縮小影像在無人機空中三角測量處理的研究

1、<p>　　縮小影像在無人機空中三角測量處理的研究</p><p>　　摘要：目前，無人機技術(shù)漸漸普及，技術(shù)越來越成熟，形成相對應(yīng)的規(guī)范。在應(yīng)急狀態(tài)下，如果采用常規(guī)的無人機作業(yè)方式相對較長，因此，相對地尋找緊急狀態(tài)下的作業(yè)方式是勢在必得的趨勢，本文探討了縮小影像在無人機空中三角測量的處理，在現(xiàn)階段具有一定的理論與實踐意義。 </p><p>　　關(guān)鍵字：空中三角測量，縮小影像，

2、PixelGrid </p><p>　　中圖分類號：P258 文獻標識碼：A </p><p><b>　　1 緒論 </b></p><p>　　空中三角測量是數(shù)據(jù)解譯的重要方式，是從散狀的一張張影像，變成相互有關(guān)的一個整體。從自由網(wǎng)，到加控制點加密的過程下，給數(shù)據(jù)套上地面坐標，由此進行解譯影像數(shù)據(jù)的內(nèi)外方位元素，達到獲取數(shù)據(jù)目標的目的，因

3、此可以從流程來進行數(shù)據(jù)處理。一般情況下，如果時間足夠充裕，則按照流程處理無人機數(shù)據(jù)，這種處理方式耗時一般比較長，在應(yīng)急狀況下，無法滿足當天處理完數(shù)據(jù)，因此可以考慮縮小兩倍或三倍數(shù)據(jù)進行處理數(shù)據(jù)。 </p><p>　　2 PixelGrid簡介 </p><p>　　無人機航空攝影是一種新型的航空影像數(shù)據(jù)獲取方式，由于無人機種類不同以及所搭配的相機不同，其獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量也不相同，Pixel

4、Grid針對國內(nèi)測繪部分中低空領(lǐng)域普及的無人機航空拍攝數(shù)據(jù)，提供了高效快速的處理。 </p><p>　　對于無人機數(shù)據(jù)的處理需求必要的一些文件。其中包括原始影像數(shù)據(jù)、相機檢校文件、控制資料、航線結(jié)合表（航線索引圖，包括飛行信息）等，如下所示： </p><p>　　原始數(shù)據(jù)格式一般為 ：JPG、BMP、TIF 等等幾種類型。 </p><p>　　相機檢校文件包括

5、：相機像主點坐標、相機焦距、像元大小、徑向畸變差系數(shù)（K1、K2）、切向畸變差系數(shù)（P1、P2）、CCD非正方形比例系數(shù)α、CCD非正交性的畸變系數(shù)β、像方坐標系等（其單位為像素或毫米）。 </p><p>　　控制資料包括：測區(qū)控制點點之記、控制點坐標文件（包括平面坐標與高程坐標）或 DOM、DEM等。 </p><p>　　航線結(jié)合表包括：航線索引圖、飛行方向及飛行架次等。 </

6、p><p>　　3 無人機航空影像處理流程及空三加密流程 </p><p>　　無人機航空影像處理流程及空三加密流程如圖1，圖2所示： </p><p>　　圖1 無人機航空影像處理流程 </p><p>　　圖2 無人機航空影像空三加密流程 </p><p><b>　　4 縮小影像處理 </b>&

7、lt;/p><p>　　縮小影像處理的整體流程如下: </p><p>　　(1) 像片畸變糾正 </p><p><b>　　文件格式如下： </b></p><p>　　0.00580.071124.4686 </p><p>　　0.000184940-0.000000282089 </p

8、><p>　　0.0000011236-0.000015342 </p><p>　　0.00018882-0.000046591 </p><p>　　像片畸變糾正是指對測區(qū)單相機影片進行糾正，若是雙拼相機則無需進行畸變糾正。 </p><p>　　(2) 影像縮小2倍 </p><p>　　(3) 建立工程文件 <

9、;/p><p>　　對工程路徑、相機參數(shù)文件、航帶設(shè)計等方面進行設(shè)置，如圖3所示： </p><p>　　圖3 設(shè)置航攝區(qū)域必要參數(shù)窗口 </p><p>　　(4) 索引影像生成 </p><p>　　如生成“IMG_1249.tif.index”等后綴名為index的文件，工程里每張影像都生成。 </p><p>　　

10、(5) 金字塔影像生成 </p><p>　　生成“PyramidImage”文件，內(nèi)有分3、9、27三等級層次的縮略影像。此步驟應(yīng)進行多機多核計算，進行提速。 </p><p>　　(6) 影像自動內(nèi)定向 </p><p>　　(7) 全自動相對定向 </p><p>　　此步驟可以進行全自動相對定向處理數(shù)據(jù)，提示是否成功相對定向。 <

11、;/p><p>　　(8) 全自動高可靠性模型連接 </p><p>　　進行一條航帶內(nèi)三對模型之間的連接，如果此步驟失敗，需編輯完成后在進行下一步驟工作。 </p><p>　　(9) 航帶間初始偏移量的確定 </p><p>　　航帶間初始偏移量的確定需從頭尾進行兩兩加點進行確定偏移量，需人工干預(yù)，如果航帶過長，需在中間加點進行鞏固。 <

12、;/p><p>　　(10) 全自動航帶間轉(zhuǎn)點及數(shù)據(jù)整理 </p><p>　　全自動航帶間轉(zhuǎn)點及數(shù)據(jù)整理不需人工干預(yù)，但是耗時長，可進行“用于普通航空影像或無人機影像空三”、“用于應(yīng)急狀態(tài)無人機影像空三”、“用于應(yīng)急狀態(tài)且旁向重疊率較大的無人機影像空三”選擇，確定轉(zhuǎn)點難度。 </p><p>　　(11) 連接點編輯及量測 </p><p>　

13、　連接點編輯及量測需要人工干預(yù)，是整個空三解算的重要步驟。包括平差計算、加控制點等細部。 </p><p>　　(12) 生成PixelGrid所需的工程文件 </p><p>　　生成PixelGrid所需的工程文件為整個空三成果的結(jié)束步驟，此后可以生成立體模型構(gòu)建等，進行數(shù)據(jù)量測，或生成DEM、DOM。 </p><p>　　(13) 影像格式轉(zhuǎn)換及增強處理 &

14、lt;/p><p>　　影像格式轉(zhuǎn)換及增強處理需注意選擇增強處理，否則生成DEM有誤。 </p><p>　　(14) 近似核線影像生成 </p><p>　　近似核線影像生成不需人工干預(yù)，由軟件自動生成。 </p><p>　　(15) 自動影像匹配及DEM生成 </p><p>　　自動影像匹配及DEM生成不需人工干預(yù)

15、，由軟件自動生成。 </p><p>　　(16) 正射影像生成 </p><p>　　正射影像生成不需人工干預(yù)，由軟件自動生成。 </p><p>　　另外，測區(qū)一般為單機多核進行解算，單機共24核，速度與單機單核提速體現(xiàn)在“自動步驟，包括相片畸變糾正、索引影像生成、金字塔影像生成、影像自動內(nèi)定向、全自動相對定向、全自動高可靠性模型連接、影像格式轉(zhuǎn)換及增強處理、近

16、似核線影像生成、自動影像匹配及DEM生成、正射影像生成”等多方面，由于室內(nèi)多機多核同樣可以進行并行計算，主要體現(xiàn)在“金字塔影像生成”方面。表1是20平方公里空三不縮小影像及縮小2倍影像處理耗時對比，如下所示： </p><p>　　表1 20平方公里空三耗時對比 </p><p><b>　　注： </b></p><p>　　①總共228張片

17、，原片為3744*5616像素，縮小2倍后像幅大小為1872*2808像素，相機焦距為24.4686毫米。 </p><p>　?、谙穹s小2倍后，相對定向有出現(xiàn)失敗情況，由于大面積水域或山林，故出現(xiàn)此情況，需要人工檢查。 </p><p><b>　　5 結(jié)束語 </b></p><p>　　本文對闡述了無人機航空影像處理流程及空三加密的具體

18、流程，討論了縮小影像處理的詳細步驟，最后筆者對影像做縮小兩倍、及不縮小影像兩種情況數(shù)據(jù)處理，從步驟所耗時開始做比對，并分析其成果精度，以及對作業(yè)要求的影響，其中，將數(shù)據(jù)處理成果的比對，將成為本次在熟悉的作業(yè)流程上的精細測試。 </p><p>　　由上文對比可知，縮小兩倍確實能在速度上提速，與正常情況對比，速度有了大幅的提高，特別是轉(zhuǎn)點及生成DEM模塊的提速。但是縮小影像也存在著一定的弊端： </p>

19、<p>　　影像分辨率是原始影像的1/2，像幅大小也為原始影像的一半； </p><p>　　如果在有水域或高山植被的區(qū)域，標準點位上難以匹配到連接點。 </p><p>　　因此，相對定向中，需要對失敗的模型進行人工參與加點并檢查生成，對后續(xù)工作造成一定的影響，在模型連接的時候也容易出現(xiàn)連接失敗的情況，這個問題可以解決，而且也屬正常范疇，但速度上卻能夠提速2到3倍，因此，在