[发明专利]一种利用无人机追踪水边线的滩涂地形测量方法

说明书

本发明公开了一种利用无人机追踪水边线的滩涂地形测量方法，步骤包括：S1、无人机在一次赶潮期间多次追踪水边线压线飞行，得到M条与追踪时段的水边线一致航迹；S2、与此同时沿海岸线的一端或两端，测量一条或两条垂直于海岸线的剖线的高程；S3、确定每条航迹与剖线之间的交点并提取交点处的时间、经、纬度位置和高程信息；S4、将每条航迹以间间隔等分为N段，计算出N+1个节点的高程h_x；S5、基于全部节点，利用空间插值算法生成栅格地形图，提取地形等高线；该滩涂地形测量方法利用水边线是天然等高线的事实对滩涂地形的测量，克服了潮汐干扰且简单、安全，满足小区域、大比例尺的滩涂地形测量需要，测量结果精确度高。

技术领域

本发明涉及滩涂地形测量技术领域，特别涉及一种利用无人机追踪水边线的滩涂地形测量方法。

背景技术

传统的地形测量手段大致可以分为两大类，一类是陆地地形测量手段，多采用基于无线电波的全站仪、RTK、激光扫描仪、量测相机等，搭载在飞机或者车辆上并结合先进的定位和惯导传感器，还可以实现快速的移动测量。另一类是水下地形测量手段，多采用基于声波原理的声纳技术，搭载在船上并结合先进的定位和惯导传感器，还可以实现快速的走航测量。潮间带是水陆交界带，一半时间是陆地、一半时间是海洋的。在低潮时可徒步测高或者乘坐气垫船测高，或者在高潮时乘船测深。但是，无论哪种方式，潮汐是一个外在的干扰因素，导致测量工作十分被动，现场工作时间破碎化严重，效率低下。尤其是地势相对平坦，动辄数公里宽的滩涂。不仅仅是效率低下的问题，还存在徒步测高或者乘坐气垫船侧高可能会遭遇的滩陷、沟槽、通行困难的安全风险，乘船侧深可能会遭遇的吃水不足搁浅的安全风险。

目前，基于水边线的滩涂地形测量方法的研究成果颇丰，其原理是将水边线作为天然的等高线，利用卫星影像识别水边线，并结合已知的、实时的潮高数据，勾绘出大面积滩涂的小比例尺地形图，能够满足海洋水动力模拟等对地形精度要求不高的应用场合的需求。但是，这种基于卫星影像的水边线追踪方法无法满足小区域、大比例尺的滩涂地形测量需要，主要原因是卫星影像的分辨率不足，而且卫星影像存在重访周期长以及云雾遮挡等问题。随着无人机航拍技术的成熟和普及，无人机机动灵活的优势弥补了卫星的缺陷，可以随时随地追踪水边线，满足小区域、大比例尺的滩涂地形测量需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现小区域、大比例尺的滩涂地形快速测量需要的利用无人机追踪水边线的滩涂地形测量方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种利用无人机追踪水边线的滩涂地形测量方法，步骤如下：

S1、在一次涨潮或者退潮的时间段内，无人机多次追踪水边线压线飞行，得到M条与追踪时段的水边线一致航迹；

S2、在实施步骤S1的同时，如图2所示，在所测量的滩涂区域沿海岸线的一端或两端，测量一条或两条垂直于海岸线的剖线的高程；

S3、如图3所示，确定每条航迹与剖线之间的两个交点A和交点B；根据步骤S1得到的航迹数据提取交点A的时间及经、纬度位置信息(t_a、long_a、lat_a)和交点B的时间及经、纬度位置信息(t_b、long_b、lat_b)，进而根据步骤S2得到的高程信息提取交点A和交点B处的高程h_a和h_b，将交点A和交点B扩充为包含有时间、经、纬度位置和高程的三维化信息点，即交点A(t_a、long_a、lat_a、h_a)和交点B(t_b、long_b、lat_b、h_b)；