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侵蝕溝地面激光掃描與無人機遙感監測技術

作者：李斌兵//馮林//黃磊
出版社：科學
ISBN：9787030578839

出版日期：2018/06/01
裝幀：平裝
頁數：247

人民幣：RMB 105 元售價：元

內容大鋼

由李斌兵、馮林、黃磊著的《侵蝕溝地面激光掃描與無人機遙感監測技術》針對實際需求，總結地面激光雷達和無人機技術在黃土高原侵蝕溝監測及水土保持方面的**研究成果。在地面激光雷達應用方面，系統介紹利用地面激光雷達獲取侵蝕溝三維點雲數據、點雲數據的預處理、DEM構建、地形特徵提取以及侵蝕泥沙量估算的方法，並通過實例進行驗證。在無人機應用方面，介紹圖像三維建模的原理與方法，詳細闡述無人機監測侵蝕溝過程中的圖像獲取、外業實施、內業處理、三維模型建立及精度分析的方法，並在野外侵蝕溝監測中進行應用驗證與分析討論。
本書注重理論與實踐相結合，配有大量應用實例，可供水土保持監測、預防和規劃相關領域的技術人員與院校師生閱讀參考。

作者介紹

李斌兵//馮林//黃磊

前言
第1章緒論
  1.1 侵蝕溝監測的目的和意義
  1.2 侵蝕溝監測的內容和要求
    1.2.1 侵蝕溝監測的內容
    1.2.2 侵蝕溝監測的要求
  1.3 常見侵蝕溝監測技術
    1.3.1 傳統皮尺、坡度計監測與地形剖面測量儀
    1.3.2 侵蝕針監測
    1.3.3 遙感監測
    1.3.4 高精度GPS 監測
  1.4 地面三維激光掃描技術
    1.4.1 三維激光掃描技術發展現狀
    1.4.2 地面三維激光掃描技術應用於侵蝕溝監測的幾個難點問題
  1.5 無人機圖像三維建模技術
    1.5.1 無人機圖像三維建模技術發展現狀
    1.5.2 無人機圖像三維建模技術應用於侵蝕溝監測的幾個難點問題
  參考文獻
第2章激光點雲數據的獲取與預處理
  2.1 地面激光掃描系統簡介
    2.1.1 激光掃描定位原理
    2.1.2 激光掃描點坐標精度
    2.1.3 點雲數據的特點
  2.2 激光點雲數據的獲取
    2.2.1 點雲採集與處理作業流程
    2.2.2 實驗數據採集
  2.3 激光點雲數據的配准拼接
    2.3.1 無特徵的點雲配准拼接原理
    2.3.2 基於特徵的點雲配准拼接原理
    2.3.3 點雲配准拼接實例
  2.4 激光點雲數據的濾波去噪
    2.4.1 點雲數據的雜訊來源
    2.4.2 點雲濾波方法
    2.4.3 點雲濾波的精度評定
    2.4.4 融合回光強度的表面擬合濾波演算法
  2.5 激光點雲數據的空洞修補
    2.5.1 研究現狀
    2.5.2 空洞邊界提取經典演算法
    2.5.3 基於Loop細分的點雲空洞填補
    2.5.4 基於Loop細分的點雲空洞填補實驗與分析
  2.6 激光點雲數據的壓縮抽稀
    2.6.1 面向地形數據的點雲數據壓縮抽稀演算法
    2.6.2 點雲數據壓縮抽稀實例
  2.7 激光點雲數據的誤差對精度的影響
    2.7.1 地面激光掃描誤差分析
    2.7.2 點雲配准誤差傳播模型
  參考文獻
第3章三維激光點雲數據的DEM 構建
  3.1 DEM插值演算法
  3.2 構建實驗區

    3.2.1 數據檢驗
    3.2.2 DEM構建
    3.2.3 DEM精度評定
  參考文獻
第4章點雲地形特徵提取
  4.1 基於DEM的地形特徵提取
    4.1.1 地物提取與分析
    4.1.2 侵蝕特徵提取及分析
  4.2 基於魯棒統計的點雲法向量估計
    4.2.1 相關研究
    4.2.2 提出的演算法
    4.2.3 實驗與分析
  4.3 基於LiDAR點雲的曲率計算
    4.3.1 基於MLS法的曲率計算原理
    4.3.2 基於MLS法的曲率計算方法
  4.4 基於LiDAR點雲的谷脊線提取
    4.4.1 點雲特徵線提取研究現狀
    4.4.2 谷脊線的曲率特性
    4.4.3 谷脊線提取演算法描述
    4.4.4 曲面擬合點雲鄰域點選擇
    4.4.5 谷脊點的判定
    4.4.6 谷脊點的平滑收縮與谷脊線的生成
    4.4.7 實驗與分析
  參考文獻
第5章基於地面三維激光掃描點雲的侵蝕溝變化分析
  5.1 研究現狀
    5.1.1 侵蝕溝變化分析的研究與發展
    5.1.2 基於地面激光點雲的地形變化分析方法與分類
    5.1.3 基於點雲的地形變化判定
  5.2 研究區域與實驗數據
  5.3 基於點到點距離的點雲變化比較演算法
    5.3.1 演算法原理
    5.3.2 演算法描述
    5.3.3 實驗與分析
  5.4 基於點到模型距離的點雲變化比較演算法
    5.4.1 演算法原理
    5.4.2 演算法描述
    5.4.3 實驗與分析
  5.5 基於多尺度模型到模型距離的點雲變化比較演算法
    5.5.1 演算法原理
    5.5.2 演算法描述
    5.5.3 關鍵步驟與參數
    5.5.4 實驗與分析
  5.6 侵蝕溝泥沙負載量的估算及不確定性分析
    5.6.1 測量過程隨機誤差
    5.6.2 泥沙負載量不確定性及修正方法原理
    5.6.3 結果與分析
  參考文獻
第6章基於圖像重建技術建立三維地面模型
  6.1 基於圖像重建技術建立三維地面模型的技術路線

  6.2 基於匹配特徵點的稀疏重建
    6.2.1 特徵點檢測及常用演算法
    6.2.2 SIFT特徵提取與匹配
    6.2.3 Harris角點檢測
    6.2.4 融合Harris特徵的SIFT描述與匹配
    6.2.5 光束法平差
    6.2.6 SFM計算流程
  6.3 稠密重建及DEM構建
    6.3.1 稠密重建
    6.3.2 針對三維地形重建的改進面片擴展方法
  6.4 實驗驗證及結果分析
    6.4.1 室內實驗驗證及結果分析
    6.4.2 切溝實驗驗證及結果分析
  參考文獻
第7章基於無人機的切溝三維建模與分析
  7.1 實驗流程
  7.2 實驗硬體設備與軟體工具
    7.2.1 無人機——DJI Inspire 1
    7.2.2 RTK GPS——FIOF A30
    7.2.3 航路規劃軟體——Pix4D capture
    7.2.4 三維建模軟體——Agisoft PhotoScan
  7.3 實驗區域情況
    7.3.1 實驗地點
    7.3.2 切溝情況
  7.4 外業實施過程
    7.4.1 航路規劃與執行
    7.4.2 地面控制點布置與量測
  7.5 內業處理過程
    7.5.1 相機模型與校準
    7.5.2 航圖導入與檢查
    7.5.3 POS信息處理
    7.5.4 相機內/外參數解算
    7.5.5 連接點的編輯與修整
    7.5.6 相機參數優化
    7.5.7 空間配准
    7.5.8 稠密點雲構建
    7.5.9 柵格高程模型構建
    7.5.10 三角網格構建
    7.5.11 紋理映射
    7.5.12 正射影像
  7.6 獨立切溝實驗結果與分析(傾斜攝影)
    7.6.1 航圖獲取
    7.6.2 POS信息處理
    7.6.3 地面控制點量測
    7.6.4 相機參數解算
    7.6.5 地面控制點標記
    7.6.6 相機參數優化
    7.6.7 稠密點雲構建
    7.6.8 DEM模型構建
    7.6.9 TIN模型構建

    7.6.10 正射影像構建
  7.7 整體溝系實驗結果與分析(正射攝影)
    7.7.1 航圖獲取
    7.7.2 POS信息處理
    7.7.3 地面控制點量測
    7.7.4 相機參數解算與優化
    7.7.5 DEM模型構建
    7.7.6 正射影像生成
  參考文獻

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