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浅谈LPS无人机航空影像处理

发布时间:2018-05-09 11:31:00 文章来源:未来智讯    
    关键词: LPS无人机 遥感技术
    中图分类号: P237 文献标识码: A
    前言
    无人机航空遥感作为我国“十一五”期间重要的测绘遥感数据获取方式目前已经成为获取地面遥感数据的重要手段之一;无人机是一种由动力驱动、无人驾驶、可重复使用的航空器的简称,英文常被称作是Unmanned Aerial Vehicle,缩写为UAV,无人机航空摄影具有时效快、分辨率高、机动性强的特点。本文以某西南省份山区城市的无人机测绘实例,进行一些研究讨论。
    数据使用
    LPS(Leica Photogrammetry Suite)是徕卡公司推出的遥感及摄影测量系统。主要为处理地球空间影像提供了精密和面向生产的摄影测量工具。LPS可以处理来自多种航天、航空传感器的多种格式影像,包括黑/白、彩色和最高至16bits的多光谱等各类数字影像。
    试验区域位于西南某省的山区某县,选择进行试验区域的位于县城周边,目前试验区已有GPS E级网,地面分辨率为0.15米的无人机影像资料,焦距为24mm,像片控制已经完成。无人机影像公司同时提供了原始影像及经过畸变校正后的重采样影像。
    经过分析无人机航空影像航向重叠度达到90%,而旁向重叠度也达到了70%,实验区域的无人机影像重叠度大,航片数量较多。
    试验区域内部相对高差约100-300米,同时覆盖了部分城镇区域,由于楼房高差较为明显,导致城镇区域部分影像投影差较大。
    单张影像覆盖面积为5616×0.15=842米3744×0.15=561米。
    经过分析原始的无人机航空影像航向重叠度达到90%以上,而旁向重叠度也达到了70%,相同区域内覆盖的航片数量过多。为了减少数据处理量,将采取抽片的方式:在同一航带上,每隔2张航片抽取1张航片使用;航带间,相互间隔1条航带进行抽取。
    经抽片后,航向重叠度达到70%左右,旁向重叠度达到55%左右,仍然能满足空三加密的需求。此时,总共使用了80幅航片(5个航带,每条航带16幅航片),覆盖了试验区域。原始飞行数据概略及像控分布图见下图:
    
    
    
    
    数据处理
    由于无人机较之大型机稳定性较差,受气流以及投影差等影响,无人机数码航片边缘模糊,地物位移现象比较明显,导致相对定向时像对找不到足够的连接点或者连接点不相符。为此采用裁剪去掉航片边缘的方式来进行空三加密。
    处理后的影像进行解析空中三角测量计算,在经过裁剪处理后,进行相对定向,匹配点在航片上分布比较均匀,并且匹配质量较好(如下图所示)。从相对定向的结束报告也可以得到,匹配成功率很高。
    
    
    结论
    针对一分区进行加密分析,抽除左侧的航片(4+4+6)共14张,全区航片加密通过。RMSE为0.5510 pixels。使用加密结果进行立体测点,与现有地形图的对比检查点。平面检查点116个,中误差0.3235m;高程检查点61个,中误差0.5625m
    由于边缘模糊的区域被裁减掉,在选取控制点时的区域比较清晰,控制点的精度得到提高。但是由于经过处理,损失部分信息,因此在做加密时抽片需要分析,避免重叠度不够而不能进行区域网加密;困难地区的航片不能进行抽片。裁剪后区域加密的精度有比较明显的提升。
    参考文献
    [1] 程崇木.固定翼无人机航空摄影测量精度探讨[J],人民长江,2010,42(11):54-56
    [2] 初爱萍.基于DPGrid软件的无人机数据处理[J],科技信息,2010,下:196-197
    [3] 杨爱玲.基于固定翼无人机航摄影像获取及应用探讨[J],测绘与空间地理信息,2010,33(5):160-162
    [4] 毛亮亮.基于摄像头定标的无人机位置和姿态的检测[J],电脑与信息技术,2010,18(5):6-10

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