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森林防火是森林资源保护工作的重中之重,而如何做到对森林火灾的有效监测、准确定位,是实现科学决策、快速扑救的核心。目前林火监测、定位的技术手段形式多样,其中视频监测是当前林火监测技术中应用最广泛的监测手段。视频监控系统主要以GIS系统为基础,一般通过数字云台获取方位角、俯仰角等参数来计算林火位置,但这种方式的定位精度受硬件性能指标的限制。地理标记图像是一种利用内置GPS功能的图像采集设备获得的具有地理位置信息的实景图像,借助该种图像所包含的地理信息,可应用于基于图像的定位以及对三维场景的增强表达等方面。本文首先基于地形匹配技术原理将地理标记图像转换为可定位图像,将该种技术应用于森林防火,提出基于地理标记图像的林火定位方法,并对定位精度进行分析评估;然后探究了基于地理标记图像的火场三维可视化表达实现过程,并将地理标记图像作为纹理投影到三维地表;最后以北京九龙山自然保护区作为研究区域,对本文提出的定位方法进行了验证与结果展示。主要研究内容如下:1.基于地形匹配的烟火定位:本文利用地形匹配原理将地理标记图像转换为可定位图像,提出了基于单视点地理标记图像的烟火定位方法。针对图像烟火区选定像元在DEM中对应的定位区域,提出定位区域精度信息分析与评估流程。该流程根据分析结果将定位区域分为可定位区与不可定位区,同时提供详细的烟火位置信息。2.多视点地理标记图像定位:以单视点地理标记图像的烟火定位方法为基础,探讨了多视点地理标记图像的烟火定位过程的实现,并对基于两个视点定位的定位区域叠加情况进行了归类分析,对可能的几种叠加类型所获得的定位区域进行了定位精度信息获取方法的探究。3.基于地理标记图像的火场三维可视化表达:利用多视点地理标记图像与DEM之间的映射关系,将多个观测角度拍摄的实景影像投影到DEM二维地形中,并将投影后存在叠加的图像进行了拼接融合,最后将融合后的图像作为纹理贴到DEM三维地形中,从而实现基于地理标记图像的火场三维可视化表达。本文研究主要有以下创新点:(1)将地理标记图像应用于林火定位研究,提出了基于地理标记图像的烟火定位方法,该方法的定位精度只跟图像分辨率及侧视与实景图像匹配精度有关,避免了传统云台定位受硬件性能指标的限制;(2)建立多视点地理图像与DEM的转换关系,通过投影与拼接融合,实现基于地理标记图像的火场三维可视化表达。