[發明專利]一種應用無人機測繪對河流進行監測和評估的方法

有效

• 申請號: 202010158040.4
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111412899B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 王賽;秦穎君;馮喻;羅邦科;何佰東;張錦華;楊揚
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01C11/02;B64C39/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種應用無人機測繪對河流進行監測和評估的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：預設無人機的飛行路線并控制無人機飛行，獲取飛行路線上的圖像數據；

S2：根據圖像數據，使用運動恢復形狀算法對無人機最低點圖像進行攝影測量重建，構建3D地形信息；

S3：利用Vextractor程序，根據圖像數據在3D地形信息上對河流流線的基本形狀進行推測，擬合成主河道段的河流彎曲度指數；

S4：利用RGB正射影像測量程序，結合3D地形信息計算正射影像光譜指數，得到河流定量和定性信息；

S5：根據主河道段的河流彎曲度指數、河流定量和定性信息對河流物理環境進行評估；

所述步驟S3具體包括以下步驟：

S31：在無人機執行程序中加載Vextractor程序；

S32：從3D地形信息的高分辨圖像數據中提取河流流線，描繪矢量圖形文件，推導計算河流幾何性質的基本水文指標，并手動校正獲得的河流流線；

S33：在矢量圖形文件中計算河道的彎道數，推導平均彎道波幅和波長的值，將推導結果擬合成主河道段的河流彎曲度指數；

所述步驟S4具體為：在無人機中加載RGB正射影像測量程序，自動計算正射影像光譜指數，指數計算如下：

GRVI＝(G-R)/(G+R)

VDVI＝(2×G-G-B)/(2×G+R+B)

其中，GRVI為綠色-紅色植被指數，監測未經校準的RGB無人機傳感器監測作物覆蓋生物量；VARI為可見的大氣壓力指數，表明在草地監測中有前景的表現；VDVI為可見光波段差異植被指數，在植被提取中的準確度為正相關；在監測期間計算每次監測的指數，統計分析三種指數的最小值，最大值，平均值和四分位數值；再通過SAGAGIS網格計算器和網格統計工具完成索引的計算以及網格統計，得到河流定量和定性信息。

2.根據權利要求1所述的一種應用無人機測繪對河流進行監測和評估的方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：使用控制終端對無人機進行預先規劃及編輯飛行路線，預先編輯的飛行軌跡覆蓋范圍為70％正面和側面重疊區域，獲取飛行路線上的圖像數據。

3.根據權利要求1所述的一種應用無人機測繪對河流進行監測和評估的方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21：采用足夠的正面和側面重疊獲取圖像；

S22：監測相應的航空三角測量和圖像對準點，使用三維坐標測量得到的相對較少數量的點，計算各個位點之間的距離，利用3D球面算法構建稀疏點云；

S23：通過用無人機反復多次巡航，不斷增加稀疏點云的密度，對多次稀疏云結果進行加成，最后生成密集云；

S24：使用3D數字表面模型對密集云進行成像計算，構建3D地形信息。