無人機傾斜攝影測量與區(qū)域網(wǎng)平差課件

無人機傾斜攝影測量與區(qū)域網(wǎng)平差1B無人機傾斜攝影測量1B主要內(nèi)容無人機與傾斜影像發(fā)展背景無人機影像空三處理技術(shù)五傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差測繪無人機發(fā)展展望2B主要內(nèi)容無人機與傾斜影像發(fā)展背景2B無人機與傾斜影像發(fā)展背景無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境數(shù)字攝影測量發(fā)展無人機技術(shù)爭奇斗艷攝影測量與計算機視覺3B無人機與傾斜影像發(fā)展背景無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境3B無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境數(shù)字攝影測量發(fā)展行業(yè)門檻大大降低無人機技術(shù)發(fā)展爭奇斗艷計算機視覺發(fā)展計算機視覺與攝影測量的關(guān)系計算機視覺有影響力的成果（一日建羅馬）攝影測量人的對策4B無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境數(shù)字攝影測量發(fā)展4B數(shù)字攝影測量發(fā)展數(shù)字影像和計算機發(fā)展催生數(shù)字攝影測量隨著數(shù)字傳感器技術(shù)的發(fā)展，尤其是CCD器件和CMOS器件的迅速發(fā)展，利用CCD(或CMOS)像機不需要膠片就可直接獲得被測物的數(shù)字影像，這種直接基于數(shù)字影像的進行攝影測量稱為數(shù)字攝影測量

處理設(shè)備由精密機器設(shè)備到精密數(shù)值計算5B數(shù)字攝影測量發(fā)展數(shù)字影像和計算機發(fā)展催生數(shù)字攝影測量5B數(shù)字攝影測量發(fā)展攝影測量平民化膠片到數(shù)字、精密機器轉(zhuǎn)化為數(shù)值計算一臺普通PC可完成攝影測量任務(wù)從業(yè)門檻大大降低自動化程度大大提高減少對人的依賴攝影測量行業(yè)特點技術(shù)驅(qū)動（模擬解析數(shù)字、膠片到數(shù)字、GPS像控點）具備爆發(fā)增長的條件（門檻低、需求大、光線到光束）進軍大比例尺6B數(shù)字攝影測量發(fā)展攝影測量平民化6B無人機技術(shù)爭奇斗艷7B無人機技術(shù)爭奇斗艷7B黃蜂無人機飛機原型是由Aerovironmen公司建造的戰(zhàn)場空中戰(zhàn)術(shù)微型航空器（Waspblock3型）系統(tǒng)。黃蜂無人機通過固定的翅膀獲得上升力，并通過螺旋槳獲得推動力，螺旋槳的動力來自一個10w的電動馬達。

黃蜂無人機最大高度范圍大約三英里，續(xù)航能力大約1個小時。三種黃蜂尺寸大?。?/p>

Block1:長5英寸，寬13英寸，0.4磅

Block2：長6英寸，寬16英寸，0.6磅

Block3：長15英寸，寬29英寸，0.9磅8B黃蜂無人機飛機原型是由Aerovironmen公司建造的戰(zhàn)場全球鷹諾斯羅普·格魯曼公司的RQ-4A“全球鷹”是美國空軍乃至全世界最先進的無人機?！叭蝥棥弊畲箫w行速度740km/h，巡航速度635km/h，航程26000km，續(xù)航時間42h?？蓮拿绹就疗痫w到達全球任何地點進行偵察。機上載有合成孔徑雷達、電視攝像機、紅外探測器三種偵察設(shè)備，以及防御性電子對抗裝備和數(shù)字通信設(shè)備。9B全球鷹諾斯羅普·格魯曼公司的RQ-4A9B攝影測量與計算機視覺的聯(lián)系與區(qū)別攝影測量是測繪學(xué)科的一個分支，它是對由攝影機提取的影像（二維）進行量測，測定物體在三維空間的位置、形狀、大小、乃至物體的運動。攝影測量在近百年的歷史中經(jīng)歷了：模擬、解析與數(shù)字攝影測量三個階段。當被測物體的尺寸或攝影距離小于100米時的攝影測量稱之為近景攝影測量（Close-rangephotogrammetry）10B攝影測量與計算機視覺的聯(lián)系與區(qū)別攝影測量是測繪學(xué)科的一個分支攝影測量與計算機視覺計算機視覺的研究目標是使計算機具有通過二維圖像認知三維環(huán)境信息的能力，這種能力將不僅使機器感知三維環(huán)境中物體的幾何信息，包括它的形狀、位置、姿態(tài)、運動等，而且能對它們進行描述、存儲、識別與理解。11B攝影測量與計算機視覺計算機視覺的研究目標是使計算機具有通過二攝影測量與計算機視覺由此可知，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（特別是立體視覺）在研究內(nèi)容和目標上十分相近。數(shù)字攝影測量關(guān)注的是幾何量的量測信息（物體的位置、大小和形狀等）；計算機視覺也需要量測信息，但其更為關(guān)注的是對物體進行描述、識別和理解。因此，數(shù)字近景攝影測量和視覺測量（或檢測）所關(guān)注的是完全一致的。12B攝影測量與計算機視覺由此可知，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（攝影測量與計算機視覺

事實上，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（測量）的理論基礎(chǔ)是一致的，二者都是針孔成像原理（像點、鏡頭中心和物點共線）的具體應(yīng)用。攝影測量計算機視覺相互融合發(fā)展攝影測量有嚴密光束法平差計算機視覺各種求取初值的方法13B攝影測量與計算機視覺事實上，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（一日建羅馬計算機視覺代表性成果一百萬多張網(wǎng)絡(luò)羅馬城相片非定焦未知相機內(nèi)參數(shù)無初始方位元素全自動處理14B一日建羅馬計算機視覺代表性成果一百萬多張網(wǎng)絡(luò)羅馬城相片非三項促進革命性發(fā)展的技術(shù)從給定的兩張相片中自動檢測出可靠且充分密集的連接點，如SIFT、MSER僅利用連接點就可以對大量影像進行自動定向，如bundler對定向的影像自動進行密集匹配，如PMVS、SGM

15B三項促進革命性發(fā)展的技術(shù)從給定的兩張相片中自動檢15B攝影測量人的對策

問題計算機視覺發(fā)展勢頭強勁攝影測量研究人數(shù)少對策融入新的大家庭吸納計算機視覺成果，與時俱進16B攝影測量人的對策問題16B無人機影像空三處理技術(shù)1.無人機影像特點2.無人機影像對空三的影響3.如何獲得良好的空三成果4.GodWork簡介5.無人機數(shù)據(jù)處理實例6.DSM匹配與濾波17B無人機影像空三處理技術(shù)1.無人機影像特點17B

1.無人機航飛特點1.1裝載非專業(yè)數(shù)碼相機1.2小像幅、小基高比1.3影像數(shù)量多1.4重疊度高，偏角大1.5存在像點位移18B1.無人機航飛特點1.1裝載非專業(yè)數(shù)碼相機1

1.1非專業(yè)數(shù)碼相機普通定焦型普通單反型數(shù)碼相機可量測單反型19B1.1非專業(yè)數(shù)碼相機普通定焦型普通單反型數(shù)碼佳能5DMarkII相機無人機裝載的非專業(yè)相機存在鏡頭畸變系統(tǒng)誤差。如下圖所示的佳能5DMarkII相機和其參數(shù)。相機型號佳能5DMarkII像片大小(pixel)5616*3744焦距(mm)24.0像主點x02805.2330像主點y01909.9680焦距f3805.0257徑向畸變系數(shù)k1(1e-9)7.8963158668徑向畸變系數(shù)k2(1e-16)-5.29偏心畸變系數(shù)p1(1e-8)7.8087790670偏心畸變系數(shù)p2(1e-8)-6.1462701818非正方形比例(1e-6)-2.498976非正交性畸變(1e-5)-1.792839720B佳能5DMarkII相機無人機裝載的非專業(yè)相機存在鏡頭航高H基線B基線B大像幅小像幅

1.2小像幅、小基高比21B航高H基線B基線B大像幅小像幅1.2小像幅1.3影像數(shù)量多舉例對6km2方某地進行航拍：無人機平臺裝載Cannon450D相機全部相片數(shù)達1200張傳統(tǒng)航測平臺使用DMC相機全部相片不超過300張22B1.3影像數(shù)量多舉例對6km2方某地進行航拍：22B

1.4重疊度高、偏角大航向重疊度能達到70-85%，旁向重疊35-55%，但受相機姿態(tài)的影響，所拍攝影像間的預(yù)設(shè)重疊度無法得到嚴格保證相鄰影像間很可能存在較大的旋角和上下錯動，最大旋轉(zhuǎn)角可能達到20°23B1.4重疊度高、偏角大航向重疊度能達到70-81.5像點位移攝影相機安裝在無人機的移動平臺上，在相機曝光時間內(nèi)飛行器的運動產(chǎn)生的像點位移會造成影像模糊。對于大型專業(yè)寬幅量測數(shù)碼航空相機會通過時間延遲與向前運動補償來消除像點位移影響。但對于無人機搭載的中幅甚至小幅的非量測相機，這些像點位移是沒法得到補償?shù)摹?4B1.5像點位移攝影相機安裝在無人機的移動平臺上，在相機曝光

2.無人機航飛對空三影響2.1大偏角給匹配帶來困難2.2基高比小和大偏角對相對定向的影響2.3高重疊度的匹配更穩(wěn)健2.4像點位移降低了像點量測精度2.5非專業(yè)相機的鏡頭畸變25B

2.無人機航飛對空三影響2.1大偏角給匹配帶來

2.1大偏角給匹配帶來困難由于無人機姿態(tài)不穩(wěn)定的特性，決定了相鄰影像間很可能存在較大的旋偏角和上下錯動，無法使用傳統(tǒng)的灰度影像匹配算法獲取同名點，具體在以下三個方面：1.像間的左右重疊度和上下重疊度變化大，加上低空遙感影像攝影比例尺大，造成表面不連續(xù)地物（如高樓）在影像上的投影差大，因而無法確定匹配的搜索范圍；2.相鄰影像間的旋偏角大，難以進行灰度相關(guān)；3.飛行器的飛行高度、側(cè)滾角和俯仰角變化大，從而導(dǎo)致影像間的比例尺差異大，降低了灰度相關(guān)的成功率和可靠性26B2.1大偏角給匹配帶來困難由于無人機姿態(tài)不穩(wěn)定的特性，決

2.2對相對定向的影響基高比?。河捎跓o人機獲取的影像重疊度大，攝影時的基線短，而基線越短，所成的交會角就會小，極大程度的影響了測圖的高程精度，如果仍然按傳統(tǒng)方法用相鄰影像構(gòu)成立體相對，高程精度就很難得到保證。一般處理辦法是通過隔片構(gòu)成立體相對，通過增加基線長度和增大前方交會角的方式，提高測圖的高程精度。大偏角：當無人機在幾百米高空飛行時，由于其自身的質(zhì)量較輕、氣流影響較大，使其在空中的姿態(tài)很不穩(wěn)定，導(dǎo)致獲取的影像存在較大的畸變差，并且相鄰影像的亮度、對比度的差距也較大，降低了同名點匹配的數(shù)量和精度，而影像的相對定向的精度與匹配特征點的數(shù)量和精度密切相關(guān)。27B2.2對相對定向的影響基高比?。河捎跓o人機獲取的

2.3高重疊度的匹配更穩(wěn)健影像的重疊度越大(也即基線越短)，相鄰影像間的差異越小，自動匹配越容易，匹配點越多，相對定向的精度也非常好。隨著影像重疊度的減小(也即基線變長)，影像間的差異變大，由姿態(tài)引起的影像間的差異比較明顯，造成匹配的同名點數(shù)不斷減少，相對定向精度逐漸降低，在重疊度低于65％時(大于60％)，匹配困難。航向重疊度(%)89.186.380.175.370.065.1自動匹配點數(shù)940770645510440348中誤差(pixel)0.10.20.30.40.60.828B2.3高重疊度的匹配更穩(wěn)健影像的重疊度越大(也即基線越2.4像點位移公式(1).飛行器的地面速度(2).相機曝光時間(3).焦距長度c(4).飛行器的飛行高度(5).像元大小29B2.4像點位移公式(1).飛行器的地面速度29B曝光間隔與地面分辨率、地面速度關(guān)系相同曝光時間下飛行器運動速度越大,像點位移量越大,影像模糊程度越高；相同飛行器運動速度下曝光時間越長,像點位移量越大,影像模糊程度越高；減少曝光時間會相應(yīng)地減少進光量，這樣同樣影響影像的拍攝質(zhì)量；降低飛行速度，顧慮到影像基高比就要相應(yīng)地增加曝光時間間隔，這樣就會影響作業(yè)效率；飛行時既要考慮到像點位移也要考慮作業(yè)效率和影像獲取的質(zhì)量，所以需要在曝光時間間隔與飛行器的飛行速度間找到一個最佳值。像點位移綜合分析30B曝光間隔與地面分辨率、地面速度關(guān)系相同曝光時間下飛行器運動速2.5鏡頭畸變從左圖中的我們直接看出可以看出邊緣像片點的鏡頭畸變值較中間大，而右圖給出了鏡頭畸變大小與點離像主點距離的模擬的函數(shù)關(guān)系。31B2.5鏡頭畸變從左圖中的我們直接看出可以看出邊緣像片點的鏡3.如何獲得良好的空三成果3.1無人機的選擇3.2相機方面3.3飛行設(shè)計3.4控制點布設(shè)3.5空三處理32B3.如何獲得良好的空三成果3.1無人機的選擇32B3.1無人機的選擇飛行速度 飛行速度越慢，像點位移越小飛行平穩(wěn)度 飛機平穩(wěn)，保證重疊度續(xù)航時間 續(xù)航時間長短，直接影響作業(yè)效率有效荷載 可裝載的相機類型（+鏡頭）易操作性維修保養(yǎng)33B3.1無人機的選擇飛行速度33B3.2相機方面相機關(guān)鍵參數(shù)光圈、快門、CCD尺寸、芯片處理速度、鏡頭質(zhì)量相機標定任務(wù)前或后進行標定，可考慮便攜板進行標定有利提高精度（0.3m到0.1m）相機模式全手動模式(起飛前進行測光)焦距選擇避免盲目選擇長焦（500m航高時速100km/h24mm鏡頭，較合適）34B3.2相機方面相機關(guān)鍵參數(shù)34B3.3飛行設(shè)計

重疊度通常采用航向75%旁向50%重疊，保障60%30%重疊要求航高充分顧及影像的有效分辨率，并非航高越低分辨率越高有風(fēng)天氣盡量避免有風(fēng)天氣飛行，特殊情況采用高重疊度方式進行飛行，減小后期處理工作量和保證處理精度35B3.3飛行設(shè)計重疊度35B3.4控制點布設(shè)原則均勻布設(shè)，邊角加密，大面積弱紋理區(qū)域（水域、森林、農(nóng)田）邊界加密。一塊很多小片縫合的大氈布，控制點是固定氈布的釘子，釘子稀少的地方氈布會下垂(區(qū)域網(wǎng)變形)，相同密度氈布厚的地方下垂量小(重疊度高和連接點多的區(qū)域)。氈布破洞周圍會產(chǎn)生下垂（大面積弱紋理區(qū)域）,避免下垂破洞附近加釘子(加控制點)。飛行前布控，可以提高精度。圓形點較優(yōu)飛行后布控，平面內(nèi)的標志點較優(yōu)36B3.4控制點布設(shè)原則均勻布設(shè)，邊角加密，大面積弱紋理區(qū)域3.5空三處理連接點質(zhì)量和度數(shù)注意檢查連接點質(zhì)量（重復(fù)紋理或無紋理地區(qū)）連接點度數(shù)盡量高逐步優(yōu)化很多軟件依賴較好曝光點坐標，恰是無人機的短板。可以粗略平差計算結(jié)果作為初值。像片邊界點鏡頭畸變、像片周邊模糊37B3.5空三處理連接點質(zhì)量和度數(shù)37B4.GodWork簡介4.1系統(tǒng)概述 針對無人飛機像幅小、姿態(tài)不穩(wěn)定、重疊度大、非專業(yè)相機等特點，開發(fā)了一套無人機攝影測量數(shù)據(jù)自動處理系統(tǒng)GodWork 2006-2008年基礎(chǔ)算法研究

2009年-2010年系統(tǒng)開發(fā)

2011年-系統(tǒng)應(yīng)用與升級38B4.GodWork簡介4.1系統(tǒng)概述38B4.2系統(tǒng)功能無人機影像數(shù)據(jù)相機標定參數(shù)影像POS數(shù)據(jù)GodWork全自動處理系統(tǒng)控制點數(shù)據(jù)彩色三維點云DEM正射影像39B4.2系統(tǒng)功能無人機相機標定影像POSGodWork全自4.3系統(tǒng)特色采用特征匹配，適用于大偏角影像、大高差地區(qū)空三和DEM生成一體化，所有點參與光束法平差每片像點5千~2萬個，空三結(jié)果直接生成DEM較傳統(tǒng)空三增加了上百倍的觀測值，系統(tǒng)具備更強的粗差檢測能力自標定，不需要嚴格相機參數(shù)處理自動化程度高支持多核CPU40B4.3系統(tǒng)特色采用特征匹配，適用于大偏角影像、大高差地區(qū)44.4系統(tǒng)流程特征匹配每張影像提取特征點，相鄰影像進行匹配初始構(gòu)網(wǎng)每張影像提取特征點，相鄰影像進行匹配帶附加參數(shù)的光束法平差把所有匹配點納入平差過程DEM和正射影像生成41B4.4系統(tǒng)流程特征匹配41B4.5效率測試

采用不同地面類型無人機影像數(shù)據(jù)20套，每套數(shù)據(jù)像片數(shù)100~1200張不等，航高500~800米，佳能5D相機，焦距24mm，像片大小5616x3744像素運行環(huán)境，Intel4核i7CPU、內(nèi)存8G運行模式全自動批處理平均處理速度每分鐘5片成果密集點云（每片5,000~20,000像點）DEM正射影像（采用GeoDoging進行勻光和鑲嵌）42B4.5效率測試采用不同地面類型無人機影像數(shù)據(jù)20套，4.6實例(左)彩色的點云(中)DEM(右)正射影像

新疆某地區(qū)338張像片，耗時25分鐘，自動生成136萬物方點，DEM和正射影像43B4.6實例(左)彩色的點云(中)DE三維瀏覽44B三維瀏覽44B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例1

--電動無人機飛行中山橫門島面積35平方公里電動無人機飛機航速：逆風(fēng)40km/h

順風(fēng)55km/h定時曝光9500張相片80條航帶45B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例1

--電動無人機飛行中山橫門島45相機檢校46B相機檢校46B相機參數(shù)camera=NEX-7x0:0.028968y0:-0.029126f:29.856141K1:1.620592e-004k2:-3.709036e-007k3:6.767069e-053P1:-2.464935e-005p2:2.057846e-005Pixel:6000X4000ccd=23.4X15.647B相機參數(shù)camera=NEX-7P1:-2.46493控制點飛行前布標，白色圓形控制點，直徑60cm共116個，平均每平方公里3.3個類型平均殘差（XY）平均殘差（Z）最大殘差（XY）最大殘差（Z）控制點0.080.130.190.20檢查點0.120.20.210.29踢除了弱連接的孤立區(qū)域48B控制點飛行前布標，白色圓形控制點，直徑60cm類型平均殘差（部分航帶圖49B部分航帶圖49B刺像控點50B刺像控點50B

測繪遙感信息工程國家重點實驗室深圳研發(fā)中心于2012年4月，在武漢大學(xué)信息學(xué)部友誼廣場，采用多旋翼無人機進行飛行實驗。5.無人機數(shù)據(jù)處理實例2--旋翼飛行實例51B測繪遙感信息工程國家重點實驗室深圳研發(fā)中心于2012年4月相關(guān)參數(shù)相機參數(shù)：相機松下GF3F14.0002714X00.04115Y0-0.08223K10.0001863k2-4.444e-07Width4000(17mm)Height3000(13mm)飛行參數(shù)：地點武測友誼廣場天氣晴飛行高度200米范圍0.25平方公里地面分辨率0.028米52B相關(guān)參數(shù)相機參數(shù)：相機松下GF3F14.0002714X00相機檢校53B相機檢校53B拍攝的影像54B拍攝的影像54B控制點精度控制點點號?X?Y?Z?XYZP01-0.002-0.0040.0120.013K050.015-0.0140.0160.026p23-0.0010.028-0.0080.029p060.010-0.0190.0240.032p240.0230.006-0.0230.033K005-0.0090.026-0.0190.033p02-0.011-0.0050.0380.040p190.0030.0140.0420.044p040.031-0.0270.0220.046檢查點點號?X?Y?Z?XYZp13-0.020-0.0260.0330.047p21-0.0150.035-0.0270.047p18-0.047-0.0060.0100.048K030.034-0.001-0.0390.052p170.0330.009-0.0400.053K02-0.040-0.030-0.0230.056p150.028-0.0180.0460.057p22-0.0310.032-0.0650.078控制點數(shù)9個,檢查點數(shù)8個。測量方式動態(tài)RTK55B控制點精度控制點點號?X?Y?Z?XYZP01-0.002拼接的正射影像56B拼接的正射影像56B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例3

——GPS輔助空三實例GPS硬件與飛行GPS輔助空三原理GPS輔助空三--案例GPS輔助空三的實驗結(jié)論57B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例3

——GPS輔助空三實例GPS硬件GPS硬件系統(tǒng)航空GNSS接收機—AG200小尺寸：接收機

105?70?30mm天線：Φ88.9?35mm輕重量：接收機160g

天線200g高性能：雙頻三星工作環(huán)境溫度：–20攝氏度~60攝氏度航空用GNSS接收機AG200航空天線58BGPS硬件系統(tǒng)航空GNSS接收機—AG200航空用GNSS接GPS系統(tǒng)安裝GPS接收機安裝在攝像機正上方GPS接收機天線攝像機59BGPS系統(tǒng)安裝GPS接收機安裝在攝像機正上方GPS接收機天線空中作業(yè)精密單點定位（廣域GPS差分）自設(shè)基站60B空中作業(yè)精密單點定位（廣域GPS差分）自設(shè)基站60BGPS后處理GPS差分軟件處理得到：影像號時間XYZ10100911121.34531915.43205503760.96210101011127.09531856.23205686761.87710101111132.8453179730810101211138.34531740.53206046761.99210101311143.84531683.53206222762.52510101411149.34531626.53206399762.00310101511155.09531567.43206583761.81810101611160.84531508.53206766762.14361BGPS后處理GPS差分軟件處理得到：影像號時間XYZ1010GPS輔助空三原理

偏移矢量：機載GPS接收機天線的相位中心不可能與航攝儀攝影中心重合，從而產(chǎn)生的偏移矢量。漂移矢量：無人機上GPS獲取三維坐標時刻固定，航攝儀的曝光時刻與其會有存在一個時間偏差，從而產(chǎn)生的一個系統(tǒng)誤差。

漂移原因：衛(wèi)星分布不好

天氣原因（引起時間差）

民用加干擾

62BGPS輔助空三原理

偏移矢量：機載GPS接收機天線的相位中GPS輔助低空空三--案例說明

地點：

江西永修

時間： 2013年4月14日飛行時間：

約40分鐘

飛行速度： 35m/s測區(qū)大?。?40平方公里

航線數(shù)： 6條影像數(shù)： 289 控制點數(shù)： 56地形：平原航高：700m分辨率：0.08m重疊情況：旁向重疊不均勻63BGPS輔助低空空三--案例說明

地點： 江西永修 時間： GPS輔助低空空三--案例說明使用相機：PhaseIQ180相機參數(shù)：如右圖f(mm)45.746X0(mm)-0.220y0(mm)0.070pixel_width7760pixel_height10328ccd_width(mm)40.352ccd_height(mm)53.705k1(mm)4.05e-5k2(mm)-2.18e-8p1(mm)6.41e-6p2(mm)-4.42e-664BGPS輔助低空空三--案例說明使用相機：PhaseIQ180GPS輔助低空空三--案例說明類型平均殘差（XY）平均殘差控制點+檢查點（XY）平均殘差（Z）平均殘差控制點+檢查點（Z）最大殘差（XY）最大殘差（Z）Gps輔助平差17個平高點控制點0.1830.1570.2550.1500.3250.493檢查點0.1460.1040.2880.301控制網(wǎng)平差17個平高點控制點0.1360.1420.1730.2260.2810.603檢查點0.1460.2490.2831.974Gps輔助平差25個平高點控制點0.1760.1500.2090.1370.3360.486檢查點0.1460.0800.2870.205控制網(wǎng)平差25個平高點控制點0.1290.1360.1620.1710.2780.608檢查點0.1360.1780.2740.804Gps輔助平差30個平高點控制點0.1560.1500.1860.1210.3300.449檢查點0.1570.0450.2850.171控制網(wǎng)平差30個平高點控制點0.1230.1350.1420.1480.2820.603檢查點0.1490.1700.2690.710Gps輔助平差56個平高點（全）控制點0.1420.1420.1140.1140.3350.442控制網(wǎng)平差56個平高點（全）控制點0.1190.1190.1000.1000.2630.60465BGPS輔助低空空三--案例說明類型平均殘差（XY）平均殘差平類型平均殘差（XY）平均殘差控制點+檢查點（XY）平均殘差（Z）平均殘差控制點+檢查點（Z）最大殘差（XY）最大殘差（Z）Gps輔助平差5平高+5高程控制點0.2950.3140.3130.3360.4620.406檢查點0.3180.3410.5511.143控制網(wǎng)平差5平高+5高程控制點0.4010.4720.2140.6871.0710.613檢查點0.4870.7901.1562.474Gps輔助平差5平高+9高程控制點0.3110.3190.2850.1840.5740.481檢查點0.3210.1500.4940.557控制網(wǎng)平差5平高+9高程控制點0.4110.4670.2470.2911.1030.613檢查點0.4860.3220.7892.150Gps輔助平差5平高+12高程控制點0.3270.3180.2440.1710.5760.488檢查點0.3140.1390.4920.411控制網(wǎng)平差5平高+12高程控制點0.1720.4580.1720.2771.6080.482檢查點0.4660.2810.7742.042GPS輔助低空空三--案例說明66B類型平均殘差（XY）平均殘差平均殘差（Z）平均殘差最大殘差（GPS輔助空三的實驗結(jié)論

實驗分析：1、控制點相同條件下

高程精度：GPS輔助空三比單純控制網(wǎng)平差明顯高；

平面精度：GPS輔助空三比單純控制網(wǎng)平差較高或相近。2、檢查點上得到相同精度時GPS輔助空三比單純控制網(wǎng)平差所需控制點少。

例：GPS輔助空三（17個控制點）xy：0.157，z：0.150

控制網(wǎng)平差（55個控制點）xy：0.119，z：0.100GPS輔助空三（5平高+5高程）xy：0.314，z：0.336

控制網(wǎng)平差（5平高+12高程）xy：0.458，z：0.277結(jié)論：將GPS所確定的攝站位置作為輔助數(shù)據(jù)用于區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差，可減少常規(guī)空中三角測量所需的地面控制點，大量節(jié)省像片野外測量工作量。但由于無人機影像旁向重疊不均勻，無人機GPS輔助空三效果不如常規(guī)大飛機攝影測量。67BGPS輔助空三的實驗結(jié)論

實驗分析：67B6.DSM匹配與濾波隨著計算機計算能力不斷提高，影像匹配技術(shù)研究深入，DSM給攝影測量，帶來了新元素，必將改變攝影測量生產(chǎn)方式，為攝影測量帶來變革。DSM匹配濾波DEM68B6.DSM匹配與濾波隨著計算機計算能力不斷提高，影像匹配技逐像素匹配密集點云69B逐像素匹配密集點云69B逐像素匹配密集點云70B逐像素匹配密集點云70B

漸進三角網(wǎng)法

線性預(yù)測法濾波分層濾波法

坡度法DSM濾波方法71B漸進三角網(wǎng)法DSM濾波方法71BDSM濾波效果72BDSM濾波效果72B二、傾斜影像處理中的一些問題三、五傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差實例一、傾斜影像的作用五傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差73B二、傾斜影像處理中的一些問題三、五傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差實例一、需求牽引—快速三維重建的需要—需要獲取側(cè)面紋理信息。避免高樓相互遮擋，保證側(cè)面有更多的觀測值（3度以上）。技術(shù)推動—技術(shù)的自動化程度提高—硬件發(fā)展，使得海量數(shù)據(jù)處理成為可能一、傾斜影像的作用--為什么需要傾斜影像74B需求牽引一、傾斜影像的作用--為什么需要傾斜影像74B一、傾斜影像的作用--三維重建效果實例75B一、傾斜影像的作用--三維重建效果實例75B雖然目前有精密的POS系統(tǒng)，能夠得到下視影像較精確的POS，但在實際的外業(yè)過程中，由于相機與相機之間的相對位置和姿態(tài)會發(fā)生一定變化等一些因素，會導(dǎo)致由下視影像POS推算出的側(cè)視影像的POS不夠精確。二、傾斜影像處理的問題--為什么需要整體平差76B雖然目前有精密的POS系統(tǒng)，能夠得到下視影像較精確的POS，空三解算EO相對定向精度

從自由網(wǎng)解算精度可知:空三單位權(quán)中誤差為1.48um（0.22像素），像點的平均殘差為1um。下視影像空三二、傾斜影像處理的問題--為什么需要整體平差77B空三解算EO相對定向精度從自由網(wǎng)解算精度可下視影像與傾斜影像方法：根據(jù)解算出來的E相機的EO，以及傾斜相機與E相機的相對姿態(tài)位置關(guān)系，分別轉(zhuǎn)化A、B、C、D相機的EO；下視相機分別與其它相機刺取相同的物點，比較坐標值A(chǔ)相機(左)AP0001362602.88812945513.021258.797641AP0002362342.89962945623.9081332.808316AP0003361962.68722951427.8411266.48914E相機(下)EP0001362603.56612945513.5321257.305252EP0002362344.19692945624.3781331.991533EP0003361963.28782951428.1031266.051515B相機(后)B0001362603.51792947511.0121272.624445B0002362137.34942947544.4811242.70346B0003362398.50742947295.3771269.561723E相機(下)BR0001362604.11412947511.3251273.26442BR0002362138.37022947544.1171243.917419BR0003362399.36432947295.4951270.340589D相機(前)D00013623698021270.379431D0002362085.38562947170.8961267.30134E相機(下)DR0001362368.58622947167.5351271.461859DR0002362085.09032947170.381268.321991C相機(右)C0001361045.41622945793.9611259.745026C0002361368.93562945862.1861253.879844C0003361045.49532945794.1021259.855071E相機(下)CR0001361044.27922945793.3011259.063785CR0002361367.91572945861.4751253.353544CR0003361044.21212945793.3291258.995727從下視與傾斜影像刺點的實驗成果可知：X方向相差1m左右，Y方向相差0.5m左右，Z方向相差1m左右。78B下視影像與傾斜影像方法：根據(jù)解算出來的E相機的EO，以及傾斜幾何變形大—目前的經(jīng)典匹配算子，如SIFT等，均不具備完全的仿射不變性，對大傾角傾斜影像匹配效果差。色差問題—不同相機在不同時間、從不同角度拍攝的相片，其對比度和亮度發(fā)生了變化，產(chǎn)生了色差，導(dǎo)致目前匹配算子的匹配成功率大大降低。海量數(shù)據(jù)—由單個鏡頭到5個鏡頭，相片數(shù)量提升5倍—重疊度提高（航向由60%提高到80%，旁向由30%提高到60%），相片數(shù)量增加到原來的3.5倍5X3.5=17.5倍二、傾斜影像處理的問題—自動處理的問題79B幾何變形大二、傾斜影像處理的問題—自動處理的問題79B1傾斜影像的獲取2傾斜影像匹配3傾斜影像空三處理三、五傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差實例80B1傾斜影像的獲取三、五傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差實例80B1傾斜影像獲取--SWDC-5相機相機參數(shù)：相對姿態(tài)參數(shù)：子相機分布：飛行方向影像關(guān)系：相機名稱：SWDC-5像元大?。?μmCCD像素數(shù)：8176*6132EDBCA81B1傾斜影像獲取--SWDC-5相機相機參數(shù)：相對姿態(tài)參數(shù)：攝取區(qū)域：貴陽金陽航帶間間距：500m航帶內(nèi)間距：150m航高：600m—1000m之間1傾斜影像獲取--數(shù)據(jù)說明五條航帶下視影像及同攝站五相機影像關(guān)系示意圖:82B攝取區(qū)域：貴陽金陽1傾斜影像獲取--數(shù)據(jù)說明五條航帶下視影2傾斜影像匹配--變形糾正原始影像攝站m的右視（C相機）攝站n的左視（A相機）糾正影像攝站m的右視（C相機）攝站n的左視（A相機）局部糾正效果糾正前糾正后83B2傾斜影像匹配--變形糾正原始影像攝站m的右視（C相機）攝2傾斜影像匹配五鏡頭傾斜影像的匹配效果（圖中“+”為匹配出的同名點）B相機D相機E相機A相機C相機84B2傾斜影像匹配五鏡頭傾斜影像的匹配效果（圖中“+”為匹配出以一張底視相片為例，應(yīng)有最高連接點度數(shù)為38度，實際最高連接點度數(shù)為22度，10度以上的連接點有696個，5度以上的連接點有7123個。2傾斜影像匹配85B以一張底視相片為例，應(yīng)有最高連接點度數(shù)為3模型：1、將所有影像的外方位元素、GPS和IMU作為未知參數(shù)2、將下視影像（E相機）的外方位元素、ABCD相機相對于E相機的相對姿態(tài)、GPS和IMU作為未知參數(shù)3傾斜影像空三處理86B模型：3傾斜影像空三處理86B模型1：將所有影像的外方位元素、GPS和IMU作為參數(shù)；

3傾斜影像空三處理:GPS攝站坐標漂移系統(tǒng)誤差改正參數(shù)；:像空間坐標系到IMU坐標系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；:IMU坐標到物方空間坐標系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；:GPS獲取的攝站坐標；t:GPS獲取攝站坐標的時間；87B模型1：將所有影像的外方位元素、GPS和IMU作為參數(shù)；33傾斜影像空三處理模型2：將E影像的外方位元素和ABCD相機相對于E相機的相對姿態(tài)、GPS和IMU做為參數(shù)；:IMU坐標到物方空間坐標系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；:像空間坐標系到IMU坐標系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；:GPS獲取的攝站坐標；:GPS攝站坐標漂移系統(tǒng)誤差改正參數(shù)；t:GPS獲取攝站坐標的時間；R’：ABCD相機相對E相機角元素得到的旋轉(zhuǎn)矩陣；X’，Y’，Z’：ABCD相機相對E相機的線元素；88B3傾斜影像空三處理模型2：將E影像的外方位元素和ABC3傾斜影像空三處理參與空三的點云89B3傾斜影像空三處理參與空三的點云89B3傾斜影像空三處理--空三精度影像數(shù)：73張連接點數(shù)：983684個單位權(quán)中誤差：0.55像素平均殘差：0.23像素最大殘差：1.33像素該連接點在各片上的像點殘差：單位：um一個連接點90B3傾斜影像空三處理--空三精度影像數(shù)：73張該連接點在各片3傾斜影像空三處理--空三精度預(yù)測同名點91B3傾斜影像空三處理--空三精度預(yù)測同名點91B測繪無人機發(fā)展展望市場前景硬件發(fā)展軟件發(fā)展92B測繪無人機發(fā)展展望市場前景92B

測繪無人機發(fā)展展望市場前景大比例尺測圖與工程測量硬件發(fā)展無人機安全穩(wěn)定飛行像幅增大

軟件發(fā)展93B測繪無人機發(fā)展展望市場前景93B

測繪無人機發(fā)展展望硬件發(fā)展無人機安全穩(wěn)定飛行像幅增大CCD尺寸增大多拼相機像點問題解決向前運動補償裝置飛行速度慢94B測繪無人機發(fā)展展望硬件發(fā)展94B

測繪無人機發(fā)展展望軟件發(fā)展傻瓜化自動化、不需要專業(yè)知識、不需要專業(yè)培訓(xùn)高度集成打破現(xiàn)有生產(chǎn)流程的階段劃分攝影測量軟件一體化95B測繪無人機發(fā)展展望軟件發(fā)展95B謝謝96B謝謝96B無人機傾斜攝影測量與區(qū)域網(wǎng)平差97B無人機傾斜攝影測量1B主要內(nèi)容無人機與傾斜影像發(fā)展背景無人機影像空三處理技術(shù)五傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差測繪無人機發(fā)展展望98B主要內(nèi)容無人機與傾斜影像發(fā)展背景2B無人機與傾斜影像發(fā)展背景無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境數(shù)字攝影測量發(fā)展無人機技術(shù)爭奇斗艷攝影測量與計算機視覺99B無人機與傾斜影像發(fā)展背景無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境3B無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境數(shù)字攝影測量發(fā)展行業(yè)門檻大大降低無人機技術(shù)發(fā)展爭奇斗艷計算機視覺發(fā)展計算機視覺與攝影測量的關(guān)系計算機視覺有影響力的成果（一日建羅馬）攝影測量人的對策100B無人機攝影測量發(fā)展環(huán)境數(shù)字攝影測量發(fā)展4B數(shù)字攝影測量發(fā)展數(shù)字影像和計算機發(fā)展催生數(shù)字攝影測量隨著數(shù)字傳感器技術(shù)的發(fā)展，尤其是CCD器件和CMOS器件的迅速發(fā)展，利用CCD(或CMOS)像機不需要膠片就可直接獲得被測物的數(shù)字影像，這種直接基于數(shù)字影像的進行攝影測量稱為數(shù)字攝影測量

處理設(shè)備由精密機器設(shè)備到精密數(shù)值計算101B數(shù)字攝影測量發(fā)展數(shù)字影像和計算機發(fā)展催生數(shù)字攝影測量5B數(shù)字攝影測量發(fā)展攝影測量平民化膠片到數(shù)字、精密機器轉(zhuǎn)化為數(shù)值計算一臺普通PC可完成攝影測量任務(wù)從業(yè)門檻大大降低自動化程度大大提高減少對人的依賴攝影測量行業(yè)特點技術(shù)驅(qū)動（模擬解析數(shù)字、膠片到數(shù)字、GPS像控點）具備爆發(fā)增長的條件（門檻低、需求大、光線到光束）進軍大比例尺102B數(shù)字攝影測量發(fā)展攝影測量平民化6B無人機技術(shù)爭奇斗艷103B無人機技術(shù)爭奇斗艷7B黃蜂無人機飛機原型是由Aerovironmen公司建造的戰(zhàn)場空中戰(zhàn)術(shù)微型航空器（Waspblock3型）系統(tǒng)。黃蜂無人機通過固定的翅膀獲得上升力，并通過螺旋槳獲得推動力，螺旋槳的動力來自一個10w的電動馬達。

黃蜂無人機最大高度范圍大約三英里，續(xù)航能力大約1個小時。三種黃蜂尺寸大?。?/p>

Block1:長5英寸，寬13英寸，0.4磅

Block2：長6英寸，寬16英寸，0.6磅

Block3：長15英寸，寬29英寸，0.9磅104B黃蜂無人機飛機原型是由Aerovironmen公司建造的戰(zhàn)場全球鷹諾斯羅普·格魯曼公司的RQ-4A“全球鷹”是美國空軍乃至全世界最先進的無人機?！叭蝥棥弊畲箫w行速度740km/h，巡航速度635km/h，航程26000km，續(xù)航時間42h?？蓮拿绹就疗痫w到達全球任何地點進行偵察。機上載有合成孔徑雷達、電視攝像機、紅外探測器三種偵察設(shè)備，以及防御性電子對抗裝備和數(shù)字通信設(shè)備。105B全球鷹諾斯羅普·格魯曼公司的RQ-4A9B攝影測量與計算機視覺的聯(lián)系與區(qū)別攝影測量是測繪學(xué)科的一個分支，它是對由攝影機提取的影像（二維）進行量測，測定物體在三維空間的位置、形狀、大小、乃至物體的運動。攝影測量在近百年的歷史中經(jīng)歷了：模擬、解析與數(shù)字攝影測量三個階段。當被測物體的尺寸或攝影距離小于100米時的攝影測量稱之為近景攝影測量（Close-rangephotogrammetry）106B攝影測量與計算機視覺的聯(lián)系與區(qū)別攝影測量是測繪學(xué)科的一個分支攝影測量與計算機視覺計算機視覺的研究目標是使計算機具有通過二維圖像認知三維環(huán)境信息的能力，這種能力將不僅使機器感知三維環(huán)境中物體的幾何信息，包括它的形狀、位置、姿態(tài)、運動等，而且能對它們進行描述、存儲、識別與理解。107B攝影測量與計算機視覺計算機視覺的研究目標是使計算機具有通過二攝影測量與計算機視覺由此可知，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（特別是立體視覺）在研究內(nèi)容和目標上十分相近。數(shù)字攝影測量關(guān)注的是幾何量的量測信息（物體的位置、大小和形狀等）；計算機視覺也需要量測信息，但其更為關(guān)注的是對物體進行描述、識別和理解。因此，數(shù)字近景攝影測量和視覺測量（或檢測）所關(guān)注的是完全一致的。108B攝影測量與計算機視覺由此可知，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（攝影測量與計算機視覺

事實上，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（測量）的理論基礎(chǔ)是一致的，二者都是針孔成像原理（像點、鏡頭中心和物點共線）的具體應(yīng)用。攝影測量計算機視覺相互融合發(fā)展攝影測量有嚴密光束法平差計算機視覺各種求取初值的方法109B攝影測量與計算機視覺事實上，數(shù)字近景攝影測量與計算機視覺（一日建羅馬計算機視覺代表性成果一百萬多張網(wǎng)絡(luò)羅馬城相片非定焦未知相機內(nèi)參數(shù)無初始方位元素全自動處理110B一日建羅馬計算機視覺代表性成果一百萬多張網(wǎng)絡(luò)羅馬城相片非三項促進革命性發(fā)展的技術(shù)從給定的兩張相片中自動檢測出可靠且充分密集的連接點，如SIFT、MSER僅利用連接點就可以對大量影像進行自動定向，如bundler對定向的影像自動進行密集匹配，如PMVS、SGM

111B三項促進革命性發(fā)展的技術(shù)從給定的兩張相片中自動檢15B攝影測量人的對策

問題計算機視覺發(fā)展勢頭強勁攝影測量研究人數(shù)少對策融入新的大家庭吸納計算機視覺成果，與時俱進112B攝影測量人的對策問題16B無人機影像空三處理技術(shù)1.無人機影像特點2.無人機影像對空三的影響3.如何獲得良好的空三成果4.GodWork簡介5.無人機數(shù)據(jù)處理實例6.DSM匹配與濾波113B無人機影像空三處理技術(shù)1.無人機影像特點17B

1.無人機航飛特點1.1裝載非專業(yè)數(shù)碼相機1.2小像幅、小基高比1.3影像數(shù)量多1.4重疊度高，偏角大1.5存在像點位移114B1.無人機航飛特點1.1裝載非專業(yè)數(shù)碼相機1

1.1非專業(yè)數(shù)碼相機普通定焦型普通單反型數(shù)碼相機可量測單反型115B1.1非專業(yè)數(shù)碼相機普通定焦型普通單反型數(shù)碼佳能5DMarkII相機無人機裝載的非專業(yè)相機存在鏡頭畸變系統(tǒng)誤差。如下圖所示的佳能5DMarkII相機和其參數(shù)。相機型號佳能5DMarkII像片大小(pixel)5616*3744焦距(mm)24.0像主點x02805.2330像主點y01909.9680焦距f3805.0257徑向畸變系數(shù)k1(1e-9)7.8963158668徑向畸變系數(shù)k2(1e-16)-5.29偏心畸變系數(shù)p1(1e-8)7.8087790670偏心畸變系數(shù)p2(1e-8)-6.1462701818非正方形比例(1e-6)-2.498976非正交性畸變(1e-5)-1.7928397116B佳能5DMarkII相機無人機裝載的非專業(yè)相機存在鏡頭航高H基線B基線B大像幅小像幅

1.2小像幅、小基高比117B航高H基線B基線B大像幅小像幅1.2小像幅1.3影像數(shù)量多舉例對6km2方某地進行航拍：無人機平臺裝載Cannon450D相機全部相片數(shù)達1200張傳統(tǒng)航測平臺使用DMC相機全部相片不超過300張118B1.3影像數(shù)量多舉例對6km2方某地進行航拍：22B

1.4重疊度高、偏角大航向重疊度能達到70-85%，旁向重疊35-55%，但受相機姿態(tài)的影響，所拍攝影像間的預(yù)設(shè)重疊度無法得到嚴格保證相鄰影像間很可能存在較大的旋角和上下錯動，最大旋轉(zhuǎn)角可能達到20°119B1.4重疊度高、偏角大航向重疊度能達到70-81.5像點位移攝影相機安裝在無人機的移動平臺上，在相機曝光時間內(nèi)飛行器的運動產(chǎn)生的像點位移會造成影像模糊。對于大型專業(yè)寬幅量測數(shù)碼航空相機會通過時間延遲與向前運動補償來消除像點位移影響。但對于無人機搭載的中幅甚至小幅的非量測相機，這些像點位移是沒法得到補償?shù)摹?20B1.5像點位移攝影相機安裝在無人機的移動平臺上，在相機曝光

2.無人機航飛對空三影響2.1大偏角給匹配帶來困難2.2基高比小和大偏角對相對定向的影響2.3高重疊度的匹配更穩(wěn)健2.4像點位移降低了像點量測精度2.5非專業(yè)相機的鏡頭畸變121B

2.無人機航飛對空三影響2.1大偏角給匹配帶來

2.1大偏角給匹配帶來困難由于無人機姿態(tài)不穩(wěn)定的特性，決定了相鄰影像間很可能存在較大的旋偏角和上下錯動，無法使用傳統(tǒng)的灰度影像匹配算法獲取同名點，具體在以下三個方面：1.像間的左右重疊度和上下重疊度變化大，加上低空遙感影像攝影比例尺大，造成表面不連續(xù)地物（如高樓）在影像上的投影差大，因而無法確定匹配的搜索范圍；2.相鄰影像間的旋偏角大，難以進行灰度相關(guān)；3.飛行器的飛行高度、側(cè)滾角和俯仰角變化大，從而導(dǎo)致影像間的比例尺差異大，降低了灰度相關(guān)的成功率和可靠性122B2.1大偏角給匹配帶來困難由于無人機姿態(tài)不穩(wěn)定的特性，決

2.2對相對定向的影響基高比小：由于無人機獲取的影像重疊度大，攝影時的基線短，而基線越短，所成的交會角就會小，極大程度的影響了測圖的高程精度，如果仍然按傳統(tǒng)方法用相鄰影像構(gòu)成立體相對，高程精度就很難得到保證。一般處理辦法是通過隔片構(gòu)成立體相對，通過增加基線長度和增大前方交會角的方式，提高測圖的高程精度。大偏角：當無人機在幾百米高空飛行時，由于其自身的質(zhì)量較輕、氣流影響較大，使其在空中的姿態(tài)很不穩(wěn)定，導(dǎo)致獲取的影像存在較大的畸變差，并且相鄰影像的亮度、對比度的差距也較大，降低了同名點匹配的數(shù)量和精度，而影像的相對定向的精度與匹配特征點的數(shù)量和精度密切相關(guān)。123B2.2對相對定向的影響基高比?。河捎跓o人機獲取的

2.3高重疊度的匹配更穩(wěn)健影像的重疊度越大(也即基線越短)，相鄰影像間的差異越小，自動匹配越容易，匹配點越多，相對定向的精度也非常好。隨著影像重疊度的減小(也即基線變長)，影像間的差異變大，由姿態(tài)引起的影像間的差異比較明顯，造成匹配的同名點數(shù)不斷減少，相對定向精度逐漸降低，在重疊度低于65％時(大于60％)，匹配困難。航向重疊度(%)89.186.380.175.370.065.1自動匹配點數(shù)940770645510440348中誤差(pixel)0.10.20.30.40.60.8124B2.3高重疊度的匹配更穩(wěn)健影像的重疊度越大(也即基線越2.4像點位移公式(1).飛行器的地面速度(2).相機曝光時間(3).焦距長度c(4).飛行器的飛行高度(5).像元大小125B2.4像點位移公式(1).飛行器的地面速度29B曝光間隔與地面分辨率、地面速度關(guān)系相同曝光時間下飛行器運動速度越大,像點位移量越大,影像模糊程度越高；相同飛行器運動速度下曝光時間越長,像點位移量越大,影像模糊程度越高；減少曝光時間會相應(yīng)地減少進光量，這樣同樣影響影像的拍攝質(zhì)量；降低飛行速度，顧慮到影像基高比就要相應(yīng)地增加曝光時間間隔，這樣就會影響作業(yè)效率；飛行時既要考慮到像點位移也要考慮作業(yè)效率和影像獲取的質(zhì)量，所以需要在曝光時間間隔與飛行器的飛行速度間找到一個最佳值。像點位移綜合分析126B曝光間隔與地面分辨率、地面速度關(guān)系相同曝光時間下飛行器運動速2.5鏡頭畸變從左圖中的我們直接看出可以看出邊緣像片點的鏡頭畸變值較中間大，而右圖給出了鏡頭畸變大小與點離像主點距離的模擬的函數(shù)關(guān)系。127B2.5鏡頭畸變從左圖中的我們直接看出可以看出邊緣像片點的鏡3.如何獲得良好的空三成果3.1無人機的選擇3.2相機方面3.3飛行設(shè)計3.4控制點布設(shè)3.5空三處理128B3.如何獲得良好的空三成果3.1無人機的選擇32B3.1無人機的選擇飛行速度 飛行速度越慢，像點位移越小飛行平穩(wěn)度 飛機平穩(wěn)，保證重疊度續(xù)航時間 續(xù)航時間長短，直接影響作業(yè)效率有效荷載 可裝載的相機類型（+鏡頭）易操作性維修保養(yǎng)129B3.1無人機的選擇飛行速度33B3.2相機方面相機關(guān)鍵參數(shù)光圈、快門、CCD尺寸、芯片處理速度、鏡頭質(zhì)量相機標定任務(wù)前或后進行標定，可考慮便攜板進行標定有利提高精度（0.3m到0.1m）相機模式全手動模式(起飛前進行測光)焦距選擇避免盲目選擇長焦（500m航高時速100km/h24mm鏡頭，較合適）130B3.2相機方面相機關(guān)鍵參數(shù)34B3.3飛行設(shè)計

重疊度通常采用航向75%旁向50%重疊，保障60%30%重疊要求航高充分顧及影像的有效分辨率，并非航高越低分辨率越高有風(fēng)天氣盡量避免有風(fēng)天氣飛行，特殊情況采用高重疊度方式進行飛行，減小后期處理工作量和保證處理精度131B3.3飛行設(shè)計重疊度35B3.4控制點布設(shè)原則均勻布設(shè)，邊角加密，大面積弱紋理區(qū)域（水域、森林、農(nóng)田）邊界加密。一塊很多小片縫合的大氈布，控制點是固定氈布的釘子，釘子稀少的地方氈布會下垂(區(qū)域網(wǎng)變形)，相同密度氈布厚的地方下垂量小(重疊度高和連接點多的區(qū)域)。氈布破洞周圍會產(chǎn)生下垂（大面積弱紋理區(qū)域）,避免下垂破洞附近加釘子(加控制點)。飛行前布控，可以提高精度。圓形點較優(yōu)飛行后布控，平面內(nèi)的標志點較優(yōu)132B3.4控制點布設(shè)原則均勻布設(shè)，邊角加密，大面積弱紋理區(qū)域3.5空三處理連接點質(zhì)量和度數(shù)注意檢查連接點質(zhì)量（重復(fù)紋理或無紋理地區(qū)）連接點度數(shù)盡量高逐步優(yōu)化很多軟件依賴較好曝光點坐標，恰是無人機的短板?？梢源致云讲钣嬎憬Y(jié)果作為初值。像片邊界點鏡頭畸變、像片周邊模糊133B3.5空三處理連接點質(zhì)量和度數(shù)37B4.GodWork簡介4.1系統(tǒng)概述 針對無人飛機像幅小、姿態(tài)不穩(wěn)定、重疊度大、非專業(yè)相機等特點，開發(fā)了一套無人機攝影測量數(shù)據(jù)自動處理系統(tǒng)GodWork 2006-2008年基礎(chǔ)算法研究

2009年-2010年系統(tǒng)開發(fā)

2011年-系統(tǒng)應(yīng)用與升級134B4.GodWork簡介4.1系統(tǒng)概述38B4.2系統(tǒng)功能無人機影像數(shù)據(jù)相機標定參數(shù)影像POS數(shù)據(jù)GodWork全自動處理系統(tǒng)控制點數(shù)據(jù)彩色三維點云DEM正射影像135B4.2系統(tǒng)功能無人機相機標定影像POSGodWork全自4.3系統(tǒng)特色采用特征匹配，適用于大偏角影像、大高差地區(qū)空三和DEM生成一體化，所有點參與光束法平差每片像點5千~2萬個，空三結(jié)果直接生成DEM較傳統(tǒng)空三增加了上百倍的觀測值，系統(tǒng)具備更強的粗差檢測能力自標定，不需要嚴格相機參數(shù)處理自動化程度高支持多核CPU136B4.3系統(tǒng)特色采用特征匹配，適用于大偏角影像、大高差地區(qū)44.4系統(tǒng)流程特征匹配每張影像提取特征點，相鄰影像進行匹配初始構(gòu)網(wǎng)每張影像提取特征點，相鄰影像進行匹配帶附加參數(shù)的光束法平差把所有匹配點納入平差過程DEM和正射影像生成137B4.4系統(tǒng)流程特征匹配41B4.5效率測試

采用不同地面類型無人機影像數(shù)據(jù)20套，每套數(shù)據(jù)像片數(shù)100~1200張不等，航高500~800米，佳能5D相機，焦距24mm，像片大小5616x3744像素運行環(huán)境，Intel4核i7CPU、內(nèi)存8G運行模式全自動批處理平均處理速度每分鐘5片成果密集點云（每片5,000~20,000像點）DEM正射影像（采用GeoDoging進行勻光和鑲嵌）138B4.5效率測試采用不同地面類型無人機影像數(shù)據(jù)20套，4.6實例(左)彩色的點云(中)DEM(右)正射影像

新疆某地區(qū)338張像片，耗時25分鐘，自動生成136萬物方點，DEM和正射影像139B4.6實例(左)彩色的點云(中)DE三維瀏覽140B三維瀏覽44B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例1

--電動無人機飛行中山橫門島面積35平方公里電動無人機飛機航速：逆風(fēng)40km/h

順風(fēng)55km/h定時曝光9500張相片80條航帶141B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例1

--電動無人機飛行中山橫門島45相機檢校142B相機檢校46B相機參數(shù)camera=NEX-7x0:0.028968y0:-0.029126f:29.856141K1:1.620592e-004k2:-3.709036e-007k3:6.767069e-053P1:-2.464935e-005p2:2.057846e-005Pixel:6000X4000ccd=23.4X15.6143B相機參數(shù)camera=NEX-7P1:-2.46493控制點飛行前布標，白色圓形控制點，直徑60cm共116個，平均每平方公里3.3個類型平均殘差（XY）平均殘差（Z）最大殘差（XY）最大殘差（Z）控制點0.080.130.190.20檢查點0.120.20.210.29踢除了弱連接的孤立區(qū)域144B控制點飛行前布標，白色圓形控制點，直徑60cm類型平均殘差（部分航帶圖145B部分航帶圖49B刺像控點146B刺像控點50B

測繪遙感信息工程國家重點實驗室深圳研發(fā)中心于2012年4月，在武漢大學(xué)信息學(xué)部友誼廣場，采用多旋翼無人機進行飛行實驗。5.無人機數(shù)據(jù)處理實例2--旋翼飛行實例147B測繪遙感信息工程國家重點實驗室深圳研發(fā)中心于2012年4月相關(guān)參數(shù)相機參數(shù)：相機松下GF3F14.0002714X00.04115Y0-0.08223K10.0001863k2-4.444e-07Width4000(17mm)Height3000(13mm)飛行參數(shù)：地點武測友誼廣場天氣晴飛行高度200米范圍0.25平方公里地面分辨率0.028米148B相關(guān)參數(shù)相機參數(shù)：相機松下GF3F14.0002714X00相機檢校149B相機檢校53B拍攝的影像150B拍攝的影像54B控制點精度控制點點號?X?Y?Z?XYZP01-0.002-0.0040.0120.013K050.015-0.0140.0160.026p23-0.0010.028-0.0080.029p060.010-0.0190.0240.032p240.0230.006-0.0230.033K005-0.0090.026-0.0190.033p02-0.011-0.0050.0380.040p190.0030.0140.0420.044p040.031-0.0270.0220.046檢查點點號?X?Y?Z?XYZp13-0.020-0.0260.0330.047p21-0.0150.035-0.0270.047p18-0.047-0.0060.0100.048K030.034-0.001-0.0390.052p170.0330.009-0.0400.053K02-0.040-0.030-0.0230.056p150.028-0.0180.0460.057p22-0.0310.032-0.0650.078控制點數(shù)9個,檢查點數(shù)8個。測量方式動態(tài)RTK151B控制點精度控制點點號?X?Y?Z?XYZP01-0.002拼接的正射影像152B拼接的正射影像56B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例3

——GPS輔助空三實例GPS硬件與飛行GPS輔助空三原理GPS輔助空三--案例GPS輔助空三的實驗結(jié)論153B5.無人機數(shù)據(jù)處理實例3

——GPS輔助空三實例GPS硬件GPS硬件系統(tǒng)航空GNSS接收機—AG200小尺寸：接收機

105?70?30mm天線：Φ88.9?35mm輕重量：接收機160g

天線200g高性能：雙頻三星工作環(huán)境溫度：–20攝氏度~60攝氏度航空用GNSS接收機AG200航空天線154BGPS硬件系統(tǒng)航空GNSS接收機—AG200航空用GNSS接GPS系統(tǒng)安裝GPS接收機安裝在攝像機正上方GPS接收機天線攝像機155BGPS系統(tǒng)安裝GPS接收機安裝在攝像機正上方GPS接收機天線空中作業(yè)精密單點定位（廣域GPS差分）自設(shè)基站156B空中作業(yè)精密單點定位（廣域GPS差分）自設(shè)基站60BGPS后處理GPS差分軟件處理得到：影像號時間XYZ10100911121.34531915.43205503760.96210101011127.09531856.23205686761.87710101111132.8453179730810101211138.34531740.53206046761.99210101311143.84531683.53206222762.52510101411149.34531626.53206399762.00310101511155.09531567.43206583761.81810101611160.84531508.53206766762.143157BGPS后處理GPS差分軟件處理得到：影像號時間XYZ1010GPS輔助空三原理

偏移矢量：機載GPS接收機天線的相位中心不可能與航攝儀攝影中心重合，從而產(chǎn)生的偏移矢量。漂移矢量：無人機上GPS獲取三維坐標時刻固定，航攝儀的曝光時刻與其會有存在一個時間偏差，從而產(chǎn)生的一個系統(tǒng)誤差。

漂移原因：衛(wèi)星分布不好

天氣原因（引起時間差）

民用加干擾

158BGPS輔助空三原理

偏移矢量：機載GPS接收機天線的相位中GPS輔助低空空三--案例說明

地點：

江西永修

時間： 2013年4月14日飛行時間：

約40分鐘

飛行速度： 35m/s測區(qū)大小： 40平方公里

航線數(shù)： 6條影像數(shù)： 289 控制點數(shù)： 56地形：