無(wú)人機(jī)影像處理技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

劉 俊

臨沂市自然資源和規(guī)劃局測(cè)繪院 山東 臨沂 276000

引言

隨著無(wú)人機(jī)的功能在社會(huì)各界中,廣泛應(yīng)用,尤其是在測(cè)繪工程中,其強(qiáng)大的測(cè)繪能力以及高效的測(cè)繪效率,對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)繪行業(yè),帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)沖擊。而衍生而來(lái)的無(wú)人機(jī)測(cè)繪問題,也受到了社會(huì)各界的廣泛議論,例如準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、操作性等特點(diǎn),受到一定的異議和質(zhì)疑。

1 簡(jiǎn)要分析關(guān)于無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的概念

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù),主要是借助較為先進(jìn)的武器及駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)等,來(lái)自動(dòng)化、智能化以及專用化的獲取國(guó)土資源、自然環(huán)境以及地震災(zāi)區(qū)等空間遙感信息,并且還能夠?qū)b感所獲得的數(shù)據(jù)展開處理,對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)展開進(jìn)一步的分析與應(yīng)用。另一方面,根據(jù)有關(guān)人士的科學(xué)調(diào)查分析,我們能夠明確的了解到,無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)憑借其所具備的機(jī)動(dòng)、快速以及經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì),逐漸成為了當(dāng)前世界范圍內(nèi)各國(guó)共同研究的課題,并且經(jīng)過一系列行之有效的研究之后,已經(jīng)成為較為理想的實(shí)際應(yīng)用技術(shù),這標(biāo)志無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù),必定將會(huì)成為未來(lái)極為重要的航空遙感技術(shù)之一,為國(guó)內(nèi)工程測(cè)繪工作高水平開展提供相對(duì)重要的幫助。

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)技術(shù)的重點(diǎn),它主要由軟件和硬件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)是所有無(wú)人機(jī)技術(shù)的中央支持系統(tǒng),主要涵蓋無(wú)人機(jī)的空中飛行系統(tǒng)和目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)。整個(gè)硬件系統(tǒng)在地形和制圖過程的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用,是無(wú)人機(jī)在測(cè)量過程中獲取穩(wěn)定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,操作人員可以使用無(wú)人機(jī)來(lái)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,并根據(jù)無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整項(xiàng)目測(cè)量計(jì)劃。并且有相應(yīng)的軟件系統(tǒng)用于支持在測(cè)量過程中設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)航路,分析和處理影像導(dǎo)航過程的各種因素以及存儲(chǔ)無(wú)人機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)。在當(dāng)今社會(huì)生活中,民用無(wú)人機(jī)技術(shù)已成為許多國(guó)家的主要研究目標(biāo),也被認(rèn)為是刺激國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最關(guān)鍵手段之一。在這一進(jìn)程中,我國(guó)的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)取得了巨大的成功,一些成熟的產(chǎn)品開始在國(guó)外市場(chǎng)銷售。隨著國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)增長(zhǎng)和發(fā)展,無(wú)人機(jī)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展中發(fā)揮了重要作用,這表明無(wú)人機(jī)的應(yīng)用已將我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶到了一個(gè)全新的水平。另一方面,隨著低空遙感技術(shù)的不斷成熟,航空攝影已逐漸與無(wú)人機(jī)技術(shù)完全融合,使低空遙感技術(shù)能夠更好地應(yīng)用于無(wú)人機(jī)。新技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用往往可以更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。因此,在工程制圖測(cè)繪研究中,可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更靈活,準(zhǔn)確的工程測(cè)繪。由此看出,無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)非常重要的技術(shù),也是最關(guān)鍵和最重要的技術(shù)之一,在全國(guó)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

3 無(wú)人機(jī)影像處理技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

3.1 無(wú)人機(jī)航空攝影

(1)航線設(shè)計(jì)方面。無(wú)人機(jī)在進(jìn)行拍攝的過程中,航線的設(shè)計(jì)是首要工作。通常,航空攝影中,無(wú)人機(jī)的航線都是經(jīng)過分段設(shè)計(jì)的,以此制定8個(gè)平高點(diǎn)位置。為了避免在實(shí)際飛行過程中路線差異過大,每段航線應(yīng)盡量保持在總航線的1/8以內(nèi),這樣能夠保證每一兩段航線之內(nèi)會(huì)有一部分重合,這樣對(duì)于后期測(cè)繪數(shù)據(jù)的銜接會(huì)帶來(lái)一定的便利。(2)航空攝影。在實(shí)際拍攝的過程中,航線應(yīng)盡量規(guī)劃在地表植被覆蓋較少的地區(qū),這樣能夠在一定程度上保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。在選擇拍攝環(huán)境時(shí),應(yīng)盡可能避免環(huán)境因素的干擾,這樣不僅能提高拍攝的清晰度,還能降低二次拍攝的可能,大大節(jié)約了時(shí)間和人力成本。

3.2 測(cè)繪數(shù)據(jù)整合 依托于無(wú)人機(jī)設(shè)備的影像采集裝置,對(duì)系統(tǒng)信息進(jìn)行采集與整合,主要是通過無(wú)線操控指令,對(duì)影像信息資源進(jìn)行定向化采集,這樣一來(lái),結(jié)合數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的針對(duì)性與實(shí)效性,可進(jìn)一步查證出當(dāng)前操控狀態(tài)下,系統(tǒng)執(zhí)行某一項(xiàng)指令所存在的可行性。在定向化操控模式下,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用,事先通過航線的確定,界定出不同影像采集模式下,系統(tǒng)采集信息的關(guān)聯(lián)性,確保航線運(yùn)行下的信息采集具備更高的精確度,提高實(shí)際檢測(cè)效果。

3.3 無(wú)人機(jī)圖像集采 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪和工程制圖同步進(jìn)行,不僅可以收集數(shù)據(jù),而且可以收集和整理不同的圖像,有效地滿足制圖要求。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)技術(shù),才能實(shí)現(xiàn)在勘測(cè)和制圖的范圍內(nèi)快速收集信息以及拍攝圖像。通過深度處理前一階段拍攝的圖像并為繪圖工作提供良好的基礎(chǔ),它也可以在此基礎(chǔ)上有效地應(yīng)用于三維建模。并且無(wú)人機(jī)測(cè)繪是高度智能的,可以自動(dòng)處理不符合要求的圖像。例如,使用具有疊加圖像的數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行自動(dòng)縮放可以快速調(diào)整圖像參數(shù)并提供圖像采集的清晰度。

3.4 測(cè)繪數(shù)據(jù)處理 原有的機(jī)械化信息采集模式下,數(shù)據(jù)信息處理呈現(xiàn)出一定的不規(guī)則屬性,特別是受到飛行航線以及角度等方面的影響,影像信息的不同疊加度呈現(xiàn)出錯(cuò)位現(xiàn)象,特別是在圖片對(duì)比與信息統(tǒng)一過程中,極易造成整體影像信息產(chǎn)生形變問題。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用下,通過搭載無(wú)人機(jī)設(shè)備,采用高聚焦特性的相機(jī)設(shè)備,對(duì)鏡頭中的不同角度進(jìn)行坐標(biāo)值標(biāo)記,分析出當(dāng)前相機(jī)運(yùn)行過程中的參數(shù)對(duì)接問題,然后通過焦段間的畸變參數(shù)問題,查證出不同坐標(biāo)值下,影像設(shè)備內(nèi)相片錄取與界定的相關(guān)范疇,提高相片的分辨率。

結(jié)語(yǔ)

隨著攝像技術(shù)和無(wú)人機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步完善,各項(xiàng)功能會(huì)更加強(qiáng)大,更能滿足大比例地形圖測(cè)繪中的要求,適應(yīng)更復(fù)雜地形的測(cè)繪工作。使用無(wú)人機(jī)傾斜攝影,能夠大幅提高大比例尺地形圖測(cè)繪工作的效率,同時(shí)滿足大比例尺地形圖生產(chǎn)的精度要求。在今后的大比例尺地形圖測(cè)繪項(xiàng)目中將逐步的替代傳統(tǒng)測(cè)繪方法,成為主流。