無人機影像無控制點DOM制作實例

簡要

利用IPS4.0 軟件處理小畫幅相機數(shù)據，在低精度POS數(shù)據下，快速、準確生成匹配點、采用光束法區(qū)域網平差法進行空三平差、快速生成DTM、單片正射糾正和自動鑲嵌線生成、自動勻色、自動鑲嵌、分幅成圖等工藝說明。

項目說明

當前采用無人機獲取航空影像數(shù)據方式應用項目越來越多，航拍的影像片子數(shù)量也越來越多，高效、準確、靈活的處理無人機數(shù)據軟件也隨之誕生。但都需要面對和解決無人機數(shù)據在處理過程中的獨特問題：

1、相機畫幅小，拍攝航片數(shù)量多、數(shù)據量大

2、飛行姿態(tài)不穩(wěn)定、POS數(shù)據精度不高、航攝基高比變化明顯。

3、采用非量測相機，相片數(shù)據鏡頭畸變嚴重。

4、弱紋理(水域、森林)區(qū)域大，相片匹配點難生成。

5、用戶對DOM成圖要求時間緊迫，需要最短時間成圖。

本項目以云南測區(qū)為實例，結合IPS 4.0軟件，快速生成0.25米DOM進行詳細說明。

數(shù)據資料由珠江水利委員會中水珠江勘測設計院有限公司提供。

航拍數(shù)據

相機：Cannon 5D MarkII 2100萬像素，CCD 36mm*24mm

像素大?。?.41u 采用24mm廣角鏡頭 光圈5.6

航飛：共2架次;14條航線;航高800米; 航拍基線約140m;航距約600m;

10月7日拍攝 270張和10月9日拍攝776張

相片：原始數(shù)據總共15.6G , 1046張 11.6M- 18.2M/張;

POS數(shù)據：兩次架次pos數(shù)據有遺漏、有重復、且記錄順序有誤，屬于低精度資料。

測區(qū)情況

測區(qū)大約70Km2; 測區(qū)有河流自南向北貫穿整個測區(qū)，山地、丘陵占大約90%區(qū)域。測區(qū)內最高點海拔1650m , 最低點海拔1350m; 測區(qū)南北方向約12Km;東西方向8Km;去掉飛機掉頭、拐彎、兩架次重復飛行的數(shù)據，總共551張片子覆蓋測區(qū)。有效面積60Km2; 

  

自動匹配點

1. 像主點構網

確定相片空間位置和預計匹配關系

              

2. 運行MetchMe 程序，自動匹配連接點
 

                                匹配點分布在區(qū)域網內
 

  黑線表示相片之間的連接關系，線越黑越粗，表示連接強度越大

     

       

                           上圖為匹配點在相片中的分布

匹配點統(tǒng)計：

551張相片，總共匹配12159個匹配點;12069個合格匹配點;

匹配點花費時間：28分15秒

自由網空三平差
完全利用POS數(shù)據中三個線元素X、Y、Z坐標值，采用光纖束法區(qū)域網平差;像素RMS：1.73
像素RMS最小0.001
像素RMS最大11.920
該結果還可以優(yōu)化，直到RMS小于0.67
空三平差花費時間：5分鐘

DTM數(shù)據生成
定義生成2.5m格網DTM數(shù)據。
DTM數(shù)據格式：Tiff 格式。GSD格網2.5m
DTM生成花費時間：1分25秒。

      

       
 

 單片正射糾正
 利用生成的DTM進行正射糾正單片數(shù)據，單片DOM分辨率0.25m
 551張DOM數(shù)據正射糾正花費時間：7分12秒
 

    

                                 正射糾正前原始數(shù)據

                             正射糾正后單片DOM數(shù)據

        整圖正射鑲嵌
        將所有單片正射成果，先進行勻色、色彩平衡、正射區(qū)域裁切、自動鑲嵌線生成、羽化、并按照圖幅大小裁切成圖。
        鑲嵌線自動生成，并且可編輯，以shp文件方式保存
                                             

 

                                               局部鑲嵌線

 

 鑲嵌線將躲避房屋、并進行鑲嵌線周邊自動像素羽化，色彩均勻、無明顯色彩突變

整圖正射鑲嵌花費時間統(tǒng)計：1小時12分

三維場景顯示

 





 

時間統(tǒng)計

流程	鏡頭畸變校正	自動匹配點	空三平差	DTM生成	單片正射	正射鑲嵌
時間	23分鐘	28分15秒	5分鐘	1分25秒	7分12秒	1小時12分

       
總體可滿足137分鐘，完成0.25米DOM輸出;如果鏡頭畸變提前單獨做處理，可在114分鐘完成DOM輸出。對于應急測繪條件下，0.4米輸出，可在1小時內完成成果輸出。

有關精度
由于本項目僅僅依靠POS數(shù)據中經緯度坐標和高程數(shù)據，所有數(shù)據都為WGS84坐標系統(tǒng)下。UTM投影， 6度帶劃分，48度帶;沒有任何參考地面點參與運算。僅以和Google earth疊加做簡單對比分析。
對比結果：和google earth 里衛(wèi)星圖套合準確，整體偏差不超過1米，局部偏差2-5米                                    和google earth 疊加套合

有關硬件

硬件采用Dell 移動工作站M6700，具體配置：Core(TM)i7-3840QM CPU @2.8GHz ; 8核 64位 Win7專業(yè)版，內存32G(實際僅用3-4G)，顯卡英偉達 Quadro K4000M ;硬盤1T 5400轉速。

原始相片分辨率0.21m，單片正射處理重采樣為0.25m，全部正射鑲嵌也是0.25m輸出;DEM為2.5m。

聲明：本文摘自3sNews      

             （西安中策資訊科技有限責任公司  網址：http://www.ylhg234.com）