2哈尔滨市市政工程设计院 黑龙江哈尔滨 150000
摘要：随着人们对地理环境的认知不断增加，地理测绘也在不断普及，无人机与测绘之间的关系越来越密切，并且无人机测绘与传统的遥感测绘相比具有极大的优势，受到研究人员和生产者的欢迎。无人机测绘具有时效性高，分辨率高，重复使用，成本低，损失小，风险低等诸多优点。为土地资源调查，防灾，国民经济建设规划提供可靠理论依据。在本文中，我们首先讨论无人机低空遥感系统的配置和应用现状，然后讨论无人机正射影像图片的制作过程。
关键词：无人机探测；正射影像；图片处理
前言：
地理测绘技术在信息时代取得了质的飞跃，与数字地球的概念密切相关，已经成为城市建设不可或缺的工具。但是由于各种外在因素，无人机航拍难以实现快速，低成本的高分辨率遥感数据采集，严重影响了正射影像图的制作。因此如何能够制作出高分辨率，低成本的正射影像图是我们下一步所要努力的目标，本文将会将要分析。
1.无人机探测的相关分析
1.1无人机的简介和发展历史
作为一种新型遥感监测工具，无人驾驶机器被简称为“无人机”。在飞行过程中的无人机具有高度的智能化程度，能够根据规划路线自发飞行，提供实时图像传输和低空视频监控业务，灵活，方便，成本低是无人机探测的几个重要的特点。通过无人机可以有效获得的高分辨率遥感数据，因此无人机广泛应用于环境监测，土地调查，土地利用类型分析，探测灾害的发生等领域，非常具有实用性。无人机航拍可以获取地面信息，高空作业通过计算机平台的的数据采集的方式，提取并处理图像信息。无人机于1917年首次问世，初始无人机主要应用于军事目的，后来逐渐被用于作战，侦察，私人遥感飞行平台。由于20世纪80年代以来计算机技术和通信技术的飞速发展，开发出了数字化，重量轻，体积小，检测精度高的新型无人机，并且在各种领域开始发挥出作用。
1.2目前我国的无人机发展特征
目前，我国大多数从事无人机航拍的飞行员都是非专业测量测绘人员。由于飞行员缺乏测绘行业的相关专业知识，航空摄影测量的相关要点不能准确把握，因此处理大量由无人机获得的图像数据是困难的，也是不可能完成的。目前的航拍飞行队伍使用微型或小型无人机，这些迷你飞机成功地将简单和轻便的自动驾驶模块与简单的飞机模型设备相结合，具有很强悍的功能，但由于其运载能力低，飞行性能差和耐久性有限等因素的影响，导致无人机航拍的应用和推广受到限制。有些无人机航拍主要是将单个照相机作为远程感测传感器，高度和精度不能满足有些地形。因此，制定一个特殊的轻便小巧的数码航空相机，以满足无人驾驶飞机的探测要求，并充分发挥无人机的空中探测性能。
1.3无人机正射影像探测相比较传统方式的优势和劣势
与传统的遥感航空任务相比，无人机航摄不需要人来操作，而且操作方便，便于转移。对于一些比较危险的区域，例如核泄漏区或者易爆炸的区域，为了保障人的生命安全，无人机的优势显现出来。同时，无人机探测器还具有很高的成本效益，通过后期图片的处理，大大提高了探测的精准程度，提高了探测范围。无人机属于遥控的飞行器，在飞行执行任务时，不需要向相关部门审核批准，提高了便利性。无人机虽然具有以上优势，但是也有一些缺陷，例如后期图片处理工作比较复杂，如果处理不当的话，可能形成明显的失真或者系统误差的现象，这样会大大降低探测的精确度，导致探测工作失败。
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2.无人机正射影像制作的方法步骤
2.1无人机航拍前期影像数据要求
无人机航空摄影的摄相片的倾斜角度有一定的要求，无人机的拍摄照片倾斜角为12度或更少，一般控制在5至6度，超过8度的频率应该不超过总数的10％。航拍摄影的要求非常严苛，航拍相片尺度是根据地形的不同特点，在保证准确性的前提下，尽力减少测绘周期，降低成本，提高测绘选材的整体优势。对于无人机的航拍设定方面，相同的导航路线，相邻图片之间的高度差不得超过30米，而且无人机的飞行最大高度差必须在50米以内，实际飞行高度和设计飞行高度偏差不得超过5％。为了更好地保证区域边界覆盖，跨越外部边界的航向的覆盖范围必须有两条或更多的基线，且覆盖边界的区域不应超过50％。通常图像上的重叠程度也有一定的要求，考虑到航线网络，区域结构，模型之间的连接等，为了满足航空摄影的需要，三个相邻的照片必须具有共同的重叠，几条航线的重叠率不得超过60％ - 65％，特殊情况也不得超过75％，最低最低值不低于56％。水平方向重叠度为30％〜35％，最小值不得小于13％。
2.2选取像控点测控拍照
在无人机航拍的前期，可以利用涂料标注在地面上，便于无人机发现和拍摄。标记地点应该设计在比较宽阔的场地，诸如平坦马路，篮球场，集体活动广场等地面比较宽阔的地方，每500-1000米设置一个测区，局部地区地势平坦开阔，例如打谷场，我们可以将1.2米×1.2米的十字线标志印在15米范围内的一个平坦且广阔的地区，这样坚实的地面，便于无人机航空测量全覆盖。对于无人机航拍的图像控制点采用GNSS-RTK方法进行测量，每个用于测量的基站的工作半径不超过5公里。无人机的路线部署由e-motion飞行控制软件直接进行，具体方法是先将飞行区域数据引入e-motion的飞行控制软件，以有效控制航拍区域，并确保在实际飞行过程中摄像机的覆盖区域符合要求。在无人机飞行期间，e-motion系统使用是基于计算机的自动导航系统，地面站监视器可以实时监视飞行控制软件的实时状态，根据航拍位置，信号强度，风速，各种警告信息以及天气情况选择最佳曝光参数。在无人机飞行的过程中，航拍照片的质量会一直受到监控，数码相机可以执行定点曝光，并自动获取图像和位置数据，以便在不同时间和不同地点拍摄的航拍图像，确保不同架次、不同时段所拍摄的航片影像校色准确、色彩均匀、相同地物的色彩一致。航拍工作完成之后，下一步利用 Post Flight Terra 3D 软件制作正射影像图，然后进行DOM 输出。
2.3图像的后期处理工作
无人机的航拍图像存在一定的误差，后期图片处理工作必不可少。我们需要把无人机获得的图像进行校正。无人机航拍图像校正的作用是纠正原始图像的几何失真，生成满足要求的地图投影，或创建图像表达的制图。图像处理有两种基本方法，一种是坐标变换，另一种是重新采样像素强度值。图像校正工作完成之后还要进行图像配准。当进行图像配准时，我们可以通过扫描位图图像和矢量数据将图像数据视为正交投影，解决了简单图像配准工作，通过最小平方的方法可以获得满意的结果。紧接着要进行图像增强工作。图像增强是指突出和强调图像中的某些信息，并弱化或消除不需要的信息技术，这对航拍正射图像的制作很有意义。图像增强方法和光学增强方法是两种主要的强调手法，包括图像对比度增强，图像平滑，图像锐化处理，图像处理颜色等。最后就是编辑图片，得出无人机航拍正射图像，该模块通过生产实际研究出两种智能算法：一种用于自动插入地形轮廓，另一种用于自动生成道路缓冲区。这两种方法大大提高了编辑图片的速度，提高了图形编辑过程中的工作效率。
3.结语：
随着无人机技术的不断发展和数码摄像技术的成熟，无人机低空航空摄影测量已成为实际地理测量的重要方式，它对于卫星遥感和传统摄影测量的效果是一个革命性的补充，而且无人机航拍显示出无与伦比的优势，它的灵活性，高效性，便于携带和运输的优势受到越来越多相关人士的赞扬。我们国家在这一方面的研究引起了高度的重视，因此无人机正射影像的应用一直是一项耐人寻味的探索和尝试。
参考文献：
[1]陈立春.关于EBEE RTK无人机在大比例尺地形图测绘中的研究与应用[J]. 江西建材 ,2016,(01):246+249.
[2]杜磊.浅谈数字正射影像图(DOM)的生产技术[J].内蒙古科技与经济 ,2012,(07):110-112.
论文作者:1李卫丽,2柳作文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/13
标签：无人机论文; 图像论文; 射影论文; 航拍论文; 遥感论文; 测量论文; 区域论文; 《基层建设》2018年第17期论文;