無人機影像處理技術在測繪工程中的應用

時麗艷

摘要：無人機影像技術是在無人機航測過程中常見的一項技術措施，該技術的應用強化了測繪工程的工作范圍，能夠有助于無人機航測工作的順利開展。文章通過對無人機在測繪工程中的常見類型進行分析，探討無人機影像處理技術在測繪工程中的應用，希望通過文章為相關工作提供一些參考。

關鍵詞：無人機;影像處理;測繪工程;處理技術

引言

可視化管理極大地提升了項目管理的績效，是一種行之有效的組織生產手段。對于施工現場而言，如果能夠按照預設的時間節點獲取施工現場實景正射影像和三維逆向模型成果，一方面，可以直接使用三維模型進行交互計算;另一方面，基于正攝影像或三維模型在地理信息平臺進行二次開發，將施工數據進行重構與組織，構建施工現場的實景可視化系統，可以直觀地掌控施工進程和資源調配。

一、無人機在測繪工程中的工作類型

（一）在地理測繪中的應用

當前，地理測繪工作的地位越來越重要，而無人機遙感系統在地理測繪中的應用面也在不斷擴大，通過強化科技支撐，對于提供優質高效的服務成效具有重要意義。無人機遙感技術作為一門新興信息技術，其機動靈活、快速高效、精細準確的特點，在智慧城市建設、自然資源調查、應對自然災害、應急事件處置等眾多領域中得到了推廣應用，在地理測繪中應用無人機遙感系統，需要相關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質高效的地理信息公共服務，切實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常出現藍藻污染的地點設置測試點，需要及時準確地掌握藍藻生長的情況，并且保證在暴雨等惡劣天氣中發揮監測作用。在此過程中無人機監測技術發揮了重要作用。無人機航測技術進行水污染防治需要對大面積的水域進行控制，通過高清攝像機和其他的圖像采集傳輸設備實現空中數據的傳輸，水污染治理人員根據傳輸的數據進行環境保護。在水污染治理工程中進行數據采集時，一般都是無人機自動傳輸與人工參與結合起來完成的，這樣就最大程度地保證了數據的準確性。由于無人機使用的高清攝像機大多是變焦鏡頭，因此需對變焦鏡頭進行定焦，再找到畸變參數和焦距之間的聯系，就可以準確得知測量情況。

（三）在土地動態監測中的應用

目前，無人機遙感系統在土地的動態監測中也有一定的應用，使用無人機高分辨率影像數據來為土地利用的動態變化和資源和生態環境監測提供有效技術支持，能夠方便進行資源礦產勘測、地質災害預防防治、地質遺跡保護等工作開展。現在，借助無人機遙控技術，能夠對土地進行進行提取，獲得變化數據，違法土地利用進行監測，針對一些關鍵區域，可以運用獲得的多時相數據識別，對于土地利用現狀進行分析。目前，在無人機遙控系統應用，研究使用自動或者是半自動技術，研究土地利用的分類以及變化，這對于提升利用效益、促進成本降低具有重要意義。

（四）水電管網可視化管理

地下管網主要指廠區范圍內的排洪管網、給水管網、排水管網、消防設施及管線、供暖設施及管線、強電設施及管線、弱電設施及管線。管網管理模塊主要針對上述管網、管線、電纜地下設施進行維護及分析功能。首先，根據圖樣設計資料模擬廠內地下水電管網的屬性、位置、深度、管徑等;其次，根據設計提供的三維模型實現地下管網與地上建構筑物的融合;最后，通過圖示即可查看管網的功能與影響范圍。此外，還需要重點關注地下電纜的敷設情況。如果采用電纜溝方式敷設永久電纜，則電纜溝覆蓋前應進行影像掃測和走向特征點數據的采集，錄入總平管理系統的管網管理模塊。對于臨建區域內部的臨時電纜，施工方提交的用電申請上需附加電纜走向特征點（起終點和拐點）的坐標，再通過無人機影像得到臨時管線的信息。

（五）在城市管理中的應用

利用無人機傾斜攝影測量技術可以快速建立城市的三位實體模型，對于城市的建設與管理具有十分重要的意義。無人機傾斜攝影測量可以對城市進行實時航拍，及時更新測量數據，城市管理者通過這些數據可以制定出更科學的城市管理方案。另外，由于城市的建筑物普遍較為高大，結構復雜，使用傳統測量方法工程難度很大，而無人機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行更新和處理。總之，利用無人機傾斜攝影測量技術可以加快城市化進程，促進城市發展。

二、無人機影像處理技術在測繪工程中的應用策略

（一）提高數據采集精度的經驗性做法

無人機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目能達到的最好效果。在外業采集過程中，選擇較好的天氣、做好相機的調校尤為重要。航攝相片為地面景物的中心投影構像，而地圖是地面景物的正射投影，當地面和相片均嚴格水平時，兩種投影結果是等效的;但地球表面起伏將引起像點位移，無人機平臺飛行過程中的波動會引起相片傾斜。因此，盡量選擇晴朗無風的天氣條件進行航拍，以增強相片的判讀性和保證飛行姿態的穩定性，從而提高相片坐標系下的像素點平面精度;在高差大于1/4相對航高的測區需分區進行航線設計，以減少由投影參考面變化造成的投影誤差。

（二）數據的處理

在無人機航空攝影測量技術應用過程中，數據處理工作對測量技術應用成效具有直接影響，而隨著近年來測量技術應用范圍的不斷擴大，為確保信息處理的有效性和科學性，在對數據進行處理時，為從根本上提高處理質量和處理精準度，工作人員可采取運動回復結構算法，并通過將其與計算機視覺與攝影測量學原理相結合，從而確保無人機航空攝影測量技術在使用時，即使缺少相機檢校參數，也能建立較為精準的三維模型來校正數據，以此來滿足后期工程的制圖要求。

（三）相片控制

現代科技不斷發展，無人機設備集中了大量的先進技術，在進行地形攝像測量工作時，不僅需要無人機對地形進行攝像數據收集，還需要對地形全面進行分析、識別。同時，無人機還配備了全球定位系統，通過結合運用攝像測量工作和定位系統，能夠提高攝像測量采集數據的穩定性、實用性和可靠性。此外，測繪工作人員在使用無人機進行地形攝像測量數據收集時，要對無人機進行穩定操作，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據信息采集的不利影響，提高無人機地形信息采集能力，給測繪人員輸出更有價值的地形信息，提高地形圖測繪質量。

（四）影像的預處理

在無人機遙感系統應用中，還需要解決分辨率的問題，要確保遙感影像精準有效，要使用高分辨率遙感數據，確保無人機平臺和傳感器數據訥訥夠實現實施處理融合，確保無人機遙感系統全天精準有效作業。針對影像進行預處理操作的時候，主要分為畸變重的有效采樣以及影像的相應拼接處理等操作。原始狀態的影像數據在完成畸變重的采樣之后，便可以完成數字化攝影測量的相應工作站內部各項數據的后期處理工作，在選擇多面陣式數碼航攝應用系統的時候，便需要完成影像的相應拼接處理作業，影像拼接作業的關鍵點就是針對影像進行匹配運算。

結語

綜上所述，隨著影像獲取的方式增多、成本降低、數據處理速度和精度提高、影像數據集成平臺的發展，建立小型施工場地實景可視化平臺趨于現實，無人機影像技術的應用還將強化測量工程可視化水平，提高測量準確性，為工程建設、城市發展提供更可靠的依據。

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作者單位：天津市武清區土地整理中心