無人機影像處理技術在測繪工程中的應用研究

孫純純

摘 要：人機影像技術運用到測繪工程中可以獲得較多精準、有效的地形信息，具有非常顯著的優勢。在具體測繪過程中要求工作人員能夠正確掌握無人機測繪的工作類型與相關技術，并將其合理運用到測繪工程當中，切實提高我國測繪工作的精密程度以及效率，為人們的生產生活帶來了極大的便利。但是，無人機影像技術在測繪工程的具體應用中還存在一些問題，本文基于此將首先對無人機測繪相關技術的主要類型展開了分析，在此基礎上研究探討了無人機影像處理技術要點和在測繪工程中的具體應用。

關鍵詞：無人機攝影;測繪;應用

引言

從現階段發展來看測繪技術的應用越來越廣，為我國的經濟持續進步奠定了良好的保障。這其中，無人機攝影測量不但具有較強的操作性和響應速度，而且產品種類十分豐富，因此能夠有效完成測繪工程測量的基本工作。

一、無人機測繪相關技術的主要類型

近些年發展的傾斜攝影技術其顛覆了傳統無人機攝影技術生成的正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，其通過在統一飛行平臺上搭載多臺相機，同事從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實值觀世界。在小面積、大比例尺數字化地形測量技術服務中，無人機與載人飛機相比，它不但具有體積小、重量輕、反應快、造價低、使用方便等優勢，而且無人機系統操作也非常簡單，不受空域管制的影響，能夠快速到達檢測區，進行飛行、成像，極大地提高了工作效率。無人機測繪相關技術主要有如下幾種類型：第一，地形圖測繪。先是根據規定的精度要求來對無人機的拍攝角度與分辨率進行設置和調整，并利用成圖軟件將無人機拍攝出來的影像制作成圖。第二，土石方測量。無人機測繪技術還可以計算土石方量。在飛行過程中無人機工作所處的高度稱為飛行高度，此高度與地面具有一定距離，所以能夠將其飛行軌跡計算出來，隨后便可獲得其高程值，運用PostFlight Terra 3D等軟件便可將土石方量計算出來。第三，征地測量。征地測量通常是指測量出所要征收土地的面積。在對該類土地進行測量時，要求能保證國家土地的調度，強化經濟建設效果。通常而言，在實際征地時，不少村民會產生土地糾紛，并且村民與集體間同樣會有該類糾紛出現，尤其是當前加大征地工作力度的社會背景下，不少村民會按照自己的標準來進行土地測量，這無疑是不合法也不合理的。因此，如果能夠正確、合理地運用無人機影像技術，運用正射影像圖來校正，提高測量結果的準確性與權威性，減小村民間的矛盾。第四，新農村建設測繪。其重點在于測繪房屋、電力與交通。在實際調查時，務必要結合具體情況來進行拉邊長與修正工作，如此一來，方可保證實際測量房屋的數據準確性，同時，還需要切實根據相應的技術大綱來有效進行測量成圖。

二、無人機攝影測量技術的應用要點

（一） 無人機航空攝影

（1） 航線設計方面

無人機在實際拍攝的時候，其具體航線設計需要采用分段設計的方式，以此制定8個平高點位置。為了防止在實際操作時出現區域差過大的情況，盡可能將其控制在1/8的范圍內，以此保證測量區域中會有一部分完全重疊，以此對后期的測量工作帶來便利。

（2）航空攝影方面

在實際拍攝的時候，盡可能選擇一些地表植物覆蓋量相對較少的地形，亦或者選擇一些完全不受覆蓋影響的地形。實際拍攝盡可能不要在一些條件較差的環境中進行，以此提升拍攝的清晰度和準確度。不僅如此，還需要根據實際拍攝地形的差異性，根據具體情況調整太陽高度角。

（二）無人機攝影測量的控點布置

像控點的測量通常選用C級以及D級的控制點作為起始點以及檢測點，并將接收機與網絡RTK系統進行連接，以此展開像控點的測量工作。網絡RTK流動站往往需要在CORS的范圍內進行操作，以此進行相應的數據傳輸工作。再利用流動站設點的方式對具體參數予以測量。通常而言，測量觀測的次數至少要2次，對于每次獲得的數據內容都需要進行嚴格審查，以此確保其滿足具體規定的需要。

（三） 無人機攝影數據的處理

（1） 比例調整

和影像坐標不同，相機坐標的測量往往需要提前利用影像畸變差進行調整。具體參數往往包括主點坐標、對稱參數、非對稱參數以及正比例系數。

（2） DEM數據匹配

DEM是獲取影像的高程內容，依靠對模型投影的方式，便可以完成DOM操作。根據當前情況而言，現如今應用最廣的便是PG軟件，以此對該環節中的問題進行處理。該軟件可以進行數據采集，以此匹配各種不同的DEM數據，以此保證測區中的DEM點全部都能滿足地面本身的特性。

三、無人機影像處理技術在測繪工程中的應用

（一） 空三加密應用技術

空三加密技術主要指的是空中三角測量，其工作目的在于根據一些野外控制點，在室內來加密控制點，從而獲得加密點的平面位置與高程的測量方式。該項技術具有保密性、加密性等優點。通常該類技術包括模擬空中三角測量以及解析空中三角測量兩種類型。空三加密技術在無人機影像處理技術中是非常重要的一項內容，并且處理難度也較大。

（二）數據預處理技術

數據預處理技術主要指的是預先處理部分數據的一項技術。例如，在轉換或增強大多數地球物理面積性觀測數據前，先是要把分布沒有規律的測網通過插值轉化為規則網的處理，從而方便計算機的運算。

（三） 影像畸形改正

因為無人機影像技術和一般技術存在較大不同，通常都是采用非量測相機，國內在進行大比例尺測量時普遍采用單反，以便于能夠有效結合定焦相機[2]。不過在無人機拍攝時便會出現畸形問題，所以必須要進行控制。對于部分剖面測量數據，如地震資料預處理中出現多路編輯、重新取樣、重新排列、垂直疊加、編輯、加道頭等，在實際航拍時普通的攝像機和無人機攝像頭是有所區別的，所以必須要對該類圖片實施修正，同時取得相應數據。

（四） 無人機拍攝數據處理

由于不同于普通拍攝方法，無人機拍攝時其數碼影像排列并不規則，且存在較大角度，所以有許多拍攝影像重疊，不過由于模型體積較小，所以不會有畸形情況出現，不能將空中三角測量數據準確地進行傳達，并且會導致空轉自動轉點的失敗幾率增加，加大了人工矯正的工作量。所以在實施立體測圖時往往要更換模型，使得工作效率下降。結合實驗結果，如果在控制點密度較大情況下，會導致區域網平差后的精度比較高。在后續控制點布設時，要求將其密度增加，從而保證精度達標。在該區域進行測圖要求具有較高的精度，方可確保測度的精準程度。

（五）無人機攝影測量技術在地質災害中的應用

一旦發生地質災害，通過無人機攝影測量技術可以對地質災害形成的原因進行分析，通過遙感、地面調查等方式進行地質災害資料內容的獲取，明確區域中的水文、氣象、巖層等相關資料，分析地質的危險性，劃分災害的類別，為災害的防治提供對應的方法，觀察地質災害的動力活動或者地質的異常變化情況，對災害位置進行定位，形成真實的三維立體模型。通過無人機的傾斜攝影與測量技術的結合，從多個角度進行影像數據的采集。

四、結語

總之，無人機航攝系統的推廣應用是國家測繪地理信息局提升我國測繪技術裝備水平的重要內容之一。作為傳統航空攝影測量手段的有力補充，無人機航攝系統的應用不僅能夠大幅提升測繪應急保障服務能力，而且在構建數字中國、監測地理國情、重構建筑結構、提升社會管理效能等方面也發揮了積極作用。

參考文獻：

[1]劉學杰.大比例尺基礎測繪工程中無人機影像處理技術的運用[J].中華建設，2015（8）：148-149.

[2]魯恒，李永樹，何敬，等.無人機低空遙感影像數據的獲取與處理[J].測繪工程，2011，20（1）：51-54.