前言

在无人机巡航前，无人机的成像范围一般需要事先设定，如航线规划、运行时间等。为确保无人机在一定高度条件下能够做到看得清、看得远，亟需对超视距地平线至超宽现场的空间进行相应感知，达到实时检测大范围空间的具体效果。对于突发生态环境事件，具有较强的突发性、不确定性、复杂性，若依旧采取以往单一的监测手段，将很难掌握事件现场的最新情况；反之，应用无人机全景监测技术，可以将突发生态环境事件现场的实际情况精确传达至应急监测人员，同时有助于现场处置人员排查突发生态环境事件风险，已然为突发生态环境事件的有效处理提供有力保障。现对无人机全景技术在环境应急监测中的应用研究综述如下。

1 无人机全景技术概述

无人机全景技术是利用无人机设备拍摄航拍影像，再结合计算机技术和图像处理技术，将多张影像自动无缝拼接成一张完整的全景图像，该技术的普及和应用，显著提升了全景影响的质量和精确度^[1]。无人机全景技术主要包括以下几个步骤：（1）飞行规划与设置，根据实际需要和拍摄区域的特点，对无人机的飞行高度、飞行速度、摄像头角度等进行设置和规划。（2）航拍影像采集，利用事先设置好的飞行规划，控制无人机设备进行自主航拍，采集多张影像。（3）图像预处理，对采集到的影像进行筛选、去除重复、无效的影像，促使后续图片处理更易于实现。（4）影像匹配和拼接，通过计算机视觉和图像处理技术，将多张影像自动无缝拼接成一张完整的全景图像。（5）图像后处理，对拼接好的全景图像进行后处理，包括色彩校正、对比度调整、去除噪声等处理。

2 如何实现全景技术

2.1 采集整理全景影像数据

首先，需要了解全景图像的采集过程,通过无人机搭载高清摄像头，可以实现对环境的全覆盖拍摄，获取高质量的全景图像,经过初步处理，去除噪点、修复瑕疵，以保证数据的准确性。全景浏览影像采集，指的是在保证高分辨率采集信息期间，需要对数据图像信息等加以整合，由此满足应急监测工作要求，以便于更好地发挥长时间、低成本、数据灵活性高的优势。

纵观当下的无人机平台可知，主要包括三大类别，分别是大型旋翼、固定翼和小型旋翼。对于小型旋翼无人机平台，具有操作简单、拍摄稳定等特点，更适用于采集范围小、精度高的航拍影像，逐渐成为了现场监测图像中的采集信息环节。具体步骤包括：一是调整小型旋翼的角度，保持调整高度的平衡，通过旋转摄像头的方式扩大视野范围完成拍摄，促使拍摄影像出现叠合、重合。二是旋转摄像头角度为360度，并完成相应范围内的影响信息收集任务。无人机的使用，使得监测现场四周环境微观、宏观变化被监测人员所掌握，这也是传统人工操作拍摄很难企及之处^[2]。

2.2 制作绘制全景图像

全景图像，指的是以视点为基础，对中心投影面进行构建，并将视野范围内的信息、数据、图像等内容直接投射至面，以此来提升投影的清晰度、推进影像信息的顺利过渡，为此，我们技术人员在具体工作中，还需做好收录影像信息的整理、融合工作，打造出平面的全方位图像，也就是人们常说的360°全景。关于360°全景图中的航拍图片，极易出现图像重叠的情况，我们技术人员应该准确识别出相邻图片的重叠特征，待识别工作完成后，展开下一步的影像信息融合。对于图像信息，想要实现相邻区域的紧密联系，主要从两点入手，即扭曲图像、旋转图像，这样一来，才能将航拍图像有机结合，展现出平面的全景图像。我们技术人员除了识别、融合工作以外，还应完成全景图像接壤之处的细节色调优化工作，剔除掉无用的接缝线，保护全景图像的真实性、平滑性。

2.3 全景图像浏览

浏览全景图像是环境应急监测的重要步骤,通过专业的软件工具，可以提前对环境应急监测的全景图像进行浏览，观察重点目标，如污染源、敏感点等,这种提前浏览的方式，有助于我们技术人员更早地发现问题，提高应急反应速度^[3]。然而除了0°经纬线以外，剩余位置的投影画面均会发生畸变的可能，这就造成浏览观测水平、垂直视角的角度分别呈现360°、180°。

相比于其他全景图像，平面全景图像蕴含诸多数据信息。但是强行完成一次渲染、加载全部信息内容，就会引发画面不平和、画面清晰度不高等问题，大大增加了信息内容的加载时间。鉴于此类情况，需要借助金字塔缓存的形式，逐一完成分辨率不同的图像处理，待图像处理完成后，有利于加载出更多有价值的数据信息，加快了数据信息的浏览速度，也为数据信息顺利进入到局部位置做足了准备。此外，利用精准图像仪器也是收集数据信息的有效方法，以保证快速浏览为前提，不影响全景图像清晰度的同时，高质量地完成了图像的预处理任务。

3 无人机全景技术在环境应急监测中的应用策略

3.1 根据监测区域的实际情况，强化影像数据的收集

关于环境应急监测问题，技术人员是否具备规范应用无人机技术的能力，与现场实际环境状况的监测效果有很大关联，这也对我们技术人员收集、整理各类环境影像数据提出了更为严苛的要求。信息收集的真实性、准确性是保证无人机全方位收集环境应急监测现场各类数据的关键内容。在落实环境应急监测期间，通常会应用小型的无人机飞行器，能够促使所有影像、信息资料维持在高质量状态，推进了无人机图像分辨率与环境应急监测工作的契合。

现阶段，不同飞行器视域下的无人机全景技术在环境状况监测中发挥的效果也存在很大不同，正因每种飞行器的作用出发点不同，也就适应了多种多样的空间、监测需求。其中，对于范围小、精确度要求高的环境应急监测，普遍选择的方式为小型旋翼无人机，这也是小型旋翼无人机的独到之处。

技术人员应用无人机全景技术的首要任务为：对无人机飞行器摄像头位置加以调整，确保摄像头位置位于视点正上方的同时，秉持高度的一致、稳定，避免监测作业的疏漏问题。摄像头位置调整适宜后，利用遥控器操控飞行器的摄像头，达到其他角度视野范围拍摄、观察的效果^[4]。另外，加大无人机全景技术图像采集处理效率的强化力度，增强采集图像的清晰度，减少图像畸变、视野盲区等问题的发生，由此为我们技术人员高效率地监测环境问题提供不竭动力。

3.2 强化计算机技术对全景图像的展现

技术人员落实环境应急监测工作时，需要运用无人机进行全方位地拍摄、记录，保证监测区域图像、信息尽收眼底后，结合相应的计算机技术，完成后续图像重现、绘制等工作。这一环节应用较多的为计算机技术，倾向于该技术的准确性特征，也就是说，应用全景技术过程中，应该将视点作为出发点，完成与之相应的投影面构建工作，进而实现增加无人机摄像头拍摄图像信息、数据资料的作业任务。故而，监测人员与我们技术人员相互配合、相辅相成，共同完成拍摄平面图像的分析、处理，促使平面图像清晰地展现在大众面前，更好地发挥图像信息建的平滑过渡效应。

如何构建全面、清晰的全景图像，首先，我们技术人员应该做好重叠部分的全面识别、分析、探究工作，比如，将拍摄相似、重合的图像归类到一起，运用图像旋转、图像扭曲等具体操作，完成图像与图像之间的有效拼接，以便于展现出无人机拍摄的全景图像。其次，在处理图像时，把控好图像处理的细节之处，推行全景图像的流畅效应以及真实效应，减少因细节工作处理不当引发的细节疏漏，进一步优化全景图像的完整性。

3.3 提前对环境应急监测全景图像进行浏览

浏览全景图像是环境应急监测的重要步骤。通过专业的软件工具，我们可以提前对环境监测的全景图像进行浏览，观察可能存在的问题，如污染源、水源泄露、地质灾害等。这种提前浏览的方式，有助于更早地发现问题，提高应急反应速度。全景影像数据在环境应急监测中具有广泛的应用，可以用于污染源追踪，帮助找到污染的源头，为环境治理提供依据；可以用于地质灾害预警，分析地形变化，预测可能发生的地质灾害；还可以用于水资源保护，分析水源地的水质和流量，为水资源保护提供决策依据。对于无人机全景技术绘制图像的类别，一是柱形全景图，普遍呈现为圆柱形投影面状态；二是球形全景图，映射出的图像与地球形态相近，且该类全景图极易受到经纬度显示的环境影响。因此，在应用球面全景图浏览图像时，投影信息出现畸变为正常现象，想要尽可能规避此现象发生，则需从水平视角或是垂直视角出发，践行全方位的观测效果。并且，无人机全景技术的侧面辅助，也为浏览球面全景图工作带来了便捷。

有别于其它监测，环境应急监测中无人机全景技术涉猎的数据信息非常多，往往通过渲染一次的方式便能够完成图像搭建作业、内容加载作业，这样一来，虽然能缩短成片时间，但也会引起图像展示画面不平滑、模棱两可等问题的发生，造成图像浏览、图像加载等环节的整体效率大打折扣。为了从根本上杜绝该现象的发生，必要时，我们可以采用金字塔缓存法的方式，完成图像信息的有效整合任务，以便在短时间内获取更多有价值图像数据信息的同时，缩短环境应急监测工作时间^[5]。另外，对于全景图像，倘若能够做到高清晰度、高完整度并存，将会为技术人员进行环节应急监测带来很大帮助，为此，技术人员应该根据环节应急监测具体情况，选择适宜的图像浏览方式，节省不必要的图像信息浏览环节，以便为后续相关工作有序展开做足准备。

3.4 全方位构建三维立体全景监测平台

开展环境应急监测工作期间，我们技术人员最先做的便是：全面整合、规范分析复杂多变的环境突发状况，强化区域环境监察、应急状况的处理。其一，对于有价值、有意义的信息数据，亟需完成相应的记录工作，促使应急方案更具准确性、时效性。其二，在不偏离无人机全景技术的情况下，做好三维全景监测平台的合理搭建工作，减少环境应急监测不到位问题的发生。其三，围绕B/S架构模式，高质量搭建三维全景监测平台，促使服务器端口信息的处理、储存、应用等能力大幅上升，尤其需要注意的是：只有充分掌握平台可能会对环境监测突发状况造成的影响，才能做到规范应用三维全景监测平台。此外，三维全景监测平台包含诸多层次架构，常见的有表现层、数据层、业务层等，每种层次架构的特征不同，应用效果也会存在一定差异，具体应用需要技术人员依据实际情况综合分析。

4 结语

综上所述，无人机全景技术作为新兴的环境应急监测手段，具有广阔的应用前景，在环境应急监测领域乃至其他领域扮演着不可或缺的角色，为环境问题和突发生态环境事件的发现、评估以及应对提供了有效的手段。我们环境应急人员在今后工作中，应该积极学习、总结环境应急和应急监测经验，秉持高度负责的态度去践行具体工作，为全市乃至全国美好的生态环境贡献自身的一份力量，进一步提升全市人民和全国人民的生活质量、满意度、归属感。在未来的环境应急工作中，无人机全景技术将发挥越来越重要的作用，全景影像数据将会成为环境应急监测的重要工具，为我国生态环境保护工作提供更多的支持和帮助。

参考文献

[1]相诗，徐润，张涛，等.基于无人机和全景技术的“空-地”联合公路设计外业调查方法[J].山东交通科技，2020（3）：91-92+97.

[2]邓念东，代育朝.无人机倾斜摄影三维全景技术在地质灾害调查中的应用[J].科学技术创新，2020（14）：41-42.

[3]姚毅，何庆.无人机全景技术在环境应急监测中的应用分析[J].环境与发展，2019，31（4）：87+89.

[4]高建，陈红星，蔡可庆.基于三维全景技术的变电站建设可视化管理[J].项目管理技术，2019，17（4）：134-138.

[5]孙光灵,朱庆生,李茜茹.建筑工地高分辨率无人机全景图像关键帧选取与拼接[J].巢湖学院学报,2019(3):40-46.