[01711963]面向应急遥感的低空倾斜摄影测量系统研究

该课题为广西省自然科学基金重点项目，研究期限为2015年09月至2018年08月。极端气候影响及经济建设高速发展对土地、矿产、水资源开发力度的不断增强，使得广西区内地质自然灾害频发(如岩溶塌陷、泥石流、冰雪冻灾、洪涝等)，亟待建立灾害前兆信息动态监测以及灾后紧急救援的应急响应体系。近年来，机载倾斜摄影技术的发展与应用引起了国际社会的普遍关注，与传统航空摄影相比较，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更准确地反映地物实际情况，并通过倾斜影像地理编码技术可实现包括高度、长度、面积、角度、坡度等多种信息的单张影像量测，将倾斜摄影技术与低空遥感平台相结合可大大扩展航空摄影技术在地质灾害评估、基础设施管理、自然生态监测、国土资源监察、数字城市等地理信息行业应用，但低空遥感平台固有特性使得现有的一些商用机载摄影测量系统或技术难以直接实施于低空遥感平台，尚存在低空倾斜影像自动获取、高效处理以及应用系统开发等一系列的问题。 该项目受广西自然科学基金项目资助开展面向应急遥感的无人低空倾斜摄影测量系统研究，目标在于两方面：第一，综合考虑低空多视觉几何成像模型与高分辨率光电计算成像技术，突破倾斜摄影系统轻、小型化关键技术，构建适合无人低空遥感平台的低空倾斜摄影系统原型，实现高清倾斜影像的低空探测与快速获取；第二，突破多种摄影基线条件下的倾斜影像立体匹配、大规模空中三角测量等并行处理关键技术，构建FPgA+DSP架构下的倾斜影像地理编码并行系统原型，实现大范围倾斜影像的高效地理编码。 项目成果创新点和科学意义：①综合考虑低空多视觉几何成像模型以及高分辨率光电计算成像技术，构建适合无人低空遥感平台的低成本、轻小型低空倾斜摄影系统原型，有助于解决未来民用及军事领域中低空遥感高清倾斜影像探测技术的瓶颈问题，为广西地质灾害动态监测、评估、应急救援工作提供理论和技术支持；②突破了倾斜影像宽基线立体匹配与大规模空中三角测量并行处理关键技术，基于FPgA+DSP架构并充分挖掘这些处理器的并行特性和高速数值计算优势，研制具有在线处理能力的、嵌入式级别的倾斜影像地理编码处理并行系统，不仅能满足低空遥感用户广泛、迫切的应急应用需求，对于摄影测量与遥感发展的重要方向-实时摄影测量以及海量卫星遥感原始数据星上实时处理等关键技术问题的研究、解决也具有重大的参考价值。 国家已明确提出，通过“十三五”建设基本形成较为完善的国家应急测绘保障体系，新《测绘法》第二十五条规定，“县级以上人民政府测绘地理信息主管部门应当根据突发事件应对工作需要，及时提供地图、基础地理信息数据等测绘成果，做好遥感监测、导航定位等应急测绘保障工作”，据此而言，该项目研究成果聚焦应急测绘保障需求，突破嵌入式级别的无人机航空摄影测量(近)实时处理、机上影像几何质量实时评估技术“瓶颈”，可为广西乃至全国应急测绘保障体系建设提供技术支撑，社会意义重大且市场需求空间巨大，仅以广西34个市辖区、7个县级市、56个县、12个自治县，共109个县级行政单位的应急测绘保障建设需求考虑，按每个县级行政单位5套保守配置，若应急测绘系统定价40万RMB，则其潜在市场规模达到2亿；此外，该项目应急测绘系统涉及关键技术亦可独立用于其它场合，如机上影像几何质量评估对于大飞机航拍同样适用，嵌入式级别的航空摄影测量(近)实时处理对于海量卫星遥感数据星上处理具有重大参考价值。因此，无论是从广西各级县政府建设应急测绘保障体系迫切性出发，还是着眼于广西企业创新无人飞行器应用技术、市场考虑，该项目研制面向无人应急遥感的低空倾斜摄影测量系统均具有极其重要的应用价值和广阔的市场前景。