[发明专利]一种利用低空无人机测量沿海浅水区地形的方法

说明书

本发明公开了一种利用低空无人机测量沿海浅水区地形的方法，采用以下步骤：步骤1：获得测区潮位数据；利用低空无人机获取测区影像，处理后得到改正前水下数字地表模型和航线航点图；步骤2：生成航线潮位模型；步骤3：得到改正前的水深数据集；步骤4：得到无人机航测时对应位置处的实际水深数据h_水深；步骤5：把多对h_水深和h_改正前代入简化的水深折射改正公式h_水深＝k*h_改正前中，求得折射改正比例常数k；步骤6：改正前水深数据集乘以折射改正比例常数k，得到改正后水深数据集；步骤7：将航线潮位模型与改正后水深数据集一一对应相减，得到浅水区水下地形数据。采用本发明可以实现沿海浅水区地形的快速高精度测量。

技术领域

本发明涉及海洋测绘领域，具体涉及一种利用低空无人机测量沿海浅水区地形的方法。

背景技术

水下地形测量是海洋测绘的一项基本工作，也是工程测量中的一种特定测量，是测量江河、湖泊、水库、港湾和近海水底点的平面位置和高程，用以绘制水下地形图的测绘工作。水下地形测量是探索研究以及开发保护海洋等水域的第一步，对于掌握地形演变规律、水工建设以及军事研究等都有重要意义。常规的水下地形测量一般采用单波束或多波束测深仪，两者均依赖于船载，对测区最浅水深均有一定限制，在测量沿海浅水区时，受潮汐和水深影响，易发生搁浅、触礁、测深仪回波信号紊乱等问题，该种方式极易发生水上安全事故，工作效率也十分低下。因此，沿海浅水区地形的快速测量一直是海洋测绘中的难点，也是亟需解决的技术难题。

近年来，针对沿海浅水区地形测量难题，一些海洋测绘相关的学者或从业人员研究利用多光谱影像反演水深和立体影像双介质测量水深，均取得了一定效果，但都有一定的局限性。多光谱影像反演水深的计算过程复杂，精度较低，不能满足大比例尺水下地形测量要求。立体影像双介质测量水深更多在理论上研究了该方法的可行性，但同样计算过程复杂，步骤繁琐，工程化应用难度非常大。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用低空无人机测量沿海浅水区地形的方法，采用该方法可以实现沿海浅水区地形的快速高精度测量。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种利用低空无人机测量沿海浅水区地形的方法，采用以下步骤：

步骤1：根据测区沿海潮汐规律和位置分布情况，布设潮位仪，获得测区潮位数据；利用低空无人机获取测区影像，处理后得到改正前水下数字地表模型和航线航点图；步骤2：建立航线航点图与潮位数据的对应关系，给每一个拍照航点赋值一个潮位值，构建航线潮位不规则三角网，再由航线潮位不规则三角网数据插值生成航线潮位模型；步骤3：将航线潮位模型与改正前水下数字地表模型一一对应相减，得到改正前的水深数据集；步骤4：根据已知的准确水下地形高程点H_水底的平面位置，在航线潮位模型中提取对应的潮位值H_潮位，H_潮位减去H_水底，得到无人机航测时对应位置处的实际水深数据h_水深；步骤5：根据准确水下地形高程点H_水底的平面位置，在改正前水深数据集中提取对应的改正前水深值h_改正前，把多对h_水深和h_改正前代入简化的水深折射改正公式h_水深＝k*h_改正前中，求得折射改正比例常数k；步骤6：改正前水深数据集乘以折射改正比例常数k，得到改正后水深数据集；步骤7：将航线潮位模型与改正后水深数据集一一对应相减，得到改正后水下数字地表模型，即为浅水区水下地形数据。

所述步骤2，基于时间序列，建立航线航点图与潮位数据的对应关系。

所述步骤3，基于平面位置，将航线潮位模型与改正前水下数字地表模型一一对应相减。