無人機(jī)影像處理技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

隋慶欣

摘要：無人機(jī)影像技術(shù)是在無人機(jī)航測過程中常見的一項(xiàng)技術(shù)措施，該技術(shù)的應(yīng)用強(qiáng)化了測繪工程的工作范圍，能夠有助于無人機(jī)航測工作的順利開展。文章通過對無人機(jī)在測繪工程中的常見類型進(jìn)行分析，探討無人機(jī)影像處理技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用，希望通過文章為相關(guān)工作提供一些參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);影像處理;測繪工程;處理技術(shù)

一、無人機(jī)在測繪工程中的工作類型

（一）在地理測繪中的應(yīng)用

當(dāng)前，地理測繪工作的地位越來越重要，而無人機(jī)遙感系統(tǒng)在地理測繪中的應(yīng)用面也在不斷擴(kuò)大，通過強(qiáng)化科技支撐，對于提供優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)成效具有重要意義。無人機(jī)遙感技術(shù)作為一門新興信息技術(shù)，其機(jī)動靈活、快速高效、精細(xì)準(zhǔn)確的特點(diǎn)，在智慧城市建設(shè)、自然資源調(diào)查、應(yīng)對自然災(zāi)害、應(yīng)急事件處置等眾多領(lǐng)域中得到了推廣應(yīng)用，在地理測繪中應(yīng)用無人機(jī)遙感系統(tǒng)，需要相關(guān)地理信息主管部門要按照新形勢、新要求、新定位，一如既往地向社會提供更加優(yōu)質(zhì)高效的地理信息公共服務(wù)，切實(shí)履行好新時代賦予地理信息管理的新使命。

（二）水污染治理

水污染治理工程中一般要在經(jīng)常出現(xiàn)藍(lán)藻污染的地點(diǎn)設(shè)置測試點(diǎn)，需要及時準(zhǔn)確地掌握藍(lán)藻生長的情況，并且保證在暴雨等惡劣天氣中發(fā)揮監(jiān)測作用。在此過程中無人機(jī)監(jiān)測技術(shù)發(fā)揮了重要作用。無人機(jī)航測技術(shù)進(jìn)行水污染防治需要對大面積的水域進(jìn)行控制，通過高清攝像機(jī)和其他的圖像采集傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)空中數(shù)據(jù)的傳輸，水污染治理人員根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。在水污染治理工程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，一般都是無人機(jī)自動傳輸與人工參與結(jié)合起來完成的，這樣就最大程度地保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于無人機(jī)使用的高清攝像機(jī)大多是變焦鏡頭，因此需對變焦鏡頭進(jìn)行定焦，再找到畸變參數(shù)和焦距之間的聯(lián)系，就可以準(zhǔn)確得知測量情況。

（三）在土地動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

目前，無人機(jī)遙感系統(tǒng)在土地的動態(tài)監(jiān)測中也有一定的應(yīng)用，使用無人機(jī)高分辨率影像數(shù)據(jù)來為土地利用的動態(tài)變化和資源和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供有效技術(shù)支持，能夠方便進(jìn)行資源礦產(chǎn)勘測、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防防治、地質(zhì)遺跡保護(hù)等工作開展?，F(xiàn)在，借助無人機(jī)遙控技術(shù)，能夠?qū)ν恋剡M(jìn)行進(jìn)行提取，獲得變化數(shù)據(jù)，違法土地利用進(jìn)行監(jiān)測，針對一些關(guān)鍵區(qū)域，可以運(yùn)用獲得的多時相數(shù)據(jù)識別，對于土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析。目前，在無人機(jī)遙控系統(tǒng)應(yīng)用，研究使用自動或者是半自動技術(shù)，研究土地利用的分類以及變化，這對于提升利用效益、促進(jìn)成本降低具有重要意義。

（四）水電管網(wǎng)可視化管理

地下管網(wǎng)主要指廠區(qū)范圍內(nèi)的排洪管網(wǎng)、給水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)、消防設(shè)施及管線、供暖設(shè)施及管線、強(qiáng)電設(shè)施及管線、弱電設(shè)施及管線。管網(wǎng)管理模塊主要針對上述管網(wǎng)、管線、電纜地下設(shè)施進(jìn)行維護(hù)及分析功能。首先，根據(jù)圖樣設(shè)計(jì)資料模擬廠內(nèi)地下水電管網(wǎng)的屬性、位置、深度、管徑等;其次，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的三維模型實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)與地上建構(gòu)筑物的融合;最后，通過圖示即可查看管網(wǎng)的功能與影響范圍。此外，還需要重點(diǎn)關(guān)注地下電纜的敷設(shè)情況。如果采用電纜溝方式敷設(shè)永久電纜，則電纜溝覆蓋前應(yīng)進(jìn)行影像掃測和走向特征點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集，錄入總平管理系統(tǒng)的管網(wǎng)管理模塊。對于臨建區(qū)域內(nèi)部的臨時電纜，施工方提交的用電申請上需附加電纜走向特征點(diǎn)（起終點(diǎn)和拐點(diǎn)）的坐標(biāo)，再通過無人機(jī)影像得到臨時管線的信息。

（五）在城市管理中的應(yīng)用

利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)可以快速建立城市的三位實(shí)體模型，對于城市的建設(shè)與管理具有十分重要的意義。無人機(jī)傾斜攝影測量可以對城市進(jìn)行實(shí)時航拍，及時更新測量數(shù)據(jù)，城市管理者通過這些數(shù)據(jù)可以制定出更科學(xué)的城市管理方案。另外，由于城市的建筑物普遍較為高大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用傳統(tǒng)測量方法工程難度很大，而無人機(jī)的介入則可以快速獲取建筑信息，從而便于人們對建筑模型進(jìn)行更新和處理?？傊?，利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)可以加快城市化進(jìn)程，促進(jìn)城市發(fā)展。

二、無人機(jī)影像處理技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用策略

（一）提高數(shù)據(jù)采集精度的經(jīng)驗(yàn)性做法

無人機(jī)航測的精度取決于很多方面，其中原始照片的好壞將決定項(xiàng)目能達(dá)到的最好效果。在外業(yè)采集過程中，選擇較好的天氣、做好相機(jī)的調(diào)校尤為重要。航攝相片為地面景物的中心投影構(gòu)像，而地圖是地面景物的正射投影，當(dāng)?shù)孛婧拖嗥鶉?yán)格水平時，兩種投影結(jié)果是等效的;但地球表面起伏將引起像點(diǎn)位移，無人機(jī)平臺飛行過程中的波動會引起相片傾斜。因此，盡量選擇晴朗無風(fēng)的天氣條件進(jìn)行航拍，以增強(qiáng)相片的判讀性和保證飛行姿態(tài)的穩(wěn)定性，從而提高相片坐標(biāo)系下的像素點(diǎn)平面精度;在高差大于1/4相對航高的測區(qū)需分區(qū)進(jìn)行航線設(shè)計(jì)，以減少由投影參考面變化造成的投影誤差。

（二）數(shù)據(jù)的處理

在無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)處理工作對測量技術(shù)應(yīng)用成效具有直接影響，而隨著近年來測量技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，為確保信息處理的有效性和科學(xué)性，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，為從根本上提高處理質(zhì)量和處理精準(zhǔn)度，工作人員可采取運(yùn)動回復(fù)結(jié)構(gòu)算法，并通過將其與計(jì)算機(jī)視覺與攝影測量學(xué)原理相結(jié)合，從而確保無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在使用時，即使缺少相機(jī)檢校參數(shù)，也能建立較為精準(zhǔn)的三維模型來校正數(shù)據(jù)，以此來滿足后期工程的制圖要求。

（三）相片控制

現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，無人機(jī)設(shè)備集中了大量的先進(jìn)技術(shù)，在進(jìn)行地形攝像測量工作時，不僅需要無人機(jī)對地形進(jìn)行攝像數(shù)據(jù)收集，還需要對地形全面進(jìn)行分析、識別。同時，無人機(jī)還配備了全球定位系統(tǒng)，通過結(jié)合運(yùn)用攝像測量工作和定位系統(tǒng)，能夠提高攝像測量采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、實(shí)用性和可靠性。此外，測繪工作人員在使用無人機(jī)進(jìn)行地形攝像測量數(shù)據(jù)收集時，要對無人機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定操作，更加全面地開展圖像采集工作，盡量減少外界天氣因素對攝像數(shù)據(jù)信息采集的不利影響，提高無人機(jī)地形信息采集能力，給測繪人員輸出更有價值的地形信息，提高地形圖測繪質(zhì)量。

（四）影像的預(yù)處理

在無人機(jī)遙感系統(tǒng)應(yīng)用中，還需要解決分辨率的問題，要確保遙感影像精準(zhǔn)有效，要使用高分辨率遙感數(shù)據(jù)，確保無人機(jī)平臺和傳感器數(shù)據(jù)訥訥夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)施處理融合，確保無人機(jī)遙感系統(tǒng)全天精準(zhǔn)有效作業(yè)。針對影像進(jìn)行預(yù)處理操作的時候，主要分為畸變重的有效采樣以及影像的相應(yīng)拼接處理等操作。原始狀態(tài)的影像數(shù)據(jù)在完成畸變重的采樣之后，便可以完成數(shù)字化攝影測量的相應(yīng)工作站內(nèi)部各項(xiàng)數(shù)據(jù)的后期處理工作，在選擇多面陣式數(shù)碼航攝應(yīng)用系統(tǒng)的時候，便需要完成影像的相應(yīng)拼接處理作業(yè)，影像拼接作業(yè)的關(guān)鍵點(diǎn)就是針對影像進(jìn)行匹配運(yùn)算。

結(jié)語

綜上所述，隨著影像獲取的方式增多、成本降低、數(shù)據(jù)處理速度和精度提高、影像數(shù)據(jù)集成平臺的發(fā)展，建立小型施工場地實(shí)景可視化平臺趨于現(xiàn)實(shí)，無人機(jī)影像技術(shù)的應(yīng)用還將強(qiáng)化測量工程可視化水平，提高測量準(zhǔn)確性，為工程建設(shè)、城市發(fā)展提供更可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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