立体测图流程总结

立体测图工作流程

一、准备数据原始照片

Pos数据

像控点坐标

相机检校文件

二、利用pix4d进行空三加密

POS数据一般格式如下图，从左往右依次是

相片号、经度、维度高度航向倾角旁向倾角相片旋角

控制点文件，控制点名字中不能包含特殊字符。控制点文件可以是TXT或者CSV。

1建立工程并导入数据

1.1建立工程

打开pix4dmapper，选项目 -新建项目，在弹出来的对话框中设置工程的属性，如下图所示，选上航拍项目，不勾植被和倾斜项目，然后输入工程名字，设置路径（工程名字以及工程路径不能包含中文）。新建项目选上，然后选择下一步Next。

2.1加入影像

点添加图像，选择加入的影像。影像路径可以不在工程文件夹中，路径中不要包含中文。点Next。

3.1.设置影像属性

图像坐标系

设置POS数据坐标系，默认是WGS84（经纬度）坐标。

地理定位和方向

设置POS数据文件，点从文件选择POS文件。

相机型号

设置相机文件。通常软件能够自动识别影像相机模型。

确认各项设置后，点Next进入下一步。然后点击Finish完成工程的建立。

2快速处理检查

这一步可以不做，只是起到一个检查作用。

快速处理出来的结果精度比较低，所以快速处理的速度会快很多。因此快速处理建议在飞行现场进行，发现问题方便及时处理。如果快速处理失败了，那么后续的操作也可能出现相同结果。

点运行，选择本地处理。设置如下图，初步处理和快速检测选上，其他不选，点开始，等待软件运行完，可以查看快速处理得到的成果（一张的影像拼图），检查快速处理质量报告。

质量报告主要检查两个问题，Dataset以及Camera optimization quality。

Dataset(数据集)：在快速处理过程中所有的影像都会进行匹配，这里我们需要确定大部分或者所有的影像都进行了匹配。如果没有就表明飞行时相片间的重叠度不够或者相片质量太差。

Camera optimization quality（相机参数优化质量）：最初的相机焦距和计算得到的相机焦距相差不能超过5%，不然就是最初选择的相机模型有误，重新设置。

3加入控制点

控制点必须在测区范围内合理分布，通常在测区四周以及中间都要有控制点。要完成模型的重建至少要有3个控制点。通常100张相片6个控制点左右，更多的控制点对精度也不会有明显的提升（在高程变化大的地方更多的控制点可以提高高程精度）。控制点不要做在太靠近测区边缘的位置，控制点最好能够在5张影像上能同时找到（至少要两张）。

3.1使用像控点编辑器加入控制点

3.1.1加入控制点文件

点项目，选择像控点编辑器。出现如下对话框。点击增加像控点后，图像会出现在对话框中，可以逐个刺出控制点。

选择导入像控点。在出来的对话框中设置像控点坐标系、导入像控点文件（csv格式）。

3.1.2在图像上刺出控制点

在左侧的图像列表中选中图像，右侧就会显示出该图像。在对应的位置上，鼠标左键击图像中的点，标出控制点位置。一个控制点最少要在两张图像上标出来，通常建议标注在3-8张图像上。在质量报告中会显示是否需要在更多的图像上标出控制点。

设置完成后，点OK。控制点就加入到了工程里面。

4全自动处理

点击菜单栏运行，选择本地处理，系统出现如下对话框。

4.1初始化设置

a.特征匹配

设置处理单位像素大小，越大效果越好，花的时间也越多。越小耗时越小。

b.优化

环节包括了多次的空中三角测量、光束法局域网平差以及相机自检校计算。Internal camera parameters、External camera parameters内部参数以及外部参数（可以分别理解为内方位元素以及外方位元素）。

Optimize external and all internals 通常无人机震动比较大，所以建议选这个，两个都进行优化计算。

Optimize external only 仅优化外部参数，如果使用的相机已经进行严格的检校，而且相机参数一定要被使用，我们就会选这个选项。

Optimize externals and leading internals 优化外部参数以及主要的内部参数。对于视角相机模型主要的内部的参数包括相机焦距以及两个径向畸变参数，对于鱼眼镜头模型是指相机参数的多项式系数。

c.输出

Camera internals and externals, AAT, BBA

生成相机内部参数以及外部参数、空三文件、区域网光束平差文件。

未畸变影像

畸变纠正影像。（如果提供了相机参数，在processing-save undistorted images中可以生成畸变纠正影像）

5质量报告分析

主要关注区域网空三误差、自检校相机误差、控制点误差。

7.1区域网空三误差

区域网空三误差如下图，Mean reprojection error就是空三中误差，以像素为单位。相机传感器上的像素大小通常为6微米（μm），不同相机可能不一样。换算成物理长度单位就是0.166577*6μm。

7.2相机自检校误差

上下两个参数不能相差太大（例如Focal length上面33.838mm，下面是20mm，那么肯定是初始相机参数设置有问题），R1、R2、R3三个参数不能大于1，否则可能出现严重扭曲现象。

7.3控制点误差

ErrorX、ErrorY、ErrorZ为三个方向的误差。

三、PIX4D空三成果导入MapMatrix软件

利用pix4d第一步的处理的pos数据和相机参数进行立体测图

空三处理后的POS文件

空三处理后的相机参数

打开MapMatrix软件，

1、新建工程：选择新建工程按钮，在弹出的窗口中选择相应的工

程文件夹，或者在指定路径下选择“新建文件夹”按

钮新建一个文件夹用以存放工程数据，工程名称将与

文件夹名一致（注意：若已有的工程名称与该文件夹

名相同，系统建立的工程名会自动在工程名后面加上

一些随机数字生成一个新的工程名以示区别）

2、新建航带：新建如果测区中有多条航带，选择“影像”节点，

点击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“新建航

带”菜单项，可新建航带；

添加影像：在“strip_0”节点点击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“添加影像”菜单项，加载*.tif影像。添加完成

后参考测区原始影像结合图，按照由左至右（航带

内）、由上而下（航带间）排列。

注意: 航带根据pos文件的kappa角确定

奇数航带序号从小到大排列

偶数航带序号从大到小排列

3、修改扫描分辨率（像元大小），新建相机文件

焦距和扫描分辨率大小来自于mission_internalsj.cam文件

扫描分辨率=6.169/4608=4.62750/3456=0.001339，扫描分辨率的修改需要在选中影像节点时，即保证所有影像的都修改过来了。

畸变参数和主点偏移参数输入：

相机参数输入完毕后，如下图：

注意：焦距位数不要过长

K1对应K3

K2对应K5

K3对应K7

影像节点右键，数码量测相机内定向。

4、编辑外方位元素文件，导入外方位元素

1）外方位元素来自于pos文件，开头文件去掉，修改为MapMatrix 能识别的格式。

2）选择影像节点，在右键菜单中选择编辑外方位元素菜单，即进入外方位元素编辑界面。选择打开文件图标，设置需要打开的文件的格式，本数据转角格式为默认的角度-360。选择需要打开的外方位元素文件，选择一栏特征文件，选择“开始”，在编辑框中，一一指定相关参数。

注意：转角系统是Omega Phi Kappa

在参数按照“X Y Z Omega Phi Kappa”顺序指定后，将转角系统修改为“Omega Phi Kappa”

3）确定后，开始关联原始影像

可自动关联也可手动指定关联。关联完成后，即完成外方位元素的导入。在编辑外方位元素窗口中显示如下：

5. 创建立体相对，新建DLG，实时核线测图

工程节点右键，创建立体相对，即可对全区影像创建立体相对。

DLG节点右键，新建DLG，

新建的DLG右键，加入立体像对

新建的DLG右键，数字化

进入feature软件进行立体测图

心得体会

精度分析：

1.空三精度影响整个成果精度。由于无人机飞行姿态较差，

相机的畸变较大，直接影响了空三加密的精度，使用单一

空三加密软件，很难使空三精度保证在误差范围内，所

以要使用多个空三软件结合处理的方式进行，才能满足

空三加密的精度要求。空三精度满足的条件是立体像对

的上下视差为0，上下视差过大，空三精度不够，要重

新进行空三加密。

2.立体模型数据采集精度受约于人工作业，直接影响数字线划图

的精度，对立体采集人员的技术能力要求比较高，要达

到立体采集数据的能力，必须对立体采集人员进行培

训，只有对立体采集熟练以后，才能满足数字线划图的

精度要求。

立测优势：立体测图熟练以后，高程精度能达到20-30公分，最高能满足1:1000的测图要求。预计每人每天成图在0.5平方

公里以上，大大的提高了成图速度，减少了外业工作

量，工程周期缩短，目前被广大测绘单位所采用，逐渐

取代了传统的人工外业测图模式。

工作模式：由于初期立体采集熟练程度不够，且立体采集对建筑物多的地方，成图速度较慢，不如用正射影像进行成图速度。所以预计的工作模式是用正射影像图描绘建筑物，道路等线状面状地物；用立测软件采集高程点，描绘等高线。这样才能在保证精度的前提下，提高工作效率。