[發明專利]基于無人機航測影像提取凍土災害信息的方法

有效

• 申請號: 202010517277.7
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111678502B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 楊久春;王讓虎;張樹文;孫琦惠
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/02;G01C5/00;G06V20/17
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

1.一種基于無人機航測影像提取凍土災害信息的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、布設地面控制點并采集三維坐標信息數據；

步驟二、采集無人機航測影像數據；

步驟三、拼接無人機航測影像并進行幾何校正與空間配準；

步驟四、識別基于無人機航測地表高程變化的凍脹丘和融沉區域；

步驟五、識別基于無人機航測影像地表景觀信息的凍脹裂縫；

其中，步驟一中，布設地面控制點時采用圓形圖案作為控制點，并且圓形直徑尺寸至少是影像分辨率的10倍；采集圓形圖案圓心對應地理三維坐標信息，分別為經度、緯度和高程，得到三維坐標信息數據；

步驟二中，采集無人機航測影像數據時，無人機按照規劃航線，設置80%的航向重疊度和70%的旁向重疊度，以及50-120m的飛行高度，并多次采集無人機航測影像，每次采用相同的航測參數，采集時間為分凍土凍結和融化時期，得到無人機航測影像數據；

步驟三中，結合地面控制點及其實測的地理三維坐標信息，對無人機航測影像進行拼接和幾何校正，所述地面控制點至少在5張單幅無人機航測影像上出現，采用同名地面控制點進行多次無人機航測影像的空間配準；

步驟四中，基于無人機航測影像生成的正射影像，區分植被和非植被地表，進行二值化處理；非植被地表對應的數字表面模型的高程即是其真實高程，用以生成厘米分辨率的數字高程模型，對無人機航測影像生成的數字表面模型（DSM）進行高程校正，獲取整個研究區厘米分辨率的數字高程模型（DEM）；

步驟四中，采用地圖代數減法運算，多次獲取無人機航測的地表高程差數據；

步驟四中，基于獲取的高程差柵格數據，采用閾值分割法提取凍土災害中凍脹丘和融沉災害類型，然后識別出凍脹丘和融沉區域；

凍脹丘區域滿足以下條件：

VHeight≥Th （1）

融沉區域滿足以下條件：

VHeight≤-Th （2）

（3）

式中V Height是高程差，單位為米（m）；Th是閾值，單位為米（m），式（3）中t₂為后一次航拍，為后一次航拍的高程，t₁為前一次航拍，為前一次航拍的高程，單位為米（m）；

步驟五中，利用無人機航測生成的正射影像，采用目視解譯的方法，在野外實地調查建立凍脹裂縫解譯標志，并將凍脹裂縫的邊緣線數字化，最后提取到凍脹裂縫矢量數據，用以識別凍脹裂縫。