刍议无人机低空遥感影像数据的获取与处理

马晓

摘 要 当前，利用无人机进行低空遥感是一种非常实用的测量手段，在各行各业都有广泛的应用。文章结合具体测量实际，简要阐述了无人机低空遥感影像的数据获取与处理方法，仅供参考。

【关键词】无人机 低空遥感影像 数据获取与处理

在信息高速发展的时代，如何快速获取数据成为当前科学研究的重点，相比传统的测量方式，现代卫星、大型飞机等航空航天影像测量已经得到广泛的应用。但是这在某些地区也并不适用，尤其是在西部多云多雾地区，如果要想获得高分辨率的影像，就可以使用当前最新型的无人机低空遥感技术。无人机作为现代测量中必不可少的补充手段，具有低空飞行的能力，有效弥补了普通卫星与航空测量影像分辨率不高的缺陷。

1 实验概况

本次无人机遥感测量选择地震频发且气象环境复杂的区域，整个测量区域的地势为西北高东南低，本次无人机航测的最高高度为650m，飞行测量的覆盖面积在10km2，无人机获得的影像分辨率达到厘米级，总共拍摄500多张影像。

2 无人机低空遥感影像数据的获取

2.1 无人机低空遥感平台的组成

该遥感系统分为地面部分与空中部门组成，空中部分由遥感传感器系统、空中自动控制系统与无人机组成。地面部分由无人机航线规划系统、地面控制系统与数据接收系统组成。空中部分主要借助无人机上的高清摄像机，将无人航拍的影像通过传感系统传输到地面接收系统中，而地面接收系统可以使用航线规划系统来操作无人机的航道，整个系统构成如图1所示。

2.2 影像的自动获取

无人机自动获取遥感影像的流程为：依据实际测量的需求，要求地面操作人员对拍摄区域的航线进行合理的规划，将事先规划好的航线载入到无人机控制系统。然后无人机根据事先载入的航线，按照预设的航线控制无人机上安装的高清照相机进行影像的拍摄；然后照相机将拍摄的数据进行存储。

3 影像的处理

3.1 影像的匀色与裁边

通过对无人机航拍获取的照片进行对比，可以发现航测遥感的照片存在颜色、明暗等方面的差异，产生这种原因可能是受拍摄期间天气、云雾等自然因素的影响，也可能是由于照相机曝光不足造成的。因此要想获得优质的照片，就要使用栅格影像裁剪工具，将照片的边缘部分裁剪掉，并且对无人机获得的所有影像进行精细的处理，通过匀色或者裁边为提高影像的分辨率提供精度保障。

3.2 同点名自动量测与影像重叠度计算

分析与比较两相邻影像的匹配来获得大量的同名点，在本次测量中，相邻影像的匹配点大概有400多个，同一区域地点的影像均匀分布，这能够满足重叠度计算与区域网平差的需求，将同名之间的点进行量测后，就能够得出相邻影像见的重叠度，如果重叠度与预设的重叠度基本符合，那么遥感影像就能够进行后续的再处理操作。

3.3 快速拼接全景影像图

无人机航测得出的全景影像图与正射影像图有较大的不同，全景影像是原始影像采取直接拼接的结果，全景影像无需地面控制点生成已知数据，只需要同名点的影像相互匹配即可完成，虽说这种影像快速拼接并不是按照严格的方程生成或者拼接得出的，因此两相邻的影像之间必将产生较大的接边误差，甚至可能出现个别图发生错位的情况，但是该方法适用于自然灾害经济救援中，比如5.12汶川特大地震的应急数据收集，通过使用无人机遥感系统快速凭拼接的全景影像，得出航拍区域的具体情况，但是由于接边处容易产生明显误差，因此该方式并不能满足大比例精度制图、土地资源调查与环境检测的需求。

3.4 区域网空中三角测量

进行空中三角测量时，需要在地面布设控制点与检查点，构成区域网平差，实际试验中设置40个控制点，设置20多个控制点为检查点进行平差。这种测量方式能够有效提高控制点采集的精度，控制点应均匀分布在测量区域中，或者分布在特征比较明显的地点。

3.5 生成正射影像

采取空中三角测量的时候可以进行DEM、生成正射影等基础操作。在本次试验测量中采取空中三角测量的方式，将无人机航测的影像同名点进行交叉，获得大量的离散三维点，通过计算机与无人机交互来获得测量区域的DEM，然后生成正射影像。

3.6 精度检查

为了验证实验中生成的正射影像的精度，检查过程中随机抽取10个以上的地面控制点，对10个控制点的具体位置输入到地面控制系统中，将屏幕上显示出的坐标与实测的坐标进行对比，试验中获取得到的10个控制点，发现地面控制点的误差大小约为0.46m，这充分说明生成的正射影像比较理想，获得的遙感测量数据实用性较高，这满足了后续测量与实用的需求。

4 结语

总之，无人机低空遥感作为当前新型的遥感手段，具有非常重要的现实意义。本次实验研究表示，使用无人机获得的低空遥感数据完全能满足现实使用的要求，是对卫星与大型飞机遥感测量的有效补充，只有掌握好无人机低空遥感数据的获取与数据处理方法，才能满足当前越来越广泛的使用需求。

参考文献

[1]邹长慧，周忠发.喀斯特高原山区无人机低空遥感影像数据的获取与处理[J].测绘通报，2012（S1）：421-423.

[2]汪沛，罗锡文，周志艳，臧英，胡炼.基于微小型无人机的遥感信息获取关键技术综述[J].农业工程学报，2014（18）：1-12.

[3]王聪华，郭小春.DLG在无人飞行器低空遥感影像数据处理中的应用[J].计算机应用与软件，2010（06）：247-249.

[4]张俊前.无人机遥感影像快速拼接方法研究[J].城市勘测，2013（05）：73-75.

作者单位

西安航空职业技术学院 陕西省西安市 710089