研究目的
本研究旨在:(1) 获取山地森林环境中低成本无人机航空摄影测量(DAP)的典型地形建模成果;(2) 确定三种地面点分类算法的最优参数;(3) 比较不同地形坡度与森林覆盖条件下DAP地形建模的精度差异。
研究成果
UAS-DAP能在有限区域内精确建模地形,其中PTD表现最佳。冠层覆盖对误差的影响大于地形坡度,在冠层覆盖低于约70%的情况下具备实际操作可行性。
研究不足
该研究假设2008年的激光雷达数据足以用于对比,但森林可能已发生变化。全球定位系统在针叶林中的精度会降低,可能导致均方根误差增大。数字航空摄影在茂密植被中效果不佳,在高冠层覆盖区域会产生较大误差。
1:实验设计与方法选择:
研究通过无人机影像摄影测量处理生成点云数据,利用地面控制点(GCPs)进行地理配准,开展地表分类算法(PTD、HRI、SMRF)的敏感性分析,并在不同地形坡度和冠层覆盖类别下评估数字高程模型(DEM)的性能表现。
2:样本选择与数据来源:
基于森林冠层密度与地形复杂度的差异性,在加拿大不列颠哥伦比亚省温带针叶林选定三个研究区。无人机影像采用大疆Phantom 4获取,以2008年机载激光雷达(ALS)数据作为真值基准。
3:实验设备与材料清单:
搭载RGB相机的大疆Phantom 4无人机、Ashtech ProMark 120差分GPS用于布设控制点、Pix4Dmapper Pro软件、LAStools工具集、FUSION平台、PDAL数据处理库、Python 3.6编程环境及R统计软件。
4:6编程环境及R统计软件。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在Pix4Dmapper Pro中通过运动恢复结构(SfM)处理影像,采用控制点对点云数据进行地理配准,应用多参数组合的地表分类算法,生成DEM并通过均方根误差(RMSE)与偏差指标与ALS数据对比验证。
5:数据分析方法:
计算RMSE与偏差值,运用随机森林回归模型评估坡度与冠层覆盖对误差的影响权重。
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Ashtech ProMark 120
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Pix4Dmapper Pro
Version 4.1
Pix4D
Software for SfM point cloud processing
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LAStools
Software for PTD algorithm and DEM generation
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FUSION
Software for HRI algorithm
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Point Data Abstraction Library
Open-source tool for SMRF algorithm
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