无人机移动测量数据快速获取与处理

第1章 综 述 1

1.1 无人机移动测量及特点 1

1.1.1 无人机移动测量概念 1

1.1.2 无人机移动测量特点 2

1.2 无人机移动测量技术及应用进展 3

1.2.1 无人机移动测量技术进展 3

1.2.2 无人机移动测量应用进展 6

1.3 应急无人机移动测量及其应用需求 7

1.3.1 应急无人机移动测量 8

1.3.2 应急无人机移动测量应用需求 8

第2章 无人机移动测量系统 10

2.1 无人机移动测量系统构成 10

2.2 无人机移动测量系统工作流程 12

2.3 无人机移动测量飞行平台 12

2.3.1 固定翼无人机 14

2.3.2 无人直升机 17

2.3.3 多旋翼无人机 21

2.3.4 无人飞艇 24

2.4 无人机移动测量飞行控制 27

2.4.1 飞行控制系统组成 28

2.4.2 飞行控制方式 32

2.4.3 飞行控制关键技术 36

2.5 无人机移动测量任务载荷 39

2.5.1 光学相机 40

2.5.2 红外传感器 48

2.5.3 倾斜摄影相机 49

2.5.4 机载激光雷达 52

2.5.5 视频摄像机 54

2.6 无人机移动测量飞行平台系统适应性设计 56

2.6.1 飞行平台系统改造需求分析及改造设计 56

2.6.2 无人机移动测量飞行平台系统改造 57

第3章 无人机移动测量数据快速获取、传输与管理 66

3.1 无人机移动测量数据 66

3.1.1 数据特点 66

3.1.2 数据种类 66

3.2 数据快速获取 68

3.2.1 技术准备与航线设计 69

3.2.2 设备检查与安装调试 74

3.2.3 飞行作业与飞行器回收 79

3.2.4 故障处理与任务总结 83

3.2.5 作业保障与使用维护 84

3.3 数据传输与接收 86

3.3.1 传输系统组成 87

3.3.2 系统功能特点 93

3.3.3 数据传输原理 93

3.3.4 系统设计原则 99

3.3.5 系统关键技术 100

3.3.6 未来发展趋势 104

3.4 数据压缩编码 105

3.4.1 数据压缩原理 107

3.4.2 压缩编码技术 108

3.4.3 压缩编码标准 116

3.4.4 压缩传输方案 122

3.4.5 压缩质量评价 124

3.4.6 压缩技术发展趋势 127

3.5 数据存储与管理 127

3.5.1 数据库信息特征 127

3.5.2 面临的问题 129

3.5.3 基本解决法案 130

3.5.4 数据存储与管理系统 136

3.5.5 数据共享 138

第4章 无人机移动测量数据处理 144

4.1 数据处理总体技术流程 144

4.1.1 数据处理特点 144

4.1.2 数据处理技术流程 145

4.2 数据预处理 146

4.2.1 飞行质量检查 147

4.2.2 几何校正 147

4.2.3 航带整理 161

4.3 空中三角测量 163

4.3.1 空中三角测量原理 163

4.3.2 空中三角测量方法 164

4.3.3 空中三角测量流程 164

4.3.4 空中三角测量精度评价 167

4.4 影像匹配 169

4.4.1 影像匹配定义及难点 169

4.4.2 影像匹配方法 169

4.5 影像融合 173

4.5.1 直接平均融合法 174

4.5.2 线性加权融合法 174

4.5.3 范数融合法 175

4.5.4 多频带融合法 175

4.5.5 最佳拼接线法 177

4.6 影像分类与信息提取 178

4.6.1 面向对象分类 178

4.6.2 决策树分类 180

4.6.3 基于分形理论分类 181

4.6.4 支持向量机分类 183

4.6.5 人工神经网络分类 184

4.7 测绘产品生产 186

4.7.1 数字高程模型 187

4.7.2 数字正射影像 188

4.7.3 数字栅格地图 190

4.7.4 数字线划图 192

4.7.5 应急影像图 193

4.8 无人机影像处理软件 194

4.8.1 国外常用影像处理软件 195

4.8.2 国内常用影像处理软件 209

4.8.3 软件应急适用性分析——以IPS、INPHO、PixelGrid为例 213

4.9 高效能数据处理技术 222

4.9.1 集群并行处理技术 222

4.9.2 GPU 处理技术 227

第5章 无人机移动测量作业基本要求 229

5.1 数据产品生产质量控制 229

5.1.1 外业控制 229

5.1.2 初始数据控制 230

5.1.3 产品质量控制 233

5.2 常规测量成果整理与验收 233

5.2.1 测量成果整理 233

5.2.2 测量成果验收 235

5.3 无人机移动测量应急响应预案 236

5.3.1 无人机移动测量应急组织体系 236

5.3.2 无人机移动测量应急响应 237

5.3.3 无人机移动测量应急保障 238

第6章 无人机移动测量应用 241

6.1 无人机移动测量在应急保障中的应用 241

6.1.1 无人机移动测量在地质灾害应急测绘保障中的应用 241

6.1.2 无人机移动测量在森林火灾应急测绘保障中的应用 249

6.1.3 无人机移动测量在公共安全应急测绘保障中的应用 251

6.2 无人机移动测量在数字城市建设中的应用 251

6.2.1 无人机移动测量城市三维建模中的应用 251

6.2.2 无人机移动测量在城市规划中的应用 253

6.3 无人机移动测量在地理国情监测中的应用 255

6.4 无人机移动测量在传统测量领域的应用 257

6.4.1 无人机移动测量在大比例尺基础测绘中的应用 257

6.4.2 无人机移动测量在土地利用现状调查中的应用 258

6.4.3 无人机移动测量在其他传统测量领域中的应用 260

6.5 无人机移动测量在电力巡检中的应用 262

参考文献 265 2100433B

近年来，无人机移动测量技术发展迅速，已广泛应用于多个领域。本书结合作者的研究工作，系统、深入地介绍了无人机移动测量的概念、理论和方法。主要内容包括无人机移动测量系统特点与组成、无人机移动测量数据快速获取与处理技术方法、无人机移动测量作业要求，以及无人机移动测量在应急保障、数字城市建设、地理国情监测等方面的应用。

本书可供从事航空影像获取、无人机系统研究等领域的科研工作者和工程技术人员参考使用，也可作为高等院校相关专业教学和研究的参考资料。

第1章 近代数据处理发展概论

1.1 数据处理与测量误差

1.2 最小二乘与经典平差模型

1.3 近代测量数据处理进展

1.4 近代数据处理发展展望

第2章 参数估计方法

2.1 概述

2.2 极大似然估计

2.3 最小二乘估计

2.4 极大验后估计

2.5 最小方差估计

2.6 线性最小方差估计

2.7 广义测量平差原理

第3章 秩亏自由网平差

3.1 概述

3.2 普通秩亏网乎差

3.3 拟稳平差

3.4 加权秩亏自由网平差

3.5 自由网平差的基准

3.6 自由网平差结果的相互转换

第4章 验后方差分量估计

4.1 概述

4.2 定权误差对数据处理结果的影响

4.3 赫尔默特方差分量估计

4.4 最小范数二次无偏估计

第5章 附加系统参数平差及有偏估计

5.1 概述

5.2 附加系统参数的平差

5.3 精度与准确度

5.4 附加系统参数的统计检验

5.5 有偏估计

第6章 数据探测和稳健估计

6.1 概述

6.2 多余观测与可靠性

6.3 可靠性理论与数据探测法

6.4 多维粗差的估计和假设检验

6.5 稳健估计

第7章 最小二乘配置与卡尔曼滤波

7.1 概述

7.2 最小二乘配置的原理

7.3 协方差函数及其估计

7.4 最小二乘配置在GPS高程拟合中的应用

7.5 卡尔曼滤波

7.6 卡尔曼滤波的应用实例

第8章 近代回归分析

8.1 概述

8.2 回归分析的数学模型

8.3 回归模型的参数估计和假设检验

8.4 半参数回归

8.5 整体最小二乘回归简述

参考文献2100433B

《近代测量数据处理与应用》是“十一五”国家级规划教材。力图涵盖现代测量数据处理最常用的基本数据处理方法。其内容主要包括：近代数据处理发展概述、内涵及展望；数据处理中参数估计的几种常用估计方法；秩亏自由网平差方法及其基准关系；针对不同类观测值的验后方差分量估计；观测值中含有系统误差的附加系统参数平差方法；处理粗差的数据探测与稳健估计法的原理与方法；针对随机参数和动态数据的最小二乘配置与卡尔曼滤波；处理变量间相关关系的近代回归分析等。《近代测量数据处理与应用》可作为测绘工程专业本科生、研究生的教材，也可作为从事数据处理相关专业人员的参考书。 {zzjj}

全球定位系统(GPS)已在国民经济和国防建设的各个领域中得到了广泛的应用。作者结合教学、科研和生产实践从定位原理、测量作业、数据处理等方面对GPS定位技术作了较详细的介绍。全书共分11章,其主要内容为:绪论,全球定位系统的组成及信号结构,GPS定位中的误差源,距离测量与GPS定位,GPS测量的技术设计,数据采集,时间标示法,地球坐标参照系,常用的数据格式,GPS线向量解算和网平差及GPS高程测量等。

本书可作为高等学校测绘工程及其相关专业本科生和研究生的教材,教师可根据专业性质、学时数和学生的层次从中选择所需的内容。本书也可供测绘、交通、石油、地质、水利、农林等部门的相关科研工作人员参考。