基于Pix4Dmapper的无人机低空摄影测量数据处理

０ 引 言
无人机 （ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ，ＵＡＶ）是 一 种 机 上 无人驾驶的航空器，其具有动力装置和导航模块，在一定 范围内靠无线电遥控设备或计算机预编程序自主控制飞 行 ［１］。随着无人 机 技 术 的 迅 速 发 展，大 大 加 快 了 无 人 机 在测绘方面的应用，为的 高 效 化 提 供 了 基 础。 全 球 卫 星 定 位 系 统 （ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ，ＧＮＳＳ）测 量 快 速 且 准 确，但可能会受观测点的数量和地形覆盖因素的影响；地
摘 要：随着科技发展，无人机的使用就像汽车一样应用于各个领域，成熟的航空摄影测量理论为无人机在测量 方面的使用提供了坚实的基础，而后处 理 成 像 软 件 通 过 提 供 三 维 模 型 来 实 现 数 据 的 精 确 可 视 化，更 进 一 步 提 高 了无人机的有效性。本文利用航空摄影测量的中心投影原理，提出基于 Ｐｉｘ４Ｄｍａｐｐｅｒ的无人机低空摄影测量数 据处理流程，对经过空中三角测量和 相 机 校 准 的 航 摄 像 片 经 过 光 束 法 区 域 网 平 差、空 三 加 密、点 云 编 辑、滤 波 处 理，生成高精度的 Ｇｏｏｇｌｅ瓦片、正射影像图（ＤＯＭ）、三维点云模型、数字表面模型（ＤＳＭ）、数字高程模型（ＤＥＭ）、 数字地面模型（ＤＴＭ），经过多次应用表明：处理成果能够满足应用需求，极大促进了摄影测量技术的发展。 关键词：无人机；Ｐｉｘ４Ｄｍａｐｐｅｒ；航空摄影测量；数据处理 中图分类号：Ｐ２３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－５８６７（２０１９）０３－００７５－０４
ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈＬｏｗ－ａｌｔｉｔｕｄｅＡｅｒｉａｌＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ ＤａｔａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＦｌｏｗ ａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄｏｎＰｉｘ４Ｄｍａｐｐｅｒ
ＸＩＡＮＧＴａｏ，ＬＵＡＮＹｕａｎｚｈｏｎｇ，ＸＵＺｈａｎｇｐｉｎｇ，ＣＵＩＴｅｎｇｆｅｉ，ＬＩＹｉｆａｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｍａｔｉｃｓ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５９０，Ｃｈｉｎａ）
第 ４２卷 第 ３期 ２０１９年 ３月
测绘与空间地理信息
ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．３ Ｍａｒ．，２０１９
基于 Ｐｉｘ４Ｄｍａｐｐｅｒ的无人机低空摄影测量数据处理
相 涛，栾元重，许章平，崔腾飞，李一凡
（山东科技大学 测绘科学与工程学院，山东 青岛 ２６６５９０）
面激光扫描 （ＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＬａｓｅｒＳｃａｎｎｉｎｇ，ＴＬＳ）虽然精度很 高，但它需要大量的测量和数据处理时间；机载激光雷达 （ＡｉｒｂｏｒｎｅＬｉＤＡＲ）能 够 测 量 广 泛 的 领 域，但 是 代 价 高 昂， 不能达到与 ＧＮＳＳ测量、地面激光扫描具有相同的空间和 垂直精度［２］。利用传统方法采集高分辨率数据的成本较 高，难以支持 长 期 监 测。 由 于 传 统 遥 感 平 台 的 应 用 受 成 本、分辨率和灵活性的限制，而无人机通常不受这些因素 影响。Ｅｉｓｅｎｂｅｉｓｓ在 ２００９年提供了关于使用无人机作为 一个摄影测量工具的详细评述。新兴产业和围绕小型无 人机系统的研究已经使我们可以用来研究环境过程以及
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｕｓｅｏｆｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ（ＵＡＶ）ｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｖａｒｉｏｕｓｆｉｅｌｄｓｌｉｋｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ，ｍａｔｕｒｅａｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｔｈｅｏｒｙｆｏｒｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅｉｎｕｓｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｆｉｒｍ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｂｙｐｒｏｖｉｄｉｎｇｔｈｅ３Ｄｍｏｄｅｌｔｏｒｅａｌｉｚｅａｃｃｕｒａｔｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａｔａ，ｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆ ｔｈｅｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ．ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｆｏｒｗａｒｄＵＡＶ ｗｉｔｈｌｏｗ－ａｌｔｉｔｕｄｅａｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｌｏｗｕｓｉｎｇｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅａｅｒｉａｌｓｕｒｖｅｙｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＰｉｘ４Ｄｍａｐｐｅｒ，ｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆａｅｒｉａｌｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃａｍｅｒａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆａｅｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｂｕｎｄｌｅｂｌｏｃｋａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ，ｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｅｄｉｔｉｎｇ，ｆｉｌｔｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｇｅｎｅｒａｔｅｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎＧｏｏｇｌｅｔｉｌｅｓ，ｄｉｇｉｔａｌｏｒｔｈｏｐｈｏｔｏｍａｐ（ＤＯＭ），３Ｄｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｍｏｄｅｌ，ｄｉｇｉｔａｌｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｅｌ（ＤＳＭ），ｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ （ＤＥＭ），ｄｉｇｉｔａｌｔｅｒｒａｉｎｍｏｄｅｌ（ＤＴＭ），ａｆｔｅｒａｌｏｔｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ｇｒｅａｔｌｙｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ；Ｐｉｘ４Ｄｍａｐｐｅｒ；ａｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ；ｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ