CN115290055B 基于无人机和无人船的海岸带sbt-dem构建方法 （中国科学院烟台海岸带研究所）

seamlesselevationmvehicles.Estuarine,CoastalandShelf基于无人机和无人船的海岸带SBT-DEM构建本发明公开了基于无人机和无人船的海岸原始陆地点云数据和无人船测得的水深数据进到海岸带SBT_DEM。本发明解决现有技术存在近岸浅水区水深精度低、构建的SBT_DEM空间分辨2步骤S1：海岸带测区内，使用无人机激光雷达与测坐标数据；其中的一部分标准数据标准点用于对无人机和无人船测量点数据的精度控制，另一部分标准数据作为验证点用于之后的SBT_DE步骤S21：将基准站的静态GNSS数据和无人机飞行期间的P步骤S22：基于原始陆地点云数据和无人机的航迹文件进行点云解算得到陆地激光点深修正数据z’和GNSS接收机天线相位中心至回声测深仪的换能器底部中心的固定高度t，3地面点使用空间插值方法生成陆地DEM；所述使用点云滤波分离地面点与非地面点包括根步骤S34：以海陆DEM重叠区的靠海侧边界为起始边向陆区内使用反距离加权镶嵌法进行DEM镶嵌运算，重叠区内的非缓冲区域保留满足精度阈值步骤S35：基于距离测区最近邻的两个验潮站的理论深度基准面至平均海平面的垂直2.根据权利要求1所述的基于无人机与无人船的海岸带SBT_DEM构建方法，其特征在3.根据权利要求1所述的基于无人机与无人船的海岸带SBT_DEM构建方法，其特征在4.根据权利要求1所述的基于无人机与无人船的海岸带SBT_DEM构建方法，其特征在地形测量是采用无人机搭载的激光雷达传感器5.根据权利要求1所述的基于无人机与无人船的海岸带SBT_DEM构建方法，其特征在6.根据权利要求1所述的基于无人机与无人船的海岸带SBT_DEM构建方法，其特征在7.根据权利要求1_6任意一项所述的基于无人机与无人船的海岸带SBT_DEM构建方法，基于手持GNSSRTK采集的地形验证点，使用平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE对45[0001]本发明涉及计算机视觉技术领域,具体的说是基于无人机和无人船的海岸带SBT_量数据和船载单波束/多波束水深测量数据来进行空间插值。但是测量船由于吃水值较大[0005]现有的海岸带无缝水深与地形数字高程模型(SeamlessBathymetricandTopographicDigitalElevationModels)SBT_DE[0006](1)现有的技术是整合基于机载激光雷达的地形测量数据和基于船载单波束/多波束的水深测量数据来构建SBT_DEM，但是测量船由于吃水值较大无法在危险的浅水进行水深测量作业，这导致近岸浅水区域产生了数据空隙且现有的方法难以实现高精度的填[0007](2)现有的技术还停留在构建中等空间分辨率(10或30m)的SBT_DEM阶段，一些精[0008](3)现有的地形测量和水深测量数据使用不同的测量基准，多源数据的水平基准6实现了海岸带水深与地形的无缝测量，再基于地理信息系统技术实现了精细尺度的SBT_[0026]所述控制无人船进行水深测量作业是采用无人船搭载的单波束回声测深仪或多7[0029]步骤S22：基于原始陆地点云数据和无人机的航迹文件进行点云解算得到陆地激的水深修正数据z’和GNSS接收机天线相位中心至回声测深仪的换能器底部中心的固定高[0036]步骤S33：基于固定误差校正后的陆地点云，使用点云滤波分离地面点与非地面[0037]步骤S34：以海陆DEM重叠区的靠海侧边界为起始边向陆缓冲区内使用反距离加权镶嵌法进行DEM镶嵌运算，重叠区内的非缓冲区域保留满足精度[0038]步骤S35：基于距离测区最近邻的两个验潮站的理论深度基准面至平均海平面的8和D2是重叠区内像元P到边的距离。形验证点对SBT_DEM进行精度评价的步骤S[0046]基于手持GNSSRTK采集的地形验证点，使用平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE[0053]3.本发明解决现有的载人飞机激光雷达和载人测深船作业成本高、人员安全性[0054]4.本发明解决现有技术存在近岸浅水区[0060]图6为本发明实施例构建的1m分辨率SBT_DEM与中等分辨率DEM(10或30m)的效果[0062]本发明实施例所使用的银河一号GNSSRTK，产自南方测绘有限公司；所使用的SE40无人船，产自珠海云洲有限公司，搭载了SDE_18S单波束回声测深仪；所使用的DV_9[0064]步骤S1：使用无人机激光雷达与测深无人船进行海岸带SatelliteSystem)网络RTK(Real_TimeKinematics)测量定位模式，使用手持网络RTK进作业日期和时段，收集测区及附近已有的地400kHz，点云密度为34点/m2，旁向重叠度为60采用自动巡航模式沿轨迹线进行地形测(PositionandOrientationSystem)(GNSS+惯性测量单元IMU)数据进行组合导航解算，回声测深仪的换能器底部中心至海底泥面的距离)先滤除水深异常点(异常点根据经验阈据逐点计算声速修正后的水深数据的姿态改正数m，再将声速修正后的水深数据加上姿态投影的平面坐标系和1985国家高程基准的陆地与海底三RTK在潮间带采集的地形标准点坐标分别计算海底和陆地地形点云的固定误差，对所有海对海底地形进行空间插值，基于海底地形点使用创建TIN工具生成不规则三角网权镶嵌法BLEND进行DEM镶嵌运算，重叠区内的其他区域只保留精度更高的陆地DEM作为输[0091]基于手持GNSSRTK测得的地形验证点，使用平均绝对误差(MeanAbsoluteError,MAE)和均方根误差(RootMeanSquareError,RMSE)对SBT_DEM的高程精度进行评底潮沟等地貌单元的微地形特征刻画能力随着DEM空