日前，资环学院定量远感团队在“无人机热红外远感”方面获得重要研究停顿。他们在远感范畴顶级期刊《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》（中科院一区，IF：11.774，国际摄影丈量与远感协会ISPRS会刊）颁发题为“A robust registration method for UAV thermal infrared and visible images taken by dual-cameras”的学术论文。 博士研究生孟令宣为该论文第一做者，周纪传授为通信做者，电子科技大学为论文第一签名单元。
01
躬行理论，四年一剑
西北黑河流域是我国第二大内陆河流域，也是国内高校、科研单元的重点数据摘集研究地域之一。间隔黑河流域花寨子站站点一个小时摆布的车程，是资环学院博士生孟令宣与同门师弟师妹停止数据摘集时的暂时住宿点。
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2019-2020年两年时间内，每年5月份到10月份，每个月7-10天，孟令宣都要与同门师弟师妹一路，背上导师周纪传授专门为户外数据摘集选购的相机、无人机等尝试器材，前去西北黑河流域停止远感数据摘集工做。
还记得第一次来到西北停止户外数据摘集时，枯燥的天气对孟令宣那个初来乍到的南方人而言略显“苛刻”，但西北好客的风土着土偶情与厚实天然的美食让困难何足道哉。常常完毕一天的摘集工做，课题组会一路往食西北美食，孟令宣说道：“各人说说笑笑，觉得一天的怠倦烟消云散了，第二天也有力量陆续干好工做！”
总共100多天的数据摘集工做里，无人机、相机和电脑，那“三大件”是孟令宣时刻相伴的“同伴”。但用无人机停止数据摘集工做并非一件随便事，孟令宣面对的是压力与手艺两只“拦路虎”。
无人机飞得越高，相机辨认率就会降低，但笼盖地物范畴越广，飞翔航次就会削减，从而节约功课时间。为了平衡飞翔航次与辨认率二者的要求，在得到辨认率较高的数据的同时包管天天功课的效率，孟令宣与师弟师妹最初屡次试验确定无人机的飞翔高度掌握在100-300米之间为宜。
但无人机飞偏、拍摄照片模糊等小问题在最后几次飞翔中仍是经常呈现，“飞得不顺欠好，意味着我们在外面待的时间就更久。我不克不及因为本身无人机操做影响了各人定时返回！”心理压力差遣孟令宣在每次无人机飞翔中，时刻重视少犯、不犯之前的操做失误，提拔操做无人机的手艺。100米到300米的高度飞2公里×1.5公里的范畴，对10天飞翔之后的孟令宣来说已不在话下。
远感范畴的数据摘集工做需要操纵无人机、相机在天上代替人眼来“看”，若何让它“看”得不只广并且准，那就要依靠于无人机搭载的——装备热红外和可见光传感器的相机，它能够拍摄无人机热红外和可见光图像，从而获得对应的光信号和温度信息，通过配准和图像处置，进而到达“看”得清晰准确的目标。
02
兢兢业业，勇于立异
在整个课题组历时两年的数据摘集与初步处置工做得到的数千组数据的根底上，孟令宣抉择了热红外与可见光图像配准研究标的目的，因为图像配准是诸多后续利用的根底。
所谓图像配准，是指把图像的点对应起来。多镜头的位置差别招致其拍摄的图像之间存在误差，孟令宣所要做的，即是将那些偏移的点更准确地对应在不异的像素位置。孟令宣在三个站点的数据中各抽取了150张、薄暮和夜间拍摄的150张，共600张数据做为测试集，停止图像配准。
配准工做并没有看上往那么轻松。热红外和可见光图像之间存在着明显的辐射间隙、外形间隙和纹理间隙，那使得传统基于区域的办法不克不及同时称心位置的精度和鲁棒性，而基于图像金字塔的办法计算成本较高。
孟令宣构建了一种新的配准办法，操纵类似度图聚合的思惟来同时提拔影像间对应点的鲁棒性和准确性，有效征服了特征婚配办法中关键点反复率低和模板婚配办法中定位精度低的问题，胜利实现了无人机热红外与可见光影像间亚像素级的配准精度。颠末测试，该配准办法在差别空中场景和光照前提下均到达更优表示。
该研究功效有效地处理了无人机远感同时获取高配准精度多源远感影像的难题，包管了多源远感影像的协同利用。
03
小有功效，办事社会
研究功效最末需要落地为消费生活创造价值，研究的准确性也需要理论的频频验证。据孟令宣介绍，该功效正在承受应急治理部国度天然灾害防治研究院的相关利用论证，期看能在管涌问题上得到打破。该功效同时还在中国科学院西北生态情况资本研究院等单元得到利用，相关无人机远感影像已通过国度青躲高原科学数据中心公开发布。
管涌检测做为老迈难问题，其检测办法不断有待打破。单纯利用远感影像，无法准确断定渗水的位置，在远感影像确定的模糊范畴内，通过借助热红外影像看察到温度差别，二者通过图像配准，即可以定位到管涌的详细位置。两者的婚配精度越准确，管涌的详细位置就越详细，消耗的人财物力就越小。孟令宣的办法被国度天然灾害防治研究所研究人员孙洪泉重视到，在与孟令宣的导师周纪传授获得联络之后，其办法很快被利用到关于管涌检测范畴。
除管涌检测以外，孟令宣在论文检索中发现他的研究功效也能够利用在监控和瓦斯检测等方面，他研究的热红外、可见光图像配准是远感范畴里的根底工做，在定量远感反演和图像信息提取等方面具有普遍的利用潜力。
04
起航成电，意气风发
谈到读博更大的收获时，孟令宣提到了抗压才能和对科研过程、办法的理解。从文献的搜集、办法的复现再到本身往处理问题、打破问题，他更大的感触感染是在日复一日的科研中，“你要始末相信你能够做出功效并为之勤奋，你就成了”！
从本科空间信息与数字手艺专业标的目的到硕士的测绘科学手艺标的目的，再到博士的远感信息科学与手艺，孟令宣在成电渡过了十年工夫，也在远感标的目的耕作了十年。“我十分感激学校和学院供给的平台，以及导师对我做科研的撑持，还有家人的关心，我做出功效是离不开那一切的。”
“我比来正在写结业论文与找工做，期看往企业、科研院所陆续远感标的目的的研究，我相信会很顺利的！ ” 四年的研究履历关于孟令宣而言，不只是甜坐冷板凳的科学精神，更是一段自我摸索，让他收获了自信与动力，更让他对将来充满自信心！
文字：学生记者团 秦梦圆 张温暖
图片由受访者供给
编纂：微视野工做室 贾佳
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