地質災害復雜環(huán)境下無人機影像快速處理技術分析

蔣學金

摘要：針對復雜的地質災害環(huán)境，需要采用良好的技術對其進行圖像的收集和處理，從而為災后重建、修復工作的順利進行提供良好的前提條件。無人機影像快速處理技術適應了當前社會的發(fā)展情況，積極應用了多種新型的技術手段，全面提高了對地質災害復雜環(huán)境成像的效果和水平。該文主要從使用無人機影像快速處理技術對處理地質災害復雜環(huán)境的重要性入手，針對影響無人機影像快速處理技術發(fā)揮效果的重要因素進行全面的分析和介紹，從而詳細分析了無人機影像快速處理技術中的去噪技術，無人機影像快速處理技術中有霧影像清晰化技術。

關鍵詞：地質災害；復雜環(huán)境；無人機影像快速處理技術；要點；分析

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）21-0167-02

現(xiàn)代社會科學技術在不斷地創(chuàng)新和進步當中，能夠用于多種觀測的信息技術、遙感技術在不斷地更新中，為更好進行地理環(huán)境的觀測工作提供了良好的前提條件。無人機影像快速處理技術就是在這樣的技術背景下不斷發(fā)展起來的新型技術，這種技術在實際應用中具有明顯的優(yōu)勢和作用，能夠對復雜環(huán)境進行迅速成像，并對收集到的圖像進行及時有效的處理工作。當前發(fā)生地質災害的情況較多，給人民的生產(chǎn)生活造成不利的影響，需要及時采取有效措施進行地質災害后的重建和修復工作，這就需要對地質災害實際環(huán)境進行充分全面的了解和掌握，從而為順利進行災后救援工作做好前提準備。使用先進新型的技術，能夠有效提高對地質災害復雜環(huán)境的影像處理效果，從而為災后重建、處理的相關工作創(chuàng)造良好的條件。

1 使用無人機影像快速處理技術對處理地質災害復雜環(huán)境的重要性

我國的地質災害情況較多，當?shù)刭|災害發(fā)生之后，及時進行相應的監(jiān)測和救援，能夠全面降低災害的不利影響。在對地質災害的復雜環(huán)境進行監(jiān)測的過程中國，使用傳統(tǒng)的應急監(jiān)測成像手段是不能夠滿足實際的需求的，常規(guī)的航空遙感手段和遙感衛(wèi)星無法全面收集到地質災害復雜環(huán)境的全部信息，針對一些復雜程度較高的區(qū)域，無法及時進行成像處理，給救援重建工作造成了較大困擾。很多應用在地質災害復雜環(huán)境下監(jiān)測成像的技術手段都存在機械振動情況較為明顯、光照效果不好以及監(jiān)測區(qū)域范圍較小的問題，導致成像的效果較差，主要表現(xiàn)在：形成的影像有畸變現(xiàn)象、影響不夠清晰、拼接效果不好以及航帶排列不夠整齊等方面。無人機影像快速處理技術是當前重要的成像技術，積極彌補和改善了原有遙感技術的不足之處，綜合應用了多種現(xiàn)代技術的手段，對復雜環(huán)境進行成像處理的效率更高，成果更好。使用無人機影像快速處理技術對地質災害復雜環(huán)境進行成像處理，具有良好的現(xiàn)實意義。無人機影像在進行航拍傳輸?shù)倪^程中，如果噪聲的影響過大，將會影響到最后的成像效果，因而當前使用的無人機影像快速處理技術將這方面進行了充分的控制，從而提高了成效的準確性和精度性[1]。

2 影響無人機影像快速處理技術發(fā)揮效果的重要因素

無人機影像快速處理技術在正常的使用過程中，因為種種因素的存在，影響到了實際的成像效果，無法對地質災害復雜環(huán)境的各種情況進行全方位的分析和說明，從而會影響到具體的災后重建工作，給后續(xù)的處理工作造成十分不利的影響。無人機影像快速處理技術的使用實踐表明，影響無人機影像快速處理技術發(fā)揮實際效果的因素主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，相對運動之間的變化。無人機影像快速處理技術在實際使用過程中，是使用航拍的手法進行的，因而和實地災后環(huán)境之間是存在著相對運動變化的，這種相對運動情況會給無人機影像的成像效果造成一定的影響[2]。第二，鏡頭失焦的情況。當無人機在進行成像處理的時候，因為航空器飛行的速度不夠穩(wěn)定，從而給無人機的成像帶來一定困擾，同時還會給后續(xù)進行數(shù)據(jù)的分析和處理帶來一定難度，不利于后續(xù)的災后處理工作。第三，漏拍問題的存在。當無人機飛行過程中對地質災害環(huán)境進行成像處理的時候，容易受到風向的影響，這種情況在很多地區(qū)都有出現(xiàn)，尤其是發(fā)生地質災害地區(qū)本身的地質狀況就不夠良好，風速較大，導致飛行器出現(xiàn)漏拍的問題，影響到無人機影像快速處理技術正常作用的有效發(fā)揮，不利于災后重建工作的順利進行[3]。第三，拼接效果不夠好。想要對地質災害復雜環(huán)境的全部情況進行充分全面的掌握，就需要對當?shù)氐姆椒矫婷孢M行成像處理，但是在使用無人機影像快速處理技術進行處理的時候，往往不能夠僅通過一副畫面就形成所有的地理圖像，而是需要對不同方位不同狀態(tài)下的地理環(huán)境進行成像，并在此基礎上進行拼接，從而形成完整的災后地理環(huán)境圖。這種方法在實際應用過程中，因為影像的數(shù)據(jù)較大，需要進行壓縮后傳輸，在這個過程中容易出現(xiàn)一些噪聲增大的情況，并且圖像會失去本真，從而給地質災害復雜環(huán)境的全景圖造成不利影響[4]。

3 無人機影像快速處理技術中的去噪技術

3.1 建立無人機影像的噪聲模型

無人機影像快速處理技術中傳感器的高分辨率數(shù)碼相機容易受到外部環(huán)境的影響，比如說說溫度過高、有雜質存在等方面，即使并沒有光照直接照射到像素之上，也會導致像素單元出現(xiàn)暗電流，從而引發(fā)暗電流噪聲的存在，給傳感器的正常使用造成了嚴重影響。外部環(huán)境中的光照對比度越高，對于想象的亮度和色度造成的影響就越為明顯。針對這一問題，需要及時進行圖像去噪的處理，才能夠有效改善影響的視覺效果質量，并且給后續(xù)高分辨率的目標識別工作奠定堅實基礎[5]。建立起無人機影像的噪聲模型，從模型的角度出發(fā)，逐步提升無人機影像處理系統(tǒng)的整體適應能力。影像退化模型，是無人機影像噪聲模型中的常見模型。成像系統(tǒng)和通訊信道這些不可預見的問題的存在，給影像的生成和傳輸造成影響，容易導致圖像的退化。在建立無人機影像噪聲模型的過程中，首先需要對噪聲的分布模型進行分析。噪聲分布模型主要是將噪聲作為獨立的空間坐標，它和圖像本身的概率分布情況無關，對噪聲分布的情況進行描述。其次想要更好的去除噪聲的影響，需要使用數(shù)學概率統(tǒng)計分布的方式對噪聲的分布情況進行描述，其中還需要使用到隨機變量的概率密度函數(shù)，這種方法能夠有效解決瑞利噪聲分布和脈沖噪聲分布的問題[6]。

3.2 建立起良好的圖像質量評價標準

在對地質災害復雜環(huán)境的相關情況進行成像處理的過程中，需要對圖像的成像效果進行評價，這就需要建立起良好的圖像質量評價標準。從人眼的視覺系統(tǒng)對圖像進行感受得出的結論是主觀性的評價，主要針對的是圖像的整體清晰度、紋理呈現(xiàn)度等方面，這種根據(jù)人的主觀性進行質量評價的標準符合一般人的觀念，但是沒有準確的規(guī)范標準，容易給圖像質量造成不利影響。因而采用數(shù)學模型的方式進行圖像質量的評價已經(jīng)成為當前主要的評價范式，具有良好的現(xiàn)實意義。對圖像的質量進行指標的量化處理，從而對去噪后的圖像與參考圖像之間的相似度進行評價，最終得出圖像的質量評判結果[7]。

4 無人機影像快速處理技術中有霧影像清晰化的研究

地質災害通常都是伴隨著較為惡劣的天氣出現(xiàn)的，并且在地質災害發(fā)生后，十分容易出現(xiàn)有霧的天氣狀況，如何在有霧的天氣保證無人機影像快速處理技術得到的影像是清晰無障礙的，是眾多科學研究者不斷探討的問題之一。使用大氣散射模型，對天氣因素中進行去霧清晰化的方式具有良好的實際效果，在當前無人機影像快速處理技術的實際應用中十分常見。大氣散射模型主要是當成像設備在接收物體光線的過程中，將霧的傳播強度進行了有效降低，從而使得成像傳感器收到的信號能量也有所降低。無人機影像快速處理技術進行有霧影像清晰化的研究，主要應用的是暗通道理論，這種理論在實際使用的時候，能夠將霧進行有效去除，從而進行后續(xù)的成像工作。自適應引導濾波的圖像清晰化方式，能夠通過大氣光對圖像的影響，對圖像進行全面的恢復，從而提高無人機影像快速處理技術的效果。濾波技術在實際的使用中有兩種表現(xiàn)類型，分別是局部濾波和全局濾波。引導濾波能夠控制有霧的天氣狀況，從而將有霧天氣下的影像進行清晰化的處理，從而提高無人機影像快速處理技術的處理效果[8]。

5 結束語

無人機影像快速處理技術，綜合了多種技術，改進和完善了遙感航空器的不足之處，成為當前成像、信息數(shù)據(jù)處理的重要技術手段，將其應用到地質災害復雜環(huán)境的成像工作中，能夠起到良好的實際作用。無人機影像快速處理技術在實際使用的過程中，需要不斷改進當前的技術手段，從而增強該項技術的實際使用效果，保證地質災害復雜環(huán)境的成像效果能夠達到相關要求和標準。對無人機影像快速處理技術進行研究，主要是從去噪技術和有霧清晰化處理技術兩方面進行的，同時還需要對收集形成的圖像進行有效拼接，增強無人機影像快速處理技術的實際使用效果。

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