无人机影像无控制点DOM制作实例

简要

利用IPS4.0 软件处理小画幅相机数据 ，在低精度POS数据下 ，快速 、准确生成匹配点 、采用光束法区域网平差法进行空三平差 、快速生成DTM 、单片正射纠正和自动镶嵌线生成 、自动匀色 、自动镶嵌 、分幅成图等工艺说明 。

项目说明

当前采用无人机获取航空影像数据方式应用项目越来越多 ，航拍的影像片子数量也越来越多 ，高效 、准确 、灵活的处理无人机数据软件也随之诞生 。但都需要面对和解决无人机数据在处理过程中的独特问题 ：

1 、相机画幅小 ，拍摄航片数量多 、数据量大

2 、飞行姿态不稳定 、POS数据精度不高 、航摄基高比变化明显 。

3 、采用非量测相机 ，相片数据镜头畸变严重 。

4 、弱纹理(水域 、森林)区域大 ，相片匹配点难生成 。

5 、用户对DOM成图要求时间紧迫 ，需要最短时间成图 。

本项目以云南测区为实例 ，结合IPS 4.0软件 ，快速生成0.25米DOM进行详细说明 。

数据资料由珠江水利委员会中水珠江勘测设计院有限公司提供 。

航拍数据

相机 ：Cannon 5D MarkII 2100万像素 ，CCD 36mm*24mm

像素大小 ：6.41u 采用24mm广角镜头 光圈5.6

航飞 ：共2架次;14条航线;航高800米; 航拍基线约140m;航距约600m;

10月7日拍摄 270张和10月9日拍摄776张

相片 ：原始数据总共15.6G , 1046张 11.6M- 18.2M/张;

POS数据 ：两次架次pos数据有遗漏 、有重复 、且记录顺序有误 ，属于低精度资料 。

测区情况

测区大约70Km2; 测区有河流自南向北贯穿整个测区 ，山地 、丘陵占大约90%区域 。测区内最高点海拔1650m , 最低点海拔1350m; 测区南北方向约12Km;东西方向8Km;去掉飞机掉头 、拐弯 、两架次重复飞行的数据 ，总共551张片子覆盖测区 。有效面积60Km2; 

  

自动匹配点

1. 像主点构网

确定相片空间位置和预计匹配关系

              

2. 运行MetchMe 程序 ，自动匹配连接点
 

                                匹配点分布在区域网内
 

  黑线表示相片之间的连接关系 ，线越黑越粗 ，表示连接强度越大

     

       

                           上图为匹配点在相片中的分布

匹配点统计 ：

551张相片 ，总共匹配12159个匹配点;12069个合格匹配点;

匹配点花费时间 ：28分15秒

自由网空三平差
完全利用POS数据中三个线元素X 、Y 、Z坐标值 ，采用光纤束法区域网平差;像素RMS ：1.73
像素RMS最小0.001
像素RMS最大11.920
该结果还可以优化 ，直到RMS小于0.67
空三平差花费时间 ：5分钟

DTM数据生成
定义生成2.5m格网DTM数据 。
DTM数据格式 ：Tiff 格式 。GSD格网2.5m
DTM生成花费时间 ：1分25秒 。

      

       
 

 单片正射纠正
 利用生成的DTM进行正射纠正单片数据 ，单片DOM分辨率0.25m
 551张DOM数据正射纠正花费时间 ：7分12秒
 

    

                                 正射纠正前原始数据

                             正射纠正后单片DOM数据

        整图正射镶嵌
        将所有单片正射成果 ，先进行匀色 、色彩平衡 、正射区域裁切 、自动镶嵌线生成 、羽化、并按照图幅大小裁切成图 。
        镶嵌线自动生成 ，并且可编辑 ，以shp文件方式保存
                                             

 

                                               局部镶嵌线

 

 镶嵌线将躲避房屋 、并进行镶嵌线周边自动像素羽化 ，色彩均匀 、无明显色彩突变

整图正射镶嵌花费时间统计 ：1小时12分

三维场景显示

 





 

时间统计

流程	镜头畸变校正	自动匹配点	空三平差	DTM生成	单片正射	正射镶嵌
时间	23分钟	28分15秒	5分钟	1分25秒	7分12秒	1小时12分

       
总体可满足137分钟 ，完成0.25米DOM输出;如果镜头畸变提前单独做处理 ，可在114分钟完成DOM输出 。对于应急测绘条件下 ，0.4米输出 ，可在1小时内完成成果输出 。

有关精度
由于本项目仅仅依靠POS数据中经纬度坐标和高程数据 ，所有数据都为WGS84坐标系统下。UTM投影 ， 6度带划分 ，48度带;没有任何参考地面点参与运算 。仅以和Google earth叠加做简单对比分析 。
对比结果 ：和google earth 里卫星图套合准确 ，整体偏差不超过1米 ，局部偏差2-5米                                    和google earth 叠加套合

有关硬件

硬件采用Dell 移动工作站M6700 ，具体配置 ：Core(TM)i7-3840QM CPU @2.8GHz ; 8核 64位 Win7专业版 ，内存32G(实际仅用3-4G) ，显卡英伟达 Quadro K4000M ;硬盘1T 5400转速 。

原始相片分辨率0.21m ，单片正射处理重采样为0.25m ，全部正射镶嵌也是0.25m输出;DEM为2.5m 。

声明 ：本文摘自3sNews      

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