遙感專(zhuān)業(yè)的最新優(yōu)秀論文
遙感技術(shù)是探測領(lǐng)域中非常重要的一項技術(shù)。今天小編為大家準備了遙感專(zhuān)業(yè)的最新優(yōu)秀論文，歡迎閱讀!
無(wú)人機遙感技術(shù)及應用
摘 要：遙感技術(shù)是探測領(lǐng)域中非常重要的一項技術(shù)。近幾年，這項技術(shù)被用到了中國的無(wú)人機領(lǐng)域中，從而形成了無(wú)人機遙感這種全新的技術(shù)。這種技術(shù)的本質(zhì)是：無(wú)人機可在任意地點(diǎn)和任意時(shí)刻進(jìn)行拍攝，拍攝出來(lái)的照片既真實(shí)又清晰。正因為如此，無(wú)人機遙感在短短幾年內便被運用到了諸多領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中發(fā)揮著(zhù)獨特的作用。文章將較為細致地闡述無(wú)人機遙感這項技術(shù)的相關(guān)情況，并對它的現實(shí)運用進(jìn)行具體的介紹。
關(guān)鍵詞：應用;遙感技術(shù);展望;無(wú)人機
引言
遙感技術(shù)起源于1960年左右，它是探測領(lǐng)域中非常重要的一項技術(shù)。它依據了電磁波的有關(guān)理論，結合了各種先進(jìn)的傳感儀器，把距離較遠的目標反饋回來(lái)的信息加以搜集，再對這些信息做相關(guān)的處理，最終形成目標的全景圖像。當下，在借助人造衛星的基礎上，遙感技術(shù)可確保18天以?xún)染湍芊祷匾淮稳虻恼鎸?shí)圖像。同時(shí)，在運用了遙感技術(shù)之后，還可高效地測繪出研究區域對應的地圖。
1 無(wú)人機遙感技術(shù)的簡(jiǎn)述
關(guān)于無(wú)人機遙感這種技術(shù)的描述可從四個(gè)方面來(lái)把握。第一是技術(shù)的組成，無(wú)人機遙感綜合了以下幾種技術(shù)：一是傳感技術(shù);二是通訊技術(shù);三是遙控技術(shù);四是遙感對應的應用技術(shù);五是GPS技術(shù)。第二是獲取的方式，獲取方式有以下三點(diǎn)特征：一是專(zhuān)題化;二是智能化;三是自動(dòng)化。第三是獲取的信息，獲取的信息主要有以下幾種：一是環(huán)境信息;二是國土信息;三是資源信息。第四是技術(shù)的重要優(yōu)勢，這些優(yōu)勢尤其表現在以下幾點(diǎn)：一是起飛速度快;二是成本低廉;三是結構較為簡(jiǎn)單。
2 無(wú)人機遙感技術(shù)的具體情況
2.1 無(wú)人機遙感技術(shù)所具備的特征
跟載人飛行器相比較，無(wú)人機遙感有著(zhù)獨特的技術(shù)優(yōu)勢。這些技術(shù)優(yōu)勢尤其體現在下列幾點(diǎn)：(1)由于無(wú)人機不需要載人，所以它可以飛行到一些較高或者較危險的區域進(jìn)行航拍，這是載人飛行器無(wú)法與無(wú)人機比擬的地方;(2)與載人飛行器相比較，無(wú)人機在實(shí)際的飛行中所耗費的資金更為低廉;(3)無(wú)人機被劃分到我國的遙控飛行器一類(lèi)，所以它的整個(gè)審批流程較為簡(jiǎn)單，相反載人飛行器屬于現實(shí)中的飛行器，它的整個(gè)審批流程非常復雜;(4)載人飛行器有著(zhù)極為嚴格的起降要求，而無(wú)人機卻沒(méi)有過(guò)于嚴格的降落場(chǎng)地和起飛場(chǎng)地要求，所以它在航拍飛行中實(shí)現中途轉場(chǎng)比較容易;(5)航拍中，無(wú)人機所具備的安全性能也遠遠超過(guò)了載人飛行器;(6)同載人飛行器比較，無(wú)人機可隨時(shí)進(jìn)行重新拍攝，并且拍攝時(shí)間極短，成像效果也非常清晰。
盡管無(wú)人機遙感有著(zhù)如此多的技術(shù)優(yōu)勢，但它的技術(shù)劣勢也較為明顯。這些技術(shù)劣勢主要表現在下列幾方面：(1)無(wú)人機遙感所返回的遙感影像有著(zhù)極高的分辨率，這種分辨率甚至實(shí)現了以分米級來(lái)計算的`精密程度。但是，影像的相幅偏小，相片數量非常龐大，甚至達到了千張以上。這種大工作量的工作方式，降低了無(wú)人機遙感工作的效率。同時(shí)，影像傾角的角度一般來(lái)說(shuō)較大，并且傾斜方向沒(méi)有任何規律可遵循。所以，無(wú)論是連接點(diǎn)的布設還是提取工作都變得非常困難。(2)載人飛行器通常比較穩定，相比之下無(wú)人機就顯得不夠穩定。假如高空中的風(fēng)速較大，那么航飛軌跡就會(huì )出現不規則的現象，甚至偏離了本身的主航道。這樣，無(wú)論是拍攝中的旁向重疊度還是航向重疊度都不夠規則，影像間的實(shí)際重疊程度就更大。(3)無(wú)人機無(wú)法攜帶專(zhuān)業(yè)化的測量相機。所以，它拍得的影像難免會(huì )有所變形。這是由于地面事物跟單幅相機間的投射關(guān)系很復雜，所以影像內存在的幾何關(guān)系也就很不穩定。在這種影響下，影像就會(huì )呈現出傾斜的效果甚至變形。
2.2 無(wú)人機遙感的影像處理流程
2.2.1 影像的畸變差糾正
當前的無(wú)人機航拍方式是中國航拍方式中最為先進(jìn)的一種方式。它有著(zhù)獨特的技術(shù)優(yōu)勢，可在任意時(shí)刻進(jìn)行航拍，并且拍攝的時(shí)間極短，成像效果也非常清晰。所以，無(wú)人機航拍這種方式被大范圍的運用�，F實(shí)中，無(wú)人機有著(zhù)不同的類(lèi)型，所攜帶的相機也有著(zhù)不同的類(lèi)型，不同的搭配方式使得最終的成像質(zhì)量也有巨大的差異。不過(guò)，一般情況下無(wú)人機都是配備的普通相機。普通相機拍出來(lái)的相片邊緣會(huì )出現畸變的現象。這可能給后續的數據處理帶來(lái)極大的誤差。為了最大限度控制數據的誤差，對影像的畸變加以糾正就成了必備的工作。處理方式主要包含了以下幾種：一是消除畸變;二是消除主點(diǎn)偏移;三是旋轉影像。
2.2.2 影像的三角測量
三角測量的過(guò)程是在空中自動(dòng)完成。以往，影像的轉點(diǎn)工作與選點(diǎn)工作都是以人工方式來(lái)操作完成�？墒�，無(wú)人機遙感卻能讓這兩項工作在空中便自動(dòng)完成。同時(shí)，像點(diǎn)中的各個(gè)坐標也是自動(dòng)獲取。它能為區域網(wǎng)平差程序結算提供依據[1]。這樣，坐標系中加密點(diǎn)所處的空間位置及其定向參數都能隨之而獲得。三角測量主要對以下幾方面的內容加以測量：一是內定向的相關(guān)測量;二是相對定向的相關(guān)測量;三是模型連接的相關(guān)測量;四是模型轉點(diǎn)的相關(guān)測量;五是偏移量的相關(guān)測量;六是連接點(diǎn)的相關(guān)測量;七是特征點(diǎn)的相關(guān)測量。
2.2.3 DOM影像與DEM影像的生成
DOM影像與DEM影像的具體生成步驟如下：首先，借助平差程序可解算出拍得的影像對應的外方位元素;接著(zhù)，把相鄰影像跟外方位元素充分匹配，便可迅速取得相關(guān)的同名特征點(diǎn);然后，通過(guò)這些同名特征點(diǎn)便可以生成DEM影像;最后，讓生成的這個(gè)DEM影像跟相關(guān)的同名特征點(diǎn)再次拼接，便可得到需要測量區域的DOM影像圖片。
2.3 無(wú)人機遙感的關(guān)鍵技術(shù)
現實(shí)中，遙感技術(shù)是把多種技術(shù)綜合以后取得的技術(shù)成果。上述已經(jīng)談到：無(wú)人機遙感綜合了五種主要的技術(shù)，第一種是傳感技術(shù)，第二種是通訊技術(shù)，第三種是遙控技術(shù)，第四種是應用技術(shù)，第五種是GPS技術(shù)。在這五種技術(shù)中，最為關(guān)鍵的技術(shù)又可細分成八種。第一種是遙感平臺對應的集成技術(shù)。第二種是專(zhuān)用數據對應的處理技術(shù)。第三種是傳感器對應的控制技術(shù)。第四種是平臺穩定涉及的相關(guān)技術(shù)。第五種是相機定標的相關(guān)技術(shù)。第六種是相機校驗的相關(guān)技術(shù)。第七種是快速處理的相關(guān)技術(shù)。第八種是3S技術(shù)。而依據平臺框架的情況來(lái)具體劃分，關(guān)鍵技術(shù)又應該被劃分成三種基本的技術(shù)。第一種是遙感平臺對應的集成技術(shù)。第二種是獲取數據的相關(guān)技術(shù)與下傳數據的相關(guān)技術(shù)。第三種是地面接收與處理技術(shù)[4]。文章將對這三種最為關(guān)鍵的技術(shù)進(jìn)行一一的介紹。
2.3.1 無(wú)人機遙感平臺集成技術(shù)
無(wú)人機中，平臺結構主要包含了以下幾種：一是飛行器對應的系統;二是信息傳輸對應的系統與測控對應的系統;三是保障對應的系統;四是信息獲取對應的處理系統。平臺結構具體如圖1所示。無(wú)人機中安裝的是面陣CCD相機[2]。通常，拍攝操作是由相機頭部來(lái)具體完成。相機頭部又由三個(gè)部分構成，第一部分是數碼后背，第二部分是鏡頭，第三部分是機身。對無(wú)人機來(lái)說(shuō)，遙感平臺需要體積小且分辨率偏高的相機。因此，大面陣CCD數碼與120中型幅面相機是最佳的組合[3]。再者，高清圖像是無(wú)人機影像的一個(gè)重點(diǎn)。所以，拖影便成了影像中的一個(gè)重要障礙。為此，遙感平臺必須盡量把拖影的像元控制在0.5以下。假設像元是9um×9um，高度是500m，速度是每秒鐘33m，焦距是50mm。那么可得出曝光時(shí)間是1/733秒，快門(mén)應選用1/1000s以上[5]。假設焦距用字母f來(lái)表示，成像面尺寸用字母L來(lái)表示，視場(chǎng)角用字母θ來(lái)表示。那么焦距公式是tg(θ/2)=(L/2)/f[6]。而主控計算機需要起到三方面的作用，首先是對相機進(jìn)行良好的控制，其次是對圖像加以傳輸，再次是對圖像加以保存。因此，PC/104+嵌入式計算機是最好的選擇[4]。
2.3.2 下傳數據的相關(guān)技術(shù)與獲取數據的相關(guān)技術(shù)
因為無(wú)人機遙感會(huì )產(chǎn)生極大的數據量，所以下傳圖像的過(guò)程中一般來(lái)說(shuō)會(huì )選擇高壓縮比的壓縮技術(shù)。壓縮方案具體如下：系統中的數據鏈路共有兩條，傳輸中多模態(tài)遙感器會(huì )與工控機互相配合，一方面可通過(guò)其中一條鏈路把遙感數據傳送到硬盤(pán)中做備份處理，另一方面可通過(guò)另外一條鏈路把遙感數據傳送到壓縮模塊中做壓縮處理。
另外，圖像獲取的具體步驟如下：(1)系統中的IO設備可把遙感數據統統讀取出來(lái);(2)遙感數據在控制板是BMP這種格式的數據，通訊程序可把這種格式的數據全部讀取出來(lái)，再把數據全部寫(xiě)入到DSP中;(3)DSP中具備壓縮模塊，壓縮模塊會(huì )把這些圖像由BMP格式轉換成JPEG格式;(4)JPEG格式的所有圖像會(huì )被存儲到指定的內存中;(5)通訊程序從指定內存中把JPEG格式的所有圖像給讀取出來(lái)再傳送到數據鏈路中。
2.3.3 地面對數據的接收與處理
對無(wú)人機來(lái)說(shuō)，無(wú)論是地面的接收工作還是地面的處理工作都必須依托于數據接收站。數據接收站既可以是固定式也可以是移動(dòng)式。而無(wú)論是哪種類(lèi)型的數據接收站都必須具備以下五種基本功能：一是存儲海量數據的基本功能;二是建立海量數據庫的基本功能;三是管理海量數據的基本功能;四是分發(fā)海量數據的基本功能;五是糾正數據的基本功能。
3 結束語(yǔ)
綜上，文章首先闡述了無(wú)人機遙感這種技術(shù)的本質(zhì)。其次，文章闡述了無(wú)人機遙感這種技術(shù)的基本情況：一是這種技術(shù)所具備的特征;二是這種技術(shù)在處理中的詳細流程;三是這種技術(shù)具體包含了哪些關(guān)鍵技術(shù)，并對這些關(guān)鍵技術(shù)分別加以介紹。
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