[發(fā)明專利]一種無人機(jī)三維航空攝影測(cè)樹方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410076366.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN103808309A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮仲科;樊江川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C11/00
• 分類號(hào): G01C11/00;G01C11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種森林資源調(diào)查中的森林計(jì)測(cè)技術(shù)，特別是一種無人機(jī)三維航空攝影測(cè)樹方法。

二、技術(shù)背景

傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查方法，是在設(shè)置地面樣地進(jìn)行定期進(jìn)行實(shí)測(cè)的同時(shí)普遍利用航空遙感和航天衛(wèi)星遙感進(jìn)行森林資源調(diào)查，但上述種種技術(shù)都有其明顯的缺點(diǎn)和不足：

①設(shè)置地面樣地進(jìn)行定期實(shí)測(cè)時(shí)行動(dòng)緩慢，勞動(dòng)量大、需要大量的人工投入，成本高，周期長(zhǎng)；

②利用普通的載人航空遙感由于需要轉(zhuǎn)場(chǎng)等諸多環(huán)節(jié)，費(fèi)用比較高，難以經(jīng)常性開展，安全性差；

③采用航天衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)時(shí)，其時(shí)空分辨率較低，飛行高度在云層之上，影像清晰度受云層影響較大，而且森林多分布在山區(qū)、地形復(fù)雜，所以精度較低，而高分辨率的遙感影像價(jià)格昂貴，還受到重訪周期的限制和云的影響。

所以在森林資源調(diào)查過程中采用傳統(tǒng)的設(shè)置地面樣地、載人航空遙感和航天衛(wèi)星遙感等方法時(shí)，不可避免地帶來很多麻煩且效率低下。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在成本高，周期長(zhǎng)，受云層影響大，安全性差等缺點(diǎn)，怎樣在不影響航測(cè)精度的情況下，降低成本，縮短影像更新周期，提高影像清晰度，增大安全性成為本領(lǐng)域科技人員急待解決的問題。

三、發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的森林計(jì)測(cè)技術(shù)在森林資源調(diào)查中不可避免地帶來的很多麻煩，提高工作效率，本發(fā)明的目的是提供一種無人機(jī)三維航空攝影測(cè)樹方法，它在保證航測(cè)精度的前提下，顯著降低了成本，并可以在云層下飛行，保證了影像的清晰程度，保障了安全性，同時(shí)更新周期短，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：采用多旋翼無人機(jī)作為遙感平臺(tái)，集3D數(shù)碼相機(jī)、差分GPS和陀螺儀于一體，利用數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)，任意姿態(tài)攝影，獲取立體相對(duì)，通過立體觀察將林分調(diào)查因子從影像上識(shí)別和量測(cè)出來。

其中判讀林分調(diào)查因子的方法如下：①在樣地中布設(shè)三個(gè)以上已知控制點(diǎn)，并均勻分布，根據(jù)航拍得到的影像構(gòu)建立體相對(duì)；②在立體相對(duì)中找出3～n個(gè)同名像點(diǎn)，以一號(hào)控制點(diǎn)作為原點(diǎn)，已知該點(diǎn)物方坐標(biāo)為(x₀，y₀，z₀)，從圖像上讀取該點(diǎn)像方坐標(biāo)為(u₀，v₀，w₀)，其它控制點(diǎn)以此類推；③計(jì)算各控制點(diǎn)與原點(diǎn)的坐標(biāo)差(Δx_i，Δy_i，Δz_i)；④依據(jù)布爾莎-沃爾夫轉(zhuǎn)換模型x1y1z1=ΔxΔyΔz+0-wvw0-u-vu0wxwywz+(1+k)uvw]]>得到恢復(fù)正射投影立體相對(duì)模型ΔxΔyΔz=Δu000-ΔwΔv0Δv0Δw0-Δu00Δw-ΔvΔu0kukvkwϵuϵvϵw,]]>求得三個(gè)尺度縮放因子(k_u，k_v，k_w)和三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)(ε_u，ε_v，ε_w)；⑤繼而求得任意像點(diǎn)坐標(biāo)xi=x1+Δxiyi=y1+Δyizi=z1+Δzi,]]>通過求得的坐標(biāo)判讀出各測(cè)樹因子。