（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)越來(lái)越成熟，搭載的設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)逐漸成為主要的航空攝影技術(shù)之一。獲得無(wú)人機(jī)航拍影像后，需要對(duì)影像進(jìn)行后處理，便于之后的影像解譯與分析，如何能提高影像處理的速度與質(zhì)量就顯得尤為重要。Pix4D mapper軟件是由瑞士Pix4D公司研發(fā)的一款集全自動(dòng)、快速、滿足專(zhuān)業(yè)精度為一體的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)和航空影像處理軟件[1]。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：無(wú)需人為干預(yù)即可獲得專(zhuān)業(yè)的精度，具有完善的工作流，能夠自動(dòng)獲取相機(jī)參數(shù)、自動(dòng)生成精度報(bào)告等。

1 影像處理原理

利用連續(xù)且有一定航向重疊度和旁向重疊度的原始航飛照片，并制作少量野外控制點(diǎn)，在室內(nèi)運(yùn)用相關(guān)處理軟件匹配大量同名點(diǎn)，從而得到DOM數(shù)據(jù)和DSM數(shù)據(jù)。利用飛機(jī)自帶POS數(shù)據(jù)得到相對(duì)定向數(shù)據(jù)，再結(jié)合控制點(diǎn)得到絕對(duì)定向數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)得到滿足要求的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

2 PIX4D mapper軟件處理流程

利用Pix4D mapper軟件對(duì)航測(cè)相機(jī)獲取的原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以生成DOM和DEM等成果產(chǎn)品，具體處理流程如下：

（1）航片整理，POS數(shù)據(jù)整理；照片如果寫(xiě)入了POS信息，軟件可直接參數(shù)讀入，無(wú)需重新整理；若無(wú)相關(guān)POS信息，則需重新整理＊.txt格式文件重新導(dǎo)入。如下圖1所示為整理后POS信息，POS信息分別為緯度、經(jīng)度、高度、俯仰角、航向角、翻滾角6個(gè)參數(shù)。

（2）新建工程，選擇放置目錄，添加照片文件，導(dǎo)入POS信息、設(shè)置處理模板，設(shè)置相對(duì)應(yīng)坐標(biāo)系；其后導(dǎo)入像控點(diǎn)坐標(biāo)并刺點(diǎn)，用以控制DOM數(shù)據(jù)和DSM數(shù)據(jù)絕對(duì)定向。

（3）設(shè)置處理參數(shù)；一般主要設(shè)置：①點(diǎn)云和紋理選項(xiàng)中點(diǎn)云加密的圖像比例、點(diǎn)密度等；②DSM，正射影像和指數(shù)選項(xiàng)中的分辨率定制像素，其目的主要為在滿足精度條件的前提下提高影像處理速度，節(jié)約內(nèi)業(yè)處理時(shí)間。

圖1 POS信息整理

（4）確認(rèn)處理流程：確認(rèn)處理流程無(wú)誤的情況下，點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，可一鍵式處理數(shù)據(jù)，中途無(wú)需任何人工操作，自動(dòng)處理完成后輸出質(zhì)量報(bào)告、DOM、DSM成果數(shù)據(jù)。

Pix4D mapper軟件一鍵式數(shù)據(jù)處理的主要步驟為：①初始化處理；②點(diǎn)云及紋理；③DSM和DOM及指數(shù)生成三步，每一步操作完成后均會(huì)生成或更新質(zhì)量報(bào)告，操作人員可隨時(shí)查看數(shù)據(jù)處理質(zhì)量，及時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)，有利于提高最終成果的精度。大概操作流程如圖2所示。

圖2 Pix4D mapper處理流程圖

3 應(yīng)用案例

3.1 測(cè)區(qū)概況

本文以蘭州市七里河區(qū)無(wú)主煤礦航飛數(shù)據(jù)為例，重點(diǎn)解決因兩個(gè)架次航測(cè)相機(jī)獲取照片處理引起的空三彎曲問(wèn)題[2,3]。測(cè)區(qū)主要位于東經(jīng)103°51′9.84″，北緯35°54′5.2″，礦區(qū)內(nèi)有硬化道路可供通行，局部有簡(jiǎn)易道路，機(jī)械設(shè)備可到達(dá)施工場(chǎng)地，交通條件較好。

3.2 影像處理中存在的問(wèn)題

Pix4D mapper軟件的處理流程如圖2所示，應(yīng)用軟件新建工程后共加載2個(gè)架次149張照片進(jìn)行初始化處理，初始化處理結(jié)果如圖3、圖4所示。其中綠色球代表飛機(jī)自帶POS信息的原始影像位置，藍(lán)色球表示空三結(jié)束，糾正后的原始影像坐標(biāo)位置信息[4-6]。

圖3 空三質(zhì)量報(bào)告

圖4 空三射線圖

在初始化處理結(jié)束，自動(dòng)生成的質(zhì)量報(bào)告結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯不合格。航飛高度偏低架次影像根據(jù)像控點(diǎn)糾正后基本滿足要求，但航飛高度較高架次糾正后，空三射線糾正沒(méi)有規(guī)律，且空三射線呈彎曲狀態(tài)，如在此基礎(chǔ)上繼續(xù)操作，得到DOM、DSM數(shù)據(jù)成果，絕對(duì)是不符合質(zhì)量精度要求的。

3.3 解決辦法

圖5 合并已有項(xiàng)目流程1

圖6 合并已有項(xiàng)目流程2

通過(guò)對(duì)原始航飛照片、POS信息、拍攝天氣、拍攝時(shí)段、光照強(qiáng)度等原因綜合分析，最大原因可能是兩個(gè)架次拍攝時(shí)間段不同，色彩不均勻?qū)е萝浖R(shí)別同名點(diǎn)有限，故而導(dǎo)致空三解算結(jié)果混亂。經(jīng)過(guò)對(duì)Pix4D mapper軟件作業(yè)流程及算法運(yùn)算深入了解后，計(jì)劃將本次拍攝航飛原始照片按拍攝架次分開(kāi)進(jìn)行新建工程、初始化處理，分別得到以下空三質(zhì)量報(bào)告。再根據(jù)Pix4D mapper軟件，將已經(jīng)得到的兩個(gè)架次工程文件按“合并已有項(xiàng)目來(lái)創(chuàng)建新項(xiàng)目”功能進(jìn)行合并，并重新進(jìn)行空中三角測(cè)量解算處理。最終得到符合要求DOM成果和DSM成果。

圖7 合并后空三質(zhì)量報(bào)告

圖8 合并后空三射線圖

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)蘭州市七里河區(qū)無(wú)主煤礦測(cè)區(qū)航飛照片分析、討論，最后通過(guò)此方法成功解決了因拍攝時(shí)間不同，進(jìn)而導(dǎo)致同名點(diǎn)匹配通過(guò)率較低引起的空三彎曲、折疊、變形等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)后期其他項(xiàng)目輔助驗(yàn)證，按航飛架次分別進(jìn)行空中三角測(cè)量解算完成后再合并處理空中三角測(cè)量解算的方法，能有效解決大部分空三彎曲、折疊、變形等問(wèn)題。