無人機(jī)影像處理技術(shù)在大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程中的重要作用

趙京黔　周　亦　郭　超（1.華北地質(zhì)勘查總局綜合普查大隊(duì)河北中色測(cè)繪有限公司，河北　三河　065201；2.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心北京測(cè)繪院，北京　100012）

無人機(jī)影像處理技術(shù)在大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程中的重要作用

趙京黔1，2周亦1，2郭超1，2
（1.華北地質(zhì)勘查總局綜合普查大隊(duì)河北中色測(cè)繪有限公司，河北三河065201；2.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心北京測(cè)繪院，北京100012）

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，在一些城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、土地資源管理、地理信息系統(tǒng)體系建設(shè)等基礎(chǔ)測(cè)繪工程領(lǐng)域，無人機(jī)影像處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。本文就以在大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程中無人機(jī)影像處理技術(shù)的運(yùn)用為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行探討和分析。

基礎(chǔ)測(cè)繪工程；無人機(jī)；影像處理技術(shù)；應(yīng)用

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及科技水平的不斷提高，在許多城鄉(xiāng)規(guī)劃工程項(xiàng)目的建設(shè)當(dāng)中都普遍用到無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，像無人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)已經(jīng)在全國范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用和普及。本文重點(diǎn)研究在大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程當(dāng)中的無人機(jī)影像處理技術(shù)，以及無人機(jī)影像處理技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。

1“大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程”與“無人機(jī)影像”

1.1大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程。基礎(chǔ)測(cè)繪工程，就是指對(duì)某一個(gè)區(qū)間、空間進(jìn)行測(cè)量，或者是對(duì)某個(gè)區(qū)域的土地及面積進(jìn)行測(cè)量，通過測(cè)量到的各種有效信息、資料來繪制地形地圖等。在我們這里，通常會(huì)在一些大型工程建設(shè)之前來對(duì)其所在區(qū)域進(jìn)行地形圖的繪制工作，或者是在開發(fā)處女地（未經(jīng)開墾的土地或未探索的領(lǐng)域）的時(shí)候進(jìn)行基礎(chǔ)航空攝影，來獲取基礎(chǔ)地理信息的遙感資料。

1.2無人機(jī)影像。無人機(jī)影像就是指無人機(jī)遙感影像，在新形勢(shì)下背景下，無人機(jī)遙感是遙感的發(fā)展趨勢(shì)之一。無人機(jī)遙感影像技術(shù)之所以得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①無人機(jī)遙感影像技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)具備很多優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)，它運(yùn)行工作的成本較低，再者就是在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候靈活性非常強(qiáng)。②無人機(jī)遙感影像應(yīng)用技術(shù)是作為衛(wèi)星遙感、航空遙感的補(bǔ)充而存在和發(fā)展的，因?yàn)闊o人機(jī)由于自身特性，所以很多的功能是衛(wèi)星遙感、航空遙感所不具備的。無人機(jī)影響的特點(diǎn)：前面也稍微的提及到了一點(diǎn)，無人機(jī)攝影相比較于那些載人的常規(guī)比較大的航空攝影飛機(jī)而言，其攝影相機(jī)的小型化、非專業(yè)化以及無人機(jī)飛行平臺(tái)的低空化是其獨(dú)有的特點(diǎn)，同時(shí)也是一定意義上的優(yōu)勢(shì)。其具體的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為，無人機(jī)的種類多樣化、所搭配的攝影相機(jī)也多樣化，所以不同種類的無人機(jī)搭配不同類型攝影相機(jī)，其獲取到的影像信息及數(shù)據(jù)方面的質(zhì)量也就不同。像幅小、色彩真實(shí)、分辨率高是無人機(jī)影像普遍存在的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

2　無人機(jī)影像處理應(yīng)用技術(shù)

2.1空三加密應(yīng)用技術(shù)。關(guān)于空三加密，空三加密是我國無人機(jī)影像處理技術(shù)的關(guān)鍵所在，同時(shí)它也是整個(gè)工作流程當(dāng)中的處理最難點(diǎn)，其質(zhì)量和程度的好壞直接影響到后續(xù)的成果精度的準(zhǔn)確性。我國早期發(fā)展無人機(jī)影像處理技術(shù)時(shí)，在大比例尺的基礎(chǔ)測(cè)繪工程過程中，空三加密是當(dāng)時(shí)的主要瓶頸。后來經(jīng)過綜合的運(yùn)用多項(xiàng)相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，以及科學(xué)的處理方法和策略，才得以解決這個(gè)問題。目前，空三加密多是采用我國測(cè)繪科學(xué)研究院研究制作的PixelGrid這種高分辨率的遠(yuǎn)程低空遙感影像一體化測(cè)圖系統(tǒng)。

2.2大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程影像數(shù)據(jù)預(yù)處理。無人機(jī)影像本身在航空測(cè)繪拍攝的過程中，所用到的攝影相機(jī)基本上都是非量測(cè)相機(jī)，所以其所拍攝到的影像圖片也存在邊緣上的光學(xué)畸變，所謂畸變現(xiàn)象在圖E中可以看到。這種影像相片的邊緣光學(xué)畸變，它已經(jīng)改變了所拍攝區(qū)域的實(shí)際地面地形位置等方面。所以，在基礎(chǔ)測(cè)繪過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理可以更好的對(duì)影像圖片進(jìn)行矯正。

2.3影像畸變改正。前面也提到了影像畸變，無人機(jī)影像航空測(cè)繪與傳統(tǒng)航空攝影有所不同，我們所使用的低空遙感平臺(tái)，通常情況下搭載的都是非量測(cè)攝影相機(jī)。就目前而言，我國國內(nèi)在進(jìn)行大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程過程中，在無人機(jī)影像處理技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域上，普遍使用的是500D、5DMarkII等民用普通單反攝影相機(jī)，它是用來配合定焦鏡頭來進(jìn)行空中拍攝的。受到以上這些因素的影響和作用下，無人機(jī)拍攝到的影像相片存在著不同程度的畸變現(xiàn)象，如圖E所示。所以，我們?cè)跍y(cè)繪的時(shí)候?yàn)榱讼魅鹾徒档头橇繙y(cè)攝影相機(jī)由于畸變而帶來的誤差，采取以下必要的改正措施。改正模型如下：

①式和②式中的x，y分別表示像素坐標(biāo)系中像點(diǎn)的坐標(biāo)，K1和K2為影像圖片畸變系數(shù)，P1，P2表示偏心畸變系數(shù)。通過計(jì)算來對(duì)其進(jìn)行還原。

結(jié)語

在大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程中，運(yùn)用無人機(jī)影像處理技術(shù)可以更方面的獲取地形圖等相關(guān)資料。無人機(jī)本身具有機(jī)動(dòng)化、快速航測(cè)拍攝等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，所以獲取的影像圖片也具有高分辨率特點(diǎn)。在運(yùn)用的過程中，像一些技術(shù)性的處理措施是非常重要的，它可以幫助無人機(jī)航測(cè)過程中提高其工作運(yùn)行的效率，更好的為相關(guān)部門進(jìn)行大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程提供服務(wù)和保障。

[1]姜麗麗，高天虹，白敏.無人機(jī)影像處理技術(shù)在大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程中的應(yīng)用研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2013，36（07）：174-176.

[2]行曉黎.無人機(jī)遙感影像的處理及應(yīng)用研究[D].桂林理工大學(xué)，2011：187-188.

[3]劉春，萬紅，李巍岳，等.基于無人機(jī)影像的大型滑坡區(qū)域精細(xì)地形構(gòu)建研究[J].井岡山大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015（01）：11-12.

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