Agisoft PhotoScan Professional软件在无人机航空摄影数据处理中的应用

赵 明

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

Agisoft PhotoScan Professional软件在无人机航空摄影数据处理中的应用

赵 明

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

Agisoft PhotoScan Professional是一款无人机影像自动生成高质量三维模型的优秀软件，尤其在处理重叠度不够的照片上有优于同类软件的能力。软件能够利用多视图三维重建技术，对任意照片进行处理，通过给予的控制点生成真实坐标并且带有详细彩色纹理的三维模型，使用控制点可达5 cm精度，生成专业级别的摄影测量数据满足工程需要，其成果输出格式满足大部分主流软件所需，具有良好的通用性。

Agisoft PhotoScan Professional软件;无人机摄影测量系统;数据处理

0 前 言

随着无人机技术的发展，小型低空无人机摄影测量系统具有快速机动、操作简单、使用成本低、危险性小、能获取高分辨率影像数据等优点。利用无人机进行航测地形测绘、水电工程高陡边坡调查、危岩体调查、地质灾害调查、交通不便的库岸边坡快速调查及枢纽建筑区地形地貌全貌影像拍摄等方面，有助于工程效率、质量、准确性、全局性、直观性等方面的提升。

Agisoft PhotoScan Professional是一款无人机影像自动生成高质量三维模型的优秀软件，软件能够利用多视图三维重建技术，对任意照片进行处理，通过给予的控制点生成真实坐标并且带有详细彩色纹理的三维模型，使用控制点可达5 cm精度，生成专业级别的摄影测量数据。

Agisoft PhotoScan Professional软件主要功能：

(1)自动空三加密;

(2)自动相机校准;

(3)自动成果定义;

(4)制作DEM、DOM成图;

(5)自动生成点云;

(6)自动建模。

无人机航空摄影获取影像数据的完整性是影响后期处理的重要因素，拍摄航线布置是一项重要的前置工作。拍摄航线一般采取往复折线法，保证拍摄照片一定的重叠率非常重要。

1 数据处理

1.1 项目的建立与照片导入与对齐

(1)项目的建立。打开PhotoScan软件，在左侧工作区点击“添加堆块”按钮，添加堆块，软件自动创建新项目，准备导入航片(见图1)。

图1 创建新项目

(2)照片导入与对齐。在软件上方工具栏，点击“工作流程”—“添加照片”，选择要拼接的照片，期间可以对照片中地面控制点进行标记，标记也可以作为连接点使用，当作为连接点使用时，能在对齐照片中起到辅助连接作用。标记作为控制点使用时，对应地表建立的控制点可生成真实坐标。接着点击“工作流程”—“对齐照片”，软件会根据航片坐标、高程信息，相似度自动排列照片。对齐照片时，软件会弹窗要求选择精度，如果用于现场快速展示航片效果，可以选择低精度，实现照片快速排列，最后点击确认，自动对齐照片(见图2、3)。

图2 照片导入

图3 对齐后的照片形成的控制点与连接点

点击标记点——“标记筛选照片”，人工标记点照片与软件自动识别匹配标记点照片显示(见图4)。

图4 筛选后匹配标记点的照片

1.2 照片拼接处理

(1)生成密集点云。点击“工作流程”—“建立密集点云”，同样根据需求选择质量(见图5、6)。

图5 建立密集点云

图6 密集点云

(2)生成网格。点击“工作流程”—“生成网格”，表面模型选择“高度场”，源数据选择“密集点云”，面数根据成像质量需求选择“高”、“中”、“低”，形成3D模型(见图7、8)。

图7 生成网格

图8 生成后的3D模型

1.3 DEM(数字高程模型)的生成

点击“工作流程”—“Build DEM”，弹出对话框，选择合适的坐标系统，生成数字高程模型，形成等高线(见图9)。

图9 数字高程模型的生成

1.4 Orthomosaic(正射影像)的生成

点击“工作流程”—“ Build Orthomosaic”，软件根据数字高程产生正射影像(见图10)。

图10 正射影像的生成

1.5 成果输出

Agisoft PhotoScan Professional软件支持数据分类输出且输出格式非常多，其中对于工程常用的有：

(1)密集点云导出XYZ Point Cloud，文件格式为*.txt，可作为其他测绘软件的数据载体(见图11)。

(2) 3D模型的导出，导出格式为*.DXF，可作为其他三维软件的数据载体(见图12)。

图11 点云数据导出

图12 3D模型的导出

(3)DEM数字高程模型的导出，导出格式为*.tif，为其他软件数据载体，并且支持*.kmz格式(见图13)。

图13 DEM数字高程模型的导出

(4)Orthomosaic(正射影像)的导出，Orthomosaic(正射影像)导出为*.jpg与*.png格式，也可以生成*.kmz格式，生成文件可以在谷歌地球软件里打开(见图14～16)。

图14 输出正射影像照片格式

图15 输出的正射影像照片

图16 输出*.kmz格式到谷歌地球软件

(5)等高线的导出，等高线导出格式为*.shp与*.dxf格式，*.dxf可作为其他软件的数据载体。同样等高线导出格式也支持*.kmz格式，生成文件后可以在谷歌地球软件里打开(见图17～19)。

图17 *.shp格式的导出分为多边形与折线的方式导出

图18 *.dxf格式作为数据载体导入CAD中

图19 输出*.kmz格式等高线到谷歌地球软件

2 结 语

Agisoft PhotoScan Professional是一款无人机影像自动生成高质量三维模型的优秀软件，有易于使用直观的图形用户界面、先进的计算算法、高精度和高可靠性、高水平的自动化、批处理功能等特征，尤其在处理重叠度不够的照片上有优于同类软件的能力。Agisoft PhotoScan Professional软件在图形处理中导入与地面对应控制点情况下能生成专业级别的摄影测量数据，满足工程需要，软件处理后生成的三维真彩色模型，场景还原度高，可以作为地物地理信息提取的工作平台,其成果输出格式满足大部分主流软件所需，具有良好的通用性。

2017-02-06

赵明(1970-)，男，四川都江堰人，高级工程师，从事水电地质勘察工作。

TP79;P231

B

1003-9805(2017)02-0044-03