基于Pix4D软件的无人机影像成图研究

刘望明 王栋 刘军峰 柳新强

摘 要： 现如今科学技术迅猛发展，无人机技术发展愈来愈成熟，尤其是在测绘行业中的应用非常广泛，本文主要研究固定翼无人机航拍影像的正射影像成图研究，实验数据采用甘肃某县实测无人机影像为基础数据，进行影像的拼接研究。本文详细介绍Pix4D软件生成正射影像的制作流程，为无人机的大比例尺测图提供可靠正射影像图。

关键词： 无人机;Pix4D;正射影像

随着科学技术的迅猛发展，给整个测绘行业也带了翻天覆地的变化，以前进行大比例尺地图的测绘需要测量人员带着全站仪，每个碎步点都需要观测，浪费了大量的人力和物力，而且测图效率非常低，随着GPS技术的发展，极大地提升了测图的效率，但是仍然需要测量人员一个个碎步点去测量，无人机的出现，彻底改变了传统测图的方式，只需要一架飞机，两三个辅助人员一两天内就可以完成传统十几人几个月的工作量。本文主要针对固定翼无人影像的拼接生成正射影像进行研究分析，采用PIx4D软件处理野外航拍数据，得到正射影像图。

1 软件介绍

Pix4D软件是一款专业的无人机影像后处理软件，它主要针对无人机航拍影像进行处理，生成DOM、DEM等产品，Pix4D的处理影像以野外测量像控点为主，进行刺点后，进行空三加密、建立模型，生成正射影像等产品，Pix4D软件进行影像处理时需要高性能电脑，因为航拍影像的数据量较大，处理时间较长。

2 正攝影像生成

2.1 原始影像

本文所选取的航拍数据为甘肃省某县的固定翼航拍数据，由于数据量较大，本文选取了其中419张连续的影像进行处理研究，选取数据的航拍轨迹示意图示如下图1所示。

图1为无人机航拍轨迹和控制点示意图，红色原点表示航拍的原始影像信息，图中绿色十字为参与空三加密的控制点，红色十字为成果检核点，用来进行后期成果精度的检核。

2.2 正射影像生成

（1）正射影像拼接第一是导入实验选取的影像数据，数据导入Pix4D后，首先选择影像的坐标系统的选择，本次航拍数据的坐标采用WGS84坐标系统，选定坐标系统后，导入航拍影像的POS数据，POS数据中包含每张影像在控制的拍摄时的姿态。

（2）刺点，将原始影像导入成功后，导入控制点文件，然后对照野外实测控制点进行图上刺点工作，野外控制如下图2所示，刺点完成后就可以进行空三加密处理。

（3）生成正射影像图。原始影像经过刺点、空三加密之后就可以生成正射影像，拼接生成的正射图如下图3所示。

2.3 拼接成果精度检查

对拼接生成的正射影像质量的评价，精度检核是非常有必要的一项，只有符合航摄影规范的规定精度，才是合格的成果，该成果才可以应用于测量项目中。精度检核一般是将正射影像图片提取的控制点坐标和野外实际测量的坐标从XYZ三个方向进行对比分析。一般是将生成的成果导入ARGIS软件中，根据野外实测相控检核点信息，从图上找到该点后，点击相应的控制位置进行坐标的提取，本文检核点为12个，依次按照上述方法进行图片上检核点坐标的提取，等到图片检核点坐标提取完成后，和实测野外检核点进行对比，看看每个点的坐标的ΔX，ΔY及中误差ΔS，具体的对比信息如下表所示：

上表中XYZ三个方向的误差都符合规范要求，说明无人机航拍影像生成正射影像的精度可以满足大比例尺地形测绘，可以应用在规划、测图等方面。

3 总结

采用Pix4D软件可以处理批量航拍影像生成正射影像，由于无人机航拍影像数据量较大，处理时间较长，所以需要配置较高的电脑进行，本文经过对生成的正射影像进行精度检查得出，生成的正射影像的精度完全满足大比例尺地形测绘的应用，因此Pix4D软件完全可以应用在无人机航拍影像的数据处理中。

参考文献：

[1]高想卓.降低无人机影像数据冗余度方法的研究[D].西安：西安科技大学，2017.

[2]刘望明.基于图像质量评价的降低航片冗余度研究[D].西安：西安科技大学，2018.

[3]马聪丽，成燕辉，薛恒福.《1：500、1：1000、1：2000地形图航空摄影规范》的修订[J].测绘技术装备，2002，4（1）：28-29.

[4]陈凤.基于无人机影像空中三角测量的研究[D].江西：东华理工大学，2012.

[5]赵翔.基于无人机航摄DOM生成技术的研究与应用[D].东华理工大学，2015.

基金项目： 陕西铁路工程职业技术学院2018年科研基金项目（项目编号：KY2018-79）

作者简介： 刘望明（1992—），男，硕士，助教，从事无人机数据处理方面研究。