Agisoft PhotoScan Professional軟件在無人機航空攝影數據處理中的應用

趙 明

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

Agisoft PhotoScan Professional軟件在無人機航空攝影數據處理中的應用

趙 明

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

Agisoft PhotoScan Professional是一款無人機影像自動生成高質量三維模型的優秀軟件，尤其在處理重疊度不夠的照片上有優于同類軟件的能力。軟件能夠利用多視圖三維重建技術，對任意照片進行處理，通過給予的控制點生成真實坐標并且帶有詳細彩色紋理的三維模型，使用控制點可達5 cm精度，生成專業級別的攝影測量數據滿足工程需要，其成果輸出格式滿足大部分主流軟件所需，具有良好的通用性。

Agisoft PhotoScan Professional軟件;無人機攝影測量系統;數據處理

0 前 言

隨著無人機技術的發展，小型低空無人機攝影測量系統具有快速機動、操作簡單、使用成本低、危險性小、能獲取高分辨率影像數據等優點。利用無人機進行航測地形測繪、水電工程高陡邊坡調查、危巖體調查、地質災害調查、交通不便的庫岸邊坡快速調查及樞紐建筑區地形地貌全貌影像拍攝等方面，有助于工程效率、質量、準確性、全局性、直觀性等方面的提升。

Agisoft PhotoScan Professional是一款無人機影像自動生成高質量三維模型的優秀軟件，軟件能夠利用多視圖三維重建技術，對任意照片進行處理，通過給予的控制點生成真實坐標并且帶有詳細彩色紋理的三維模型，使用控制點可達5 cm精度，生成專業級別的攝影測量數據。

Agisoft PhotoScan Professional軟件主要功能：

(1)自動空三加密;

(2)自動相機校準;

(3)自動成果定義;

(4)制作DEM、DOM成圖;

(5)自動生成點云;

(6)自動建模。

無人機航空攝影獲取影像數據的完整性是影響后期處理的重要因素，拍攝航線布置是一項重要的前置工作。拍攝航線一般采取往復折線法，保證拍攝照片一定的重疊率非常重要。

1 數據處理

1.1 項目的建立與照片導入與對齊

(1)項目的建立。打開PhotoScan軟件，在左側工作區點擊“添加堆塊”按鈕，添加堆塊，軟件自動創建新項目，準備導入航片(見圖1)。

圖1 創建新項目

(2)照片導入與對齊。在軟件上方工具欄，點擊“工作流程”—“添加照片”，選擇要拼接的照片，期間可以對照片中地面控制點進行標記，標記也可以作為連接點使用，當作為連接點使用時，能在對齊照片中起到輔助連接作用。標記作為控制點使用時，對應地表建立的控制點可生成真實坐標。接著點擊“工作流程”—“對齊照片”，軟件會根據航片坐標、高程信息，相似度自動排列照片。對齊照片時，軟件會彈窗要求選擇精度，如果用于現場快速展示航片效果，可以選擇低精度，實現照片快速排列，最后點擊確認，自動對齊照片(見圖2、3)。

圖2 照片導入

圖3 對齊后的照片形成的控制點與連接點

點擊標記點——“標記篩選照片”，人工標記點照片與軟件自動識別匹配標記點照片顯示(見圖4)。

圖4 篩選后匹配標記點的照片

1.2 照片拼接處理

(1)生成密集點云。點擊“工作流程”—“建立密集點云”，同樣根據需求選擇質量(見圖5、6)。

圖5 建立密集點云

圖6 密集點云

(2)生成網格。點擊“工作流程”—“生成網格”，表面模型選擇“高度場”，源數據選擇“密集點云”，面數根據成像質量需求選擇“高”、“中”、“低”，形成3D模型(見圖7、8)。

圖7 生成網格

圖8 生成后的3D模型

1.3 DEM(數字高程模型)的生成

點擊“工作流程”—“Build DEM”，彈出對話框，選擇合適的坐標系統，生成數字高程模型，形成等高線(見圖9)。

圖9 數字高程模型的生成

1.4 Orthomosaic(正射影像)的生成

點擊“工作流程”—“ Build Orthomosaic”，軟件根據數字高程產生正射影像(見圖10)。

圖10 正射影像的生成

1.5 成果輸出

Agisoft PhotoScan Professional軟件支持數據分類輸出且輸出格式非常多，其中對于工程常用的有：

(1)密集點云導出XYZ Point Cloud，文件格式為*.txt，可作為其他測繪軟件的數據載體(見圖11)。

(2) 3D模型的導出，導出格式為*.DXF，可作為其他三維軟件的數據載體(見圖12)。

圖11 點云數據導出

圖12 3D模型的導出

(3)DEM數字高程模型的導出，導出格式為*.tif，為其他軟件數據載體，并且支持*.kmz格式(見圖13)。

圖13 DEM數字高程模型的導出

(4)Orthomosaic(正射影像)的導出，Orthomosaic(正射影像)導出為*.jpg與*.png格式，也可以生成*.kmz格式，生成文件可以在谷歌地球軟件里打開(見圖14～16)。

圖14 輸出正射影像照片格式

圖15 輸出的正射影像照片

圖16 輸出*.kmz格式到谷歌地球軟件

(5)等高線的導出，等高線導出格式為*.shp與*.dxf格式，*.dxf可作為其他軟件的數據載體。同樣等高線導出格式也支持*.kmz格式，生成文件后可以在谷歌地球軟件里打開(見圖17～19)。

圖17 *.shp格式的導出分為多邊形與折線的方式導出

圖18 *.dxf格式作為數據載體導入CAD中

圖19 輸出*.kmz格式等高線到谷歌地球軟件

2 結 語

Agisoft PhotoScan Professional是一款無人機影像自動生成高質量三維模型的優秀軟件，有易于使用直觀的圖形用戶界面、先進的計算算法、高精度和高可靠性、高水平的自動化、批處理功能等特征，尤其在處理重疊度不夠的照片上有優于同類軟件的能力。Agisoft PhotoScan Professional軟件在圖形處理中導入與地面對應控制點情況下能生成專業級別的攝影測量數據，滿足工程需要，軟件處理后生成的三維真彩色模型，場景還原度高，可以作為地物地理信息提取的工作平臺,其成果輸出格式滿足大部分主流軟件所需，具有良好的通用性。

2017-02-06

趙明(1970-)，男，四川都江堰人，高級工程師，從事水電地質勘察工作。

TP79;P231

B

1003-9805(2017)02-0044-03