基于無人機(jī)測(cè)繪的地理信息定位技術(shù)探究

鄭逸勝

摘 要： 在目前的航空遙感領(lǐng)域中，基于無人機(jī)測(cè)繪的地理信息定位技術(shù)是未來的發(fā)展趨勢(shì)。此種技術(shù)的應(yīng)用可以解決傳統(tǒng)方法的不足，可以獲取具有較高分辨率的地理信息影像，實(shí)現(xiàn)地理信息定位準(zhǔn)確性的提升。文章就針對(duì)此技術(shù)的研究方法進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： 無人機(jī)測(cè)繪;地理信息定位技術(shù);方法

【中圖分類號(hào)】P23 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.043

1 引言

地理信息主要包括地球表面的自然現(xiàn)象以及社會(huì)要素等內(nèi)容，表現(xiàn)出空間性和時(shí)效性的特點(diǎn)，是對(duì)空間框架和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)內(nèi)容。在目前獲取地理信息數(shù)據(jù)的方式中，采取無人機(jī)測(cè)繪的方式，發(fā)揮其靈活性和高效的優(yōu)點(diǎn)，可以收集地理信息圖像并從中搜集地理信息，滿足地理信息定位的需求?；跓o人機(jī)測(cè)繪的地理信息定位技術(shù)，主要是利用無人機(jī)平臺(tái)來定位地理信息，在目前的測(cè)繪作業(yè)中比較常用，但是由于常用地理信息定位技術(shù)可能存在準(zhǔn)確性較低或者影像分辨率較低等問題。

2 無人機(jī)低空攝影測(cè)量的優(yōu)勢(shì)

應(yīng)用無人機(jī)開展低空攝影測(cè)量作業(yè)，首先表現(xiàn)出較高影像分辨率的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用無人機(jī)開展測(cè)繪作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)低空飛行，排除了云層對(duì)攝影測(cè)量的影響，可以獲得具有更高分辨率的影像。同時(shí)此種拍攝技術(shù)還可以防止高層建筑以及不同角度建筑紋理的影響，因此也擴(kuò)大了此技術(shù)的應(yīng)用范圍。其次具有操作便捷的優(yōu)點(diǎn)。此種方法的使用方式比較簡(jiǎn)單，對(duì)工作人員的專業(yè)性規(guī)定較低，同時(shí)也便于對(duì)無人機(jī)進(jìn)行維修和保養(yǎng)，便于在城市測(cè)繪中推廣應(yīng)用，并推進(jìn)城市建設(shè)工作的高效開展。再次具有安全和靈活的優(yōu)點(diǎn)。由于無人機(jī)飛行中受到環(huán)境和氣候因素的影響較小，即便出現(xiàn)故障也不會(huì)造成人員傷亡問題，表現(xiàn)出較高的安全性。而且可以靈活開展低空拍攝活動(dòng)來獲取更加準(zhǔn)確的影像資料。最后具有較高效率的優(yōu)點(diǎn)。相較于大型航拍設(shè)備來說，無人機(jī)測(cè)繪作業(yè)的實(shí)用性更高且成本更低，減輕了工作人員的壓力，實(shí)現(xiàn)作業(yè)效率的大幅度提升。

3 無人機(jī)測(cè)繪下的地理信息定位技術(shù)研究方法

3.1 利用無人機(jī)遙感技術(shù)來拼接圖像影像

在應(yīng)用無人機(jī)開展測(cè)繪作業(yè)時(shí)，利用無人機(jī)遙感技術(shù)可以結(jié)合影響的分辨率要求以及比例尺等，按照像元的大小以及相機(jī)的焦距來計(jì)算無人機(jī)的飛行高度。此種方法屬于低空遙感技術(shù)，具有像幅較小以及影像數(shù)據(jù)多的特點(diǎn)，因此要通過拼接圖像來獲得完整的地理區(qū)域影像。同時(shí)由于無人機(jī)飛行過程中會(huì)受到氣流的影響而出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，也需要通過拼接影像來獲取完整的影像。具體地說，通過地理地形圖和具有較高分辨率的遙感圖來獲取標(biāo)準(zhǔn)的無人機(jī)影像之后，采取同名控制無人機(jī)影像和標(biāo)準(zhǔn)影像的方式，并結(jié)合控制點(diǎn)數(shù)據(jù)來模擬無人機(jī)影像的幾何變化，確定二者之間的關(guān)系，以此來改進(jìn)無人機(jī)測(cè)繪影像并實(shí)現(xiàn)地理信息定位。如果采取同一圖像則需要保證其影像重疊的正確性。在此技術(shù)應(yīng)用中主要應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)、掃描儀以及雷達(dá)等類型的傳感器，尤其是其中的數(shù)碼相機(jī)具有較高的分辨率和較低的價(jià)格。還通過邏輯分類器的應(yīng)用對(duì)圖像進(jìn)行分類并提取信息，此時(shí)，在明確所輸入的信息之后，最終獲得分類結(jié)果和圖像特征。如果應(yīng)用光譜成像設(shè)備，所獲得的影像也具有較高的分辨率，與無人機(jī)影像進(jìn)行融合，所用融合方法根據(jù)波段位置來選擇，保證在融合之后提升影像的分辨率并使其蘊(yùn)含的信息更加豐富，因此通過融合后的圖像可以獲取此波段中的植被和耕地等地理信息。

3.2 建立無人機(jī)測(cè)繪圖像的地理信息坐標(biāo)

依據(jù)地理坐標(biāo)的信息來鑲嵌以上融合后的影像則可以獲得全景圖，在以上鑲嵌過程中主要使用GDAL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換庫開展處理并簡(jiǎn)化處理過程、提升拼接效率。在此過程中，不需要處理地理影像重疊區(qū)域，直接通過兩幅圖像的重疊。而針對(duì)應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)時(shí)所出現(xiàn)的圖像錯(cuò)位問題，則需要將對(duì)角線作為拼接線，在其兩端按照相應(yīng)的寬度開展處理并輸出圖像，將上述圖像錯(cuò)位現(xiàn)象消除之后來保證地理信息定位的準(zhǔn)確性。

3.3 三角測(cè)量的無人機(jī)測(cè)繪地理信息定位技術(shù)

在應(yīng)用上述技術(shù)獲得地理信息坐標(biāo)之后，通過誤差方程可以對(duì)其地面控制點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，并將此控制點(diǎn)的箱梁作為帶權(quán)虛擬的觀測(cè)值對(duì)此控制點(diǎn)開展區(qū)分工作。然后結(jié)合其中比較清晰的影像和定位標(biāo)志，計(jì)算定位平均值和均方差。在上述分類方法基礎(chǔ)上將控制點(diǎn)分為高程和平面控制點(diǎn)兩種，在應(yīng)用無人機(jī)測(cè)繪開展地理信息的采集作業(yè)時(shí)，將道路交叉口和田地界線等清晰的無人機(jī)影像以及定位標(biāo)志作為依據(jù)，通過上述平均值和均方差來處理影像與實(shí)際地理信息之間的偏差問題。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

在利用無人機(jī)測(cè)繪獲得一個(gè)底面圖像之后將其局部放大對(duì)各個(gè)部分地表之間的關(guān)系進(jìn)行識(shí)別，定位其中的每個(gè)區(qū)域的地理信息，上述過程主要在CAD和GIS軟件的編程環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)的。經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用本文中所介紹的技術(shù)采集圖像并提取圖像中的地理信息，可以獲取不同地表之間的緊湊關(guān)系并表現(xiàn)出良好的視覺效果。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)試所獲得的地理信息的圖像分辨率，也就是是否可以更加明確的確定具體的地理信息，得出的結(jié)果證明，應(yīng)用此種方法所獲得的地理信息影像的清晰度和分辨率比較高，符合清晰獲取所需位置的要求。

5 結(jié)語

應(yīng)用基于無人機(jī)測(cè)繪的地理信息定位技術(shù)，通過局部放大所獲得的地面圖像之后，可以準(zhǔn)確識(shí)別其中不同部分地表之間的關(guān)系，表現(xiàn)出具圖像分辨率較高的優(yōu)點(diǎn)，可以準(zhǔn)確進(jìn)行地理信息的定位。由此可見，通過此方法的應(yīng)用，可以解決傳統(tǒng)方法中測(cè)量準(zhǔn)確性較低以及無法準(zhǔn)確獲取地理信息、分辨率較低等問題，可以在測(cè)繪作業(yè)中結(jié)合實(shí)際要求來滿足應(yīng)用要求，作為分析空間框架和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，真實(shí)反映地球表面的自然現(xiàn)象和社會(huì)要素，便于促進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的健康和快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 周林.無人機(jī)測(cè)繪下的地理信息定位技術(shù)分析[J].大科技，2019，000（035）：171-172.

[2] 陸學(xué)東.無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的有效應(yīng)用[J].百科論壇電子雜志，2019，000（002）：121-122.

[3] 王鵬飛.探究無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].課程教育研究：外語學(xué)法教法研究，2019，000（003）：P.26-27.