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1.內(nèi)容簡介
本書以新型城鎮(zhèn)化與新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)急測繪和按需測繪需求為背景,以空地一體化為核心技術(shù)手段,以實現(xiàn)快速精細化成圖為研究目標,通過編著者十余年潛心研究與3S技術(shù)集成開發(fā),構(gòu)建并形成了空地一體化的快速成圖技術(shù)體系。第一章緒論全面闡述課題研究背景,提出了空地一體化的快速成圖構(gòu)想;第二章從理論到技術(shù)兩個層面構(gòu)建空地一體化快速成圖系統(tǒng)的框架體系與業(yè)務(wù)流程;第三章著重研究了空地一體化快速成圖的若干關(guān)鍵技術(shù),為系統(tǒng)集成開發(fā)做了理論和技術(shù)上的鋪墊;第四章研究空地一體化的快速成圖系統(tǒng)集成方案及軟硬件實現(xiàn);第五章為系統(tǒng)試驗測試與示范區(qū)實際應(yīng)用;第六章對課題研究內(nèi)容和成果進行總結(jié),提出未來進一步研究的方向。 本書匯聚了東南大學(xué)測繪學(xué)科和儀器學(xué)科“十二五”期間承擔的項目研究成果,可作為高等院校測繪類或相關(guān)專業(yè)本科生的教輔用書,也可作為測繪工程、國土資源調(diào)查、位置服務(wù)等相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考用書。
2.前言
國家各項經(jīng)濟建設(shè)都離不開大中比例尺基礎(chǔ)圖件的支撐。隨著新農(nóng)村建設(shè)和新型城鎮(zhèn)化進程的加快推進,各種地形圖產(chǎn)品需求急速擴大帶來的用圖矛盾日益突出。目前,獲取地形圖產(chǎn)品主要來源于衛(wèi)星遙感、傳統(tǒng)航空攝影、新型低空遙感以及常規(guī)數(shù)字化測繪等技術(shù)手段。然而任何單一手段都有其應(yīng)用的局限性,難以滿足當前快速獲取大中比例尺基礎(chǔ)圖件的實際需求。 編著者長期從事GNSS衛(wèi)星定位、地籍測量學(xué)方面的教學(xué)與研究工作,之后又從事國土資源調(diào)查監(jiān)測、3S技術(shù)集成開發(fā)方面的課題科研工作,主持/參與了“十二五”國家科技支撐計劃多個課題的研究,提出了空地一體化快速成圖的理論和方法,并對系統(tǒng)集成及軟件開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)展開研究,取得了一系列的科研成果,其中不少成果來源于王慶教授領(lǐng)銜的“國土資源精準調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測技術(shù)”創(chuàng)新團隊(2013年科技部頒發(fā)證書)。為了更好地總結(jié)凝煉,有必要編寫一本集中反映“空地一體化成圖技術(shù)”的學(xué)術(shù)專著,以饗讀者。 全書共分為六章,第一章至第三章、第五章至第六章由東南大學(xué)吳向陽副教授編著,江西核工業(yè)測繪院劉義志高級工程師參編;第四章由東南大學(xué)王慶教授、王慧青副教授共同編寫。吳向陽繪制了全書插圖并統(tǒng)一修改定稿。在編寫過程中,編著者參考并引用了創(chuàng)新團隊碩博研究生的相關(guān)論文材料,對研究生們參與的課題研究工作深表謝意。本書的出版得到了東南大學(xué)交通學(xué)院和東南大學(xué)出版社給予的大力支持,在此一并表示衷心的感謝。 書中部分圖片等資料取自互聯(lián)網(wǎng),筆者一般都注明了出處,但部分資料出處難以追溯,可能未標明,還請讀者和相關(guān)作者諒解。由于編著者學(xué)識水平有限,雖然我們盡了很大努力,書中難免存在不少缺點和繆誤不妥之處。在此,懇請各位同仁批評指正,編著者將不勝感謝。
編著者 2020年6月于南京
1.1研究背景及意義1 1.1.1空地一體化成圖的必要性1 1.1.2空地一體化成圖的概念及意義3 1.2研究現(xiàn)狀及存在問題3 1.2.1無人機航測成圖技術(shù)4 1.2.2地面數(shù)字化測繪技術(shù)5 1.2.3空地一體化成圖技術(shù)11 1.3課題研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)14 1.3.1課題來源14 1.3.2研究內(nèi)容14 第二章空地一體化快速成圖系統(tǒng)架構(gòu)研究16 2.1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)16 2.1.1理論體系結(jié)構(gòu)16 2.1.2技術(shù)體系結(jié)構(gòu)18 2.2系統(tǒng)架構(gòu)與集成設(shè)計21 2.2.1無人機低空遙感信息采集子系統(tǒng)23 2.2.2無人機低空遙感信息處理子系統(tǒng)23 2.2.3地面GPS/TS/PAD快速定位測圖子系統(tǒng)24 2.2.4地面FOG/TS/PDA快速定向測圖子系統(tǒng)24 2.3系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程25 2.3.1UAV航測成圖業(yè)務(wù)流程25 2.3.2地面GPS/TS/FOG測圖業(yè)務(wù)流程28 2.3.3系統(tǒng)集成后的總體流程29 2.4本章小結(jié)30 第三章空地一體化快速成圖關(guān)鍵技術(shù)研究31 3.1UAV機載影像傳感器改進技術(shù)31 3.1.1國內(nèi)無人機普遍搭載使用的相機32 3.1.2幾種適合無人機搭載的新型相機32 3.1.3幾種相機用于無人機測量的比較34 3.1.4無人機航攝相機改進及配置的關(guān)鍵35 3.2UAV機載超輕型POS輔助空三技術(shù)36 3.2.1概述37 3.2.2基于UAV的GPS輔助空三技術(shù)37 3.2.3基于UAV的POS輔助空三技術(shù)45 3.2.4POS系統(tǒng)誤差分析與減弱措施51 3.3復(fù)雜環(huán)境下的GPS/TS組合定位技術(shù)53 3.3.1單站差分模式下的GPS RTK快速定位53 3.3.2網(wǎng)絡(luò)差分模式下的GPS RTK快速定位56 3.3.3GPS非差精密單點定位技術(shù)65 3.3.4GPS/TS組合定位算法73 3.4信號盲區(qū)下的FOG/TS組合定向技術(shù)80 3.4.1光纖陀螺儀尋北原理80 3.4.2FOG/TS組合定向算法82 3.4.3數(shù)值仿真與試驗測試85 3.5三維激光掃描成圖技術(shù)88 3.5.1三維激光掃描技術(shù)簡介88 3.5.2點云數(shù)據(jù)處理算法94 3.5.3二維與三維成圖方法102 3.6本章小結(jié)105 第四章空地一體化快速成圖系統(tǒng)集成開發(fā)106 4.1概述106 4.1.1需求分析107 4.1.2系統(tǒng)集成方案108 4.2系統(tǒng)集成中的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)110 4.2.1大容量無人機影像圖高效壓縮軟件開發(fā)110 4.2.2面向嵌入式GIS的無人機影像圖快速顯示115 4.2.3GPS/TS組合定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)119 4.2.4FOG/TS定向軟件設(shè)計與開發(fā)123 4.3系統(tǒng)集成中的硬件設(shè)備改造128 4.3.1超棱鏡設(shè)計與改造129 4.3.2數(shù)字通信模塊設(shè)計與研制130 4.3.3FOG接合器設(shè)計與安裝136 4.4本章小結(jié)138 第五章試驗驗證與實際應(yīng)用140 5.1試驗應(yīng)用總體概況140 5.1.1子系統(tǒng)改進的試驗測試140 5.1.2集成系統(tǒng)的實際應(yīng)用141 5.2試驗測試及精度檢驗141 5.2.1測試概況142 5.2.2測試方案142 5.2.3測試結(jié)果143 5.3實際應(yīng)用及效果評價144 5.3.1北京示范區(qū)應(yīng)用145 5.3.2上海示范區(qū)應(yīng)用148 5.3.3應(yīng)用效果評價150 5.4本章小結(jié)152 第六章總結(jié)與展望154 6.1課題主要研究工作154 6.2主要創(chuàng)新點155 6.3研究展望155 參考文獻157 |
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