無人機(jī)測繪下的地理信息定位技術(shù)研究

黃海平

（廣州建通測繪地理信息技術(shù)股份有限公司，廣東 廣州 511300）

利用無人機(jī)測繪地理信息具有較大的作用，空間框架和數(shù)據(jù)能夠給地理信息的定位提供依據(jù)，地理信息不但可以表現(xiàn)出地球自然現(xiàn)象，還可以表現(xiàn)出社會要素。地理信息的空間性和時效性不容小覷，這需要把握好數(shù)據(jù)信息的變化程度。通過多種方式獲取地理信息，使用無人機(jī)遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)定位，獲取不同尺度的地理信息數(shù)據(jù)，推動社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。

1 無人機(jī)低空攝影測量的優(yōu)勢

1.1 影像分辨率較高

普通的遙感攝影一般都會受到云層的影響，一旦遇到云層的遮擋，就會影響其真實(shí)性。進(jìn)行對比之后，無人機(jī)可以在低空中飛行，因?yàn)闊o人機(jī)在低空飛行的過程中影像資料不會受到來自云層的干擾，獲取影像的分辨率會加深。除這些之外，使用一般的攝影技術(shù)在影像資料的獲取過程中會因?yàn)楦邔咏ㄖ艿接绊?。無人機(jī)低空拍攝技術(shù)可以規(guī)避這種不利，降低不同角度建筑紋理的影響，讓技術(shù)的應(yīng)用范圍能夠擴(kuò)大。

1.2 操作會更加便捷

和其他技術(shù)進(jìn)行對比，無人機(jī)在低空拍攝的過程中操作會更加便捷，這對操作人員的專業(yè)性要求的系數(shù)更加低。這種技術(shù)應(yīng)用的成本相對來說也比較低，對系統(tǒng)進(jìn)行維修和保養(yǎng)的過程會變得更加便捷。使用無人機(jī)低空進(jìn)行拍攝的過程中可以減少操作人員面對的壓力，避免出現(xiàn)操作上的事故。對于城市測繪來說，使用無人機(jī)低空攝影，可以讓測繪工作達(dá)到具體的要求，讓城市化的建設(shè)進(jìn)程能夠快速加快[1]。

1.3 安全性、靈活性

無人機(jī)低空進(jìn)行測量的過程中，自身具有一定的特點(diǎn)，分別是安全性、靈活性。無人機(jī)在飛行過程中，環(huán)境變化對運(yùn)行方面的影響比較小，氣候方面的影響也可以忽略不計(jì)。無人機(jī)方面的靈活性會讓無人機(jī)低空拍攝獲取的影響資料具有較高的準(zhǔn)確性。如果無人機(jī)在運(yùn)行過程中存在故障，也不會給人員造成一定的傷亡。因此，使用無人機(jī)低空攝影技術(shù)具有較高的安全性。

1.4 效率高

進(jìn)行城市測繪時，一些需要測量的區(qū)域相對來說比較小。針對這種問題，天氣方面的因素以及空域方面的管理是十分重要的，大型飛機(jī)航空拍攝不僅實(shí)用性較低，花費(fèi)的成本也比較高。而無人機(jī)低空拍攝可以規(guī)避這種問題，不但花費(fèi)的成本較低，拍攝出來的影像資料具有的實(shí)用性也較高。這不僅減輕了工作人員的壓力，也提高了作業(yè)效率。

2 無人機(jī)測繪下的地理信息定位技術(shù)研究方法

2.1 無人機(jī)遙感技術(shù)對圖像影視的拼接

利用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠有效分析影像分辨率，對相元大小以及相機(jī)焦距進(jìn)行分析，根據(jù)規(guī)定的比例尺高度決定無人機(jī)飛行的高度。如果像幅數(shù)量不多，影像數(shù)據(jù)就會過多，這種無人機(jī)遙感技術(shù)屬于低遙感技術(shù)。要想獲得整個區(qū)域內(nèi)部完整的圖像，就需要對圖像實(shí)施拼接，然后再進(jìn)行測繪，這樣獲得的影像便會完整。無人機(jī)相對來說比較輕，特別是低空飛行的時候很容易受到氣流方面的影響，從而引起飛行不穩(wěn)定的狀態(tài)，因此需要對無人機(jī)影像做好拼接。以地理信息為主要基準(zhǔn)對無人機(jī)影像做好探測，將全部無人機(jī)影像有機(jī)連接起來，打造一個較為完整的影像。對無人機(jī)影像做好拼接，能夠完成地理位置的定位以及測繪。遙感圖分辨率較高的狀況下，獲取的無人機(jī)影像相對來說比較標(biāo)準(zhǔn)，然后對這種標(biāo)準(zhǔn)的影像加以糾正，將其放在地理空間中，選擇影像實(shí)施同名控制。使用控制點(diǎn)中的數(shù)據(jù)對無人機(jī)實(shí)施數(shù)學(xué)模擬，明確測繪圖像和地理信息之間的關(guān)系，能夠?qū)y繪影像進(jìn)行糾正，對地理信息做良好的定位。查詢地理信息時，需要采取合理的圖像，讓無人機(jī)測繪地理關(guān)于影像重疊上體現(xiàn)出準(zhǔn)確性。

無人機(jī)遙感影像技術(shù)離不開傳感器，傳感器的類型也比較多，利用傳感器的功能可以對地理信息進(jìn)行追蹤。近年來，遙感技術(shù)的發(fā)展有目共睹，遙感器中價格較為合理的當(dāng)屬數(shù)碼相機(jī)，其分辨率十分高，利用數(shù)碼相機(jī)可以作為無人機(jī)遙感系統(tǒng)中的遙感設(shè)備，部分系統(tǒng)已經(jīng)演變成光譜成像設(shè)備。無人機(jī)測繪經(jīng)常使用的一項(xiàng)設(shè)備是邏輯分類器，這種設(shè)備可以完成圖像的分類，并從圖像上獲取有價值的信息。分類信息分類并對信息提取的過程中，需要對輸入的信息進(jìn)行檢查，這樣的分類才會更加科學(xué)，圖像才會更加清晰。無人機(jī)光譜遙感影像的分辨率較高，能夠讓無人機(jī)影像和一般影像之間深度結(jié)合。以重點(diǎn)的波段為基準(zhǔn)，采用合理的影像融合方法[2]。完成影像結(jié)合分辨率就會提高，信息內(nèi)容也會更加豐富。無人機(jī)將影像的波段有效融合在一起之后，可以準(zhǔn)確獲取地理位置的信息，并對地理位置的類型加以研究，可以準(zhǔn)確確認(rèn)出植被或者耕地。

2.2 設(shè)立無人機(jī)測繪圖像地理坐標(biāo)

對影響進(jìn)行有效融合之后，需要根據(jù)地理信息做好鑲嵌，從而獲取更全的圖形。對地理信息坐標(biāo)實(shí)施鑲嵌處理的過程中，需要使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換庫，讓整個過程變得簡單化，這樣可以讓圖像的拼接效率充分提高。對于地理影響上出現(xiàn)的重疊部位，需要及時做好處理，這樣可以避免前后兩幅圖之間出現(xiàn)覆蓋現(xiàn)象，圖像邊界不會出現(xiàn)錯位問題。圖像之所以發(fā)生錯位，主要是使用無人機(jī)遙感技術(shù)拍攝物體時沒有處于垂直狀態(tài)，無人機(jī)的鏡頭也會出現(xiàn)錯位跡象，導(dǎo)致圖像像素不夠均勻，獲取的地理信息定位也不夠準(zhǔn)確，視覺上也會出現(xiàn)錯覺。為了將這種錯覺消除，要針對重疊區(qū)域做好處理工作，拼接線用對角線來代替，對拼接線兩邊寬度合理控制，順利輸出圖像。

2.3 三角測量的無人機(jī)測繪地理信息定位技術(shù)

獲取了地理信息坐標(biāo)之后，對地理信息定位的控制點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算的過程中需要采取誤差方面的計(jì)算公式來計(jì)算。讓控制點(diǎn)的向量坐標(biāo)能夠成為一定的觀測數(shù)據(jù)，分析地理信息的控制點(diǎn)。選擇無人機(jī)影像時，需要認(rèn)準(zhǔn)定位標(biāo)志，利用三角測量測繪地理信息，求出平均值和反差，無人機(jī)能夠?qū)Φ乩硇畔?zhǔn)確進(jìn)行定位。地理信息控制點(diǎn)有多種，分別為：高程控制點(diǎn)、平面控制點(diǎn)，利用無人機(jī)測繪對地理信息進(jìn)行采集的過程中，選擇清晰的無人機(jī)影像，可以選擇田地界線，也可以選擇河流。對無人機(jī)的影像進(jìn)行處理的過程中，影像和實(shí)際信息之間會存在較大的差異[3]。需要使用三角測量計(jì)算出地理信息定位的平均值、方差，對地理位置中的控制點(diǎn)加以分析，主要從表1可以反映出來。

表1 地理信息定位的控制點(diǎn)和檢核點(diǎn)分析

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

實(shí)驗(yàn)中需要采用2GB內(nèi)存的計(jì)算機(jī)，合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)的編程環(huán)境，使用無人機(jī)測繪繪出地面圖像，讓局部處于放大的跡象，并對地表之間的關(guān)系加以有效識別，對各個部分的地理信息做好定位。

無人機(jī)測繪技術(shù)可以對圖像進(jìn)行采集，通過圖像得知具體的地理方位。對圖像進(jìn)行觀察，就可以獲取部分地表的內(nèi)容，營造良好的視覺效果[4]。利用圖像觀測點(diǎn)、地理圖表對無人機(jī)測繪的準(zhǔn)確性進(jìn)行研究，對獲取的圖像定位實(shí)施分辨率實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)是否能夠分辨出具體的位置，如圖1所示。

圖1 地理信息圖像分辨率

通過對圖1進(jìn)行分析可以得出，圖 （a） 的分辨率在60%，圖 （b） 的分辨率在50%。從這個結(jié)果中可以得知，地理信息獲取的分辨率較高的狀態(tài)下，就能夠清晰獲得具體的地理信息位置。如果分辨率較低，獲取的地理信息位置將不夠清晰。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對無人機(jī)測繪下的地理信息定位技術(shù)進(jìn)行研究與分析可知，其在分辨率較高的狀態(tài)下，獲取的地理位置比較準(zhǔn)確。且后期對于無人機(jī)測繪技術(shù)更需要深入研究，不斷增加無人機(jī)測繪技術(shù)的功能。