無人機航測數(shù)據(jù)處理軟件Pix4Dmapper與APS比較

柴玉坤+譚榮杰

摘 要：隨著無人機技術(shù)的成熟，利用無人機進行航空攝影測量已經(jīng)成為攝影測量的一個最新發(fā)展方向。航測數(shù)據(jù)處理軟件是無人機航測的關(guān)鍵之一，本文就Pix4Dmapper和APS兩款比較成熟的無人機航測數(shù)據(jù)處理軟件，通過某測區(qū)數(shù)據(jù)處理分析，進行比較，了解其各自特性。

關(guān)鍵詞：無人機；航測數(shù)據(jù)處理；Pix4Dmapper APS

中圖分類號：P23 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）17-0031-02

1 軟件概述

Pix4Dmapper全自動快速無人機數(shù)據(jù)處理軟件，是世界領(lǐng)先的無人機數(shù)據(jù)處理軟件提供商Pix4D公司的核心產(chǎn)品。Pix4Dmapper采用創(chuàng)新科技，僅利用影像內(nèi)容，自動處理從地面獲取的、或輕型無人機和大飛機獲取的航空影像，生成3D點云、DSM、DOM等高精度，可定制的成果。

APS是意大利Menci公司的一套專業(yè)無人機航測后處理軟件全自動處理軟件，可以處理任何的帶有GPS的無人機影像，生成包括3D點云、DSM 、DTM、DOM等高精度成果。 簡易及直觀的用戶界面，讓用戶可實時的交互使用APS所提供的各個功能。

兩款軟件都具有自動化、簡單易用的特點，都能夠自動生成3D點云、DSM、DOM等成果，是目前比較成熟的無人機航測數(shù)據(jù)處理軟件。

2 數(shù)據(jù)處理概述

選用某測區(qū)無人機航測數(shù)據(jù)，分別采用Pix4Dmapper與APS軟件進行數(shù)據(jù)處理。該測區(qū)面積為4平方千米，采用無人機航攝飛行一架次，飛行航線4條，航線為南北方向。采用Canon EOS 5D Mark III相機拍攝像片101張，像片尺寸為5760×3840像素。具體飛行情況見圖1。本測區(qū)共測量像片控制點21個，利用兩款軟件進行兩空三加密時，只選用了其中的9個。其余像控點作為檢查點使用，已檢查DOM成果平面精度及DSM成果的高程精度情況。像控點及檢查點布設(shè)情況見圖2。

數(shù)據(jù)處理時，分別按兩款軟件的流程要求，進行了影像數(shù)據(jù)調(diào)入、影像自動匹配、像控點加入、空三計算、3D點云生成、DSM生成、DSM過濾生成DTM、三角網(wǎng)（mesh）生成、等高線生成、DOM生成等處理工作。影像數(shù)據(jù)調(diào)入時，加載了影像的GPS定位數(shù)據(jù)及IMU姿態(tài)數(shù)據(jù)，由于航攝相機飛行前未進行標(biāo)定，所以相機模型參數(shù)未加載，均設(shè)置為軟件自動優(yōu)化。

兩款軟件數(shù)據(jù)處理在同一臺計算機上分別進行。兩款軟件的版本為，Pix4Dmapper2.0.104，APS8.1.0。計算機配置為，CPU：Intel至強E5-2600v2；內(nèi)存（RAM）：16GB；顯卡：NVIDIA Quadro K2000；操作系統(tǒng)：Windows7 64位專業(yè)版。

3 Pix4Dmapper與APS軟件比較

3.1 處理效率

兩款軟件在完成影像數(shù)據(jù)調(diào)入、影像自動匹配、像控點加入、空三計算、3D點云生成、DSM生成、DSM過濾生成DTM、三角網(wǎng)（mesh）生成、等高線生成、DOM生成等幾乎相同處理工作過程中。Pix4Dmapper總計用時為20小時，APS總計用時為5小時。APS處理效率高于Pix4Dmapper。

3.2 處理精度

本測區(qū)空三計算共使用了9個像控點，兩款軟件空三計算的像控點位置殘差分別見表1、表2。

Pix4Dmapper與APS空三計算的平面殘差基本相同， Pix4Dmapper空三計算高程殘差小于APS。

測區(qū)其余12個像控點作為檢查點，分別對兩款軟件生成的DOM及DSM檢查平面誤差及高程誤差。檢查結(jié)果見表3、表4。

Pix4Dmapper與APS生成的DOM平面中誤差基本相同，Pix4Dmapper生成的DSM的高程中誤差小于APS生成的DSM中誤差。（APS生成DSM有一點高程誤差為-0.922米，視為粗差，未參與高程中誤差計算）

綜上可見，Pix4Dmapper與APS平面處理精度基本相同，高程處理精度Pix4Dmapper優(yōu)于APS。

3.3 其他特點

在DTM的處理過程中，APS具有更靈活的過濾參數(shù)設(shè)置，生成的DTM成果更加可控。如圖3是APS及Pix4 Dmapper軟件生成的DTM效果比較。

在DOM的處理過程中，APS具有裁切線生成及編輯功能，生成的DOM成果更加可控，而Pix4Dmapper則是全自動完成，有些在建筑物及周邊的裁切線，兩側(cè)影像差異較大。

4 結(jié)語

通過以上比較可以發(fā)現(xiàn)，APS的處理效率明顯高于Pix4Dmapper，Pix4Dmapper的高程處理精度優(yōu)于APS，APS在DTM、DOM生成過程中，可參與程度更高，可控性更好。在無人機航測數(shù)據(jù)處理時，我們可以根據(jù)兩款軟件的不同特點，靈活選擇使用。endprint