无人机航测在农田土地盐碱化监测中的应用研究

论文摘要

农业耕地资源安全和可持续发展是一项重要的的研究方向,解决了耕地问题,就解决了农民的温饱问题,对实现全面建成小康社会具有非常大的意义。目前,我国对无人机的应用逐渐频繁起来,使用无人机可以极大地节约人力物力、极大地节约成本,而且无人机操作简便,成图精确。目前在抢险救灾、农田土地规划与利用、农情监测等角色中扮演了举足轻重的位置。本文研究内容为通过使用无人机对所测区域进行航测,得到正射影像图,最后用人工辅助Matlab软件对区域内的土地进行盐碱化程度进行分类,得出各个区域的土地盐碱化程度,然后定期进行无人机航测,形成区域内的土地盐碱化监测成果。首先最需要解决的关键问题即去获取并得到所研究试验区导致农田土壤盐渍化和次生盐渍化等水土资源退化现象的高精度地形图。由于地域广阔、环境干旱,仅仅依靠人力去测量三维地形对数据的实时性不利,人力测量往往会耗费很长时间。因此无人机可以完美解决这一问题,传统的人工测量已经不能满足对数据实时性的需求。本文的主要研究思路及成果如下:(1)本文首先介绍了无人机按照不同用途的分类,无人机的优势,无人机飞行前的外业控制点布设方案研究。然后对甘肃景电灌区概况进行了简单的介绍,航线规划完成后开始无人机的航测,最终获得了无人机拍摄的原始相片。(2)分析了无人机的数据处理流程,包括图像的预处理、空中三角测量、图像的拼接以及最后数字高程模型及正射影像图的制作。(3)对无人机精度控制的要求进行了分析,从空中三角加密、图像拼接等流程中对精度的要求进行分析,提出了倾斜角对像点平面和高程位移的影响分析,最后提出了一些相关精度纠正的方法。(4)对所测景电灌区中的其中四块区域的盐碱地中的土地盐碱化程度进行分类,提出了区域土地中盐碱化程度的量化标准,最终得到四块区域的土地盐碱化程度。最后提出了展望,在后续工作汇总,定期对区域土地使用无人机进行航测,测量土地盐碱化程度的数据,形成对比记录,最终形成土地盐碱化的监测数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 主要研究内容及论文组织
•     1.3.1 本文主要研究内容
•     1.3.2 论文组织
• 第二章 无人机航测系统及数据获取
•   2.1 无人机的简介
•   2.2 无人机对比于其他遥感平台的优势
•   2.3 无人机各系统及无人机的工作原理
•     2.3.1 飞行控制系统
•     2.3.2 飞行平台
•     2.3.3 任务载荷
•     2.3.4 数据处理系统
•   2.4 无人机低空摄影测量常用的坐标系统
•     2.4.1 像方坐标系
•     2.4.2 物方坐标系
•     2.4.3 地面坐标系
•   2.5 地面控制点的布设和布设方案
•     2.5.1 地面控制点的布设及其要求
•     2.5.2 地面控制点布设的方案
•   2.6 试验区的数据采集
•     2.6.1 试验区的概况
•     2.6.2 提出任务、准备审批手续
•     2.6.3 无人机航线设计及准备工作
•     2.6.4 无人机航摄飞行
•   2.7 小结
• 第三章 无人机航测的数据处理技术
•   3.1 图像预处理
•     3.1.1 飞行质量检查
•     3.1.2 图像畸变校正
•     3.1.3 几何校正
•   3.2 空中三角测量
•     3.2.1 光束法空中三角测量
•     3.2.2 航带法空中三角测量
•     3.2.3 独立模型发区域网空中三角测量
•     3.2.4 航带法区域网空中三角测量
•   3.3 图像的拼接
•     3.3.1 图像拼接的方法
•     3.3.2 图像拼接的步骤
•     3.3.3 图像配准
•     3.3.4 图像融合的分类
•     3.3.5 图像融合的方法
•     3.3.6 多幅图像的拼接
•   3.4 数字高程模型和正射影像
•     3.4.1 数字高程模型的制作
•     3.4.2 数字正射影像的制作
•   3.5 小结
• 第四章 无人机航测图像精度分析
•   4.1 影像精度控制的要求
•     4.1.1 野外控制点的布设
•     4.1.2 空中三角加密的精度要求
•     4.1.3 数字正射影像图的精度要求
•   4.2 影像的误差对精度的影响
•     4.2.1 拍摄系统的精度分析
•     4.2.2 成像的过程中的精度分析
•   4.3 相片的倾角对精度的影响
•     4.3.1 倾角对像点平面位移和高程变化的影响
•     4.3.2 对相片倾斜影响的纠正方法
•   4.4 小结
• 第五章 无人机在农田土地盐碱化监测中的应用实例
•   5.1 土地盐碱化的概念以及盐碱地的分类
•   5.2 数据处理
•   5.3 土地盐碱化的识别
•     5.3.1 计算机识别盐碱地
•     5.3.2 人工目视识别盐碱地
•   5.4 各地区土地盐碱化程度分析
•   5.5 小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李利利

导师: 上官林建

关键词: 土地盐碱化,图像拼接,精度分析,分类,监测

来源: 华北水利水电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农业工程,农艺学

单位: 华北水利水电大学

分类号: S156.4;S252

总页数: 77

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