[发明专利]一种无人机三维航空摄影测树方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种森林资源调查中的森林计测技术，特别是一种无人机三维航空摄影测树方法。

二、技术背景

传统的森林资源调查方法，是在设置地面样地进行定期进行实测的同时普遍利用航空遥感和航天卫星遥感进行森林资源调查，但上述种种技术都有其明显的缺点和不足：

①设置地面样地进行定期实测时行动缓慢，劳动量大、需要大量的人工投入，成本高，周期长；

②利用普通的载人航空遥感由于需要转场等诸多环节，费用比较高，难以经常性开展，安全性差；

③采用航天卫星遥感监测时，其时空分辨率较低，飞行高度在云层之上，影像清晰度受云层影响较大，而且森林多分布在山区、地形复杂，所以精度较低，而高分辨率的遥感影像价格昂贵，还受到重访周期的限制和云的影响。

所以在森林资源调查过程中采用传统的设置地面样地、载人航空遥感和航天卫星遥感等方法时，不可避免地带来很多麻烦且效率低下。因此，现有技术存在成本高，周期长，受云层影响大，安全性差等缺点，怎样在不影响航测精度的情况下，降低成本，缩短影像更新周期，提高影像清晰度，增大安全性成为本领域科技人员急待解决的问题。

三、发明内容

为了克服现有的森林计测技术在森林资源调查中不可避免地带来的很多麻烦，提高工作效率，本发明的目的是提供一种无人机三维航空摄影测树方法，它在保证航测精度的前提下，显著降低了成本，并可以在云层下飞行，保证了影像的清晰程度，保障了安全性，同时更新周期短，克服了现有技术存在的缺点。

本发明的目的是这样实现的：采用多旋翼无人机作为遥感平台，集3D数码相机、差分GPS和陀螺仪于一体，利用数字摄影技术，任意姿态摄影，获取立体相对，通过立体观察将林分调查因子从影像上识别和量测出来。

其中判读林分调查因子的方法如下：①在样地中布设三个以上已知控制点，并均匀分布，根据航拍得到的影像构建立体相对；②在立体相对中找出3～n个同名像点，以一号控制点作为原点，已知该点物方坐标为(x₀，y₀，z₀)，从图像上读取该点像方坐标为(u₀，v₀，w₀)，其它控制点以此类推；③计算各控制点与原点的坐标差(Δx_i，Δy_i，Δz_i)；④依据布尔莎-沃尔夫转换模型x1y1z1=ΔxΔyΔz+0-wvw0-u-vu0wxwywz+(1+k)uvw]]>得到恢复正射投影立体相对模型ΔxΔyΔz=Δu000-ΔwΔv0Δv0Δw0-Δu00Δw-ΔvΔu0kukvkwϵuϵvϵw,]]>求得三个尺度缩放因子(k_u，k_v，k_w)和三个旋转参数(ε_u，ε_v，ε_w)；⑤继而求得任意像点坐标xi=x1+Δxiyi=y1+Δyizi=z1+Δzi,]]>通过求得的坐标判读出各测树因子。