低空无人机数据后处理完整解决方案-航天远景课件.pptx

1、低空无人机数据后处理完整低空无人机数据后处理完整解决方案解决方案航天远景航天远景内内 容容 纲纲 要要一、无人机小数码影像优点二、无人机小数码影像缺点三、传统解决方案的精度与效率四、四、VISIONTEK无人机小数码影像解决方案无人机小数码影像解决方案五、案例 无人机小数码影像完整解决方案无人机小数码影像完整解决方案 1.影像获取快捷方便影像获取快捷方便 无需专业航测设备，普通民用单反相机即可作为影像获取的传感器，操控手无需专业航测设备，普通民用单反相机即可作为影像获取的传感器，操控手经过短期培训学习即可操控整个系统。经过短期培训学习即可操控整个系统。2.成本低廉成本低廉 无人机（带飞控系统）

2、市场价格无人机（带飞控系统）市场价格1010万到万到100100万，各种档次都有，而相机整套万，各种档次都有，而相机整套（机身加镜头）不到（机身加镜头）不到2 2万，整套系统成本低廉。万，整套系统成本低廉。3.整个系统机动性强整个系统机动性强 整套设备不需要专门机场调运、调配，可用小型汽车装载托运，随时下车组整套设备不需要专门机场调运、调配，可用小型汽车装载托运，随时下车组装，装，3 3个工作人员个工作人员2 2小时内可组装完毕。小时内可组装完毕。4.受气候条件影响小受气候条件影响小 只要不下雨、下雪并且空中风速小于只要不下雨、下雪并且空中风速小于6 6级，即使是光照不足的阴天，飞机也级，即使

3、是光照不足的阴天，飞机也可上天航拍。可上天航拍。一、无人机小数码影像的优点一、无人机小数码影像的优点 一、无人机小数码影像的优点一、无人机小数码影像的优点 5.飞行条件需求较低飞行条件需求较低 不需要专门机场和跑道，可在普通公路上滑跑起降或采用弹射方式起飞和伞降不需要专门机场和跑道，可在普通公路上滑跑起降或采用弹射方式起飞和伞降方式降落。方式降落。6.满足大比例尺成图要求满足大比例尺成图要求 满足低空数字航空摄影测量内业规范满足低空数字航空摄影测量内业规范CH/Z 3003-2010 1CH/Z 3003-2010 1：500500、1 1：10001000、1 1：20002000大比例尺成

4、图精度要求，满足传统航测规范大比例尺成图精度要求，满足传统航测规范 GB 7930 GB 793019871987和和GB/T 7930GB/T 79302008 2008 中中1 1：10001000和和1 1：20002000大比例尺成图精度要求。大比例尺成图精度要求。7.影像获取周期短、时效性强影像获取周期短、时效性强 无人机遥感几乎不受场地和天气影响，飞行前准备工作可少于无人机遥感几乎不受场地和天气影响，飞行前准备工作可少于2 2个小时，因此个小时，因此可快速上天获取满足要求的遥感影像，从准备航飞到获取影像周期短，影像获取可快速上天获取满足要求的遥感影像，从准备航飞到获取影像周期短，影

5、像获取后可立即处理得到航测成果，时效性强。后可立即处理得到航测成果，时效性强。无人机在飞行时由飞控系统自无人机在飞行时由飞控系统自动控制或操控手远程遥控控制，动控制或操控手远程遥控控制，由于自身质量小，惯性小，受气由于自身质量小，惯性小，受气流影响大，俯仰角、侧滚角和旋流影响大，俯仰角、侧滚角和旋偏角较传统航测来说变化快，而偏角较传统航测来说变化快，而且幅度远超传统航测规范要求。且幅度远超传统航测规范要求。二、无人机小数码影像的缺点二、无人机小数码影像的缺点 受顺风、逆风和侧风影像大，受顺风、逆风和侧风影像大，加上俯仰角和侧滚角的影响，航加上俯仰角和侧滚角的影响，航带的排列不整齐，主要表现在重

6、带的排列不整齐，主要表现在重叠度（包括航向和旁向重叠度）叠度（包括航向和旁向重叠度）的变化幅度大，甚至可能出现漏的变化幅度大，甚至可能出现漏拍的情况。拍的情况。二、无人机小数码影像的缺点二、无人机小数码影像的缺点 2.排列不整齐排列不整齐相对专业航摄仪来说，小数码影相对专业航摄仪来说，小数码影像（普通单反拍摄的）畸变大，像（普通单反拍摄的）畸变大，边缘地方畸变可达边缘地方畸变可达4040个像素以上。个像素以上。二、无人机小数码影像的缺点二、无人机小数码影像的缺点 4.影像畸变大影像畸变大受侧风和不稳定气流影响，受侧风和不稳定气流影响，相邻两张影像一般容易出现旋相邻两张影像一般容易出现旋偏角变化

7、特别大（远超传统航偏角变化特别大（远超传统航测规范要求）的情况。测规范要求）的情况。3.旋偏角大旋偏角大二、无人机小数码影像的缺点二、无人机小数码影像的缺点 由于以上原因，为了保证测区没有漏拍，通常是通由于以上原因，为了保证测区没有漏拍，通常是通过提高航向和旁向重叠度的方法来实现这一点的，过提高航向和旁向重叠度的方法来实现这一点的，同时普通单反相机像幅相对专业数码航摄仪来说，同时普通单反相机像幅相对专业数码航摄仪来说，像幅小，在保证预定重叠度情况下，整个测区影像像幅小，在保证预定重叠度情况下，整个测区影像数量成倍数增多，导致后期要处理的工作量（如空数量成倍数增多，导致后期要处理的工作量（如空三

8、加密环节）同比例增多。三加密环节）同比例增多。5.像幅小、影像数量多像幅小、影像数量多 二、无人机小数码影像的缺点二、无人机小数码影像的缺点 像幅小，重叠度大，就会导致模像幅小，重叠度大，就会导致模型基高比变小，进而导致测图时高型基高比变小，进而导致测图时高程精度降低。同时影像数量多，会程精度降低。同时影像数量多，会导致模型数量同比例变多，相对传导致模型数量同比例变多，相对传统航片来说，测同一幅图，调用的统航片来说，测同一幅图，调用的模型数目多，模型之间来回切换频模型数目多，模型之间来回切换频繁繁。6.基高比小、模型数目基高比小、模型数目多、模型切换频繁多、模型切换频繁 1.空三加密自动化程度

9、降低空三加密自动化程度降低 影像的不规则排列、重叠度忽大忽小、旋偏角较大，这些因素导致如果按传统方影像的不规则排列、重叠度忽大忽小、旋偏角较大，这些因素导致如果按传统方式进行空三加密处理，在测区自动提点和转点时，会出现很多失败的情况，如模型连接式进行空三加密处理，在测区自动提点和转点时，会出现很多失败的情况，如模型连接失败和航带间转点失败，或者高重叠度的同名点变成低重叠度的同名点，同名点像平面失败和航带间转点失败，或者高重叠度的同名点变成低重叠度的同名点，同名点像平面坐标精度低，整个测区连接强度低或者连接失败，后面人工干预工作量特大。如果飞行坐标精度低，整个测区连接强度低或者连接失败，后面人工

10、干预工作量特大。如果飞行质量不好，并且地面纹理特征差，如高山区，提点和转点几乎不能自动化进行。质量不好，并且地面纹理特征差，如高山区，提点和转点几乎不能自动化进行。2.矢量采集工作量大矢量采集工作量大 要处理的影像数量多，重叠度大，模型数量多，导致后期处理的工作量变大，如要处理的影像数量多，重叠度大，模型数量多，导致后期处理的工作量变大，如要采集核线的模型的和采集同一幅图的矢量时要切换的模型次数。要采集核线的模型的和采集同一幅图的矢量时要切换的模型次数。三、传统解决方案的精度与效率三、传统解决方案的精度与效率 3.精度低精度低 因为影像存在较大畸变，加之模型基高比小，如果不做处理，如去畸变和选

11、择最因为影像存在较大畸变，加之模型基高比小，如果不做处理，如去畸变和选择最佳交会角测图，则空三加密成果差，三种产品成果精度低，特别是数字线划图（佳交会角测图，则空三加密成果差，三种产品成果精度低，特别是数字线划图（DLGDLG）的）的高程精度低。高程精度低。四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 解决方案 专业解决小数码影像的航测内业生产专业解决小数码影像的航测内业生产 武汉航天远景科技有限公司一直专注于摄影测量与遥感领域，为客户提供先进产品和优质服务。自无人机小数码影像概念面世以来，公司一直密切关注其理论和实践的最新进展。早在2008年，公司就同湖南测绘科技

12、研究所、湖南山河科技有限公司共同签署了合作协议，专门就无人机研发、影像获取系统改进和后期处理软件研发开展了序列化地研究工作，其中航天远景科技有限公司独立承担专门针对低空无人机测绘遥感系统影像的后期处理子包任务，包括数据预处理、空三加密和4D产品生产。研发要求为三高，即高自动化、高精度和高效率，同时满足基础测绘和快速得出全区影像图以便用于应急响应。整个项目历时两年，于2010年9月份通过国家测绘局组织的以张组勋院士为组长、林宗坚院长为副组长的测评小组的鉴定。四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 产品组成产品组成EPT V1.1MapMatrix V4.0DAT

13、Matrix V1.0FlightMatrix 四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案测区工程创建测区工程创建FlightMatrix全区影像图全区影像图快速拼接系统快速拼接系统 四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 FlightMatrix 全自动创建工程，划分航带信息。全自动创建工程，划分航带信息。全自动空三转点，平差计算。全自动空三转点，平差计算。全自动生成全自动生成DEM。全自动拼接全区影像图。全自动拼接全区影像图。空三转点空三转点DatMatrixDatMatrix 完全摒弃传统航测提点和转点流程，完全摒弃传统航测

14、提点和转点流程，可不依赖可不依赖POS信息实现全自动快速提信息实现全自动快速提点和转点，匹配同影像旋偏角无关，点和转点，匹配同影像旋偏角无关，克服了小数码克服了小数码 影像排列不规则、俯仰影像排列不规则、俯仰角、旋偏角等特别大的缺点。即使是角、旋偏角等特别大的缺点。即使是超过超过80%区域为水面覆盖，程序依旧区域为水面覆盖，程序依旧能匹配出高重叠度的同名像点，整个能匹配出高重叠度的同名像点，整个测区连接强度高。测区连接强度高。（下图为水域面积为（下图为水域面积为80%左右，同时左右，同时影像拍摄角度相差影像拍摄角度相差90度，程序依旧能度，程序依旧能匹配出足够的高精度连接点）。匹配出足够的高精

15、度连接点）。四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 利用利用CPU多核并行和多核并行和GPU并行计算，大大提高了匹配速度。并行计算，大大提高了匹配速度。空三加密空三加密 直接支持数码相机输出的直接支持数码相机输出的JPG格式或格式或TIF格式，无需格式转换。格式，无需格式转换。无需影像预旋转，横排、纵排都可实现自动转点，节约数据准备时间。无需影像预旋转，横排、纵排都可实现自动转点，节约数据准备时间。实现畸变改正参数化，方便用户修正畸变改正参数，不需要事先对影像实现畸变改正参数化，方便用户修正畸变改正参数，不需要事先对影像做去畸变即可完成后续做去畸变即可完成后续

16、4D产品生产。产品生产。除无人机小数码影像外，还适用于其它航空影像。除无人机小数码影像外，还适用于其它航空影像。空三加密支持无外业像控点模式，方便快速制作挂图，满足相关需求。空三加密支持无外业像控点模式，方便快速制作挂图，满足相关需求。专门针对中国测绘科学研究院二维检校场和武汉大学遥感学院近景实验专门针对中国测绘科学研究院二维检校场和武汉大学遥感学院近景实验室三维检校场检校报告格式研发了傻瓜式批处理影像畸变差改正工具，室三维检校场检校报告格式研发了傻瓜式批处理影像畸变差改正工具，格式对应，检校参数直接填入，无需转换，方便空三成果导入到其他航格式对应，检校参数直接填入，无需转换，方便空三成果导入

17、到其他航测软件进行后续处理。测软件进行后续处理。四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 DEMDEM、DOMDOM生产生产MapMatrix 新型数字摄影测量系新型数字摄影测量系统统EPT易拼图软件易拼图软件四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 DEM DEM、DOMDOM生产生产 摒弃传统的基于单模型像方匹配的方式匹配生成摒弃传统的基于单模型像方匹配的方式匹配生成DEM模式，采用模式，采用基于物方匹配的方式生产基于物方匹配的方式生产DEM，既能充分利用小数码高重叠度的，既能充分利用小数码高重叠度的这一优势，大大提高匹配精度

18、，并且能自动过滤人工建筑物，减这一优势，大大提高匹配精度，并且能自动过滤人工建筑物，减少后期人工编辑工作量，同时提供人工干预恢复功能。少后期人工编辑工作量，同时提供人工干预恢复功能。四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 采用并行化处理方式快速生成全区采用并行化处理方式快速生成全区DEM、DOM，在不升级现有，在不升级现有硬件情况下，采用集群计算模式，可用局域网内任意一台电脑作硬件情况下，采用集群计算模式，可用局域网内任意一台电脑作为服务器，自动调用网内冗余计算能力参与计算，计算任务的分为服务器，自动调用网内冗余计算能力参与计算，计算任务的分配和计算结果的回收

19、实现全自动化，无需人工干预。配和计算结果的回收实现全自动化，无需人工干预。DEM、DOM生产生产 提供多种方式高效编辑提供多种方式高效编辑DEM，编辑功能涵盖国内外主流摄影测量软，编辑功能涵盖国内外主流摄影测量软件的件的DEM编辑功能。编辑功能。全自动批处理匀光匀色，针对单张影像内部色彩不均和影像之间色全自动批处理匀光匀色，针对单张影像内部色彩不均和影像之间色彩不均，分别提供小波滤波法单调匀光和彩不均，分别提供小波滤波法单调匀光和wallis整体匀光，还可以对整体匀光，还可以对带有地理坐标信息的影像如带有地理坐标信息的影像如tif+tfw提供基于地理编码匀光，可解决后提供基于地理编码匀光，可解

20、决后期拼接影像时拼接线两边色彩、亮度不一致的问题。针对影像色调灰期拼接影像时拼接线两边色彩、亮度不一致的问题。针对影像色调灰暗单调死板，在匀光匀色过程中可根据情况适当增加绿色信息。暗单调死板，在匀光匀色过程中可根据情况适当增加绿色信息。全自动拼接正射影像，自动选线，自动裁图，拼接裁图一体化，指全自动拼接正射影像，自动选线，自动裁图，拼接裁图一体化，指定正射影像图幅存放路径，程序批处理一次出所需的图幅。一次处理定正射影像图幅存放路径，程序批处理一次出所需的图幅。一次处理影像数量无限制，一次生成图幅数量无限制。影像数量无限制，一次生成图幅数量无限制。四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景

21、无人机小数码影像解决方案 四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 DEM、DOM生产生产 提供功能丰富的影像编辑功能（功能参照提供功能丰富的影像编辑功能（功能参照PS），无），无需后续需后续PS干预，所见即所得，完全满足精编正射影干预，所见即所得，完全满足精编正射影像需求。软件集成了像需求。软件集成了PS中的常用图像处理功能，如：中的常用图像处理功能，如：A图像选区功能，涵盖了矩形选区、圆形选区、多边形图像选区功能，涵盖了矩形选区、圆形选区、多边形折线套索、多边形流线套索、多边形磁性套索、魔棒套索折线套索、多边形流线套索、多边形磁性套索、魔棒套索等。源修补、目

22、标修补、噪点修补多种针对性修补工具；等。源修补、目标修补、噪点修补多种针对性修补工具；B图章工具；图章工具；C模糊工具；模糊工具；D斜切、旋转；斜切、旋转；E选区处理；选区处理；F多种选区处理工具：色阶、自动色阶、自动对比度、多种选区处理工具：色阶、自动色阶、自动对比度、自动颜色、曲线自动颜色、曲线、色彩平衡、亮度对比度、去色、色彩平衡、亮度对比度、去色、匹配颜匹配颜色、替换颜色、可选颜色、通道混合器色、替换颜色、可选颜色、通道混合器、反相、色调均化、反相、色调均化、阈值、色调分离等，满足用户对选区内容的编辑与修改。阈值、色调分离等，满足用户对选区内容的编辑与修改。四、航天远景无人机小数码影像

23、解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 DLGDLG生产生产MapMatrix 新型数字摄影测量系新型数字摄影测量系统统EPT易拼图软件易拼图软件 DLG DLG生产生产可不需要事先采集核线，采用实时核线测图，节省采核线的时间可不需要事先采集核线，采用实时核线测图，节省采核线的时间。根据外方位元素和影像重叠度，自动组合立体像对，采用最佳交根据外方位元素和影像重叠度，自动组合立体像对，采用最佳交会角，达到最好的测图效果，以提高测图高程精度。会角，达到最好的测图效果，以提高测图高程精度。四、航天远景无人机小数码影像解决

24、方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 DLG生产生产 自动自动/手动切换立体模型，实现无缝测图，降低接边工作量和立体手动切换立体模型，实现无缝测图，降低接边工作量和立体模型选择工作量，提高作业效率。模型选择工作量，提高作业效率。视频:自动切换四、航天远景无人机小数码影像解决方案四、航天远景无人机小数码影像解决方案 五、案例五、案例 整个测区概况整个测区概况有效影像总数：526总控制点数量：84个每条航带有效影像数量：约48张片子有效航带数量：11条有效控制点数量：76个（有部分点湖南那边没有给刺点片）每张影像大小：3744*5616个像素，60.1M计算机存储空间01湖南长沙市郊某小区基础

25、测绘湖南长沙市郊某小区基础测绘整个项目作业概况整个项目作业概况1.空三加密 采用英特尔i7 920处理器电脑处理，除了前期建工程和添加像控点平差解算外，其余部分全自动处理，整个空三加密自动化程度达80%以上，周期为电脑自动处理12个小时加单作业员人工刺像控点平差4个小时。2.DEM和DOM 生产 采用同一区段百兆局域网内5台电脑解算，DEM（物方匹配）生产耗时约4个小时，单作业员人工编辑8个小时。DOM生产耗时约1小时40分钟，匀光匀色耗时3小时21分钟，拼接裁切一体化耗时45分钟，部分拼接线单作业员人工重新干预耗时半个工作日。3.DLG生产效率约为采集1：1000（城区人工建筑物密集）3工作

26、日+编辑半个工作日 采集1：2000（城区人工建筑物密集）不到3个工作日+编辑0.75个工作日01湖南长沙市郊某小区基础测绘湖南长沙市郊某小区基础测绘五、案例五、案例 湖南长沙市郊某小区基础测绘湖南长沙市郊某小区基础测绘1：1000正射影像正射影像图图1：1000数字线划数字线划图图五、案例五、案例 01华东某地区一县城城区无控快速成图华东某地区一县城城区无控快速成图整个测区概况整个测区概况1.测区总共265张影像；2.重叠度为航向70%、旁向40%；3.拍摄相机为佳能5D MARK II，24mm定焦；4.航高约为550米（相对地面）；5.利用到的数据为：JPG格式影像，对应的POS参数，相

27、机文件。七、案例七、案例 02 处理处理 直接使用直接使用JPG格式影像，没有对影像做去畸变改正，利用格式影像，没有对影像做去畸变改正，利用POS参数自动参数自动划分航带，添加相机文件自动内定向，然后程序全自动处理，处理过程中自动划分航带，添加相机文件自动内定向，然后程序全自动处理，处理过程中自动提点，自动利用提点，自动利用POS数据减去相对航高，作为像主点位置的地面点的大地坐标数据减去相对航高，作为像主点位置的地面点的大地坐标当作地面像控点坐标值，自动调用当作地面像控点坐标值，自动调用PATB进行平差解算，自动利用空三加密生成进行平差解算，自动利用空三加密生成的点云内插生成的点云内插生成DEM，然后利用，然后利用DEM纠正影像得纠正影像得DOM，自动匀光匀色，自动拼，自动匀光匀色，自动拼接接DOM得全区影像图。整个过程全自动进行，无需人工干预（软件也提供了人得全区影像图。整个过程全自动进行，无需人工干预（软件也提供了人工干预功能）。工干预功能）。五、案例五、案例 02华东某地区一县城城区无控快速成图华东某地区一县城城区无控快速成图五、案例五、案例 02华东某地区华东某地区县城城区无控快速成图县城城区无控快速成图耗时耗时 从建工程到得全区影从建工程到得全区影像图像图3小时小时49分，人工调整分，人工调整全区影像图拼接线约全区影像图拼接线约30分分钟。钟。全区影像图全区影像图