無人機測繪融入地理信息定位技術的實現路徑

楊利榮

（寧夏自然資源勘測調查院，寧夏 銀川 750000）

0 引言

利用無人機測繪系統，以遙感技術為平臺，實現地理信息的獲取。在無人機的起飛中，選擇直升式或滑角式，無人機可儲備油能、電能。航線設計以及拍攝/掃描中心是無人機測繪的重點，基于地信息定位技術的要求，無人機測繪必須結合該地區的氣候特征，對測繪路線、飛行時間、測繪距離等進行規劃。根據最終拍攝的圖像，完成特征數據模型的建設。基于地理信息定位技術，測繪結果匹配度高、準確性高，降低傳統在測量過程中數據模糊的問題。在灰度值的計算中，可借助影像關系，直接計算地理影像的坐標，獲取信息分類。通過三角測量無人機測繪信息定位方法，將保障無人機測繪發揮自身的獨特優勢。

1 無人機測繪技術的優勢

1.1 拍攝圖像分辨率高

無人機測繪技術拍攝圖像分辨率極高，以往常規的測繪模式受當地自然氣候影響，如云層因素、霧氣因素、陽光因素等。在測繪時，這些自然因素很容易影響測繪結果的精準性，導致采集數據出現差異。通過無人機測繪技術，不僅能夠避免常規測繪過程中受到的自然影響，同時無人機還可以自動調整測繪角度，甚至可以低空飛行。這就保證采集后的資料不受客觀因素干擾，且圖像分辨率會得到提升。此外，除空曠區域測量外，在密集建筑區域，如高層區域，常規的測量技術受建筑物影響，采集到的圖像有可能出現建筑物邊緣失真、畸變概率高。而無人機測繪技術可以規避這種影響，降低周圍建筑物的干擾。分析建筑物紋理，在建模時考慮到畸變率以及失真率，保障測繪技術符合最終建模要求[1]。

1.2 可保證機身安全性

無人機測繪技術有高安全性、高靈活性，無人機自身在飛行時，可自動分析周圍環境，結合計算機分析軟件，提前預測環境變化。如分析是否會出現強降雨、颶風等天氣。以周圍環境為標準，對于自身飛行路線、續航以及拍攝進度實現調整。無人機可隨時進行低空、高空飛行，常規的氣候影響可忽略不計[2]。同時，無人機自身體積較小，這種高靈活性使無人機可以拍攝特殊地區的影像資料。在運行時，若無人機遇突發性不可控氣候或其他客觀因素導致損毀，也不會造成人員傷亡，是一種集經濟、安全、可靠、精準于一體的測繪技術。

1.3 拍攝測繪效率理想

無人機測繪效率高，且對于特殊區域的測量，考慮空間、區域要求，若使用大型航拍實用性較低，且花費較高，采集的數據也無法滿足要求。通過無人機多角度進行測繪，保證拍攝圖像有參考意義。分析無人機傳回的影像資料，得知無人機拍攝的角度通常包含2～3 面。例如，對同一類型建筑物，無人機可進行多角度拍攝，通過俯拍、平拍、側拍等角度，提高測繪效率，使圖形建模結果更精準。

2 無人機測繪融合地理信息定位技術實現路徑

2.1 無人機拼接技術

無人機測繪融合地理信息定位技術在實現路徑中，著重于拼接技術。測繪過程中，對無人機的飛行路線、航拍角度等實現調整，考慮相機的焦距限制，計算拍攝比例。無人機可基于精準性要求，自動調節飛行高度。無人機遙感技術影像數據較多，且降幅較小。如整片地理區測量時，僅能拍攝部分區域。將測量區域定為A、B、C 大區域，無人機測繪可將A、B、C 等大區域劃分為a1～a10 小區域。通過拍攝a1～a10 小區域圖像進行拼接，完成整個區域的測繪。但無人機在飛行時雖然能夠規避不良天氣影響，但若出現風向因素，還是會對無人機的飛行產生干擾，導致飛行不穩定[3]。在無人機拍攝圖像完畢后，處理圖像時還需要考慮這種因素，對圖像進行幾何糾正，完成精準融合。通過地理位置的查詢，將所有無人機影像拼接，基于地理信息定位技術研究，可以保障地形圖和分辨率達到高標準。在影像糾正后，放置對應的地理圖像空間中，完成同名控制。

通過幾何變化數學模擬，建立無人機測繪圖像以及地理信息之間的關聯。并賦予精準的地理信息定位，對后續信息采集可進行自動分析。如針對同一圖像完成重疊，保障圖像精準性。無人機遙感影像所使用的傳感器類型較多，且遙感設備較為豐富。不僅包含數碼相機，同時也包含了雷達以及掃描儀。在常規測繪時，通過可見光完成地理信息的觀測。對于不良條件，如陰天或無可見光時，便可借助掃描儀、雷達等進行繪測。無人機測繪技術分辨率高，價格合理。將所采集到的數據傳輸回計算機，通過邏輯分類處理功能，結合數據庫比對，保障最終采集到的數據符合建模特征。無人機測繪技術集合光譜、遙感、影像分辨率等，與常規的測繪模式相比精準性更高，包含的信息更加豐富[4]。對于當地特殊的地理信息，會顯示出其波段以及類型，并了解某些特定區域的詳細情況。如當地區域的植被以及耕地情況、水資源分布情況、建筑密度等。

2.2 無人機測繪地理信息坐標、定位技術

無人機測繪地理信息坐標，要結合傳統測繪技術的優勢進行更新。對已采集到的數據進行劃分，并分析傳回圖像進行鑲嵌，獲得全景數據坐標。在數據處理時，借助GDAl 轉換庫，對像素以及地理坐標轉換通過函數公式進行分析。對所有過程完成自動簡化處理，可以提高圖像拼接的預估效率，降低時間耗費。通過計算，可以得知所有圖像在拼接時必然會出現重疊區域，但此重疊區域若不經過處理，將會使重疊區域數據重復，加大建模量。因此，對于重疊區域，為了避免出現錯位原因，在拍攝中無人機遙感技術將考慮鏡頭畸變原因，對像素不均勻以及地理信息定位問題進行規避。如對重疊區域，以對角線為拼接線，并選擇合理寬度、高度，完成比例輸出[5]。同時，借助定位技術，還可以解決出現的模糊問題。在已獲取地理信息坐標基礎上，利用誤差方程式，了解地面信息控制點，完成向量坐標的觀測值設定。在分類時，選取清晰無人機影像以及定位標志，在無人機測繪的地理信息定位技術上完成分類。例如，包含高程控制點以及平面控制點，選取清晰的定位標志，如交叉口、地接線、河流瘋。通過測繪地理信息了解其平均值以及均方差，并基于控制點、檢核點實現數據處理，如表1 所示。

表1 分析地理信息定位的控制點和檢核點

2.3 無人機三角測量定位技術

通過無人機三角測量定位技術，在測繪工程中可以對已采集到的數據進行算法處理，完成最優化等級分配。例如，常規的測量方式是逐項分解，這種數據處理方法有較多的局限性。而三角測量方式則是通過先進的網格劃分標準，對所有區域進行判定，選擇有明顯特征的關鍵點，完成數據換算。這種全新的換算方式會保障最終影像分辨率得到質的提升，可以規避以往在測量過程中出現的影像不合格等問題。基于地理信息定位技術，使用三角測量方法，可以對已有的地理影像實現提取，開展最終的定位收尾工作。在應用三角測量技術時，對于定位精準性，要分析影像自身的灰度值，隨后確定最終的紋理指標。在信息平均分配性中，考慮影像清晰度以及局限性。通過時間對比，提升最終的精準效果。在測量過程中，要對已有的控制點實現測算，并以坐標點為中心數據，完成觀察。將獲取到的各控制點實現精準分類，在完成坐標測繪的同時，進行平均值以及差值的計算。基于無人機測繪的定位標準，對所有的信息圖像進行分配，完成差異化數據分析。例如，對于有差異化的圖像，可將此圖像設定為特殊的數據指標。在其他數據處理完畢后，以匹配方式對該指標完成局部放大處理。三角測量法所獲取的數據信息會被優先分析，基于最終的控制點，結合地理位置實現確定。此外，在地理圖像坐標測試中，使無人機三角測量定位技術，將會完成圖像以及數據源頭的整合，保障生成的全景圖更加直觀、科學。在地理信息以及影像信息的融合過程中，無人機地理圖像信息對已有的地面控制點采取誤差計算方式，提高虛擬觀測值以及最終分析效果。

2.4 無人機測繪遙感技術

無人機測繪遙感技術在地形圖測繪中，能夠發揮巨大優勢。以1:2000 比例分析，對比例區域可實現高精度縮放。無人極遙感技術可以基于此縮放比例，利用DOM 數據完成加載，在大面積圖形測繪過程中精度極高。此外，在拍攝測繪過程中，將圖像數據加載ArcGIS中，并結合實際情況以及測繪要求，建立多項圖層。在圖層建設完畢后，采集已有的建筑特征點，完成詳細繪制，獲得高精度的矢量數據圖形。在遙感技術的應用過程中，不僅能夠保障現代圖形的測繪精度，同時亦滿足后續測繪工程的效率要求。在城市測繪中，無人機遙感技術還可實現特殊高程的測量分析，解決以往在測量時出現的地區缺陷。例如，對于一些高海拔地區，將會取得更加精準的數據。通過數據分析，突破局限。針對5500m 以上的海拔，無人機測繪技術也可發揮采集優勢。通過攝像、掃描等技術，完成平面數據的獲取。通過數據比例，以1:200 的遙感比例，可以實現最高6800m2的測量。這種獨特的優勢為我國土地改革提供指標，借助無人機遙感測繪技術，可以提高最終的測繪效率以及質量，滿足數據規劃，減少冗余成本支出。

3 無人機測繪融合地理信息定位技術案例分析

無人機測繪融合地理信息定位技術，在案例分析中，可以編制一個地面圖形，將其定為某實驗工程，并完成關鍵數據點局部放大。通過Microsoft Visual C++完成地表之間的關系判定，并對某一部分地理信息位置進行定位。例如，無人機測繪技術采集圖像后，提取圖像中的關鍵信息，了解地表之間的關聯度。在保障視覺效果的基礎上，基于觀測點、地理坐標等實現對比分析。在了解無人機測繪定位精準性的基礎上，進一步獲取圖像分辨率，完成實驗規劃。就能否清晰分辨地理信息位置完成測試，在比對結果中，根據1～3、4～5、7～9 區域，保障分辨率維持在50～70%。通過實驗比對，了解提取信息影像分辨率極高，對于地理信息的具體位置可精準定位，如圖1 所示。

圖1 地理信息數據分析——以圖像分辨率為標準

通過模擬案例分析，可以了解我國地理信息定位技術的重要發展方向便是無人機測繪技術。傳統的方式已經無法滿足未來地理信息定位的要求，因此無人機測繪應運而生。對已收集到的圖像進行糾正以及拼接，完成最終定位，保障精準度。了解實際定位坐標，結合誤差計算公式，對所有的地面控制點進行高程計算，完成觀測值的設定，選取清晰的影像完成定位。分析平均差以及均方差，不僅能夠具有更高分辨率，同時就其測算區域的空間性，還能夠反映數據的變化情況，獲得不同尺寸的地理信息。且該尺寸具備不同實效性，為無人機測繪技術的發展提供數據支持。

4 結語

綜上所述，通過無人機測繪，對已有的地理信息完成定位研究，分析出精準的地面圖像。將會解決以往地形測繪中的模糊性問題，規避已知缺陷。在此圖像中，具備放大、識別功能，表明圖像之間的觀測點以及地理坐標條件，保障最終的定位精準性。