应用无人机影像查证区域建筑物变化技术研究

论文摘要

城市及其周边违法用地和违法建设(以下简称“两违”)的监管和执法,一直是个难题。一方面涉及到及时发现和执法,避免建好后再拆除的困难,另一方面涉及到取证和公正的问题。因此,快速地获取区域内建筑物的变化情况,对于“两违”问题治理具有重要的现实意义。针对“两违”建设活动侦查中,需要数据采集周期短、成本低的特点。本文采用无人机融合影像作为数据源,对基于面向对象的建筑物提取和两期数据建筑物自动变化检测方法进行了较为深入的研究,并在四川省攀枝花市米易县进行了现场应用。具体的研究内容和主要成果如下:1.分析航测内业处理平台的特点,选取INPHO软件为平台并在该平台上对无人机采集的影像进行数据处理。最后,得到数字正射影像和影像匹配点云,获得了较高的位置精度。2.针对无人机光谱信息不足的缺点和建筑物具有一定高度的特点,利用影像点云提供高度信息。基于多源数据融合的思想,将影像匹配点云生成的归一化数字模型与数字正射影像进行波段融合,得到的无人机融合影像作为数据源。3.根据地物特征的特点,研究了应用基于SLICO分割和随机森林分类相结合的建筑物对象提取技术,实验显示米易县城区域和水塘村区域的正确率和完整率分别为85.1%、85.8%;66.7%、84.4%。高于SLIC分割和多尺度分割尺度下随机森林分类的方法,同时验证了由影像匹配点云提供的高度信息参与的无人机融合影像,能够提高影像中建筑物的提取精度。4.针对两期数据建筑物发生变化时,地物类别属性和高度属性会发生变化的特点,提出基于规则分类的两期数据建筑物变化检测技术。运用该技术对建筑物提取结果进行两期数据重叠分割,并对变化类型进行类别描述。最后,根据类别描述中的未变化、新建、消失、增加和降低的类别规则进行自动变化识别。5.现场应用并形成一套监管模式:住建部门划定监管范围与筛查周期、基于本文研究方法的快速疑似违建点筛查与坐标信息及时传递;住建部门根据坐标信息进行现场核查、执法并反馈已确认违建点信息;对确认违建进行面积统计并形成报告提交;住建部门接收并确认。最后,通过监管周期的成果数据统计显示:基于该研究方法的监管模式十分有效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 研究目的、研究内容与技术路线
•   1.4 论文章节安排
• 第2章 无人机数据采集与预处理
•   2.1 无人机数据采集
•     2.1.1 像控点布设与采集
•     2.1.2 无人机航测
•   2.2 无人机数据预处理
•     2.2.1 INPHO数字摄影系统
•     2.2.2 数字正射影像制作
•   2.3 本章小结
• 第3章 基于超像素分割的建筑物提取
•   3.1 数据准备
•   3.2 影像分割
•     3.2.1 多尺度分割
•     3.2.2 超像素分割
•   3.3 特征选取
•     3.3.1 高度特征
•     3.3.2 光谱特征
•   3.4 影像分类
•   3.5 本章小结
• 第4章 面向对象的建筑物变化检测
•   4.1 分别分类
•   4.2 预处理
•   4.3 同步分割
•   4.4 类别描述
•     4.4.1 建筑物未变化
•     4.4.2 建筑物变化
•   4.5 后处理
•   4.6 本章小结
• 第5章 实验与分析
•   5.1 一期数据分类实验过程与精度分析
•     5.1.1 建筑物提取实验过程
•     5.1.2 建筑物提取精度分析
•   5.2 两期数据建筑物变化检测与精度分析
•     5.2.1 两期数据建筑物变化检测实验过程
•     5.2.2 两期数据建筑物变化检测精度分析
•   5.3 本章小结
• 第6章 实际应用
•   6.1 监管模式
•   6.2 应用
•   6.3 本章小结
• 结论与展望
•   结论
•   展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李锋

导师: 施富强

关键词: 无人机影像,建筑物提取,超像素分割,变化检测

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 西南交通大学

分类号: P231

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.002883

总页数: 80

文件大小: 8014K

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