基于Inpho軟件制作宿遷學(xué)院正射影像圖

徐歡

【摘 要】目前無人機(jī)在測繪行業(yè)已有著廣泛的應(yīng)用，利用無人機(jī)航測技術(shù)，進(jìn)行低空航空攝影測量，制作正射影像圖，逐步發(fā)展成一種常態(tài)。利用Inpho軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理，分析Inpho軟件在數(shù)據(jù)處理過程中的特點(diǎn)及優(yōu)勢，本文基于無人機(jī)航測技術(shù)，制作宿遷學(xué)院1：2000正射影像，為校區(qū)建設(shè)、規(guī)劃提供技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)；正射影像圖；Inpho

中圖分類號(hào)： P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）27-0160-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.071

0 引言

無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了測繪行業(yè)在智能化、現(xiàn)代化、自動(dòng)化方面的發(fā)展。無人機(jī)航測有著作業(yè)效率高、靈活性強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，但是與傳統(tǒng)的航測相比，無人機(jī)航測裝載的是非量測相機(jī)，飛行姿態(tài)受外界環(huán)境干擾性大，導(dǎo)致航片的質(zhì)量降低，因此需要考慮運(yùn)用相關(guān)軟件，解決出現(xiàn)的問題，比如：影像畸變大、像片數(shù)量多等。針對(duì)這些問題，選取目前主流軟件Inpho處理圖像，制作正射影像。數(shù)字正射影像是現(xiàn)代化遙感技術(shù)的產(chǎn)物，可以從制作的數(shù)字正射影像上獲取各種專題信息，而且其本身具有很多優(yōu)勢，比如：地物的相關(guān)位置較準(zhǔn)確、信息量豐富、美觀易讀等，因此應(yīng)用較為廣泛。本文基于無人機(jī)航測技術(shù)，利用Inpho軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理，制作宿遷學(xué)院1：2000正射影像。

1 概述

測區(qū)位于江蘇省宿遷市宿城區(qū)，地處北緯33.96°，東經(jīng)118.3°，北起楊公路，南至學(xué)院路，西臨古黃河，東至黃河南路，測區(qū)面積接近1平方千米。地處平原地區(qū)，地形平坦，高差起伏不大，交通便利，測區(qū)地面高程約為26m。下圖藍(lán)色實(shí)線區(qū)域即為測區(qū)范圍。

測區(qū)已有資料，測區(qū)內(nèi)已有11個(gè)控制點(diǎn)，全部為E級(jí)GPS點(diǎn)。平面坐標(biāo)均為1980國家大地坐標(biāo)系，中央子午線經(jīng)度為118°30′，高程為1985國家高程基準(zhǔn)。

校區(qū)內(nèi)夏季樹木枝繁葉茂，以東西主干道兩側(cè)樹木最為茂盛，考慮到這一點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合影像質(zhì)量因素，選取適合的季節(jié)進(jìn)行無人機(jī)航拍；學(xué)校周圍建筑物較為密集，同時(shí)高壓線等高空遮擋物較多，選擇離學(xué)校有一定距離且空曠的區(qū)域作為無人機(jī)的起飛地點(diǎn)；查看飛行近期的天氣資料，選擇較為合適的天氣，風(fēng)速較小的情況下，進(jìn)行飛行，保證無人機(jī)在航拍過程中的姿態(tài)和航速。避免上述因素，能夠盡量保證無人機(jī)在較好的外業(yè)環(huán)境下，獲得更好的像片。

本次航攝采用云圖F7無人機(jī)搭載索尼a7R數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行航空攝影，獲取測區(qū)低空攝影測量影像。利用谷歌衛(wèi)星地圖，獲取飛機(jī)定位信息，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，設(shè)置地面高度26m；新建飛行計(jì)劃，進(jìn)行宿遷學(xué)院區(qū)域選擇，本次航線的分布范圍覆蓋整個(gè)測區(qū)，最北面航線的有效測圖范圍覆蓋到測區(qū)北面圍墻，最南面的有效測圖范圍覆蓋到南面圍墻，東面至黃河南路邊界，西至古黃河邊界，選擇完畢，即可進(jìn)行航拍參數(shù)設(shè)計(jì)，其中航向重疊度設(shè)置為80%，旁向重疊度設(shè)置為60%。根據(jù)區(qū)域南北方向比東西方向長，結(jié)合選擇的飛行地點(diǎn)位于區(qū)域的西南方向，同時(shí)，也為了保證飛機(jī)在空中的飛行姿態(tài)，選擇飛機(jī)從北向南進(jìn)入，生成航線。由于操作無人機(jī)不是很熟練，因此設(shè)置離地高度為150m，盤旋時(shí)間為12000s，設(shè)置完成后，查看飛行計(jì)劃。設(shè)置相機(jī)參數(shù)，飛前檢查，點(diǎn)擊空速置零，測試動(dòng)壓是否大于20pa，若大于，則飛機(jī)可正常起飛，若小于，則重新檢查。

2 Inpho軟件的介紹

Inpho軟件是目前主流圖像處理軟件之一，相對(duì)于其他的處理軟件，Photoscan、Pix4D等，Inpho軟件有其自身的優(yōu)勢。Inpho軟件的模塊化處理影像為數(shù)字?jǐn)z影測量的產(chǎn)品生產(chǎn)擁有全套任務(wù)流程。Inpho軟件有10個(gè)模塊組成，分別是Application Master（基礎(chǔ)平臺(tái)），Match-AT（自動(dòng)空中三角測量），inBlock（測區(qū)平差），Match-T（DSM自動(dòng)提取地形地表模塊），DTMaster（DTM/LIDAR編輯軟件），OrthoMaster（正射糾正），OrthoVista（鑲嵌、拼接），SCOP++（高效、管理、DTM），Summit Evolution（攝影測繪立體處理工作站），UASMaster（無人機(jī)模塊）[2]。

其中，ApplicationMaster模塊是核心模塊，在該模塊的選項(xiàng)菜單以彈窗的形式調(diào)用其他模塊功能。Match-AT模塊專門處理空中三角測量的全自動(dòng)化處理，自動(dòng)進(jìn)行連接點(diǎn)提取，還可以對(duì)測區(qū)POS數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的進(jìn)行平差。OrthoMaster模塊是對(duì)航攝影像畸變糾正，生成正射影像。

3 制作流程

航攝拍攝完成，測區(qū)內(nèi)選取49個(gè)控制點(diǎn)，均勻分布在整個(gè)測區(qū)；接著進(jìn)行空三加密，采用自動(dòng)相對(duì)定向，加入控制點(diǎn)成果；利用空三加密成果，構(gòu)建三角網(wǎng)，生成DEM數(shù)據(jù)；利用上述成果，生成DOM，進(jìn)行色調(diào)調(diào)整、影像鑲嵌；最后對(duì)圖廓進(jìn)行編輯，加入圖名、圖例等信息。

4 使用Inpho軟件處理數(shù)據(jù)

在進(jìn)行空三處理前，Inpho軟件需采集加密點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行精度檢查。Inpho軟件的優(yōu)勢在于基本無需手工加點(diǎn)。準(zhǔn)備好航攝像片，POS數(shù)據(jù)，控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，用Inpho軟件進(jìn)行空中三角測量處理。

（1）新建工程。

（2）添加設(shè)置相機(jī)參數(shù)，為索尼a7R，打開編輯界面選擇校準(zhǔn)選項(xiàng)輸入相機(jī)參數(shù)，焦距36.1627mm；進(jìn)入畸變選項(xiàng)，依次輸入畸變參數(shù)K1、K2、K3、P1、P2數(shù)值。

（3）框幅像片導(dǎo)入，依次選擇影像文件，選擇攝影機(jī)，并導(dǎo)入航攝像片此處的地形高度，根據(jù)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)高程的平均值為25.864m。

（4）導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)，并對(duì)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)差。

（5）導(dǎo)入控制點(diǎn)數(shù)據(jù)。

（6）生成航線。如下圖

（7）生成影像金字塔。打開影像命令器，選擇左側(cè)窗口的航攝像片，將右側(cè)RGB通道設(shè)置為0、1、2。

（8）多像片控制點(diǎn)測量，根據(jù)軟件預(yù)測控制點(diǎn)所在像片的位置糾正為正確的實(shí)地位置，點(diǎn)位糾正完畢后，根據(jù)預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行改正，直到所有點(diǎn)位檢查完畢為止。

（9）平差處理

5 制作正射影像圖

對(duì)生成的正射影像圖用Arcmap進(jìn)行整飾、修復(fù)拼接線、裁剪等。

6 結(jié)束語

使用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影，其優(yōu)勢顯而易見，隨著航攝技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)的應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣泛。利用Inpho軟件進(jìn)行空三加密處理，制作正射影像圖，經(jīng)過平差處理，對(duì)其精度進(jìn)行分析，滿足項(xiàng)目精度要求。

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