无人机数码遥感测绘系统集成及影像处理研究

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1、无人机数码遥感测绘系统集成及影像处理研究【摘要】无人机低空遥感系统在很多的行业都得到了广泛的应用，尤其是在小区域成图、地势复杂地区成图和测绘结果实时更新等方面。但与传统的测量方式相比较，无人机低空航测也存在着许多问题。如稳定性差、拍摄的影像像幅小、影像倾角过大等问题。本文围绕无人机数码遥感测绘系统影像的处理工作，做了几个方面的研究。【关键词】无人机；遥感测绘；影像处理无人机与有人机相比，优势主要体现在三个方面：一是，极高的机动性。由于无人机空间的局限性，无人机整体重量不重，在速度、范围上有很大的提升空间；二是，极强的环境适应性。无人机不需要专门的起降

2、场，而且对气象条件的要求也不高，从而使工作效率大大提升；三是，极好的经济性。飞机价格适当，一般的公司都具备购买能力。但是，有优势就有劣势。航拍的质量、重叠角度的误差、漏拍等问题也一直存在。如何把无人机在航拍上的功能充分发挥出来并提高无人机数码遥感测绘系统的准确性，是我们现在研究的重点。1系统集成7我国目前的无人机主要分为两种：固定翼无人机和无人直升机。本文所进行研究探讨的无人机是固定翼飞机。平台则是“双发”型无人机飞行平台，飞机的抗风性能好，有效载荷大，能够满足辅助设备的安装所占用的空间。微型无人机遥感系统由于受飞行平台的制约，体积和重量较大的专业的

3、航空摄影机都不能采用，因此，我们一般采用的是数码相机。在选用数码相机的时候，我们主要关注一下几点：一是，CCD分辨率与CCD器件尺寸。CCD器件上像素越多，分辨率就越高。二是，影像质量。由于遥感应用需要高质量的数字影像，所以影像文件的存储应采用TIFF、RAW等无损的文件存储格式。三是，感光度指标。用于航拍的数码相机应该具有较宽的感光度范围。四是，存储介质。应采用可移动储存介质较大的CF卡为主。除此之外，还有很多需要注意的问题，工作人员要具体问题具体分析。如图1所示，微型无人机遥感系统组成。室内作业和场外作业两部分是微型航空遥感系统运行的主要部分。室

4、内作业设备主要是专业的图像处理设备。而场外作业的目的主要是获取高质量的遥感影像。微型无人机航空遥感系统一般可以完成半径150千米以内的超视距自主遥感业务飞行。2飞行试验7在确定好无人机试验的准备工作后，针对不同的地形地貌，进行多次的调试和试验。试验的主要目的是为了研究无人机遥感系统的成像能力，进行了三次试验。第三次总结了前两次的经验，以在某地拍摄获取的400张影像数据为例，飞行速度为80km/h，航高750m，航向重叠75%，旁向重叠为50%，设计航道7条，覆盖面积为3500×2000m?，单片覆盖约725×500m?并装有稳定平台。按照一般的航空遥

5、感要求，拍摄时航向重叠率在53%到60%之间，旁向重叠率在15%到30%之间，因此，考虑到本次实验中出现的各种问题，我们将航向重叠率为75%，旁向重叠率为50%。而航迹因为天气较好的缘故与预定航线偏差控制在1s内。由于地区的局域性限制，在最后生成的影像中，除去非航道上拍摄的大约140张不能用之外，剩下的250多张的影像在我们的要求范围内。在无人机进行切换航带时，由于设计的飞行航线太短造成拍摄航带时的航迹角偏差比较大。在后来的第三次飞行中安装了稳定平台。在之前没有安装的时候角度偏差有的达到了8°，当增加了稳定平台后，控制在5°以内，使得影像在处理和拼接

6、有了改进。至此，实验的目的达到。3无人机影像的获取及处理3.1无人机影像的获取7无人机的遥感系统主要由三个方面组成：空中控制系统、地面控制系统及数据后处理系统。在无人机影像采集时，具体的操作流程有以下四个步骤：一，进行合理的航迹规划，将规划好的航线载入到控制系统；二，控制无人机按照航线飞行，进行拍摄；三，将无人机拍摄的影像进行存储并将数据发回地面控制系统；四，在完成一系列的任务后，结束飞行与拍摄。3.2无人机影像的处理在获取无人机拍摄的影像资料后，应该先进行检查。检查的步骤具体如下：第一步，确定每一张原始获得的影像数据都能够正常打开并且各方面的数据都

7、是完整的、准确的；第二步，对数据进行抽查。主要检查每张影像是否存在拍摄问题和拍摄中是否受到云或者雾等天气状况的影响；第三步，确定坐标。拍摄地点的坐标有时会与影像中的坐标产生误差，如果遇到这种情况应该及时做好记录，对其作出细致的检查；第四步，对无人机的航向重叠度、旁向重叠度等方面进行检查。3.2.1影像的预处理无人机上搭载的成像设备是数码相机。数码相机内的内方位元素和畸变差对相机的成像效果有着较大的影响。因此，在对影像处理前应该先要对数码相机进行检查，而且还要针对不同的型号的相机进行不同的方法处理畸变差，从而使影像的质量得到较大的提高。在一系列的检查之

8、后，修正后的影像需要进行均色处理，使影像在亮度、灰度、纹理等方面保持一致。73.2.2影像的匹配处理遥感影像