《基於高光譜與無人機LiDAR的路面健康狀況監測方法研究》是依託北京大學，由張顯峰擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於高光譜與無人機LiDAR的路面健康狀況監測方法研究
- 項目負責人：張顯峰
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著我國公路尤其是高速公路的快速增長，路面養護與管理部門對如何快速獲取大範圍路面健康狀況信息提出了迫切需求。利用無人機平台獲取高精度公路路面LiDAR與高光譜數據，通過測量路面的光譜信息與幾何特性，分別反演道路路面材質結構與路面平整度變化（如老化、磨損、塌陷、壅包等）的特徵參量，構建路面健康狀況遙感監測與診斷模型，為公路養護決策提供新的技術手段。本課題的研究內容包括：通過地面測量和特徵提取研究瀝青、水泥等典型路面材料的光譜特徵，研發不同材質不同健康狀況路面的光譜特徵資料庫，構建瀝青路面健康狀況表征參量的遙感反演算法與識別模型，基於LiDAR數據研發路面平整度檢測的算法，並構建路面健康狀況診斷與評價模型，為我國等級公路路面健康狀況的快速監測評估提供新的途徑，拓展與深化交通遙感研究與套用的水平。
結題摘要
隨著我國公路里程的快速增長，傳統依靠地面測量方式難以滿足路面養護部門對快速獲取大範圍路面健康狀況信息的迫切需求。本項目利用衛星高解析度遙感影像數據，以及無人機平台獲取的瀝青路面高密度LiDAR點雲與高解析度光學影像數據，研究了適合大範圍瀝青路面老化狀況的遙感診斷模型，以及對重點路段的病害目標提取與平整度評估方法。完成的主要研究內容包括：（1）依靠地面反射光譜測量和現場調查與分析，弄清了瀝青路面老化過程及其光譜回響特徵，構建了我國首個公路路面光譜資料庫；（2）構建了基於亞米級衛星遙感影像的路面老化狀況多端元光譜分解模型，可快速提取老化初期、中期和後期路面的亞像元豐度信息；（3）研發了一種基於雷射強度影像且不依賴地面控制點或人工特徵目標的無人機雷射點雲條帶快速拼接算法，實現了多個飛行條帶的快速配準；（4）融合高解析度多光譜影像的光譜特徵和雷射點雲的幾何特徵，建立了瀝青路面雷射點雲快速分類與提取模型，並通過空間差值快速生成路面數字表面模型。本項目建立了協同高分衛星遙感和低空無人機遙感的路面健康狀況協同監測技術體系，為道路養護部門提供了路面健康狀況遙感監測新的技術手段。已發表學術論文11篇，完成研究生學位論文7篇，授權發明專利3項，軟著1項，部分成果獲中國地理信息協會2018年度科技進步一等獎。本項目的實施建立了首個公路路面光譜資料庫，積累了2套新疆沙灣縣蘑菇湖附近一條瀝青道路高密度無人機雷射點雲數據集以及高空間解析度多光譜數據集，部分成果已被中國交通管理部門採用。項目的實施極大地促進了我國交通遙感領域的發展，而且必將拓展我國高分對地觀測系統在交通領域的綜合套用。
