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四年一劍 他們破解了一個無人機遙感應用難題
日前，電子科技大學資源與環境學院（以下簡稱資環學院）定量遙感團隊在“無人機熱紅外遙感”方面取得重要研究進展，并于國際攝影測量與遙感協會ISPRS會刊上發表學術論文。資環學院教授周紀為通訊作者，電子科技大學為論文第一署名單位。
取得這一進展，并非一日之功，該團隊前后鉆研了四年之久。在2019-2020年兩年時間內，每年5月份到10月份，論文一作、博士研究生孟令宣都要與課題組同門師弟師妹一起，帶上專業的相機、無人機等實驗器材，前往西北黑河流域進行遙感數據采集工作。在得到的數千組數據的基礎上，孟令宣選擇了熱紅外與可見光圖像配準研究方向，因為圖像配準是諸多后續應用的基礎。
所謂圖像配準，是指把圖像的點對應起來。多鏡頭的位置不同導致其拍攝的圖像之間存在偏差，孟令宣所要做的，便是將這些偏移的點更準確地對應在相同的像素位置。孟令宣在三個站點的數據中各抽取了150張、傍晚和夜間拍攝的150張，共600張數據作為測試集，進行圖像配準。
配準工作并沒有看上去那么輕松。熱紅外和可見光圖像之間存在著明顯的輻射間隙、形狀間隙和紋理間隙，這使得傳統基于區域的方法不能同時滿足位置的精度和魯棒性，而基于圖像金字塔的方法計算成本較高。
為此，孟令宣不斷摸索，構建了一種新的配準方法，利用相似度圖聚合的思想來同時提升影像間對應點的魯棒性和準確性，有效克服了特征匹配方法中關鍵點重復率低和模板匹配方法中定位精度低的問題，成功實現了無人機熱紅外與可見光影像間亞像素級的配準精度。經過測試，該配準方法在不同地面場景和光照條件下均達到最優表現。
該研究成果有效地解決了無人機遙感同時獲取高配準精度多源遙感影像的難題，保證了多源遙感影像的協同使用。不僅如此，據孟令宣介紹，該成果正在接受應急管理部國家自然災害防治研究院的相關應用論證，希望能在管涌問題上得到突破。該成果同時還在中國科學院西北生態環境資源研究院等單位得到應用，相關無人機遙感影像已通過國家青藏高原科學數據中心公開發布。
管涌檢測作為老大難問題，其檢測方法一直有待突破。單純使用遙感影像，無法準確判定滲水的位置，在遙感影像確定的模糊范圍內，通過借助熱紅外影像觀察到溫度差異，二者通過圖像配準，便可以定位到管涌的具體位置。兩者的匹配精度越準確，管涌的具體位置就越具體，耗費的人財物力就越小。孟令宣的方法被國家自然災害防治研究所相關人員注意到，在與團隊取得聯系之后，其方法很快被應用到關于管涌檢測領域。
除管涌檢測以外，孟令宣在論文檢索中發現他的研究成果也可以應用在監控和瓦斯檢測等方面，他研究的熱紅外、可見光圖像配準是遙感領域里的基礎工作，在定量遙感反演和圖像信息提取等方面具有廣泛的應用潛力。
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