Pix4D mapper軟件在無人機航空攝影與工程地質調查中的數據處理

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)

Pix4D mapper軟件在無人機航空攝影與工程地質調查中的數據處理

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)

利用無人機后處理軟件Pix4D mapper可從航拍的圖片中利用攝影測量與多視點三維重建功能的原理快速獲取點云數據，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，在后期處理中能對三維模型體勾畫地質界線，計算面積、體積等功能，并將勾畫邊界導入到CAD當中。

Pix4D mapper軟件;無人機攝影測量;系統數據處理

0 前 言

無人機的快速流行與應用已成趨勢，其獲取數據的成本也在不斷下降，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。Pix4D mapper軟件可從航拍的圖片中利用攝影測量與多目重建的原理快速獲取點云數據，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，在后期處理中能對三維模型體勾畫地質界線，計算面積、體積等功能，并將勾畫邊界導入到CAD當中。

1 拍攝航線的布置以及原始數據的來源

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(見圖1)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。

2 數據處理

2.1 項目的建立與照片、數據導入

打開Pix4D mapper軟件，在“項目”菜單上點擊“新項目”按鈕，建立項目名字與文件路徑，并根據拍攝方式選取“航拍”與“傾斜航拍或地面攝影”，點擊Next添加航片,軟件根據航片的Exif信息讀取位置、相機鏡頭等參數信息。項目建立后可以在“項目”菜單中選擇對航片“圖像屬性”、“地面控制點”、“輸出坐標”等參數進行選擇。新項目的創建見圖2。

2.2 加入控制點

圖1 航線布置

圖2 創建新項目

控制點必須在測區范圍內合理分布，通常在測區四周以及中間都要有控制點。要完成模型的重建至少要有3 個控制點。通常100 張相片6 個控制點左右。控制點的加入方法分為三類：

(1)使用像控點編輯器加入控制點，逐個控制點在相片上刺出，刺出后可以由軟件自動完成初步處理、生成點云、生成DSM 以及正射影像。

(2)在空三射線編輯器中刺出控制點。這種方法先進行初步處理后在空三射線編輯器顯示控制點，通過POS數據預測出所有控制點位置。

(3)在空三射線編輯器中使用預測控制點功能標記控制點。這種方法先進行初步處理后，在空三射線編輯器中設置3個控制點，確定坐標系統，然后系統自動計算出其他控制點的位置。

2.3 全自動處理

初始化設置(見圖3)是對后期處理參數的調整，內容包括初始化處理、點云加密、數字表面模型及正射影像的生成等方面參數調整。在設定好以上參數后，點擊菜單欄運行，選擇本地處理，系統出現對話框(見圖4)，點擊開始進行自動處理，處理后可生成彩色點云與三維模型，正射影像文件。

2.4 利用模型進行地質點信息提取以及輸出

圖3 初始化設置

Pix4D mapper軟件中可以利用三維真彩色模型，對目標地質點設置為標志點進行標記(見圖5)，也可以對地質界線進行勾畫(見圖6),利用其空間坐標計算出長度、面積、體積(見圖7)。以上標記點、線、面可以通過方式導出用于CAD中(見圖8)。

圖4 自動處理

圖5 地質點標注

圖6 地質界線勾畫 圖7 地質體勾畫與測量

圖8 通過軟件生成地形圖與地質點、線、面導入CAD

3 結 論

利用Pix4D mapper軟件結合地表控制點可以快速、高效地生成精度較高滿足工程需要的地形圖。軟件生成的三維真彩色模型，場景還原度高，具有全局性、直觀性的特征，可以作為地質點信息提取的工作平臺，對工程效率提高有非常大作用。

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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。

P231;TV223

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1003-9805(2017)02-0047-02