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地理视频(GeoVideo)是集成视频数据与空间数据进行地理信息表达的新方法，近20年来，国内外学者在视频GIS领域进行了相关研究。已有研究所表达的地理视频空间信息直观性差，不利于视频影像判读。此外，已有研究成果大多采用地面采集设备获取视频数据，而利用无人机获取资料的研究较少，其中关于无人机视频与三维GIS集成的相关研究更是少有报道。无人机遥感具有机动灵活、成本低、时效性强等优势，已成为获取地面数据的重要手段。提出适用于三维GIS的无人机地理视频数据模型，将无人机遥感获取的视频信息与三维GIS集成，实现无人机视频在三维场景中的动态渲染，不仅能发挥无人机自身优势，还可以充分利用三维GIS提供的空间信息快速判读无人机视频中丰富的影像信息。 本文在回顾国内外学者对视频GIS相关研究的基础上，总结目前研究中存在的问题及发展趋势，提出了无人机地理视频数据模型的描述方法，将其抽象为视频数据、空间数据和元数据。其中元数据和空间数据分别采用XML文件和CSV文本文件存储。在此基础上开发三维无人机视频GIS系统，改进了许多传统视频GIS系统的缺陷，拓宽了地理视频的应用领域。本文的研究思路是:(1)提出无人机地理视频数据模型的描述方法，即设计无人机视频和空间数据的物理存储方法;(2)基于MFC和OSG图形引擎开发三维GIS，通过Esri CityEngine创建主要的三维模型，并采用VirtualPlanetBuilder(VPB)构建数字地形影像;(3)将无人机视频动态渲染到三维场景，按照真实的飞控记录模拟无人机航拍过程，计算航摄仪拍摄范围，将视频帧以纹理映射的方式显示到此范围内;(4)提出无人机地理视频数据的定量评价方法，通过测试视频帧在不同位置的定位误差，对无人机地理视频数据的精度进行定量评价。 通过对本文设计的三维无人机视频GIS进行系统测试，结果表明:(1)本文提出的无人机地理视频数据与三维GIS的集成方法是可行的，且技术实现比较简单;(2)无人机的飞行模拟能够反映真实航拍过程;(3)针对二维纹理映射和三维纹理映射设计的两种视频显示模式，两种方法优势互补，可以根据实际环境进行切换;(4)视频帧显示的空间信息与对应的地理实体位置非常接近，能够反映真实地理空间信息。