无人机影像空三后处理流程

无人机影像空三后处理流程

1、数据的准备

A、原始影像以及曝光点数据

无人机低空航摄采用的是普通数码相机，需要进行相机畸变纠正才能用于后期空三处理。但是我们采用的是双拼相机，原始影像是分为前后相机，而且相片好是一一对应的，这个是必须注意的。曝光点数据是指的每张相片曝光时的坐标数据，它也是与相片一一对应的。

B、像控点数据

像控点数据包括像控点坐标和点之记以及像控点刺点图，点之记主要是记录像控点所在位置的信息，刺点图记录的是像控点在图像上的准确位置，方便空三加密是刺控制点。

2、数据预处理

数据预处理与空三软件有关，也与相机有关。普通相机的相片需进行畸变纠正，双拼相机的影像需进行前后相片的拼接，拼接过程已经进行了畸变纠正。一般相片预处理时需将相片按照航带分开并按照飞行方向适当旋转（相邻航线的相片旋转角度相差180度），有的空三软件需将相片格式转换为tif 格式才能做后期处理，在转格式和旋转相片时，为了保持相片信息不丢失，最好是PhotoShop软件来处理，为了提高效率，可以采用PS的批处理命令。如果是用MAP-AT软件的话，相片可放在一个目录，格式也不需转换，直接用JPEG格式，但是仍需按照航带旋转相片，这是为了方便批处理建立空三的工程文件。像控点数据按照编号和航带分好目录。

3、空三加密处理

空三加密处理是航摄中最重要的步骤，也是最繁琐的步骤。不同的软件空三步骤有些许不同，但是大同小异。一般都是先做内定向，然后是相对定向，最后做绝对定向，绝对定向是需要控制点数据的。所谓加密其实就是平差过程，为了提高加密精度一般在最后都会在绝对定向的基础上做一次在整体的光束法平差，光束法整体平差不引入中间步骤的参数，是以精度最高。当然这只是理论上的流程，真正的处理过程比较繁琐也不是全按照流程，只要知道每一步流程的作业就行。

这里以MAP-AT软件为例讲解下空三流程：

（略，可参考MAP-AT处理流程文档）

4、生成DEM和DOM

做完空三之后就可以生成DEM和DOM了，在相对定向之后可以将部分加密点假设为已知点，所以相对定向之后就可以做这一步了，如果只是需要没用坐标的正射影像的话，可以在相对定向之后做这一步。生成DEM其实就是软件自动匹配加密点的过程，增加加密点的密度就可以得到不能分辨率的DEM，但是电脑自动匹配的加密点总会有错误的，所以如果要出DEM成果是必须要人工编辑的。生成DEM需要所在影像的高程数据，也就是DEM，可以用电脑自动生成的DEM（未编辑的），也可以用已有的DEM数据，如等高线数据等。但是已有格式DEM可能和软件所用格式不同，须进行格式。DEM的格式，有点空三软件是自带，有的需用ARCGIS，或者ERDAS等软件来处理。

5、镶嵌匀色

在上一步中生成的DOM正射影像都是单张相片纠正过来的，为了得到整幅影像需进行镶嵌处理，镶嵌的意思就是不同的相片按照坐标和纹理进行拼接处理。不同的相片对比度和色调不一致，所以在拼接前还需进行匀光匀色处理，匀光是统一对比度，匀色是统一色调。匀光匀色软件很多，有的是空

三软件自带的（如DPGrid），有的是单独的，有的和镶嵌软件是一体的。但是所有的镶嵌匀色软件处理步骤都大同小异。匀光匀色有不同的算法，主要是两种，一种是整体的自适应算法，这个算法是根据所有形象的对比度和色调信息计算出一个整体统一的对比度和色调，然后将所以的相片的对比度和色调改成这个值。这种方法的好处是不需要编辑模板，但是整体效果不是很好，这是因为由于成像条件不同，所以可能相同地物的对比度和色调本身不一致，用这种算法处理之后在拼接的地方拼接的痕迹很明显。另外一种算法是预先按照测区所在地的不同地物，选择一张相片（最好是包含所有地物）作为模板，用图像处理软件（如PS）将模板相片中相同地物的色调调整一致，并将整体效果调至最好。最后用此模板作为匀光匀色的标准来调整所有相片的色调和对比度。这种方法的好处是相片匀光匀色效果好，整体效果也不错，而且拼接痕迹不明显。一般生产是采用这种方法，但是编辑模板对处理结果影响较大，如果模板选得不好，整体效果也不好，这个和经验有关。

做完匀光匀色之后就是相片的镶嵌了，镶嵌过程中为了是纹理一致，需要编辑拼接线，这个对后期成果影像较大。编辑拼接线主要是为了避开房屋，因为房屋的高差大，所以变形也打，一般是无法完全纠正的，所以不同照片中相同房屋的纹理不会完全对应，为了得到相同的纹理，同一栋房屋应选择同一照片中的纹理。还有就是可能有些相片在拼接的地方纹理不好，需选择纹理的较好的相片。总之要得到质量好的整幅影像，镶嵌匀色的工作量也很大。

现在用到的镶嵌匀色软件很多：1、ERDAS 2、GeoDogging 3、航天远景易拼图4DPGrid自带模块5、Inpho自带模块。

6、成果输出

最后一步是成果输出，成果可以分为空三加密成果，DEM成果和DOM成果。

空三加密成果就是空三加密的之后得到的每张相片的内外方元素以及平差之后的各参数的误差分布和中误差，这些必须大道规范的要求，后期处理的成果才算是合格的。

DEM如果作为成果输出是需要进行编辑的，但是一般空三软件只有简单的或者没有DEM编辑的功能，需将空三成果转换为DEM编辑软件识别的格式之后在导入相应软件进行编辑。DEM编辑主要是将高程加密点贴近地面，一般在房屋和有树木的地方加密点是贴在房屋和树顶上的。而且由于空三本身误差的存在，不同相对（一个相对分为左影像和右影像）的匹配点不同，高程也不尽相同。一个模型中周边的变形是最大的，所以DEM在中间的精度最好。将不同模型的DEM拼接成一个时一般是选取模型中间的加密点，取平均值得来的。

DOM是大部分航摄的最终也是最主要的成果。做完上一步之后得到的就是DOM成果，标准成果是需要按照地理坐标分幅输出的，DEM和DOM都一样。

最后如果可能的话，还会需要DLG成果，DLG是在空三成果的基础上在数据采集软件上进行的。