photoscan無人機(jī)使用手冊

photoscan無人機(jī)使用手冊PhotoScan在無人機(jī)航空攝影測量中的應(yīng)用案例伴隨航空攝影測量技術(shù)的飛速發(fā)展，運用低空無人飛機(jī)進(jìn)行航空攝影獲取遙感數(shù)據(jù)已成為現(xiàn)實。但由于無人機(jī)飛行姿態(tài)不穩(wěn)定,所獲取的影像存在旋片角大、畸變嚴(yán)重等現(xiàn)象。由于以上特點，運用老式的航空攝影測量數(shù)據(jù)處理軟件處理無人機(jī)航攝數(shù)據(jù)時，工作量大，工作周期長。AgisoftPhotoScan軟件是AGISOFT企業(yè)出品的3D掃描系統(tǒng)，在影像的迅速拼接，DEM、DOM迅速生成方面具有自己的優(yōu)勢。本文以青海省格爾木市夏日哈木鎳鈷礦區(qū)的無人機(jī)影像數(shù)據(jù)為資料，運用PhotoScan作為數(shù)據(jù)處理工具，就影像自動迅速拼接、正射影像圖（DOM）及三維地表模型（DSM）的生成措施進(jìn)行了探討與研究。

1原始數(shù)據(jù)的特點及來源運用無人機(jī)航空攝影獲取影像數(shù)據(jù)，速度快，效率高，但無人機(jī)航測不一樣于老式的大飛機(jī)航測，由于它體積小，重量輕，姿態(tài)穩(wěn)定性方面不如大飛機(jī)，在飛行過程中伴隨自駕儀對其姿態(tài)的不停調(diào)整，有時會產(chǎn)生較大的旋片角。并且由于所搭載的相機(jī)畢竟不如專業(yè)大飛機(jī)航測所用的相機(jī)，其影像畸變也較為嚴(yán)重。不過伴隨科學(xué)技術(shù)的不停發(fā)展及處理無人機(jī)航測影像軟件的技術(shù)不停改善，以上問題已經(jīng)得到處理和驗證。本測區(qū)影像數(shù)據(jù)就是通過無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)所獲取的，其辨別率按設(shè)計規(guī)定為0.2米，設(shè)計航高為1100米，實行航飛合計四個架次，布設(shè)40條航線，總航程445.83公里，測區(qū)范圍總面積達(dá)120平方公里（圖1），獲取原始照片數(shù)據(jù)2185張（圖2）。圖1

圖22數(shù)據(jù)處理軟件AgisoftPhotoScan的分析簡介AgisoftPhotoScan是俄羅斯Agisoft企業(yè)研發(fā)的3D掃描軟件，這是一款基于影像自動生成高質(zhì)量三維模型的軟件，它根據(jù)多視圖三維重建技術(shù)，可以對任意照片進(jìn)行處理，小到考古擺件，大到大量航片數(shù)據(jù)處理，軟件僅通過導(dǎo)入具有一定重疊率的數(shù)碼影像，便可實現(xiàn)高質(zhì)量的正射影像生成及三維模型重建，整個工作流程無論是影像定向還是三維模型重建過程都是完全自動化我們將PhotoScan引入無人機(jī)航空攝影測量數(shù)據(jù)處理應(yīng)用當(dāng)中，結(jié)合夏日哈木礦區(qū)無人機(jī)航飛數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了航測成果中DOM和DSM產(chǎn)品的生產(chǎn)（圖3）。圖3實踐成果得出它可以創(chuàng)立高辨別率的帶有真實地理參照的正射影像（使用控制點可達(dá)5cm精度）以及高質(zhì)量帶有詳細(xì)彩色紋理的數(shù)字地表模型，并可以將成果轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)或者工程坐標(biāo)系中3數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程3.1原始數(shù)據(jù)預(yù)處理及作業(yè)設(shè)備根據(jù)無人機(jī)的用途及種類的不一樣，無人機(jī)所獲取的POS數(shù)據(jù)其文獻(xiàn)格式也各有不一樣，這里首先要將POS數(shù)據(jù)格式做一定的修改，讓其能順利導(dǎo)入軟件PhotoScan當(dāng)中去，其格式如圖4。在“地面控制”界面---導(dǎo)入pos數(shù)據(jù)，并且對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如下圖所示：3.2導(dǎo)入影像本測區(qū)面積較大，獲取的影像數(shù)量較多，PhotoScan在處理這種大數(shù)據(jù)的任務(wù)時，根據(jù)航線圖的布局將整個區(qū)域提成4個測區(qū)塊進(jìn)行處理，平均每個塊導(dǎo)入500張左右照片數(shù)據(jù)，對每個塊逐一進(jìn)行點云提取和立體模型建立，最終再進(jìn)行合并、提取紋理。通過這樣的方法，首先可以有效的運用計算機(jī)的性能特點，首先可以提高數(shù)據(jù)處理的效率。導(dǎo)入的影像必須是根據(jù)航線且持續(xù)，中間不能有空洞（圖5）。

圖53.3數(shù)據(jù)定向、點云提取AgisoftPhotoScan根據(jù)攝影測量的基本原理，根據(jù)最新的多視圖三維重建技術(shù)，自動計算出照片的位置、姿態(tài)等，其內(nèi)定向、相對定向及絕對定向都自動完畢，無需人工另加干預(yù)。軟件所需的基本數(shù)據(jù)只有影像、POS數(shù)據(jù)及控制點數(shù)據(jù)，影像的拍攝位置是由無人機(jī)在飛行過程中根據(jù)航線設(shè)計和飛行姿態(tài)所決定的。通過修改好對應(yīng)格式的POS數(shù)據(jù)和2185張照片數(shù)據(jù)分組導(dǎo)入PhotoScan中，自動定向及生成的點云數(shù)據(jù)（圖6）。

圖6可以人工添加匹配點。雙擊圖片在圖片顯示的地方右鍵點擊“添加標(biāo)識”3.4立體建模老式測繪技術(shù)重要是單點精確測量，要用其采集數(shù)據(jù)進(jìn)行三建模就存在諸多問題，由于描述目的構(gòu)造的完整屬性需要采集大量的點，小則幾萬，多則幾百萬甚至幾千萬，這樣才能把目的完畢建模，在這里運用AgisoftPhotoScan就處理了這個問題，它能從無人機(jī)航拍的原始照片數(shù)據(jù)中提取帶有坐標(biāo)信息的點云數(shù)據(jù)，即迅速重構(gòu)出目的的三維模型即線、面、體、空間等多種數(shù)據(jù)，再現(xiàn)事物真實的形態(tài)特性，是繼GPS技術(shù)后來又一項測繪技術(shù)新突破(圖7)。

圖73.5賦予紋理建模完畢后,接下來的工作就是給模型賦予材質(zhì)，AgisoftPhotoScan可根據(jù)不一樣的規(guī)定,在打開的設(shè)置對話框中進(jìn)行調(diào)整，到達(dá)我們所需要的效果。材質(zhì)的最終來源及辨別率大小與我們所獲取影像及質(zhì)量有關(guān)（圖8）。圖83.6成果輸出通過file下面導(dǎo)出dom和dem數(shù)據(jù)。界面參數(shù)設(shè)置，如下圖所示數(shù)字正射影像DOM及數(shù)字地表模型DSM的輸出是在以上工作完畢之后導(dǎo)出的，導(dǎo)出時可以調(diào)整辨別率大小、選擇投影類型，導(dǎo)出時可以分幅及整幅圖導(dǎo)出。導(dǎo)出格式一般為TIFF/GeoTIFF(*.tif)，數(shù)字地表模型可導(dǎo)出為PDF或3DS等格式(圖9、圖10、圖11)。

圖9

圖10圖11需知：老式正射影像的獲取，是在數(shù)字微分糾正