摘要：随着社会科技的快速发展，无人机技术被广泛的使用，其中在地理信息定位技术中无人机测绘成为了航空遥感领域的一个重要的发展方向，此种方法和传统的方法相比较在测量中更具有准确性。基于此本文针对于无人机测绘的地理信息定位技术做简单的探讨，本文首先对无人机测绘技术以及地理信息定位技术做了简单的阐述，重点介绍了无人机测绘技术的优势以及基于无人机测绘的地理信息定位技术方法。
关键词：测绘；信息定位；方法研究
1无人机测绘技术概述
无人机的动力系统在测绘复杂地理区域的地形上具有技术优势，包括工程中所经过的区域山川、密布的河流。利用新型的太阳能、锂电池等续航能力较长的电源系统，实现了长时间的悬停功能；无人机的摄像系统保证了画面的清晰度。同时，无人机采用了飞行控制软件中的地面导航系统，建成了导航数据库。经过对航线的规划后，保证了无人机的巡航准确度。使用应急抢险检测车为载体，对各类数据进行了处理，能够完全独立地完成跟踪、控制和回收。使用高程信息数据库等用于测绘工作，数据传输系统将飞行中采集到的数据传输回地面，进行无人机位置的自动漫游的追踪任务；还有视频采集系统、图像采集系统等搭建的平台。无人机借助无线电遥控装备，配备了程序控制装置，根据平台构型分类，完成了数据传输、导航、飞行等系列任务。
无人机分为固定翼和旋翼两种，均可应用在航空图像获取和处理等领域。旋翼要求对空开阔，垂直起降，姿态平稳，在空旷场地就能够起飞，一般具备图传系统，可以实时监察摄像机采集到的信息。固定翼的特点是需要地面开阔，用于起降。抗风较差，执行完任务后，需要进行续航系统充电，方可持续的执行任务的能力。
2无人机测绘的优势
无人机测绘支持低空近地、多角度观测，高分辨率观测，通过视频或图像的连续观测，形成时间和空间重叠度高的序列图像，信息量丰富，特别适合对特定区域、重点目标的观测。与卫星测绘和有人机测绘相比，无人机测绘反应速度快、易于移动转场、可大量减少野外像控点的布设工作量，操作简单便利、精度完全满足1∶500测图要求。
目前，全世界超过50个国家装备了300种以上的无人机，比较著名的包括美国的“全球鹰”、“捕食者”，中国“ASN”系列的大型无人机，英国“凤凰”的中型无人机，以色列“云雀”、“鸟眼”系列的小型无人机等。无人机种类繁多，从动力、用途、控制方式、结构、航程和飞行器重量等方面可分为多种类型，如按动力可分为太阳能、燃油、燃料电池和混合动力无人机；按用途可分为军用、民用和多用途无人机；按控制方式可分为无线电遥控、预编程自主控制、程控与遥控复合控制无人机；按结构可分为固定翼、旋翼无人直升机和垂直起降无人机；按航程可分为近程、中程、远程和全球无人机；按飞行器重量可分为微型、小型、中型和大型无人机。
3地理信息定位技术
地理信息定位技术是一种基于地理信息系统的GPS技术，其中地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
GPS是一种结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测试和测距。全球卫星定位系统(简称GPS)是美国从21世纪70年代开始研制，历时20余年，耗资200亿美元,于1994年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明，全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科，取得了好的经济效益和社会效益。
4 基于无人机测绘的地理信息定位技术方法研究
4.1 无人机遥感技术对图像影像的拼接
利用无人机遥感技术可以分析影像的分辨率，通过像元的大小和相机的焦距，计算出比例尺对无人机飞行的高度要求。无人机遥感技术的像幅小，影像数据多，是低空遥感技术。若想得到完整的地理区域影像，需要对图像进行拼接测绘。无人机自身较轻，在低空飞行时会受到周围的气流影响，导致飞行不稳定，故需对无人机影像进行拼接、几何纠正、配准和融合。
通过对地理信息的查询获得一些无人机影像，再把所有获得的无人机影像拼接起来可以得到区域的完整影像。无人机影像拼接是无人机测绘地理信息定位技术的研究热点。地理地形图和分辨率高的遥感图可以获取到标准的无人机影像。将标准的影像纠正后放到对应的地理图像空间中，选择无人机影像和标准的图像进行同名控制，并利用控制点的数据对无人机影像几何变化数学模拟，建立无人机测绘图像和地理信息之间的关系，实现了无人机测绘影像的几何纠正，并且赋予了地理信息的定位。对地理信息的查询采用同一图像，确保了无人机测绘地理影像重叠的正确性。
无人机遥感影像的传感器类型有很多，遥感设备包括数码相机、扫描仪、雷达等。无人机遥感常用可见光对地理信息进行观测。随着遥感技术的进步，数码相机的价格合理，分辨率高，使得很多人采用数码相机当作无人机遥感系统的遥感设备，也有很多系统逐渐开始采用光谱成像设备。无人机测绘利用逻辑分类器对图像进行分类和提取信息。分类和提取过程需要确定分类时输入的信息，进而得到分类结果和图像特征。无人机的光谱遥感影像分辨率也很高，将无人机影像与该影像融合，并根据波段的设置，选出不同的无人机影像融合方法，经过融合后的影像具有分辨率高和丰富的信息，无人机融合影像的波段会突显出地理信息的地类，例如植被和耕地等。
4.2 建立无人机测绘图像的地理信息坐标
将上述融合后的影像按地理坐标的信息进行镶嵌，获得全景图。利用GDAL数据转换库（库中包含像素和地理坐标的转换函数），将无人机测绘影像的地理信息坐标进行镶嵌处理，并对其过程进行简化，可以提高图像的拼接效率。地理影像重叠区域不经过处理，直接将后一幅图像覆盖在前一幅图像上，此时，图像的边界会出现错位现象。图像错位的原因是无人机遥感技术拍摄时不垂直，或者无人机镜头变形等，导致无人机拍出的影像像素不均匀无法准确获取地理信息的定位。为了消除视觉上的错觉，对重叠区域进行处理，将对角线当作拼接线，在拼接线两端选择一定的宽度进行操作，并输出图像。
4.3 三角测量的无人机测绘地理信息定位技术
在获取到地理信息坐标的基础上，利用误差方程公式计算地理信息定位的地面控制点。将控制点向量坐标当做带权虚拟的观测值，根据地理信息控制点进行分类。选取清晰的无人机影像和定位标志，计算三角测量的无人机测绘地理信息定位的平均值和均方差，最终实现无人机测绘的地理信息定位技术。对地理信息控制点进行分类，可以分为高程控制点和平面控制点等。在无人机测绘实际采集地理信息过程中，选取清晰的无人机影像和定位标志，例如道路交叉口、田地界线、河流等。对无人机影像处理时，影像与实际地理信息有差异现象，需分析三角测量的无人机测绘地理信息定位的平均值和均方差。
参考文献
[1]薛武.无人机视频地理信息定标与直播处理技术[D].解放军信息工程大学,2014.
[2]薛武,张永生,戴晨光,赵玲,包全福.无人直升机摄影测量系统的设计与验证[J].测绘通报,2017(04):58-62+76.
[3]薛武.无人机影像定位优化技术研究[D].战略支援部队信息工程大学,2017.
论文作者:李兵兵,徐耀文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/3
标签：无人机论文; 地理信息论文; 影像论文; 遥感论文; 图像论文; 技术论文; 测量论文; 《防护工程》2018年第35期论文;