缩小影像在无人机空中三角测量处理的研究.doc

1、缩小影像在无人机空中三角测量处理的研究摘要：目前，无人机技术渐渐普及，技术越来越成熟，形成相对应的规范。在应急状态下，如果采用常规的无人机作业方式相对较长，因此，相对地寻找紧急状态下的作业方式是势在必得的趋势，本文探讨了缩小影像在无人机空中三角测量的处理，在现阶段具有一定的理论与实践意义。 关键字：空中三角测量，缩小影像， PixelGrid 中图分类号：P258 文献标识码：A 1 绪论 空中三角测量是数据解译的重要方式，是从散状的一张张影像，变成相互有关的一个整体。从自由网，到加控制点加密的过程下，给数据套上地面坐标，由此进行解译影像数据的内外方位元素，达到获取数据目标的目的，因此可以从流

2、程来进行数据处理。一般情况下，如果时间足够充裕，则按照流程处理无人机数据，这种处理方式耗时一般比较长，在应急状况下，无法满足当天处理完数据，因此可以考虑缩小两倍或三倍数据进行处理数据。 2 PixelGrid 简介 无人机航空摄影是一种新型的航空影像数据获取方式，由于无人机种类不同以及所搭配的相机不同，其获取数据的质量也不相同，PixelGrid 针对国内测绘部分中低空领域普及的无人机航空拍摄数据，提供了高效快速的处理。 对于无人机数据的处理需求必要的一些文件。其中包括原始影像数据、相机检校文件、控制资料、航线结合表（航线索引图，包括飞行信息）等，如下所示： 原始数据格式一般为 ：JPG、BM

3、P、TIF 等等几种类型。 相机检校文件包括：相机像主点坐标、相机焦距、像元大小、径向畸变差系数（K1、K2） 、切向畸变差系数（P1、P2） 、CCD 非正方形比例系数 、CCD 非正交性的畸变系数 、像方坐标系等（其单位为像素或毫米） 。 控制资料包括：测区控制点点之记、控制点坐标文件（包括平面坐标与高程坐标）或 DOM、DEM 等。 航线结合表包括：航线索引图、飞行方向及飞行架次等。 3 无人机航空影像处理流程及空三加密流程 无人机航空影像处理流程及空三加密流程如图 1，图 2 所示： 图 1 无人机航空影像处理流程 图 2 无人机航空影像空三加密流程 4 缩小影像处理 缩小影像处理的整

4、体流程如下: (1) 像片畸变纠正 文件格式如下： 0.00580.071124.4686 0.000184940-0.000000282089 0.0000011236-0.000015342 0.00018882-0.000046591 像片畸变纠正是指对测区单相机影片进行纠正，若是双拼相机则无需进行畸变纠正。 (2) 影像缩小 2 倍 (3) 建立工程文件 对工程路径、相机参数文件、航带设计等方面进行设置，如图 3 所示： 图 3 设置航摄区域必要参数窗口 (4) 索引影像生成 如生成“IMG_1249.tif.index”等后缀名为 index 的文件，工程里每张影像都生成。 (5)

5、金字塔影像生成 生成“PyramidImage”文件，内有分 3、9、27 三等级层次的缩略影像。此步骤应进行多机多核计算，进行提速。 (6) 影像自动内定向 (7) 全自动相对定向 此步骤可以进行全自动相对定向处理数据，提示是否成功相对定向。(8) 全自动高可靠性模型连接 进行一条航带内三对模型之间的连接，如果此步骤失败，需编辑完成后在进行下一步骤工作。 (9) 航带间初始偏移量的确定 航带间初始偏移量的确定需从头尾进行两两加点进行确定偏移量，需人工干预，如果航带过长，需在中间加点进行巩固。 (10) 全自动航带间转点及数据整理 全自动航带间转点及数据整理不需人工干预，但是耗时长，可进行“用

6、于普通航空影像或无人机影像空三” 、 “用于应急状态无人机影像空三” 、 “用于应急状态且旁向重叠率较大的无人机影像空三”选择，确定转点难度。 (11) 连接点编辑及量测 连接点编辑及量测需要人工干预，是整个空三解算的重要步骤。包括平差计算、加控制点等细部。 (12) 生成 PixelGrid 所需的工程文件 生成 PixelGrid 所需的工程文件为整个空三成果的结束步骤，此后可以生成立体模型构建等，进行数据量测，或生成 DEM、DOM。 (13) 影像格式转换及增强处理 影像格式转换及增强处理需注意选择增强处理，否则生成 DEM 有误。(14) 近似核线影像生成 近似核线影像生成不需人工干

7、预，由软件自动生成。 (15) 自动影像匹配及 DEM 生成 自动影像匹配及 DEM 生成不需人工干预，由软件自动生成。 (16) 正射影像生成 正射影像生成不需人工干预，由软件自动生成。 另外，测区一般为单机多核进行解算，单机共 24 核，速度与单机单核提速体现在“自动步骤，包括相片畸变纠正、索引影像生成、金字塔影像生成、影像自动内定向、全自动相对定向、全自动高可靠性模型连接、影像格式转换及增强处理、近似核线影像生成、自动影像匹配及 DEM生成、正射影像生成”等多方面，由于室内多机多核同样可以进行并行计算，主要体现在“金字塔影像生成”方面。表 1 是 20 平方公里空三不缩小影像及缩小 2

8、倍影像处理耗时对比，如下所示： 表 1 20 平方公里空三耗时对比 注： 总共 228 张片，原片为 3744*5616 像素，缩小 2 倍后像幅大小为1872*2808 像素，相机焦距为 24.4686 毫米。 像幅缩小 2 倍后，相对定向有出现失败情况，由于大面积水域或山林，故出现此情况，需要人工检查。 5 结束语 本文对阐述了无人机航空影像处理流程及空三加密的具体流程，讨论了缩小影像处理的详细步骤，最后笔者对影像做缩小两倍、及不缩小影像两种情况数据处理，从步骤所耗时开始做比对，并分析其成果精度，以及对作业要求的影响，其中，将数据处理成果的比对，将成为本次在熟悉的作业流程上的精细测试。 由上文对比可知，缩小两倍确实能在速度上提速，与正常情况对比，速度有了大幅的提高，特别是转点及生成 DEM 模块的提速。但是缩小影像也存在着一定的弊端： 影像分辨率是原始影像的 1/2，像幅大小也为原始影像的一半； 如果在有水域或高山植被的区域，标准点位上难以匹配到连接点。 因此，相对定向中，需要对失败的模型进行人工参与加点并检查生成，对后续工作造成一定的影响，在模型连接的时候也容易出现连接失败的情况，这个问题可以解决，而且也属正常范畴，但速度上却能够提速 2 到 3 倍，因此，在应急状态下可以作为一种优良的作业处理方式。