楊利榮

（寧夏自然資源勘測調(diào)查院，寧夏 銀川 750000）

0 引言

利用無人機測繪系統(tǒng)，以遙感技術(shù)為平臺，實現(xiàn)地理信息的獲取。在無人機的起飛中，選擇直升式或滑角式，無人機可儲備油能、電能。航線設(shè)計以及拍攝/掃描中心是無人機測繪的重點，基于地信息定位技術(shù)的要求，無人機測繪必須結(jié)合該地區(qū)的氣候特征，對測繪路線、飛行時間、測繪距離等進行規(guī)劃。根據(jù)最終拍攝的圖像，完成特征數(shù)據(jù)模型的建設(shè)?；诘乩硇畔⒍ㄎ患夹g(shù)，測繪結(jié)果匹配度高、準(zhǔn)確性高，降低傳統(tǒng)在測量過程中數(shù)據(jù)模糊的問題。在灰度值的計算中，可借助影像關(guān)系，直接計算地理影像的坐標(biāo)，獲取信息分類。通過三角測量無人機測繪信息定位方法，將保障無人機測繪發(fā)揮自身的獨特優(yōu)勢。

1 無人機測繪技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 拍攝圖像分辨率高

無人機測繪技術(shù)拍攝圖像分辨率極高，以往常規(guī)的測繪模式受當(dāng)?shù)刈匀粴夂蛴绊?，如云層因素、霧氣因素、陽光因素等。在測繪時，這些自然因素很容易影響測繪結(jié)果的精準(zhǔn)性，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異。通過無人機測繪技術(shù)，不僅能夠避免常規(guī)測繪過程中受到的自然影響，同時無人機還可以自動調(diào)整測繪角度，甚至可以低空飛行。這就保證采集后的資料不受客觀因素干擾，且圖像分辨率會得到提升。此外，除空曠區(qū)域測量外，在密集建筑區(qū)域，如高層區(qū)域，常規(guī)的測量技術(shù)受建筑物影響，采集到的圖像有可能出現(xiàn)建筑物邊緣失真、畸變概率高。而無人機測繪技術(shù)可以規(guī)避這種影響，降低周圍建筑物的干擾。分析建筑物紋理，在建模時考慮到畸變率以及失真率，保障測繪技術(shù)符合最終建模要求[1]。

1.2 可保證機身安全性

無人機測繪技術(shù)有高安全性、高靈活性，無人機自身在飛行時，可自動分析周圍環(huán)境，結(jié)合計算機分析軟件，提前預(yù)測環(huán)境變化。如分析是否會出現(xiàn)強降雨、颶風(fēng)等天氣。以周圍環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)，對于自身飛行路線、續(xù)航以及拍攝進度實現(xiàn)調(diào)整。無人機可隨時進行低空、高空飛行，常規(guī)的氣候影響可忽略不計[2]。同時，無人機自身體積較小，這種高靈活性使無人機可以拍攝特殊地區(qū)的影像資料。在運行時，若無人機遇突發(fā)性不可控氣候或其他客觀因素導(dǎo)致?lián)p毀，也不會造成人員傷亡，是一種集經(jīng)濟、安全、可靠、精準(zhǔn)于一體的測繪技術(shù)。

1.3 拍攝測繪效率理想

無人機測繪效率高，且對于特殊區(qū)域的測量，考慮空間、區(qū)域要求，若使用大型航拍實用性較低，且花費較高，采集的數(shù)據(jù)也無法滿足要求。通過無人機多角度進行測繪，保證拍攝圖像有參考意義。分析無人機傳回的影像資料，得知無人機拍攝的角度通常包含2～3 面。例如，對同一類型建筑物，無人機可進行多角度拍攝，通過俯拍、平拍、側(cè)拍等角度，提高測繪效率，使圖形建模結(jié)果更精準(zhǔn)。

2 無人機測繪融合地理信息定位技術(shù)實現(xiàn)路徑

2.1 無人機拼接技術(shù)

無人機測繪融合地理信息定位技術(shù)在實現(xiàn)路徑中，著重于拼接技術(shù)。測繪過程中，對無人機的飛行路線、航拍角度等實現(xiàn)調(diào)整，考慮相機的焦距限制，計算拍攝比例。無人機可基于精準(zhǔn)性要求，自動調(diào)節(jié)飛行高度。無人機遙感技術(shù)影像數(shù)據(jù)較多，且降幅較小。如整片地理區(qū)測量時，僅能拍攝部分區(qū)域。將測量區(qū)域定為A、B、C 大區(qū)域，無人機測繪可將A、B、C 等大區(qū)域劃分為a1～a10 小區(qū)域。通過拍攝a1～a10 小區(qū)域圖像進行拼接，完成整個區(qū)域的測繪。但無人機在飛行時雖然能夠規(guī)避不良天氣影響，但若出現(xiàn)風(fēng)向因素，還是會對無人機的飛行產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致飛行不穩(wěn)定[3]。在無人機拍攝圖像完畢后，處理圖像時還需要考慮這種因素，對圖像進行幾何糾正，完成精準(zhǔn)融合。通過地理位置的查詢，將所有無人機影像拼接，基于地理信息定位技術(shù)研究，可以保障地形圖和分辨率達到高標(biāo)準(zhǔn)。在影像糾正后，放置對應(yīng)的地理圖像空間中，完成同名控制。

通過幾何變化數(shù)學(xué)模擬，建立無人機測繪圖像以及地理信息之間的關(guān)聯(lián)。并賦予精準(zhǔn)的地理信息定位，對后續(xù)信息采集可進行自動分析。如針對同一圖像完成重疊，保障圖像精準(zhǔn)性。無人機遙感影像所使用的傳感器類型較多，且遙感設(shè)備較為豐富。不僅包含數(shù)碼相機，同時也包含了雷達以及掃描儀。在常規(guī)測繪時，通過可見光完成地理信息的觀測。對于不良條件，如陰天或無可見光時，便可借助掃描儀、雷達等進行繪測。無人機測繪技術(shù)分辨率高，價格合理。將所采集到的數(shù)據(jù)傳輸回計算機，通過邏輯分類處理功能，結(jié)合數(shù)據(jù)庫比對，保障最終采集到的數(shù)據(jù)符合建模特征。無人機測繪技術(shù)集合光譜、遙感、影像分辨率等，與常規(guī)的測繪模式相比精準(zhǔn)性更高，包含的信息更加豐富[4]。對于當(dāng)?shù)靥厥獾牡乩硇畔?，會顯示出其波段以及類型，并了解某些特定區(qū)域的詳細情況。如當(dāng)?shù)貐^(qū)域的植被以及耕地情況、水資源分布情況、建筑密度等。

2.2 無人機測繪地理信息坐標(biāo)、定位技術(shù)

無人機測繪地理信息坐標(biāo)，要結(jié)合傳統(tǒng)測繪技術(shù)的優(yōu)勢進行更新。對已采集到的數(shù)據(jù)進行劃分，并分析傳回圖像進行鑲嵌，獲得全景數(shù)據(jù)坐標(biāo)。在數(shù)據(jù)處理時，借助GDAl 轉(zhuǎn)換庫，對像素以及地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通過函數(shù)公式進行分析。對所有過程完成自動簡化處理，可以提高圖像拼接的預(yù)估效率，降低時間耗費。通過計算，可以得知所有圖像在拼接時必然會出現(xiàn)重疊區(qū)域，但此重疊區(qū)域若不經(jīng)過處理，將會使重疊區(qū)域數(shù)據(jù)重復(fù)，加大建模量。因此，對于重疊區(qū)域，為了避免出現(xiàn)錯位原因，在拍攝中無人機遙感技術(shù)將考慮鏡頭畸變原因，對像素不均勻以及地理信息定位問題進行規(guī)避。如對重疊區(qū)域，以對角線為拼接線，并選擇合理寬度、高度，完成比例輸出[5]。同時，借助定位技術(shù)，還可以解決出現(xiàn)的模糊問題。在已獲取地理信息坐標(biāo)基礎(chǔ)上，利用誤差方程式，了解地面信息控制點，完成向量坐標(biāo)的觀測值設(shè)定。在分類時，選取清晰無人機影像以及定位標(biāo)志，在無人機測繪的地理信息定位技術(shù)上完成分類。例如，包含高程控制點以及平面控制點，選取清晰的定位標(biāo)志，如交叉口、地接線、河流瘋。通過測繪地理信息了解其平均值以及均方差，并基于控制點、檢核點實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，如表1 所示。

表1 分析地理信息定位的控制點和檢核點

2.3 無人機三角測量定位技術(shù)

通過無人機三角測量定位技術(shù)，在測繪工程中可以對已采集到的數(shù)據(jù)進行算法處理，完成最優(yōu)化等級分配。例如，常規(guī)的測量方式是逐項分解，這種數(shù)據(jù)處理方法有較多的局限性。而三角測量方式則是通過先進的網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)，對所有區(qū)域進行判定，選擇有明顯特征的關(guān)鍵點，完成數(shù)據(jù)換算。這種全新的換算方式會保障最終影像分辨率得到質(zhì)的提升，可以規(guī)避以往在測量過程中出現(xiàn)的影像不合格等問題。基于地理信息定位技術(shù)，使用三角測量方法，可以對已有的地理影像實現(xiàn)提取，開展最終的定位收尾工作。在應(yīng)用三角測量技術(shù)時，對于定位精準(zhǔn)性，要分析影像自身的灰度值，隨后確定最終的紋理指標(biāo)。在信息平均分配性中，考慮影像清晰度以及局限性。通過時間對比，提升最終的精準(zhǔn)效果。在測量過程中，要對已有的控制點實現(xiàn)測算，并以坐標(biāo)點為中心數(shù)據(jù)，完成觀察。將獲取到的各控制點實現(xiàn)精準(zhǔn)分類，在完成坐標(biāo)測繪的同時，進行平均值以及差值的計算?；跓o人機測繪的定位標(biāo)準(zhǔn)，對所有的信息圖像進行分配，完成差異化數(shù)據(jù)分析。例如，對于有差異化的圖像，可將此圖像設(shè)定為特殊的數(shù)據(jù)指標(biāo)。在其他數(shù)據(jù)處理完畢后，以匹配方式對該指標(biāo)完成局部放大處理。三角測量法所獲取的數(shù)據(jù)信息會被優(yōu)先分析，基于最終的控制點，結(jié)合地理位置實現(xiàn)確定。此外，在地理圖像坐標(biāo)測試中，使無人機三角測量定位技術(shù)，將會完成圖像以及數(shù)據(jù)源頭的整合，保障生成的全景圖更加直觀、科學(xué)。在地理信息以及影像信息的融合過程中，無人機地理圖像信息對已有的地面控制點采取誤差計算方式，提高虛擬觀測值以及最終分析效果。

2.4 無人機測繪遙感技術(shù)

無人機測繪遙感技術(shù)在地形圖測繪中，能夠發(fā)揮巨大優(yōu)勢。以1:2000 比例分析，對比例區(qū)域可實現(xiàn)高精度縮放。無人極遙感技術(shù)可以基于此縮放比例，利用DOM 數(shù)據(jù)完成加載，在大面積圖形測繪過程中精度極高。此外，在拍攝測繪過程中，將圖像數(shù)據(jù)加載ArcGIS中，并結(jié)合實際情況以及測繪要求，建立多項圖層。在圖層建設(shè)完畢后，采集已有的建筑特征點，完成詳細繪制，獲得高精度的矢量數(shù)據(jù)圖形。在遙感技術(shù)的應(yīng)用過程中，不僅能夠保障現(xiàn)代圖形的測繪精度，同時亦滿足后續(xù)測繪工程的效率要求。在城市測繪中，無人機遙感技術(shù)還可實現(xiàn)特殊高程的測量分析，解決以往在測量時出現(xiàn)的地區(qū)缺陷。例如，對于一些高海拔地區(qū)，將會取得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析，突破局限。針對5500m 以上的海拔，無人機測繪技術(shù)也可發(fā)揮采集優(yōu)勢。通過攝像、掃描等技術(shù)，完成平面數(shù)據(jù)的獲取。通過數(shù)據(jù)比例，以1:200 的遙感比例，可以實現(xiàn)最高6800m2的測量。這種獨特的優(yōu)勢為我國土地改革提供指標(biāo)，借助無人機遙感測繪技術(shù)，可以提高最終的測繪效率以及質(zhì)量，滿足數(shù)據(jù)規(guī)劃，減少冗余成本支出。

3 無人機測繪融合地理信息定位技術(shù)案例分析

無人機測繪融合地理信息定位技術(shù)，在案例分析中，可以編制一個地面圖形，將其定為某實驗工程，并完成關(guān)鍵數(shù)據(jù)點局部放大。通過Microsoft Visual C++完成地表之間的關(guān)系判定，并對某一部分地理信息位置進行定位。例如，無人機測繪技術(shù)采集圖像后，提取圖像中的關(guān)鍵信息，了解地表之間的關(guān)聯(lián)度。在保障視覺效果的基礎(chǔ)上，基于觀測點、地理坐標(biāo)等實現(xiàn)對比分析。在了解無人機測繪定位精準(zhǔn)性的基礎(chǔ)上，進一步獲取圖像分辨率，完成實驗規(guī)劃。就能否清晰分辨地理信息位置完成測試，在比對結(jié)果中，根據(jù)1～3、4～5、7～9 區(qū)域，保障分辨率維持在50～70%。通過實驗比對，了解提取信息影像分辨率極高，對于地理信息的具體位置可精準(zhǔn)定位，如圖1 所示。

圖1 地理信息數(shù)據(jù)分析——以圖像分辨率為標(biāo)準(zhǔn)

通過模擬案例分析，可以了解我國地理信息定位技術(shù)的重要發(fā)展方向便是無人機測繪技術(shù)。傳統(tǒng)的方式已經(jīng)無法滿足未來地理信息定位的要求，因此無人機測繪應(yīng)運而生。對已收集到的圖像進行糾正以及拼接，完成最終定位，保障精準(zhǔn)度。了解實際定位坐標(biāo)，結(jié)合誤差計算公式，對所有的地面控制點進行高程計算，完成觀測值的設(shè)定，選取清晰的影像完成定位。分析平均差以及均方差，不僅能夠具有更高分辨率，同時就其測算區(qū)域的空間性，還能夠反映數(shù)據(jù)的變化情況，獲得不同尺寸的地理信息。且該尺寸具備不同實效性，為無人機測繪技術(shù)的發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語

綜上所述，通過無人機測繪，對已有的地理信息完成定位研究，分析出精準(zhǔn)的地面圖像。將會解決以往地形測繪中的模糊性問題，規(guī)避已知缺陷。在此圖像中，具備放大、識別功能，表明圖像之間的觀測點以及地理坐標(biāo)條件，保障最終的定位精準(zhǔn)性。