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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • PhenoFly规划工具：用于无人机高分辨率光学遥感的飞行规划

    摘要： 背景：在自动化技术大幅提升的推动下，无人航空系统（UAS）正越来越多地用于实地观测和高通量表型分析。当前瓶颈已不再是如何操控无人机飞行，而在于如何规划能获取高质量图像的飞行方案。使用数码框幅相机进行摄影时，合理的飞行准备应包含视角、清晰度与曝光计算等关键概念；若需利用UAS开展测绘作业，则必须考虑地面控制点（GCPs）、视场几何关系及航点飞行等要素。遗憾的是，现有飞行规划工具均未涵盖上述全部要点。 结果：我们系统梳理了飞行准备相关概念，介绍了新开发的开源软件PhenoFly规划工具，并评估了其他主流飞行规划工具。研究发现当前飞行规划与测绘工具过度聚焦厂商定制化方案，普遍忽视基础摄影参数——例如对比显示13款受评工具中仅2款考虑运动模糊限制，无任何工具涉及景深限制。相较而言，PhenoFly规划工具通过融合光学遥感工作流，在先进UAS与自动驾驶系统基础上贯彻摄影学原理。该工具可辅助用户选择适配设备、测试不同飞行参数对成像效果的影响、规划场地与GCP布设方案，并生成可导出为航点文件上传至UAS的飞行路径。 结论：通过应用文中所述概念，可显著降低基于UAS的遥感作业与高通量表型分析中的不确定性。所开发的PhenoFly规划工具（https://shiny.usys.ethz.ch/PhenoFlyPlanningTool）能有效帮助用户理解并实施这些关键概念。

    关键词： 飞行规划、地面控制点（GCP）、高通量表型分析、观测几何、低空遥感、影像制图

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 海洋遥感图像的几何精度：全球海上平台的应用

    摘要： 过去45年采集的数千万幅中分辨率遥感（RS）影像中，陆地场景的几何精度已得到系统评估，但由于缺乏地面控制点（GCPs），海洋场景的精度认知有限。本研究首先从Landsat-8 OLI影像时间序列中提取海上平台位置，继而将其作为离岸参考点，系统评估覆盖海上油气开发区的RS影像几何性能。研究建立了全球尺度16,131座海上平台清单，并创新性地利用海上平台位置不变特性及连接点间几何偏移（即待评估影像感知点与OLI衍生参考点对应点之间）的相干特性，开发了评估Landsat及其他RS影像几何精度的新方法。该方法已应用于112,935幅海洋区域Landsat影像（占全档案约1.87%）。结果表明：Landsat OLI影像（预采集版与Collection-1版）表现最优，而Landsat TM/ETM+ L1TP影像可靠性较低——约50%的TM L1GS和ETM+ L1GT影像存在至少2个像素的几何误差。该新参考点清单与开发方法还应用于多种低分辨率及高分辨率影像（如VIIRS夜间火点产品、Terra/Aqua MODIS活跃火点产品、ENVISAT ASAR、ALOS-1 PALSAR、Sentinel-1 SAR、Sentinel-2 MSI、美国国家农业影像计划航空影像及多颗中国卫星影像），并给出了这些传感器的几何精度定量描述。研究表明，新的海上参考点清单或有助于为美国地质调查局（USGS）GCP库建立更稳健的离岸GCPs，从而进一步改进USGS全球GCP优化计划及欧洲空间局全球参考影像计划。

    关键词： 海上平台、遥感影像、Landsat卫星、几何精度、地面控制点

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于无人机影像获取高精度结果的最优地面控制点数量确定方法

    摘要： 地面控制点（GCPs）用于无人机系统（UAS）影像的间接地理配准过程。至少需要三个地面控制点，但增加控制点数量可提高最终结果的精度。本研究旨在解答获得高精度结果所需地面控制点的数量问题。实验中，使用低成本无人机DJI Phantom 3 Standard在28米和35米两个高度对约1公顷区域进行航拍（相机垂直向下），并用全站仪测量了50个地面控制点。第一、二组实验分别采用Pix4D Mapper Pro和3DF Zephyr软件处理UAS影像，通过逐步增加控制点数量（从3个到40个）进行完整光束法平差；第三组实验使用3DF Zephyr Pro软件以自由网平差方式处理。同时，将采用最小和最优控制点数量自动生成的点云与网格表面数据，分别与地面激光扫描仪（TLS）点云进行对比。结果清晰展示了间接地理配准过程中对最终结果影响最小的控制点需求数量。

    关键词： 3DF Zephyr Pro软件、大疆精灵3标准版、精度评估、无人机影像、地面控制点

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • [IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于无人机测绘中地物对象位置与几何精度分析

    摘要： 本研究旨在分析通过不同无人机（UAV）数据处理软件获取的正射影像中地物的位置与几何精度，研究区域位于南里奥格兰德州圣莱奥波尔多市的南里奥格兰德大学（UNISINOS）。为根据《制图精度标准》（PEC）对处理后的正射影像进行配准与分类，共测量了9个地面控制点（GCP）和20个检查点。研究采用四款软件处理无人机数据：Pix4D mapper、Agisoft PhotoScan、Menci APS和Bentley Context Capture，并对比各软件的处理结果，识别有无地面控制点时产生的最小形变。飞行作业高度为90米，旁向重叠度60%、航向重叠度80%，使用搭载索尼NEX-7小型非量测相机（2400万像素分辨率）的ST800无人机执行。通过GeoPEC软件依据PEC标准对正射影像进行分类。使用地面控制点处理的数据中，所有正射影像均被归类为1/500比例尺的"A级"，但仅Menci APS未通过t检验呈现趋势线；反之，Menci APS在无地面控制点时表现最差。使用地面控制点处理时，所有正射影像均获得最优结果，误差约2.5平方米（约占区域面积的0.03%）。

    关键词： 无人机，制图精度标准，正射影像镶嵌图，地面控制点

    更新于2025-09-22 23:18:17

  • [IEEE 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用氢分子的拉姆齐梳状光谱进行基础物理测试

    摘要： 本文提出了一种完全自动化的光学推扫式传感器正射校正处理流程。该流程从原始卫星影像到正射影像的处理具有鲁棒性，无需人工干预。整个过程?？榛胤治母鲋饕街瑁涸萏崛　⒆远孛婵刂频悖℅CP）提取、几何建模和正射校正。GCP提取步骤以地理配准的矢量道路为参考，生成包含点位列表及其精度评估的文件。物理几何模型基于共线方程，适用于经过传感器校正（一级）的光学卫星影像。该模型采用随时间变化的二阶分段多项式来描述传感器位置与姿态。通过最小二乘平差估算外方位元素，运用随机抽样一致算法和稳健估计方法剔除异常点并优化结果。最终利用数字高程模型对影像进行正射校正，并将其定位至国家坐标系。通过测试三个不同地形区域的RapidEye影像验证了该方法的实用性，并开展多项测试以确保流程高效性与鲁棒性?；诟眉负文Ｐ?，在独立检查点上实现了亚像素级精度，正射影像的位置精度约达一个像素。本方案具有普适性，可便捷适配各类传感器。

    关键词： RapidEye（快眼卫星）、稳健估计、通用物理几何模型、光学影像、自动正射校正、地面控制点（GCP）提取、随机抽样一致算法（RANSAC）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE亚太电力与能源工程会议(APPEEC) - 中国澳门(2019.12.1-2019.12.4)] 2019年IEEE亚太电力与能源工程会议(APPEEC) - 考虑居民用户转向LED照明的当前负荷模型适应性研究

    摘要： 本文提出了一种完全自动化的光学推扫式传感器正射校正处理流程。该流程从原始卫星影像到正射影像的处理过程稳健可靠，无需人工干预。整个流程?？榛治母鲋饕街瑁涸萏崛?、自动地面控制点（GCP）提取、几何建模和正射校正。其中GCP提取步骤以地理配准的矢量道路为参考，生成包含点位列表及其精度评估的文件。物理几何模型基于共线方程，适用于传感器校正后（一级）的光学卫星影像，通过随时间变化的二阶分段多项式对传感器位置与姿态进行建模。在外方位参数估计环节，采用最小二乘平差法，并运用随机抽样一致算法和稳健估计算法剔除异常点以优化结果。最终利用数字高程模型对影像进行正射校正，并定位至国家坐标系。通过测试三种不同地形区域的RapidEye影像验证了本方法的实用性，通过多项测试确保流程高效性与稳健性?；诟眉负文Ｐ?，在独立检查点上实现了亚像素级精度，正射影像的位置精度达到约一个像素。本方案具有普适性，可便捷适配各类传感器。

    关键词： 稳健估计、通用物理几何模型、随机抽样一致算法（RANSAC）、RapidEye卫星、自动正射校正、光学影像、地面控制点（GCP）提取

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 无人机（UAV）与运动恢复结构（SfM）摄影测量精度的地面控制点数量及布设位置影响研究

    摘要： 通过微型无人机拍摄图像并采用运动恢复结构（SfM）摄影测量技术处理获得的地理参考数字表面模型（DTM），其几何精度受多种因素影响，包括飞行设计、相机质量、相机标定、SfM算法及地理参考策略。本文重点研究地理参考阶段所用控制点（GCP）数量与位置的关键作用。研究采用涉及1200余公顷区域、100余个控制点及2500余张照片的典型案例，捆绑调整中引入了3465种不同控制点组合，同时通过控制点和独立检查点评估模型精度。分析表明：随着控制点数量增加精度显著提升，均匀分布的重要性；仅使用控制点而非独立检查点量化时精度会被高估；以及项目地面采样距离（GSD）与可实现最高精度的关联关系。

    关键词： 无人机（UAV）、精度、运动恢复结构、地面控制点

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 一种遥感卫星残余姿态估计的新方法

    摘要： 本文提出了一种基于卫星影像及辅助信息与地面控制点（GCPs）的遥感卫星残余姿态估计新方法。首先建立了将横滚、俯仰和偏航残余误差转换为影像空间扫描误差与像素误差的非线性模型；随后利用该模型，在给定GCPs处扫描误差与像素误差的条件下，结合最小二乘残差最小化与牛顿法非线性优化，提出了残余横滚、俯仰和偏航的估计方案。仿真表明：残余横滚与俯仰估计值与真值偏差在0.0008°（相当于0.5像素）以内，残余偏航偏差在0.015°（极端位置相当于0.75像素）以内。该方法适用于任意遥感卫星残余姿态确定，我们通过印度多颗遥感卫星数据产品验证了结果。与现有技术的对比显示，本方法残余姿态估计精度更高。

    关键词： 非线性模型、遥感卫星、牛顿法、地面控制点、残余姿态、最小二乘最小化

    更新于2025-09-09 09:28:46