基于無人機(jī)測繪的地理信息定位技術(shù)研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

基于無人機(jī)測繪的地理信息定位技術(shù)研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘

要】無人機(jī)因其所具有的便捷性特點(diǎn)，成為近些年航空遙感技術(shù)應(yīng)用的主要研究對(duì)象，借助無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行地理信息的定位，能夠有效提升測繪過程中地理信息的準(zhǔn)確性。結(jié)合無人機(jī)在低空領(lǐng)域內(nèi)的攝影測量技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行討論，研究其在地理信息定位技術(shù)方面的應(yīng)用研究，為讀者提供參考。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)測繪;地理信息;定位系統(tǒng);技術(shù)研究

引言：

信息來源的準(zhǔn)確性對(duì)于開展工作具有非常重要的價(jià)值和意義。地理信息能夠充分反映在現(xiàn)階段區(qū)域內(nèi)社會(huì)發(fā)展的要素以及具有的自然現(xiàn)象，也包括了具體的位置以及地理形態(tài)等信息。這種信息內(nèi)容不僅具有時(shí)效性，而且也可以通過空間的位移和變化改變對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。目前對(duì)地理信息的定位信息的獲取技術(shù)應(yīng)用有很多，而借助無人機(jī)測繪的方式進(jìn)行不僅能夠快速獲得不同尺度和不同時(shí)效內(nèi)的地理信息，而且也能夠更好地為人們的日常生產(chǎn)活動(dòng)提供充足的依據(jù)。無人機(jī)自身靈活性高而且運(yùn)行高效，借助無人機(jī)所搭載的測繪遙感技術(shù)對(duì)地理信息進(jìn)行采集，便于相關(guān)工作人員高效地開展工作。

一、關(guān)于無人機(jī)測繪應(yīng)用的優(yōu)勢

（一）影像分辨率較高

遙感設(shè)備在進(jìn)行信息采集的過程中，會(huì)受到云層的干擾遮擋，如此采集的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就會(huì)降低。而無人機(jī)屬于低空飛行設(shè)備，所以在運(yùn)行過程中，不會(huì)受到云層的干擾，因此在獲取影像分辨率會(huì)更高。當(dāng)然如果采用一般的攝影設(shè)備在進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的獲取還會(huì)受到高層建筑的干擾。無人機(jī)自身具有避障功能，而且能夠自動(dòng)識(shí)別建筑物，在地理信息數(shù)據(jù)采集應(yīng)用方面更加靈活高效。

（二）操作便捷化

和專業(yè)性的設(shè)備相比，無人機(jī)的操作更加簡潔，這也免去了對(duì)采集人員專業(yè)水平的高要求。所以實(shí)際應(yīng)用成本會(huì)更具性價(jià)比。無人機(jī)在后期維修和保養(yǎng)時(shí)會(huì)更加便利，沒有繁瑣的流程和較長的周期。而且使用無人機(jī)在低空進(jìn)行拍攝，操作人員會(huì)更加輕松，設(shè)備自有的避障功能和定向返回功能能夠降低操作人員的失誤概率。尤其是在城市內(nèi)部進(jìn)行測繪，借助無人機(jī)進(jìn)行低空攝影，能夠?qū)崿F(xiàn)測繪工作的目標(biāo)快速獲得地理信息，推動(dòng)城市建設(shè)的快速發(fā)展[1]。

（三）安全性、靈活性

無人機(jī)進(jìn)行低空飛行過程中，受外部的干擾因素較小，尤其是氣候方面的影響基本可以忽略不計(jì)。其自身具有一定的靈活性，能夠讓無人機(jī)在拍攝過程中獲得更多角度的影像資料。即便是在飛行過程中出現(xiàn)故障，因其體積較小，所以也不會(huì)給人員造成較大的傷害。所以無人機(jī)的應(yīng)用具有一定的安全性保障。

（四）高效快捷

在城市上空進(jìn)行測繪工作時(shí)，尤其是對(duì)確定區(qū)域進(jìn)行測繪，測繪區(qū)域相對(duì)較小。采用大型的航空設(shè)備進(jìn)行拍攝，不僅花費(fèi)高而且拍攝的角度無法隨意調(diào)節(jié)。采用無人機(jī)就可以避免此類問題，由于其自身結(jié)構(gòu)小巧，可以用于不同的區(qū)域環(huán)境，尤其是在一些小范圍的空間也能夠靈活飛行，有效提升了信息獲取的效率。

二、無人機(jī)測繪與地理信息定位技術(shù)的應(yīng)用融合

（一）對(duì)影像技術(shù)的拼接

通過借助無人機(jī)搭載遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ε臄z區(qū)域內(nèi)的影響進(jìn)行分辨率的精確化。結(jié)合相機(jī)拍攝的焦距以及飛行高度的配合，可以獲得更加清晰的圖像資料[2]。目前在無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用方面其所搭載的技術(shù)較少，獲取的影像數(shù)據(jù)多。這是由于低空飛行無法實(shí)現(xiàn)完整區(qū)域的拍攝。所以要想得到區(qū)域內(nèi)的完整影像就需要通過對(duì)拍攝圖像進(jìn)行拼接。但是無人機(jī)自身體積小，重量輕，在飛行過程中穩(wěn)定性不足，要確保拼接時(shí)的準(zhǔn)確性就必須對(duì)無人機(jī)的影像拍攝進(jìn)行糾正，確保圖像獲取的準(zhǔn)確性。

通過結(jié)合地理信息技術(shù)我們可以將無人機(jī)所獲得的影像進(jìn)行拼接，獲得一個(gè)完整的區(qū)域影像。而要做好拼接應(yīng)用，測繪以及定位功能是必不可少。這是由于地理信息圖通過遙感技術(shù)獲得的圖像的分辨率較高，所以就能夠?qū)o人機(jī)所采集的影像進(jìn)行糾正，然后再用于地理區(qū)域中，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位[3]。

無人機(jī)的遙感影像的生成需要借助很多設(shè)備，包括雷達(dá)、掃描儀以及數(shù)碼相機(jī)等。而隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷革新，相機(jī)的分辨率和攝影技術(shù)不斷提升這也為后期由相機(jī)逐漸替代遙感設(shè)備帶來了可能。當(dāng)然在更專業(yè)一些的技術(shù)應(yīng)用中會(huì)直接采用光譜成像設(shè)備。通過不斷提升影像采集設(shè)備的水平，能夠更加準(zhǔn)確地獲取相應(yīng)的信息，并通過圖像特征進(jìn)行分類匯總，獲取更多的有效信息。

（二）建立測繪地理坐標(biāo)

通過上面的描述已經(jīng)知道無人機(jī)的拍攝過程是由地理坐標(biāo)的引導(dǎo)來完成全局影像的采集的。所以最終也能夠獲得較為全面地全景圖，而且借助坐標(biāo)的方式，可以提升影像之間的拼接效率。對(duì)于存在重疊的區(qū)域，未經(jīng)處理直接覆蓋也不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位的情況。通常情況下如果在進(jìn)行拼接圖像時(shí)存在錯(cuò)位的情況，是因?yàn)樵O(shè)備體積較輕，拍攝過程中受到氣流干擾或是鏡頭垂直角度不一致甚至是鏡頭變形的情況造成拍攝的影像像素較低，無法得到精準(zhǔn)地定位。

為了消除這種外部因素帶來的影像圖像錯(cuò)位的情況，必須對(duì)重疊區(qū)域進(jìn)行處理，將對(duì)角線作為圖像中的拼接點(diǎn)，然后結(jié)合實(shí)際圖像的寬度進(jìn)行操作，最終得出整個(gè)區(qū)域的圖像。

經(jīng)過實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)通過誤差計(jì)算的方式不僅能夠有效提升無人機(jī)測繪成圖的分辨率，讓最終的地理信息變得更加清晰，也能夠確保定位的準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠發(fā)現(xiàn)無人機(jī)的應(yīng)用便捷性可以帶來更多的工作便利，形成清晰的地理圖像，便于進(jìn)行信息的抽取和收集提高作業(yè)效率。在數(shù)據(jù)抽取過程中可以對(duì)地理位置以及控制點(diǎn)進(jìn)行定位，這也是目前無人機(jī)技術(shù)在實(shí)際地理信息技術(shù)應(yīng)用中的重點(diǎn)內(nèi)容[4]。一般來說，無人機(jī)的操控有兩種一種是滑翔方式另外一種就是直升方式。在動(dòng)力消耗方面主要是以電力和油耗兩種，在設(shè)計(jì)航線引導(dǎo)方面則主要以GPS定位來實(shí)現(xiàn)，這些工作內(nèi)容將會(huì)是無人機(jī)在開展測繪技術(shù)應(yīng)用方面需要重點(diǎn)關(guān)心的問題。

（三）三角測量的技術(shù)應(yīng)用

在進(jìn)行地理信息定位時(shí)為了確保定位的準(zhǔn)確性通常會(huì)采用三角測量定位法。它是對(duì)目前算法的一種優(yōu)化應(yīng)用方式，主要是通過網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的劃分來確定地理信息的數(shù)量特征。以確保所獲取的影像與實(shí)際應(yīng)用需求的匹配率，有效提升測量的精準(zhǔn)度。在技術(shù)應(yīng)用中要清楚了解影像提出技術(shù)的定位方式，獲取相應(yīng)的灰度值和紋理指標(biāo)，如此能夠獲得分配更加合理的信息內(nèi)容，當(dāng)然這種應(yīng)用方式也有其弊端就是會(huì)影響圖像的質(zhì)量。對(duì)于不同的圖像質(zhì)量問題應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，重點(diǎn)做好三角測量技術(shù)的應(yīng)用，確保地理信息定位的可靠性。在完成地理坐標(biāo)的確認(rèn)之后需要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測算，其間針對(duì)誤差則會(huì)用到誤差計(jì)算公式?？刂泣c(diǎn)所在的向量坐標(biāo)能夠作為基本的數(shù)據(jù)觀測依據(jù)，在進(jìn)行分析期間需要借助三角測量方式繪制地理信息從而獲取測量對(duì)象的平均值和方差。在實(shí)際應(yīng)用過程中實(shí)際控制點(diǎn)會(huì)更多，所以應(yīng)當(dāng)在獲取影像時(shí)采用準(zhǔn)確性更高的無人機(jī)，這樣能夠便于后期圖像處理。關(guān)于測量過程中的定位與檢核可以參考表1.

三、結(jié)束語

隨著技術(shù)