无人机遥感技术数据特点及其应用

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1、无人机遥感技术数据特点及其应用【摘要】无人机遥感技术经过国内外近十几年的发展，已成为传统航空摄影测量的有益补充，具有机动灵活、时效性强等技术优势，但相对于传统的航空影像来说无人机影像数据具有其特殊性，采用一般的影像处理技术很难对其进行处理。本文在分析无人机遥感图像数据特点的前基础上，以PixelGrid软件为例介绍其处理流程，并对其未来的发展应用领域进行了分析概括。　　【关键词】无人机遥感；影像处理；应用　　　　简介：谷国涛（1985—），男，河北衡水人，东华理工大学在读硕士研究生，主要从事3S技术与应用研究。　　　　0.引言　　

2、随着“数字国土”，“智慧地球”口号的提出以及各种资源和灾情监测的应用要求需要，如何在保持当今社会信息高速发展的同时能够及时有效快捷的了解和获取地表数据成为当前人们研究的重点所在，长期以来传统的以卫星和航空遥感为手段的航空航天技术手段被人们广泛的应用，但由于受到空域管制、成本时效等各方面因素的限制和制约，在应对各种突发自然灾害和日常的资源调查、动态监测任务时很难提供有效的应对，同时由于航空遥感的成本较高、图像分辨率和时效性方面的影响，往往不能满足工作需要。　　1.无人机遥感技术及其影像数据特点　　无人机遥感是利用先进的无人驾驶飞行器

3、技术、遥感传感器技术、遥感遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，具有自动化、智能化、专题化快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析能力的应用技术[1]。具有结构简单、使用成本低、起飞迅速等技术优点，成为国内外目前研究的重点，多被应用于军事领域，最近几十年在民用领域并逐步被应用于国土、林业、突发地质灾害、土地动态监测等各个领域当中。在民用领域，国内已有多家研究机构及单位从事基于无人机遥感技术的研究试验，如中国测绘科学研究院、中国地质大学、北京大学遥感与地理信息研究所、中科院沈阳自动化研

4、究所等，形成了一系列的理论和方法[2]。　　无人机遥感技术作为航空航天遥感技术的有效补充，具有其他遥感技术所无法比拟的独特优势。无人机结构简单、成本较低，具有在云霞低空飞行的能力，弥补了卫星等航空摄影技术因气候因素所引起的云层遮挡问题，且起降迅速无需机场，可保证随时待命，可完成各种突发事件的及时有效应对，在短时间内了解灾情，以便分析决策和采取对应的应对措施，可代替有人飞机进行现场侦查工作，降低了人员的危险性，保证了人员安全。在2008年汶川地震、2010年玉树地震等突发地质灾害中对于及时快速的了解震后灾害地区的房屋道路的损毁情况以

5、及各种次生地质灾害如堰塞湖、滑坡、泥石流等的预警和监测情况发挥了重要作用，为各级政府机关了解灾情信息、及时展开生命救援、有效的应对次生灾害和保障人民生命安全提供了第一手的应急资料。　　无人机遥感的影像数据特点：　　①高分辨率遥感影像数据获取能力是无人机遥感的最大特点，系统获取图像的空间分辨率达到了分米级，但其影像存在像幅较小，相片数量多，动辄就上千张之多，工作量较大，效率低，影像的倾角过大且倾斜方向没有规律的问题，给连接点的提取和布设带来困难。　　②无人机遥感平台的稳定性不如有人操纵飞机，受高空风力影响易造成航飞轨迹不规则，部分偏

6、离主航道，这就使得拍摄的影像航向重叠度和旁向重叠度不规则，影像间的重叠度相差加大。　　③由于无人机携带的不是专门的量测相机，影像的变形较大，单幅相机与地物空间的投射映射关系比较复杂，镜头畸变很大，影像内部几何关系比不稳定，影响的倾斜变形较大，影像间的明暗对比度也不尽相同，同时地面的起伏对像片的影响也较大。　　2.无人机遥感影像的处理流程　　航空影像处理经历了从模拟摄影测量、解析摄影测量到全数字摄影测量3个阶段的发展，每个阶段都是航空影像处理技术的一次飞跃与革新[3]。对传统的航空和卫星影像的数据处理工作已基本完善，但相对应的无人机

7、遥感数据处理技术因其自身特有的技术特点，现阶段还很少有软件能够有效的对其进行有效处理和应用。无人机遥感技术继承了传统航空摄影测量的理论和方法，将非标准传感器数据变换成透视图像，并用专业软件进行处理，具有数据获取和处理的能力。但其自身其获取的影像存在像幅小、数量多、基线短、重叠度不规则且倾角过大等问题又决定了它与传统航片的处理手段的不同，笔者以中国测绘科学研究院研制的高分辨率遥感影像一体化测图系统PiexlGrid软件为实验，介绍无人机的相关处理流程工作：　　PixelGrid系统能够针对无人机影像重叠度不规范、像幅较小、相片数量多

8、、倾角过大且倾斜方向没有规律，摄区地形起伏大、高程变化显著等特点，支持非量测相机的畸变差纠正，能够快速拼接成大范围影像图，高效完成无人机遥感影像的测量和观测任务。　　图1无人机遥感数据处理流程　　2.1畸变差纠正　　无人机航空摄影是一种新型的航空影