文档介绍：第卷第期地理与地理信息科学
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年月
2011 11 Geography and Geo-Information Science November 2011
基于无人机影像和飞控数据的灾场重建方法研究
沈永林刘军吴立新李发帅王植
1, 2, 1, 2, 3
北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京
(1. , 100875;
中国矿业大学北京地球科学与测绘工程学院北京东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳
2. ( ) , 100083;3. , 110189)
摘要:低空无人机以其机动、快速、经济等优势,在灾害应急事件中逐渐发挥作用,而灾场三维重建也因其突破了常
规无人机遥感无法快速提供三维空间信息的局限,在灾害测量中的地位日益凸显。该文面向灾害测量需求,探索
一种基于低空影像和无人机自身飞控数据的灾场三维重建方法。在系统规划与平台设计的基础上,选取某滑坡区
进行试验。依据计算机视觉原理,通过特征提取、影像匹配、运动与结构重建等实现了相机位置及姿态的恢复,并
通过地理注册最终完成了灾场影像三维重建通过布设地面标识点并与其测量坐标比对证实灾场重
。 GPS RTK ,
建模型的相对误差低于
4‰。
关键词:无人机;飞控数据;灾害测量;灾场重建;地理注册
中图分类号文献标识码文章编号
:P208 :A :1672-0504(2011)06-0013-05
近年自然灾害多发频发对社会经济与安全重建模型误差评估验证了本试验系统可实现低成
, 、, ,
本较可靠的灾情应急测量可为灾损目标精准识
的威胁十分严峻。人类尚难改变或控制自然灾害发、,
别灾情快速评估提供强技术保障
生的时间、地点与规模,但快速、机动、可靠的应急测、。
量可为灾情评估灾害链分析减灾救灾等提供灾情
、、技术规划与平台设计
1
信息和决策支持。
试验所用低空无人机灾害测量系统以小型固定
当前灾害监测的常规手段有卫星遥感、航空摄
影测量机载激光雷达翼无人机为飞行平台搭载轻巧型高分辨率消费
、(Light Detection and Ran- , 、、
[] 地面站监测等然而由于卫星遥级非量测数码相机低空获取小区域高重叠度的高
ging,LiDAR)1 、。, , 、
感和载人航空摄影测量在获取灾害信息时受时空分分辨率可见光影像。试验系统主要由无人飞行平
台飞行控制系统地面控制系统任务传感器地面
辨率、外界环境及使用成本的影响,其在灾害应急过、、、、
保障系统部分主要参数见表组成
程中的作用受到限制[2]。因此,需寻求新的灾害应 5 ( 1) 。
表无人机平台及传感器主要性能指标
急监测技术途径。随着材料科学和自动控制工程的 1
Table 1 Main index of the UAV platform and sensors
发展低空无人机硬件指标参数
, (Unmanned Aerial Vehicles,UA-
翼展
以其机动灵活实时性强低成本等优势迅速成(m)
Vs) 、、, 无人机巡航速度
(km/h) 60~90
为快速获取地理数据的有效平台[3]