然而, 由于小型无人机容易受飞行姿态、太阳耀斑等因素的影响, 目前在海流观测方面还不成熟。本文提出了利用小型无人机获取高分辨率海面流场的方法, 并分析不同因素对观测结果的影响。首先, 对无人机获取的光学海面图像做预处理, 消除几何成像和图像噪声等因素的影响, 并通过分析图像灰度值均值的变化, 减小太阳耀斑对图像的影响; 然后, 基于三维傅里叶变换和海浪的频散关系反演海流, 并将反演结果与浮标实测的海流数据进行对比, 验证了该方法的可靠性。其次, 结合实验数据详细分析了不同因素对海流反演的影响: 在本文的实验条件下(有效波高0.2~1.5 m, 波浪主波周期3.8~5.7 s), 当图像空间分辨率为0.15 m、反演子图尺寸在波浪主波波长的2~3倍时, 海流的反演误差较小; 增加图像幅数和提高时间分辨率也有利于提高海流的反演精度。现场观测实验的结果表明, 本文提出的无人机观测海流技术可以有效获取海流信息。  相似文献   

面向中国洪涝灾害应急监测的无人机空港布局   总被引：1，自引：0，他引：1  

鹿明  廖小罕  岳焕印  黄诗峰  徐晨晨  卢海英  柏艺琴 《地球信息科学学报》2019,21(6):854-864

当前洪涝灾害对社会的经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。无人机机动、灵活,安全性高,可迅捷甚至实时获取灾区影像,对灾情的快速评估和应急救援决策意义重大。遥感无人机在洪涝灾害救援中能够发挥的重要作用已得到广泛共识,但是由于灾害的突发性,缺乏就近部署的资源制约了无人机遥感观测和救援作用的发挥。针对突发灾害,在区域和全国范围内建立起一定的无人机遥感应急体系成为国家面向未来正在考虑的选项。基于此,本研究提出了基于中国科学院的野外台站构建全国无人机遥感观测网的设想。本研究以中国防范洪涝灾害等级分布数据、行政区划数据、中国科学院野外台站分布数据和当前无人机性能数据库为数据源;以行政区划离散并提取的中心点作为需求点,台站作为设施点,不同洪涝等级区域内需要无人机进行应急观测的重要程度作为权重,利用最大覆盖选址模型进行空港选址布局;利用成本-效益曲线确定台站的最佳数量,最终从268个台站中选取出81个作为支撑全国洪涝灾害无人机遥感观测网络的无人机空港。无人机空港布局结果在理论上能够实现对中国绝大数突发洪涝灾害在2 h内初步完成洪涝观测,这对于构建中国空天地一体化的洪涝灾害监测体系具有重要意义。同时,本研究中的方法和成果对于进一步构建行业和综合性的全国无人机遥感观测网也具有一定借鉴和参照意义。  相似文献   

基于多旋翼无人机倾斜摄影测量的沙丘三维形态研究   总被引：1，自引：2，他引：1  

钱广强  杨转玲  董治宝  田敏 《中国沙漠》2019,39(1):18-25

无人机倾斜摄影技术是近年来发展起来的新型测量方法，具有高效率、高精度、非接触、大范围等优点。本研究采用多旋翼无人机，结合精确测定的地面控制点，实现了对新月形沙丘群三维形态的精确测量。结果表明：无人机倾斜摄影测量的均方根误差小于18 mm，可以满足大比例尺地形测量的要求。利用该技术获取的多种测量参数表明，新月形沙丘二维与三维形态之间存在良好的相关性，基于这些关系，可以实现二维遥感影像量测结果向沙丘高度、沙丘体积等三维参数的转换。沙丘剖面形态可以采用非线性函数精确描述，为沙丘形态精确建模提供了参考。无人机倾斜摄影技术获取的沙丘三维形态参数，对于深入认识沙丘形态动力过程具有重要参考价值。  相似文献   

基于无人机和MODIS数据的巴丹吉林沙漠植被分布特征与动态变化研究   总被引：2，自引：2，他引：2  

刘婵  赵文智  刘冰  孟阳阳 《中国沙漠》2019,39(4):92-102

荒漠植被在减缓沙漠扩张、阻挡风沙入侵绿洲、维护绿洲稳定性方面具有重要意义。通过无人机搭载多光谱相机获取地面样地高分辨率NDVI数据以计算植被覆盖度，结合MODIS-NDVI数据，分析了MODIS-NDVI 与无人机获取NDVI数据之间的一致性，进而建立MODIS-NDVI数据与样方植被覆盖度的空间反演模型，以研究巴丹吉林沙漠植被分布特征、动态变化及其对气温、降水的响应规律。结果表明：（1）基于无人机多光谱数据大样方植被覆盖度和MODIS-NDVI数据构建的植被覆盖度反演模型具有较高的模拟精度。（2）研究区总体植被覆盖度较低，空间上呈由东南向西北递减的趋势。（3）植被覆盖度总体呈现上升趋势，沙漠边缘的增速较沙漠内部更为明显，其中沙漠边缘增长率达1.53%/10a，而沙漠内部为0.84%/10a。沙漠边缘57.12%植被出现改善，而沙漠内部植被改善的面积约为21.26%。（4）植被生长主要受制于生长季降水量并呈现出明显的季节变化，此外植被对降水和气温的响应存在一定的滞后效应。  相似文献   

旋翼无人机盐城试验观测资料分析及其在一次浓雾天气观测中的应用     

王宏斌  吴泓  李永  徐家平  祖繁  张志薇 《气象》2020,46(1):89-97

2018年3月28—30日、6月20—26日和9月5—13日在江苏省盐城市射阳站开展了旋翼无人机大气边界层垂直结构观测试验,并与L波段雷达探空资料进行对比,验证无人机观测资料精度。结果表明无人机观测的温度、相对湿度、风向、风速廓线与探空观测资料具有较好的一致性。二者温度、相对湿度的相关系数均为0.98,温度绝对偏差为0.57℃,相对湿度绝对偏差为4.25%,风向相关系数为0.98,绝对偏差为11.5°,二者风速的相关系数为0.91,绝对偏差为1.88 m·s~(-1),且无人机探测的风速为对应高度上的瞬时风速,可以更好地反映出边界层内风速细节变化特征。试验期间,无人机观测到一次夏季浓雾过程边界层结构细致变化特征,其观测的雾的边界层结构特征和宏观特征与探空观测基本一致。验证结果表明无人机在边界层气象观测中具有很好的应用前景。  相似文献   

顾及有效区域的Voronoi图的正射影像拼接     

李烁  王慧  程挺  胡东平 《测绘科学技术学报》2014,(5)

无人机影像的重叠度通常较大(60%~80%),对纠正后的正射影像进行拼接处理时,往往会产生很大的数据冗余。同时,影像越靠近边缘处变形越大,影响拼接精度。提出了一种顾及有效区域的Voronoi图的拼接线自动选取方法,基于整体构建拼接线网络,并根据影像有效区域优化拼接线,保证拼接的精度和效率。实验表明,该方法切实可行。  相似文献