基于成像的近岸水深测量无人机系统

摘要： 本文描述了一种基于成像技术估算近岸冲浪区水深的方法。该方法利用无人机系统（UAS）或消费级无人机采集的影像数据：通过操控无人机在目标区域上空飞行并录制视频，随后采用粒子图像测速（PIV）技术分析图像帧序列以获取波速?；谙咝圆ㄉ⒐叵档那乘乒剑山跋裢频嫉牟ㄋ僮钡厮钪?。通过整合目标区域内多个点位的水深反演结果，最终构建完整水深地形图。 为验证方法有效性，在德克萨斯州弗里波特近岸冲浪区试验中，采用全站仪实测了25个空间点的水深数据，计算得出均方根误差（RMSE）为0.132米。通过最小化RMSE，确定用于修正非线性波效应的波速估算系数为1.02。这种创新简便的方法能同步测量冲浪区（该区域以破碎波及强能量泥沙输移为主导）的水深与表面流速场，且无需高端无人机设备，从而在时空采样方面具有更强灵活性。