常燕敏 秦 軍

(西南交通大學，四川成都 610031)

隨著信息科學和相關產業(yè)的快速發(fā)展，各國對空間數據的需求急劇增長。無人機低空遙感是迅速發(fā)展起來的地理信息數據快速獲取技術，具有續(xù)航時間長、高危地區(qū)探測、高分辨率、高靈活性、高效率以及低成本等優(yōu)勢，被廣泛應用于戰(zhàn)場偵察、自然災害監(jiān)測與評估和城市規(guī)劃與市政管理等方面。然而無人機遙感圖像像幅小、重疊度高、數據量大、傾斜無規(guī)律、缺乏地面控制點，難以完成無人機低空遙感影像的快速處理。因此，能否快速處理無人機低空遙感影像是應用無人機遙感的關鍵。

MAP－AT是由原中國測繪科學研究院無人飛行器課題組開發(fā)的航測全自動空三軟件，能夠處理現有市場上所有面陣相機的數據且處理效率高，可以自動構建自由空三網，自動生成DEM及DOM，尤其適合處理無人飛行器低空影像。

針對因無人機圖像的特點而造成的拼接工作量大、效率低等問題，結合本人實際完成無人機影像處理項目的經驗，對基于MAP－AT處理無人機影像流程中存在的一些問題，提出一些簡便的方法，進一步了提高內業(yè)加密速度和加密精度，使其生成的航片及其副產品應用于更多領域。

1 無人機航空影像空三加密流程

1.1 數據準備

原始影像數據:對起飛和降落期間的數據、拐角數據、翻滾角俯仰角較大及較模糊的數據進行刪除;相機檢校參數:像主點坐標、焦距、徑向畸變差系數、切向畸變差系數、CCD非正方形比例系數及畸變系數;建立POS．ori文件，其文件格式如下:

POS_Normal

20121223(航片拍攝日期)o(文件頭，不能隨便改變)

影像名稱序號序號XYZ omga phi kappa

注意:①X，Y，Z 是攝站坐標(高斯坐標);②Ori格式文件規(guī)定X方向朝東，即數學坐標系;③kappa角，Ori文件規(guī)定:根據POS數據加或減去一個數值，使其接近一定的度數，從西往東飛行，接近0°;從南往北飛行，接近90°;從東往西飛行，接近180°;從北往南飛行，接近 270°。

1.2 制作工程文件

建立好準備文件，修改影像參數:影像分辨率，地面分辨率，相機旋轉角度，點擊“Open POS File”選擇POS．ori，選擇控制點文件時，點擊“取消”，選擇 POS．ori和 Imagelist．txt，點擊“Create Prj”，選擇 Camera．cam文件，保存工程文件名稱。

1.3 特征點提取

(1)航線間連接

影像質量較好，航線間模型自動連接;影像質量較差，航線間模型手工處理。處理完成后，檢查定向點分布，對顯示六個－1的模型，手工連接該模型。

(2)航線內自動空三

打開存放航線內模型的文件，把該文件第一行復制到軟件中，手工選擇1～2個同名點，選擇“單/多航線全自動空三(AAT)”功能，處理完成后，檢查定向點分布，對顯示六個－1的模型，手工連接該模型。

1.4 粗差點的剔除

本次處理是在無控制點的情況下，首先建立Nopoint．gcp空白文本文件。

(1)單航線自由網計算

對單航線進行UAV計算，其中UAV Step4時第7個參數修改為500，UAV Step5時初始參數前六個默認，根據剔除點的多少，依次修改第七個參數，一般第七個參數依次修改為 100，20，10，8，5，3，2 等，計算后Sigma值一般在0.5～1之間即可。

(2)航線間坐標系歸一化

用航線間連接的點當成控制點做空三計算:選中標準航線的控制點文件，根據對話框提示，完成所有航線的計算。

(3)整體自由網空三

做UAV計算，航線文件選擇整個測區(qū)的lst文件，控制點選擇Nopoint．gcp文件，參數的調整與單航線空三計算一樣，計算后Sigma的值一般在0.5～1之間即可。

做完上述步驟，要進行定向點分布檢查，對出現3個以上的－1模型，手動連接，反復進行UAV計算，直到精度滿足要求為止。

1.5 DEM、DOM生成及鑲嵌勻色

在UAV計算結果下，可以自動生成DEM及DOM，將生成的DOM利用ERDASMosaicPro進行顏色匹配、顏色平衡、顏色過渡、接邊線的編輯等功能，完成DOM的無縫拼接。

2 流程中出現的問題及解決方法

(1)制作工程文件時出現錯誤提示，排除參數輸入錯誤的因素外，最大可能是POS．ori文件出錯，導致模型連接錯誤，在建立ori文件前，最好通過ARCGIS將“照片數據．txt”進行展點，將不合格的影像去除。

(2)航線間模型自動連接后，有很多自動匹配失敗的模型，出現這種情況的原因大多是在一些特殊情況的地形，如建筑物密集區(qū)、水域、沙漠地區(qū)、森林、冰雪覆蓋區(qū)以及山區(qū)等，由于影像上地物遮擋，陰影、反光、模糊等客觀原因的存在，航線間模型需手動連接。尋找特征點時，一般沿山脊線、山谷線尋找。

(3)單航線自由網計算，如果放大第七個參數后，剔除點仍然很多，可以查看每個航線生成的*．rst文件，如果omiga、phi的值變化較大，且不均勻，要刪除該航線的第一個*fmpt文件，然后重新對該航線做AAT和單航線空三計算。

(4)在單航線自由網或整體自由網計算時，在UAV Step5后發(fā)現sigma較大，而DeltaMax較小，應該在UAV Step5計算時，把前六個參數均除以10，降低精度要求，先把粗差大的點剔除，繼續(xù)調第七個參數，調到50/40后停止，然后再運行UAV Step4，看收斂的好壞;如果收斂不好，繼續(xù)把前六個參數均除以10，直到恢復正常收斂，把前六個參數再乘10，正常運行UAV Step5計算。

3 影像處理關鍵技術環(huán)節(jié)

(1)影像預先檢查及分析

無人機在空中飛行時受氣流和風向的影響，姿態(tài)角和航向會產生偏差，導致影像旋偏角和傾斜角過大，因此處理前要結合飛控數據對影像進行檢查分析，去掉POS突變影像，重疊度小于50%時分航線處理，以保證空三加密網的精度。

(2)影像數據預處理

按照飛行方向將影像進行適當旋轉和格式的轉換，為了保持影像信息不丟失，最好是用photoshop軟件來處理。為了提高效率，可以采用批處理功能，檢查影像是否旋轉正確的判斷標準是:①航線內的模型重疊區(qū)是否在屏幕的中間，而不是兩邊;②航線間連接模型的重疊區(qū)是否在屏幕的中間，而不是兩邊，如果這兩個標準都符合，說明影像旋轉方向正確。

(3)空三加密

空三加密是無人機影像處理的關鍵，也是整個處理流程中的難點，對后續(xù)成果的精度有直接影響。選取標準航線時，標準航線盡量位于測區(qū)中間;飛行姿態(tài)要好，航高變化盡量的小，外方位元素omiga、phi在5°以內。在UAV計算時，步步都要檢查定向點分布，對不符合要求的模型一一改正，并把相對定向和空三平差的fmpt坐標文件數據步步備份，以便出錯時不再返工，提高生產效率?？杖倪^程就是反復進行UAV計算，直到滿足精度要求。

4 結束語

MAP－AT軟件處理無人機數據，在保證一定的精度下，以較少的人工干預，能夠較快的完成整個測區(qū)的處理過程，滿足了無人機數據在應急快速處理方面的需要，為無人機數據處理提供了新的解決方案，具有極大的實用價值與推廣意義。

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