无控制点数据的无人机影像快速处理VIP免费

第12卷第2期2010年4月地球信息科学学报JOURNALOFGEO�INFORMATIONSCIENCEVol�12,No�2Apr�,2010收稿日期:2009-10-30;修回日期:2010-03-15.基金项目:国家科技支撑计划课题(2006BAJ05A01);国家自然科学基金项目(40701114);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20070027017);北京市自然科学基金项目(8082015)。作者简介:宫阿都(1976-),男,山东威海人,博士,讲师,主要研究方向为资源环境遥感。E�mai:lgad@ires�cn*通讯作者:何孝莹(1981-),女,安徽广德人,博士。主要研究方向为遥感信息提取。E�mai:lhexiaoying@ires�cn�来自北京天富勤科技有限公司,无人机在低空遥感中的应用报告(2009)。无控制点数据的无人机影像快速处理宫阿都1,3,何孝莹2*,雷添杰2,李�京1,3(1�民政部/教育部减灾与应急管理研究院(北京师范大学),北京�100875;2�北京师范大学资源学院,北京100875;3�北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室,北京�100875)摘要:本文以四川地震灾区作为典型研究区,尝试在无其他控制点数据时,仅利用小型无人机影像和无人机系统自身记录的辅助数据,进行无人机影像的快速匹配、拼接和纠正处理。首先,对小型无人机获取的影像数据和辅助数据进行了详细分析,然后,将小区域原始影像利用影像匹配算法进行自动拼接,拼接后的分块区域再根据辅助数据进行纠正处理。SIFT算法被运用到无人机影像的匹配中,达到了较好的速度和精度;分块拼接后的成果利用辅助数据的伪中心点进行纠正,相对精度较高,镶嵌结果无视觉错位。最后,将纠正结果和GoogleEarth影像数据叠加进行精度检查,主要标志性地物重叠良好。关键词:无人机;影像;控制点;快速拼接;纠正1�引言无人机(UAV)遥感监测是一种新的遥感手段,具有快速、灵活、低成本、高影像分辨率等特点[1]。它适于人力无法进入的危险区域作业,以及各类灾害的应急监测和灾区重建等工作。但无人机低空遥感系统的影像受飞行质量影响,暂时还难以达到传统的空中三角测量要求的水平,因此,无人机影像处理不能完全采用传统的航空摄影流程。到目前为止,国内还没有一套成熟的无人机影像处理体系,相应的处理软件也很少见[2]。现阶段无人机影像处理的基本流程,总的来说可分为两类。一是对已有影像配准后再几何纠正处理,这是目前大多数从事无人机作业的公司所采用的方法,如北京天富勤公司采用的无人机影像处理工作流程�;二是针对无人机影像特点参照传统的摄影测量流程进行的处理,这样处理的结果精度比较高,但同时对原始数据的要求也较高,需要有高精度的姿态参数和控制点数据,如中国测绘科学研究院崔红霞、王聪华等人自主研究的算法和开发的处理软件[3-4]。本次试验采用小型无人机,成本低,运输方便,但由于受自身载荷的限制,飞行受气流影响大,姿态较不稳定,且无姿态角记录数据。试验地区处于震后灾区,没有高精度控制点数据,因此,在后期的处理中参照第一类思想进行影像拼接和纠正,在影像拼接时引进局部不变特征的影像匹配方法,提出适合试验影像特点的分块拼接方案,并充分利用已有的数据获取具有地理坐标的飞行整体影像图。2�震区无人机影像数据获取与分析本次试验于2009年5月59日在四川省绵竹市汉旺镇进行,汉旺镇位于四川盆地东北部,地貌特征为山地和丘陵。中亚热带湿润气候区,云量多,湿度大。当天天气晴转多云,风力小于三级。无人机沿河谷一侧飞行,飞行区域地势较为平坦,平均高程为660m。设计航飞区域总面积为35km2。2�1�无人机姿态参数与影像数据(1)无人机平台与遥感性能指标航飞时的飞行区域如图1所示,采用的小型图1�四川省绵竹市汉旺镇飞行区域设计图Fig�1�PlanoftheflyingareainHanwangTownship无人机及传感器的主要参数见表1和表2�。�来自北京浩天翼航空科技有限公司,�远见�型无人机遥感系统说明书(2009)。表1�无人机遥感平台主要性能指标Tab�1�MainperformanceindexesoftheUAVremotesensingplatform项目参数机长1�2m飞行相对高度400~1000m最大起飞重量4�5kg巡航速度70~110km/h续航时间60分钟控制方式遥控、程序自主控制导航方式GPS导航任务传感器设备数码照相机表2�无人机遥感传感器主要性能指标Tab�2�MainperformanceindexesoftheUAVremote...