基于Pix4D軟件的無人機影像成圖研究

劉望明 王棟 劉軍峰 柳新強

摘 要： 現如今科學技術迅猛發展，無人機技術發展愈來愈成熟，尤其是在測繪行業中的應用非常廣泛，本文主要研究固定翼無人機航拍影像的正射影像成圖研究，實驗數據采用甘肅某縣實測無人機影像為基礎數據，進行影像的拼接研究。本文詳細介紹Pix4D軟件生成正射影像的制作流程，為無人機的大比例尺測圖提供可靠正射影像圖。

關鍵詞： 無人機;Pix4D;正射影像

隨著科學技術的迅猛發展，給整個測繪行業也帶了翻天覆地的變化，以前進行大比例尺地圖的測繪需要測量人員帶著全站儀，每個碎步點都需要觀測，浪費了大量的人力和物力，而且測圖效率非常低，隨著GPS技術的發展，極大地提升了測圖的效率，但是仍然需要測量人員一個個碎步點去測量，無人機的出現，徹底改變了傳統測圖的方式，只需要一架飛機，兩三個輔助人員一兩天內就可以完成傳統十幾人幾個月的工作量。本文主要針對固定翼無人影像的拼接生成正射影像進行研究分析，采用PIx4D軟件處理野外航拍數據，得到正射影像圖。

1 軟件介紹

Pix4D軟件是一款專業的無人機影像后處理軟件，它主要針對無人機航拍影像進行處理，生成DOM、DEM等產品，Pix4D的處理影像以野外測量像控點為主，進行刺點后，進行空三加密、建立模型，生成正射影像等產品，Pix4D軟件進行影像處理時需要高性能電腦，因為航拍影像的數據量較大，處理時間較長。

2 正攝影像生成

2.1 原始影像

本文所選取的航拍數據為甘肅省某縣的固定翼航拍數據，由于數據量較大，本文選取了其中419張連續的影像進行處理研究，選取數據的航拍軌跡示意圖示如下圖1所示。

圖1為無人機航拍軌跡和控制點示意圖，紅色原點表示航拍的原始影像信息，圖中綠色十字為參與空三加密的控制點，紅色十字為成果檢核點，用來進行后期成果精度的檢核。

2.2 正射影像生成

（1）正射影像拼接第一是導入實驗選取的影像數據，數據導入Pix4D后，首先選擇影像的坐標系統的選擇，本次航拍數據的坐標采用WGS84坐標系統，選定坐標系統后，導入航拍影像的POS數據，POS數據中包含每張影像在控制的拍攝時的姿態。

（2）刺點，將原始影像導入成功后，導入控制點文件，然后對照野外實測控制點進行圖上刺點工作，野外控制如下圖2所示，刺點完成后就可以進行空三加密處理。

（3）生成正射影像圖。原始影像經過刺點、空三加密之后就可以生成正射影像，拼接生成的正射圖如下圖3所示。

2.3 拼接成果精度檢查

對拼接生成的正射影像質量的評價，精度檢核是非常有必要的一項，只有符合航攝影規范的規定精度，才是合格的成果，該成果才可以應用于測量項目中。精度檢核一般是將正射影像圖片提取的控制點坐標和野外實際測量的坐標從XYZ三個方向進行對比分析。一般是將生成的成果導入ARGIS軟件中，根據野外實測相控檢核點信息，從圖上找到該點后，點擊相應的控制位置進行坐標的提取，本文檢核點為12個，依次按照上述方法進行圖片上檢核點坐標的提取，等到圖片檢核點坐標提取完成后，和實測野外檢核點進行對比，看看每個點的坐標的ΔX，ΔY及中誤差ΔS，具體的對比信息如下表所示：

上表中XYZ三個方向的誤差都符合規范要求，說明無人機航拍影像生成正射影像的精度可以滿足大比例尺地形測繪，可以應用在規劃、測圖等方面。

3 總結

采用Pix4D軟件可以處理批量航拍影像生成正射影像，由于無人機航拍影像數據量較大，處理時間較長，所以需要配置較高的電腦進行，本文經過對生成的正射影像進行精度檢查得出，生成的正射影像的精度完全滿足大比例尺地形測繪的應用，因此Pix4D軟件完全可以應用在無人機航拍影像的數據處理中。

參考文獻：

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基金項目： 陜西鐵路工程職業技術學院2018年科研基金項目（項目編號：KY2018-79）

作者簡介： 劉望明（1992—），男，碩士，助教，從事無人機數據處理方面研究。