无人机影像误差分析和改善方法研究

近年来，遥感的发展趋势之一就是无人机遥感，无人机遥感技术已经成为提高测绘成果现势性的有力手

由于无人机航测遥感系统具有灵活、成本低、大比例尺高精度的特点，在小区域和飞行困难地区快速获取高分辨率影像方面有明显优势，因此，无人机航测遥感技术已经成为提高测绘成果现势性的有力手段，是增强测绘应急保障能力的捷径[1]。无人机影像由于受飞行高度、相机视角的影响，单张无人机影像所覆盖的区域面积不大，在特定任务中需要对多张影像进行拼接，有效覆盖所有工作区，影像匹配从提出到现在，经过了很多次的改进和发展，无论是匹配点精度还是匹配速度都有了量和质的飞跃，但是由于无人机影像具有像幅小、重叠度变化大、旋偏角大、影像畸变大、噪声和遮挡严重等不好的特性， 需要寻找一种对各种畸变、噪声都具有良好鲁棒性的一种算法，而基于特征匹配的影像拼接算法能很好的满足，因而被广泛的应用[2]。

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2. 无人机影像误差分析 根据摄影测量原理，影像几何误差可分为传感器内部变形造成的误差和传感器外部变形导致的误差[3]。所谓传感器内部变形可能是由于产品质量、技术参数、性能达不到预期设定，与标准数值出现些许偏差所造成的变形，这个情况由传感器型号、批次、内部结构不同而不同，而传感器的外部变形则是由于传感器自身以外原因造成的差别，比如搭载传感器的飞机的位置、航行轨迹、姿态变化、传感器介质排列不均匀、地球自转、地球曲率、地形高差等因素所导致的变形，传统的框幅式相机，主要的变形来自镜头畸变，传感器内方位元素发生变化所导致的变形可以通过系统误差改正，外方位元素数值与标准坐标出现偏差，也能导致影像发生变形，这种变形就是地物点的像点坐标误差，可以用传感器的构像方程进行解析[4]。前面提到了造成无人机影像的误差的种种原因，下面就其中集中主要原因进行分析。

2.1. 镜头畸变 镜头畸变是光学透镜固有的透视失真的总称，这种失真是透镜的固有特性(凸透镜汇聚光线、凹透镜发散光线)，镜头畸变主要有枕形畸变和桶形畸变。

枕形畸变，又称枕形失真，它是由镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。与枕形失真相对的是桶形失真。桶形畸变，又称桶形失真，是由镜头中透镜物理性能以及镜片组结构引起的成像画面呈桶形膨