Pix4Dmapper和Agisoft PhotoScan兩款軟件的對比分析

李昊

摘 要：航測無人機能夠獲取超高分辨率數(shù)字影像和高精度定位數(shù)據(jù)，生成地表三維模型（DSM）、三維正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）和三維點云模型等數(shù)據(jù)。在實際工作中有許多處理無人機影像數(shù)據(jù)的軟件，本文就以PIX4DMAPPER和 PhotoScan1.2.5 兩款較成熟的軟件，通過處理某測區(qū)影像數(shù)據(jù)，對其正射影像成果進行對比分析最后了解各軟件的特點。

關鍵詞：航測無人機;PhotoScan1.2.5;PIX4DMAPPER;數(shù)據(jù)處理

一、軟件介紹

Pix4d mapper軟件是由瑞士一家Pix4D公司研發(fā)出來的，它是一款全自動、快速、專業(yè)精度為一體的無人機數(shù)據(jù)和航空影像數(shù)據(jù)處理軟件。它可以利用無人機獲取的影像數(shù)據(jù)生成3D點云、DSM、DOM等高精度的成果。

PhotoScan1.2.5 可生成高分辨率真實坐標的正射影像（使用控制點可達5cm精度）及帶有詳細彩色紋理的DEM模型。完全自動化的工作流程，可以在一臺電腦上處理成百上千張航空影像，生成專業(yè)級別的攝影測量數(shù)據(jù)。

二、數(shù)據(jù)處理介紹

（一）測區(qū)及無人機概述

通過大疆無人機獲取某測區(qū)的正射照片，然后通過這兩款軟件對其獲取照片進行處理，最終得到該區(qū)域的高清正射影像圖。試驗區(qū)域面積為1平方千米左右，無人機飛行一架次，共計3條航線。航向為自北到西南方向、西南方向到東南方向、東南向到北方向，整體呈三角形狀。全程采用DJI-FC6310S照相機拍攝照片94張，相片尺寸大小為4864*3648。詳細信息見表1：

兩款軟件在同一臺電腦上運行。電腦配置為：處理器：Intel（R）Core（TM）i7-6700K;安裝內(nèi)存為16G;操作系統(tǒng)為Windows7 旗艦版。

（二）Pix4D Mapper處理數(shù)據(jù)流程

原始資料準備→工程建立→初始化處理→空三加密→成果生成導出。簡單操作，可以快速進行影像的拼接。

它具有以下幾個特點：

（1）操作簡單、容易掌握，在預處理好原始數(shù)據(jù)之后，其他處理工作非常簡單，很容易完成。

（2）支持一鍵式獲取結(jié)果的模式，實現(xiàn)最大自動化處理功能。

（3）對工作站配置要求較高，且運行時間長，如果工作站配置不高，可能需要一天甚至數(shù)天才能完成一架次數(shù)據(jù)的處理。

（4）成圖質(zhì)量較高，但精度不高，往往需要根據(jù)控制點的坐標進行校正，但是改善高程精度的問題需要進一步研究。

（三）PhotoScan1.2.5處理數(shù)據(jù)流程

數(shù)據(jù)準備→對齊照片→建立密集點云→生成網(wǎng)格→Build Orthomosaic→導出成果

它具有以下幾個特點：

（1）可以處理任意無人飛行系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)，涉及面廣、普適性強。

（2）軟件便攜，處理時間短、效率高、成圖迅速，只需一臺高配工作站即可實現(xiàn)現(xiàn)場處理。

（3）數(shù)據(jù)成果包括空三成果、DSM和DOM，直觀簡潔。

（4）處理成果誤差較小、拼圖容易進行、成果圖范圍大，但正射影像中缺陷較多，圖像質(zhì)量一般。

三、處理結(jié)果對比

（一）相同點

Pix4Dmapper1.1.38和 PhotoScan1.2.5 它們具有以下幾點共性：

（1）都可以自動化地完成無人機數(shù)據(jù)的快拼處理;

（2）都具備相機的自檢校能力;

（3）都支持任意航跡飛行的無人機影像處理;

（4）都可以生成精細高程數(shù)據(jù)。

（二）不同點

經(jīng)過兩款軟件分別處理以后，結(jié)果對比如下表2：

從以上數(shù)據(jù)可以清楚地看出兩款軟件處理相同的數(shù)據(jù)，Pix4Dmapper在處理時間上占優(yōu)勢，僅用了一個小時，且生成正射像片的數(shù)據(jù)內(nèi)存量是300兆。雖然Pix4Dmapper在處理效率上處于領先地位，photoScan軟件處理以后的正攝照片分辨率是0.071，比起Pix4Dmapper處理的正射像片分辨率要高。

圖像畸變大小對比：現(xiàn)在取兩張正射相片相同位置的影像，通過“公路”畸變的程度來判斷兩張正射影像整體畸變的情況。選取的位置要均勻分布至整個影像。現(xiàn)選取某處如下圖對比：

通過對比photoScan軟件處理后的正射影像的畸變程度要比Pix4dmapper軟件處理得到的影像要小。

四、結(jié)論

隨著無人機航測技術的不斷發(fā)展，在諸多領域得到了廣泛的應用。尤其是在地理條件復雜，人工難以到達或者無法到達的地方，無人機航測技術就更能展現(xiàn)它的工作能力。通過此篇文章可以看出兩款軟件在處理無人機數(shù)據(jù)時photoscan這款軟件雖然用時較多但分辨率高、畸變小;而Pix4dmapper在處理數(shù)據(jù)時用時少，效率高可以快速的完成快拼工作。因此在實際工作中我們可以根據(jù)自己的需求去選擇合適的軟件。

參考文獻：

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