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PPK技术在无人机森林航空摄影测量中的应用 被引量：17
1
作者 李亚东 曹明兰 +2 位作者 李长青 闫飞 冯仲科 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期20-25,共6页
【目的】传统的无人机森林航空摄影测量需要布设像控点来平差解算。由于林地内通视条件差,采用传统光学仪器布设像控点时,效率低、而且无法保证像控点位置的均匀分布。采用GPS-RTK技术虽不受通视条件限制,但是林冠下GPS信号弱,经常出现... 【目的】传统的无人机森林航空摄影测量需要布设像控点来平差解算。由于林地内通视条件差,采用传统光学仪器布设像控点时,效率低、而且无法保证像控点位置的均匀分布。采用GPS-RTK技术虽不受通视条件限制,但是林冠下GPS信号弱,经常出现移动站与基准站之间GPS失锁的问题。为了解决以上不足,文章探索了基于PPK技术的免像控点无人机森林航空摄影测量解算方案。【方法】利用搭载了相机和双拼PPK(Post Processed Kinematic)模块的无人机,在森林上方按预定航高和重叠率对地摄影,获取到森林航空影像、POS数据和PPK数据。内业处理时,首先通过解算PPK数据得到相对精确的摄影中心外方位线元素,并以其代替原始POS数据的线元素;再利用SFM(Structure From Motion)方法得到摄影中心精确的外方位元素基础上,经过密集匹配生成DSM,通过手工编辑和正射校正后得到了最终成果DOM。【结果】用同一架加装了双频PPK模块、搭载了Canon 5D MarkII数码相机的固定翼无人机,在北京市潭柘寺森林公园按飞行航高200 m,航向重叠度80%,旁向重叠度65%进行了航空摄影。在同一台PC硬件条件下,使用相同版本的Agisoft PhotoScan和SimActive Correlator 3D软件,采用布设像控点(方案A)、基于原始POS免控制点(方案B)、基于PPK免控制点(方案C)等3种不同方案,对无人机获取的航空影像数据进行了对比试验。结果表明,方案C的效率比传统的布设像控点的方案A高45%;而在精度方面高于基于原始POS数据免像控点的B方案,可达到地形图航空摄影测量相关规范的1∶2000比例尺精度要求。【结论】PPK技术的通讯频率高、作业半径大、作业时移动站与基准站不需要实时保持通讯,采用无人机加装PPK模块结合SFM方法生成森林正射影像的方案,其成果精度能够满足森林资源二类调查的用图精度要求,避免了在林冠下布设控制点难度大和容易出现GPS失锁等问题,可节省大量外业控制点测量和内业数据处理时间,对提升森林监测效率和自动化水平具有重要意义。 展开更多
关键词 无人机 GPS PPK 森林 航空摄影测量
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VDVI与AKAZE结合的无人机森林影像匹配方法 被引量：5
2
作者 曹明兰 李亚东 +1 位作者 李长青 赵小平 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1-8,共8页
【目的】无人机森林航摄影像的主体内容为颜色较单一的林冠,其纹理重复率高,而且存在非刚体性变换等导致影像的匹配难度高于普通测绘无人机航摄影像。如果直接采用普通特征算法进行影像匹配时,经常出现提取的特征点数量少、误匹配率高... 【目的】无人机森林航摄影像的主体内容为颜色较单一的林冠,其纹理重复率高,而且存在非刚体性变换等导致影像的匹配难度高于普通测绘无人机航摄影像。如果直接采用普通特征算法进行影像匹配时,经常出现提取的特征点数量少、误匹配率高、特征点分布不均匀等问题。本研究探索了一种可见光植被指数(VDVI)与AKAZE结合的无人机森林影像匹配方法,以提高森林影像匹配的准确率。【方法】在森林航摄影像特征提取方面表现较优的AKAZE基础上,借助可见光植被指数(VDVI),在特征检测时选择了能够有效平滑区域内部同时保留边界信息的g3函数。特征检测时利用VDVI值进行检测,特征描述时采用原始影像信息与VDVI值相互校正的方法进行描述。【结果】在同一台I7-6700HQ处理器、8G内存的ALIENWARE工作站,建立Python 3.7和OpenCV 3.4环境,对内蒙古大兴安岭伊尔施林场的白桦和兴安落叶松林地无人机森林航摄影像进行了SIFT、SURF、普通AKAZE、颜色不变量AKAZE、可见光植被指数(VDVI)AKAZE等5种方法的对比分析。结果表明,VDVI与AKAZE结合的无人机森林影像匹配方法在无人机森林航摄影像上的平均匹配准确率为74.59%,比普通AKAZE高出了9.48个百分点;比颜色不变量AKAZE高出了5.26个百分点;其匹配速度在普通AKAZE和颜色不变量AKAZE之间。【结论】森林航摄影像主体内容的独特性,决定了采用普通测绘摄影测量和计算机视觉的特征算子进行影像匹配的效果不好。在AKAZE特征各向异性的非线性滤波的基础上选择合理的传导函数,配合可见光植被指数可有效降低阴影、反光、非林冠地物等的影响,进而改善了森林影像匹配的准确率,对研究和学习森林航摄影像处理具有重要意义。 展开更多
关键词 无人机 森林影像 AKAZE特征 可见光植被指数 影像匹配
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基于POS约束的无人机森林航摄影像分区匹配策略 被引量：4
3
作者 李亚东 曹明兰 +1 位作者 李长青 冯仲科 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期113-120,共8页
【目的】从低空森林航摄影像特点出发,探索一种适合无人机森林航摄影像的分区匹配策略,以解决直接采用摄影测量软件处理低空无人机森林航摄影像时经常出现的匹配速度慢、错误匹配率高、匹配质量差等问题,为森林航摄影像处理相关研究提... 【目的】从低空森林航摄影像特点出发,探索一种适合无人机森林航摄影像的分区匹配策略,以解决直接采用摄影测量软件处理低空无人机森林航摄影像时经常出现的匹配速度慢、错误匹配率高、匹配质量差等问题,为森林航摄影像处理相关研究提供参考。【方法】基于摄影测量和计算机视觉相关原理,提出一种借助无人机POS数据构建像对间单应约束、按一定位置分布规则划分若干对应子区域、在特征提取和配对过程中视每个子区域为独立影像的分区匹配策略;同时将GIS空间分析算法引入特征匹配过程,探索特征点位置分布质量的刻画与评价方法。【结果】在同一台工作站上运行Python 3.7和OpenCV 3.4.2.16程序,对设置相同参数的同一台无人机获取的阔叶和针叶林航摄影像,选择ORB、FAST、SURF、SIFT、KAZE、AKAZE搭配本研究提出的分区匹配策略与普通分级下的采样匹配策略进行对比试验,搭配分区匹配策略的6种特征算子相比普通策略平均匹配速度提升11.53%,平均匹配率提升0.83%,平均位置分布质量提升2.46%。【结论】低空无人机森林航摄影像与普通测绘航摄影像特点不同,不能套用普通测绘影像的匹配策略。采用原始分辨率影像分区匹配策略,在保留影像细节的同时可缩小匹配范围,提高匹配速度;借助无人机POS数据构建像对间单应约束,能够改善匹配特征点的位置分布质量、降低错误匹配率。搭配分区匹配策略的6种特征算子试验表明该策略有效、灵活、与特征算子无关,AKAZE算子搭配分区匹配策略效果最佳。 展开更多
关键词 无人机 森林影像 特征匹配 匹配策略
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基于深度学习的无人机造林成活率自动检测方法 被引量：1
4
作者 李亚东 曹明兰 +3 位作者 金红玉 姚树军 李亚昆 贾树华 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期20-27,79,共9页
【目的】造林是实现林业资源可持续利用的重要手段。造林地块分散、分布偏远、交通条件差,人工造林成活率检查耗费大量人力、物力和时间成本,且效率低、无法及时全面精准掌握造林成活率、采用的抽样检查方法受主观因素和偶然因素影响较... 【目的】造林是实现林业资源可持续利用的重要手段。造林地块分散、分布偏远、交通条件差,人工造林成活率检查耗费大量人力、物力和时间成本,且效率低、无法及时全面精准掌握造林成活率、采用的抽样检查方法受主观因素和偶然因素影响较大。为解决以上问题,本研究探索了一种基于目标检测模型和多目标追踪的无人机造林成活率自动检测方法。【方法】利用大疆Mavic2多旋翼无人机采集不同时期云杉人工造林地的影像,利用YOLOv5深度学习网络模型训练了苗木对象检测模型,并与DeepSort多目标追踪算法相结合,在安装Mavic2无人机地面站的安卓平板电脑上进行二次开发。通过整合无人机4G图传,将无人机拍摄的视频实时回传至无人机地面站安卓平板电脑上。利用YOLOv5s+DeepSort实现了实时苗木检测与动态多目标追踪,通过对跟踪到的苗木进行类别判定和计数汇总,最终自动计算目标小班的造林成活率。【结果】在内蒙古大兴安岭大杨树林业局乌鲁布铁林场2022年春季造林地块中随机抽取了7个造林小班进行试验,结果表明本研究与人工检查相比成活率检测平均相对精度能达到99.62%,可平均节省50.94%人力工时。【结论】文章采用基于目标检测模型和多目标追踪的无人机造林成活率自动检测方法,不仅效率高、精度可靠、容易操作、可以极大地减少人力工时。与传统人工检查方法相比具有以下优势:1)有效提高了检测效率,减少了人力、时间、交通成本,能够实现对所有造林地块的全面检测,减少了抽样检查方法导致的随机误差;2)实现利用基于视频检测的算法自动完成成活率统计,统一了检测标准,避免了人工检测带来的主观误差;3)在检测视频中标注每株苗木的判定类别,可作为过程资料保存输出,为复核提供了有效依据。 展开更多
关键词 深度学习 无人机 目标检测 多目标追踪 造林成活率
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小像幅1:1000彩红外航空摄影的几点体会
5
作者 王瀛勇 《遥感信息》 CSCD 1992年第2期10-13,共4页
一、概述为了对长白山敦化地区的林业面积及树林生长情况作一次比较全面的调查,林科院与我们合作对该地区做了一次1:1000比例尺的航空摄影和小面积区域1:1000彩红外航空摄影。航摄时间为1986年10月。本文将着重介绍彩红外航摄的体会。... 一、概述为了对长白山敦化地区的林业面积及树林生长情况作一次比较全面的调查,林科院与我们合作对该地区做了一次1:1000比例尺的航空摄影和小面积区域1:1000彩红外航空摄影。航摄时间为1986年10月。本文将着重介绍彩红外航摄的体会。考虑到飞行安全及在树木落叶期进行无雪航摄。 展开更多
关键词 森林 彩红外 航空摄影 测量 面积
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提高林区航空摄影质量的技术要求
6
《内蒙古林业调查设计》 1998年第1期23-25,共3页
内蒙古大兴安岭林区自建国后，先后开展了三次大规模的航空摄影工作。特别是８０年代末期至今，根据森林经理复查工作的需要，每年航拍２～３个林业局近百万公顷面积。就历来航片成果的质量来看，仍存在着不同程度的质量问题。本文就其... 内蒙古大兴安岭林区自建国后，先后开展了三次大规模的航空摄影工作。特别是８０年代末期至今，根据森林经理复查工作的需要，每年航拍２～３个林业局近百万公顷面积。就历来航片成果的质量来看，仍存在着不同程度的质量问题。本文就其影响航片质量问题的主要因素从技术问题作一概述。 展开更多
关键词 林区 航空摄影 质量 技术要求
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林业中的航空航天摄影
7
作者 M.B.德沃里亚辛 杨祖达 《云南林业调查规划》 1992年第3期46-48,F003,共4页
航空航天摄影通常就是用安置于航空或航天运载工具上的传感器,收集地球表面反射或发射的电磁波,以获得该地区的图象.国民经济中应用航空摄影最为普遍,用飞机或直升飞机上的摄影机在可见光谱范围内进行摄影,获得该地区图象.为了满足林业... 航空航天摄影通常就是用安置于航空或航天运载工具上的传感器,收集地球表面反射或发射的电磁波,以获得该地区的图象.国民经济中应用航空摄影最为普遍,用飞机或直升飞机上的摄影机在可见光谱范围内进行摄影,获得该地区图象.为了满足林业部门的需求,对航空摄影的原则和方法,在《林业中的航空摄影》 展开更多
关键词 林业 航空摄影 航天摄影
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航空录像技术在松材线虫病监测中的应用 被引量：10
8
作者 方书清 陈文茂 《林业科技开发》 2003年第5期42-43,共2页
通过航空录像技术获取林木健康信息 ,用手持式GPS地面定位变色树木 ,能够较为准确地与地面对应。结果表明 ,只要松树表现出感染松材线虫病的症状 ,通过航空录像的方法就能够准确、快速定位感病的松树 ,从而起到及时监测的作用.
关键词 航空录像技术 松材线虫病 监测 应用 手持式GPS
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基于DeeplabV3+的无人机遥感影像识别 被引量：5
9
作者 赖丽琦 《林业调查规划》 2021年第3期11-16,62,共7页
针对无人机植被覆盖航拍影像分类精度不高、工程量大的问题,开发适用于无人机植被覆盖影像识别、具有较高准确性的语义分割模型,以提高植被分类精度。通过无人机航拍获取研究区影像,对获取到的图像进行标注,建立图像数据集,构建随机森林... 针对无人机植被覆盖航拍影像分类精度不高、工程量大的问题,开发适用于无人机植被覆盖影像识别、具有较高准确性的语义分割模型,以提高植被分类精度。通过无人机航拍获取研究区影像,对获取到的图像进行标注,建立图像数据集,构建随机森林、SegNet、U-Net及DeeplabV3+模型,对DeeplabV3+模型进行改进,将主干网络替换为MobileNetV2,在本实验数据集上训练和测试模型,以验证集指标作为模型评估指标。结果表明,语义分割模型表现优于传统图像分割模型;原始模型中,DeeplabV3+模型表现最好,像素准确率达93.64%,平均交并比达66.43%;改进的DeeplabV3+模型在植被覆盖影像上取得较好的识别效果,像素准确率和平均交并比分别为94.71%和70.89%,相比原始模型分别提升了1.07%和4.46%,参数量仅为原始模型的6.74%,训练时长为原始模型的78.76%,具有一定的适用性和实用价值。 展开更多
关键词 无人机 语义分割模型 DeeplabV3+模型 植被覆盖影像 参数量 训练时长
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浅谈提高TM影像图在森林资源二类调查中区划质量的途径
10
作者 邢玉贵 范丽华 《内蒙古林业调查设计》 1999年第S1期78-80,共3页
将TM影像图作为基本信息源应用于森林资源二类调查,是林业勘察设计中一项新的技术革新。文章通过对试用过程中存在的问题进行认真的分析、研究。就如何提高TM影像图的区划质量提出了看法和见解。
关键词 TM影像图 二类调查 区划质量
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