基于Pixi4D无人机图像处理

周鹏 蒋兴星

【摘要】：无人机作为一种新型的平台和影像获取方法，目前在国内外的研究都还处于起步阶段，理论和模型都不太成熟。本文介绍了国内外无人机发展现状以及无人机特点的基础上，本文以某地区的资料数据为基础，对无人机遥感图像基于PIX4D mapper软件进行了处理研究，目的在于提高现使用比较多、应用比较泛的软件处理无人机遥感影像的精度和处理效率，进而扩大无人机遥感影像的应用领域。

【关键词】：无人机 影像处理 DSM DOM

一、引言

随着计算机技术的高速发展，摄影测量系统也发展的更加成熟，目前己步入数字摄影测量阶段。现在它己经可以自动完成影像的几何纠正、配准、信息提取，无需人为干扰。无人机遥感相较于航空遥感而言，成本低、技术简单、具有机动性;相较于卫星遥感而言对天气依赖性小、实时便捷、具有灵活性：相对于地面遥感而言，它能获取多角度、高分辨率的空间遥感影像。无人机遥感技术是在这三个传统遥感技术基础之上的进一步发展。

无人飞行器可按设置好的飞行航线自主飞行、拍摄，航线控制精度高，飞行姿态平稳【1】。系统成本及影像数据处理费用较低UAVRS系统及传感器成本与其它遥感系统无法相比，一般的单位和个人都有能力负担【2】。这些特点是传统遥感获取方式所无法比拟的。大比例尺和高现势性的遥感影像的获取就成为一件比较轻松的工作，这就在一定程度上扩大了遥感的应用范围和用户群，因此无人机遇遥感具有广阔的应用前景。

二、无人机影像获取

无人机影像获取周期短，时效性强，有利于快速得到影像，便于快速及时有效的统计。目前而言，尽管无人机已经部分应用于遥感测绘各行业，由于图片获取及处理技术尚未完全成熟，目前尚不能完全取代传统的“脚步丈量”。无人机数据获取流程：无人机航空摄影的主要流程为成果图需求分析、飞行前资料收集整理、航线设计、飞行场地选择、飞行前检查、机载飞控检查、数据预处理、航摄质量检查、航摄资料整理等步骤【3-4】。

三、无人影像处理

Pix4Dmapper这是一款专业化的无人机数据成像软件，帮助用户实现云计算功能，快速的生成最精准的报告，拥有自动生成正射影像的功能，从而能够自动进行三维建模，帮助你在各行各业实现最佳的航拍监控与数据分析效果。集全自动、快速、与业精度为一体的无人机数据和航空影像处理软件，即可将数千张影像快速制作成与业的、精确的二维地图和三维模型。同时，PIX4D mapper通过软件自动空三计算原始影像外方位元素。利用PIX4 UAV的技术和区域网平差技术，自动校准影像。软件自动生成精度报告，可以快速和正确地评估结果的质量。提供了详细的、定量化的自动空三、区域网平差和地面控制点的精度。Pix4Dmapper己广泛应用于航测制图、灾害应急、安全执法、农林监测、水利防汛、電力巡线、海洋环境、高校科研等领域。

（一）作业流程

先准备好原始数据包括影像数据、POS数据、相机参数和控制点坐标数据;然后建立测区导入数据，全自动处理就生成了成果。

（二）实验分析

（1）建立项目：导入影像数据和POS数据，选择输入输出的坐标系;

（2）选择处理选项模板：这里有11个模板可供选择，3个标准模板：3D Maps（3D地图）、3D Models（3D模型）、Ag Multispectral（农业多光谱）;4个快速检测模板：3D Maps-Rapid/Low Res（3D地图-快速/低分辨率）、3D Models-Rapid/Low Res（3D模型-快速/低分辨率）、Ag Modified Camera- Rapid/Low Res（农业改制相机-快速/低分辨率）、Ag RGB-Rapid/Low Res（农业RGB—快速/低分辨率）;4个高级模板：Ag Modified Camera（农业改制相机）、Ag RGB（农业RGB）、Thermal Camera（热成像相机）、ThermoMAP Camera（thermoMAP相机）。本次处理选用3D Maps模板;

（3）无人机影像处理：开始处理前检查“处理选项” 设置（这里一般都是默认），具体其他要求的设置。其中，目标是大面积区域匹配选择航拍网格或走廊型航线，目标是单个物体匹配选择自由飞行或倾斜拍摄。点云密度最好设置原始图像，这样生成的模型、DSM、DOM的精度才会高;

（4）输出成果：完成本地处理后，就可以生产DSM、DOM、三维模型等。这样无人机影像就可以应用于测绘生产等领域。

四、结论

无人机影像获取周期短，时效性强，有利于快速得到影像，便于快速及时有效的统计。目前而言，尽管无人机已经部分应用于遥感测绘各行业，由于图片获取及处理技术尚未完全成熟，目前尚不能完全取代传统的“脚步丈量”。针对无人机图像的像幅小、数量多、倾斜无规律、缺乏地面控制点等数据特点，从而造成的工作量大、效率低等问题，研究了适合该情况的图像拼接方法和几何纠正方法，采用PIX4D mapper软件对无人机遥感图像做相似功能处理。运用PIX4D mapper软件对无人机遥感影像进行图像处理，在飞行现场就可以对数据进行快速处理检查，发现问题方便及时处理。还对成果做了质量报告分析，主要是对区域网空三误差、相机自检校误差和控制点误差。针对生成的我们所需的三维模型、数字地面模型的和正射影像等产品。

【参考文献】：

【1】 李先怡. 特征点匹配技术在无人机影像匹配中的研究与应用[D]. 西安科技大学， 2011.

【2】 韩友美. 优化UAVRSF摄影测量高程精度的方案与技术研究[D]. 山东科技大学， 2008.

【3】 王聪华. 无人飞行器低空遥感影像数据处理方法[D]. 山东科技大学， 2006.

【4】 张宏伟. 矢量与遥感影像的自动配准[D]. 武汉大学， 2004.

作者简介：周鹏（1994—），男，汉族，四川省大竹县人，学生，在读硕士，单位：重庆交通大学，研究方向：工程遥感与图像处理。