Pix4D使用手冊(測繪版)

1、天津眾恒地信科技有限公司Pix4D作業(yè)流程手冊（測繪版）1 內(nèi)業(yè)流程圖22 初始資料準(zhǔn)備23 建立工程并導(dǎo)入數(shù)據(jù)33.1. 建立工程33.2. 加入影像33.3. 設(shè)置影像屬性44 快速處理檢查（可選）55 加入控制點(diǎn)65.1 方法1：使用像控點(diǎn)編輯器加入控制點(diǎn)65.2 方法2：在空三射線編輯器中刺出控制點(diǎn)。75.3 方法3：在空三射線編輯器中使用預(yù)測控制點(diǎn)功能標(biāo)記控制點(diǎn)。96 全自動處理116.1 初始化設(shè)置116.2 點(diǎn)云加密126.3 數(shù)字表面模型及正射影像生成137 質(zhì)量報(bào)告分析157.1 區(qū)域網(wǎng)空三誤差157.2 相機(jī)自檢校誤差157.3 控制點(diǎn)誤差158 點(diǎn)云以及正射影像編輯輸出1

2、68.1 編輯點(diǎn)云數(shù)據(jù)，成果可直接輸出168.2 編輯正射影像169 常見問題189.1 出低精度快拼影像189.2 多個(gè)工程融合189.3 區(qū)域輸出成果199.4 點(diǎn)云中編輯DSM209.5 項(xiàng)目路徑文件結(jié)構(gòu)221 作業(yè)流程圖獲取原始資料建立測區(qū)導(dǎo)入數(shù)據(jù)全自動處理結(jié)果分析導(dǎo)入的數(shù)據(jù)包括圖像、POS、控制點(diǎn)自動完成空三，生成DSM、DOM2 原始資料準(zhǔn)備原始資料包括影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)以及控制點(diǎn)數(shù)據(jù)。確認(rèn)原始數(shù)據(jù)的完整性，檢查獲取的影像中有沒有質(zhì)量不合格的相片。同時(shí)查看POS數(shù)據(jù)文件，主要檢查航帶變化處的相片號，防止POS數(shù)據(jù)中的相片號與影像數(shù)據(jù)相片號不對應(yīng)，出現(xiàn)不對應(yīng)情況應(yīng)手動調(diào)整。 POS

3、數(shù)據(jù)一般格式如下圖，從左往右依次是 相片號、 經(jīng)度、 維度 高度 航向傾角 旁向傾角 相片旋角 注意：Pix4Dmapper軟件只需要相片號、經(jīng)度、維度和高度就能計(jì)算控制點(diǎn)文件，控制點(diǎn)名字中不能包含特殊字符?？刂泣c(diǎn)文件可以是TXT或者CSV。3 建立工程并導(dǎo)入數(shù)據(jù)3.1. 建立工程打開pix4dmapper，選項(xiàng)目 -新建項(xiàng)目，在彈出來的對話框中設(shè)置工程的屬性，如下圖所示，選上航拍項(xiàng)目，不勾植被和傾斜項(xiàng)目，然后輸入工程名字，設(shè)置路徑（工程名字以及工程路徑不能包含中文）。新建項(xiàng)目選上，然后選擇下一步Next。3.2. 加入影像點(diǎn)添加圖像，選擇加入的影像。影像路徑可以不在工程文件夾中，路徑中不要包

4、含中文。點(diǎn)Next。3.3. 設(shè)置影像屬性 圖像坐標(biāo)系設(shè)置POS數(shù)據(jù)坐標(biāo)系，默認(rèn)是WGS84（經(jīng)緯度）坐標(biāo)。 地理定位和方向設(shè)置POS數(shù)據(jù)文件，點(diǎn)從文件選擇POS文件。 相機(jī)型號 設(shè)置相機(jī)文件。通常軟件能夠自動識別影像相機(jī)模型。確認(rèn)各項(xiàng)設(shè)置后，點(diǎn)Next進(jìn)入下一步。然后點(diǎn)擊Finish完成工程的建立。4 快速處理檢查（可選）這一步可以不做，只是起到一個(gè)檢查作用?？焖偬幚沓鰜淼慕Y(jié)果精度比較低，所以快速處理的速度會快很多。因此快速處理建議在飛行現(xiàn)場進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)問題方便及時(shí)處理。如果快速處理失敗了，那么后續(xù)的操作也可能出現(xiàn)相同結(jié)果。點(diǎn)運(yùn)行，選擇本地處理。設(shè)置如下圖，初步處理和快速檢測選上，其他不選，點(diǎn)

5、開始，等待軟件運(yùn)行完，可以查看快速處理得到的成果（一張的影像拼圖），檢查快速處理質(zhì)量報(bào)告。質(zhì)量報(bào)告主要檢查兩個(gè)問題，Dataset以及Camera optimization quality。Dataset(數(shù)據(jù)集)：在快速處理過程中所有的影像都會進(jìn)行匹配，這里我們需要確定大部分或者所有的影像都進(jìn)行了匹配。如果沒有就表明飛行時(shí)相片間的重疊度不夠或者相片質(zhì)量太差。Camera optimization quality（相機(jī)參數(shù)優(yōu)化質(zhì)量）：最初的相機(jī)焦距和計(jì)算得到的相機(jī)焦距相差不能超過5%，不然就是最初選擇的相機(jī)模型有誤，重新設(shè)置。5 加入控制點(diǎn)控制點(diǎn)必須在測區(qū)范圍內(nèi)合理分布，通常在測區(qū)四周以及中間

6、都要有控制點(diǎn)。要完成模型的重建至少要有3個(gè)控制點(diǎn)。通常100張相片6個(gè)控制點(diǎn)左右，更多的控制點(diǎn)對精度也不會有明顯的提升（在高程變化大的地方更多的控制點(diǎn)可以提高高程精度）?？刂泣c(diǎn)不要做在太靠近測區(qū)邊緣的位置，控制點(diǎn)最好能夠在5張影像上能同時(shí)找到（至少要兩張）。5.1 方法1：使用像控點(diǎn)編輯器加入控制點(diǎn)這種方法需要逐個(gè)控制點(diǎn)在相片上刺出，刺出后可以由軟件自動完成初步處理、生成點(diǎn)云、生成DSM以及正射影像。5.1. 1 加入控制點(diǎn)文件點(diǎn)項(xiàng)目，選擇像控點(diǎn)編輯器。出現(xiàn)如下對話框。 點(diǎn)擊增加像控點(diǎn)后，圖像會出現(xiàn)在對話框中，可以逐個(gè)刺出控制點(diǎn)。選擇導(dǎo)入像控點(diǎn)。在出來的對話框中設(shè)置像控點(diǎn)坐標(biāo)系、導(dǎo)入像控點(diǎn)文件

7、（csv格式）。5.1. 2 在圖像上刺出控制點(diǎn)在左側(cè)的圖像列表中選中圖像，右側(cè)就會顯示出該圖像。在對應(yīng)的位置上，鼠標(biāo)左鍵擊圖像中的點(diǎn)，標(biāo)出控制點(diǎn)位置。一個(gè)控制點(diǎn)最少要在兩張圖像上標(biāo)出來，通常建議標(biāo)注在3-8張圖像上。在質(zhì)量報(bào)告中會顯示是否需要在更多的圖像上標(biāo)出控制點(diǎn)。設(shè)置完成后，點(diǎn)OK?？刂泣c(diǎn)就加入到了工程里面。5.2 方法2：在空三射線編輯器中刺出控制點(diǎn)。這種方法先進(jìn)行初步處理后在空三射線編輯器顯示控制點(diǎn)，是通過POS數(shù)據(jù)預(yù)測出所有控制點(diǎn)位置。這種情況適用于軟件坐標(biāo)系統(tǒng)庫中可以找到POS數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)與GCP坐標(biāo)系統(tǒng)，這兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)不一定要相同，軟件會自動將他們轉(zhuǎn)化成同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)。使用這種

8、方法添加控制點(diǎn)，在初步處理后需要手動設(shè)置控制點(diǎn)。5.2. 1 加入控制點(diǎn)到工程中按照5.1.1的步驟，加入控制點(diǎn)到工程中。不把他們在圖像上標(biāo)注出來。5.2. 2 完成初步處理點(diǎn)擊菜單欄運(yùn)行，選擇本地處理，把初步處理以及高精度處理選上，點(diǎn)云以及正射影像先不生成。點(diǎn)開始進(jìn)行處理。5.2. 3 在空三射線編輯器中刺出控制點(diǎn)GCP。點(diǎn)擊菜單欄的視圖，打開空三射線編輯器，可以看到生成的連接點(diǎn)以及系統(tǒng)預(yù)測的控制點(diǎn)位置（藍(lán)色的圓圈，中間有一個(gè)小點(diǎn)），如下圖所示。在左側(cè)的列表框中會顯示這個(gè)控制點(diǎn)所在的所有圖像的相片，在每張相片是上左擊圖像，標(biāo)出控制點(diǎn)的準(zhǔn)確位置（至少標(biāo)出兩張）。這時(shí)控制點(diǎn)的標(biāo)記會變成一個(gè)黃色的

9、框中間有黃色的叉，表示這個(gè)控制點(diǎn)已經(jīng)被標(biāo)記（標(biāo)了兩張相片后，這個(gè)標(biāo)記中間多了一個(gè)綠色的叉，則表示這個(gè)控制點(diǎn)已經(jīng)重新參與計(jì)算重新得到的位置）。如下圖所示。檢查其他影像上的綠色標(biāo)志，如果綠色標(biāo)記與控制點(diǎn)位置能夠?qū)?yīng)上，那么這個(gè)控制點(diǎn)不需要再標(biāo)注，否則需要在更多的影像上標(biāo)記出這個(gè)控制點(diǎn)。當(dāng)所有圖像中的綠色標(biāo)記的位置都在正確的位置上以后，點(diǎn)APPLY（應(yīng)用）。如下圖。然后對其他的控制點(diǎn)分別進(jìn)行上面的操作。當(dāng)所有的點(diǎn)都標(biāo)記完成后，點(diǎn)菜單欄運(yùn)行，選擇Reoptimize（重新優(yōu)化），把新加入的控制點(diǎn)加入重建，重新生成結(jié)果。檢查質(zhì)量報(bào)告。5.3 方法3：在空三射線編輯器中使用預(yù)測控制點(diǎn)功能標(biāo)記控制點(diǎn)。這種方

10、法先進(jìn)行初步處理后，在空三射線編輯器中設(shè)置3個(gè)控制點(diǎn)，確定坐標(biāo)系統(tǒng)，然后系統(tǒng)自動計(jì)算出其他控制點(diǎn)的位置。這種方法適用于以下兩種情況：l 沒有影像位置數(shù)據(jù)POS數(shù)據(jù)，但是有地面控制點(diǎn)數(shù)據(jù)。l GCP數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)與POS數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)關(guān)系未知(互相之間不知道怎么轉(zhuǎn)化)。5.3. 1 完成初步處理點(diǎn)擊菜單欄運(yùn)行，選擇本地處理，把初步處理以及高精度處理選上，點(diǎn)云以及正射影像先不生成。點(diǎn)開始進(jìn)行處理。5.3. 2 設(shè)置GCP坐標(biāo)系統(tǒng)點(diǎn)擊菜單欄項(xiàng)目，選擇像控點(diǎn)編輯器，在出現(xiàn)的對話框中點(diǎn)擊坐標(biāo)系，出現(xiàn)如下對話框，選擇坐標(biāo)系統(tǒng)的輸入方式。設(shè)置好GCP坐標(biāo)系統(tǒng)后點(diǎn)OK。5.3. 3 在空三射線編輯器中刺出GCP點(diǎn)

11、擊菜單欄視圖，選擇空三射線編輯器，出現(xiàn)如下視圖，軟件生成的連接點(diǎn)會顯示在三維視圖中。在三維視圖中點(diǎn)擊靠近控制點(diǎn)附近位置的點(diǎn)，在右側(cè)的視圖中找到該控制點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。點(diǎn)擊新建連接點(diǎn)。出現(xiàn)如下對話框，在表格中雙擊單元格設(shè)置該控制點(diǎn)的屬性。名稱、類型（設(shè)置為3DGCP）、坐標(biāo)、允許誤差等。在右側(cè)的影像視圖中左鍵點(diǎn)擊影像，在兩張影像上面刺出這個(gè)控制點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。在一張影像上刺出這個(gè)控制點(diǎn)后，該位置會出現(xiàn)一個(gè)黃色的標(biāo)記，在另外一張相片上刺出這個(gè)控制點(diǎn)后，點(diǎn)擊Optimize，該控制點(diǎn)在所有相片上相應(yīng)的位置會有一個(gè)綠色的標(biāo)記，表示系統(tǒng)自動計(jì)算出來的位置。檢查綠色的標(biāo)記與實(shí)際控制點(diǎn)位置是否一致。確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊

12、Apply。按以上步驟添加3個(gè)控制點(diǎn)后，按照5.1.1的方法把剩下的控制點(diǎn)添加到工程中。系統(tǒng)會自動計(jì)算出新加入的控制點(diǎn)的位置信息，并且以藍(lán)色的圈圈中間有一個(gè)點(diǎn)的標(biāo)記表示。調(diào)整控制點(diǎn)的位置使之與實(shí)際位置對應(yīng)，方法類似5.2.3。逐個(gè)檢查控制點(diǎn)的位置，沒有問題后點(diǎn)擊Apply。然后繼續(xù)設(shè)置其他控制點(diǎn)。當(dāng)所有控制點(diǎn)添加完成后，點(diǎn)擊菜單欄運(yùn)行，選擇重新優(yōu)化。軟件會把新加入的控制點(diǎn)參與重新計(jì)算。6 全自動處理點(diǎn)擊菜單欄運(yùn)行，選擇本地處理，系統(tǒng)出現(xiàn)如下對話框。在前面添加控制點(diǎn)過程中，如果初步處理已經(jīng)運(yùn)行了（使用方法2以及方法3選項(xiàng)添加控制點(diǎn)），那么這里就不需要再次運(yùn)行了。根據(jù)需要選擇所需要運(yùn)行的步驟，點(diǎn)擊

13、開始按鈕運(yùn)行。開始處理前的一些設(shè)置（這里一般都是默認(rèn)）可以設(shè)置生成的點(diǎn)云以及正射影像的范圍，地圖視圖 正射影像區(qū) 繪定設(shè)置生成正射影像的范圍，點(diǎn)云方法相同。6.1 初始化設(shè)置Processing格子中前面以及提及，這里不重復(fù)。a. 特征匹配設(shè)置處理單位像素大小，越大效果越好，花的時(shí)間也越多。越小耗時(shí)越小。b. 優(yōu)化 環(huán)節(jié)包括了多次的空中三角測量、光束法局域網(wǎng)平差以及相機(jī)自檢校計(jì)算。Internal camera parameters、External camera parameters內(nèi)部參數(shù)以及外部參數(shù)（可以分別理解為內(nèi)方位元素以及外方位元素）。 Optimize external and

14、all internals 通常無人機(jī)震動比較大，所以建議選這個(gè)，兩個(gè)都進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。 Optimize external only 僅優(yōu)化外部參數(shù)，如果使用的相機(jī)已經(jīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢校，而且相機(jī)參數(shù)一定要被使用，我們就會選這個(gè)選項(xiàng)。 Optimize externals and leading internals 優(yōu)化外部參數(shù)以及主要的內(nèi)部參數(shù)。對于視角相機(jī)模型主要的內(nèi)部的參數(shù)包括相機(jī)焦距以及兩個(gè)徑向畸變參數(shù)，對于魚眼鏡頭模型是指相機(jī)參數(shù)的多項(xiàng)式系數(shù)。 重新匹配影像 選項(xiàng)對影像進(jìn)行更多的匹配，會得到更好的匹配效果。在測區(qū)內(nèi)有大量植被、森林時(shí)建議選上，選上會增加處理時(shí)間。c. 輸出 Camera

15、internals and externals, AAT, BBA生成相機(jī)內(nèi)部參數(shù)以及外部參數(shù)、空三文件、區(qū)域網(wǎng)光束平差文件。 未畸變影像畸變糾正影像。（如果提供了相機(jī)參數(shù)，在processing-save undistorted images中可以生成畸變糾正影像） 低分辨率影像圖勾選上可以生成低分辨率的影像圖（快拼圖）。6.2 點(diǎn)云加密 a. 像素比例 Pixel Matching圖像比例 設(shè)置的越大生成的點(diǎn)越多，得到細(xì)節(jié)越多，花的時(shí)間也越多。 Multiscale多重比例 選上后會額外生成多的3D點(diǎn)，體現(xiàn)更多的細(xì)節(jié)。 Point density 點(diǎn)云密度，越大越慢，越小越快。 Minim

16、um number of matches per 3D point 最少匹配數(shù)：點(diǎn)云中每個(gè)點(diǎn)至少要在幾張相片上有匹配點(diǎn)。3是默認(rèn)的，通常在影像重疊度不是 很高選2，得到的點(diǎn)云質(zhì)量不是很高。選4會提高點(diǎn)云質(zhì)量減少質(zhì)量但是得到的點(diǎn)數(shù)量會減少。b. 點(diǎn)云過濾器 使用點(diǎn)云加密區(qū)如果已經(jīng)畫了一個(gè)加密區(qū)域，那么勾選上這個(gè)后，生成的成果只有這個(gè)區(qū)域內(nèi)。 使用注解注解可以生成一些輸出成果，這些成果可以用來改變RayCloud視圖中加密點(diǎn)云與致密點(diǎn)云的視覺效果。 使用噪音過濾半徑勾選上后可以設(shè)置點(diǎn)云噪音過濾模板的大小，模板越大刪去的點(diǎn)越多，得到的結(jié)果越平滑，模板越小保留的點(diǎn)越多。通常設(shè)置6-15可以得到更多的細(xì)

17、節(jié)。 使用點(diǎn)云平滑一旦使用噪音過濾，那么根據(jù)點(diǎn)云會有一個(gè)表面生成，這個(gè)表面會有很多不正確的小疙瘩，使用點(diǎn)云平滑可以改善這些疙瘩。類型：sharp 可以保留更多的轉(zhuǎn)角、邊緣特征。Smooth 平滑整個(gè)區(qū)域。Medium 是前兩者的一個(gè)綜合。半徑：設(shè)置平滑算法模板的半徑。設(shè)置為0時(shí)不做平滑，設(shè)置為默認(rèn)時(shí)可以保留一些欄桿、天線等特征。設(shè)置大于20時(shí)會平滑尖銳的區(qū)域。c. 輸出XYZ是空間坐標(biāo)文件、LAS是LiDAR點(diǎn)云文件、LAZ是LAS壓縮文件。6.3 數(shù)字表面模型及正射影像生成a. 柵格數(shù)字表面模型(DSM)GeoTiff ：保存DSM為GEOTIFF文件合并瓦片：生成一個(gè)融合的大文件，沒有選上

18、的話生成的DSM是分塊的。b. 坐標(biāo)方格DSM設(shè)置坐標(biāo)DSM格式，XYZ選項(xiàng)下Spacing為生成的3D點(diǎn)距離。c. 正射影像圖 GeoTiff選上后可以輸出正射影像圖。Weighted Average（加權(quán)平均）選項(xiàng)是默認(rèn)的，如果選擇Multi-band Blending，那么處理速度會加快，但是在一些邊邊角區(qū)域會出現(xiàn)更多藝術(shù)效果。 谷歌地圖瓦片和KML這個(gè)選項(xiàng)生成KML文件和可以在GoogleMaps中顯示生成的影像。d. 三角模型用正射影像、DSM生成OBJ格式文件。（在三維建模時(shí)使用，可以在3DMAX中打開）e. 等高線設(shè)置生成的等高線文件格式。 基地輪廓：設(shè)置開始生成等高線高程。 海

19、拔區(qū)間：設(shè)置等高線距離（等高距）。7 質(zhì)量報(bào)告分析主要關(guān)注區(qū)域網(wǎng)空三誤差、自檢校相機(jī)誤差、控制點(diǎn)誤差。7.1 區(qū)域網(wǎng)空三誤差區(qū)域網(wǎng)空三誤差如下圖，Mean reprojection error就是空三中誤差，以像素為單位。相機(jī)傳感器上的像素大小通常為6微米（m），不同相機(jī)可能不一樣。換算成物理長度單位就是0.166577*6m。7.2 相機(jī)自檢校誤差上下兩個(gè)參數(shù)不能相差太大（例如Focal length上面33.838mm，下面是20mm，那么肯定是初始相機(jī)參數(shù)設(shè)置有問題），R1、R2、R3三個(gè)參數(shù)不能大于1，否則可能出現(xiàn)嚴(yán)重扭曲現(xiàn)象。7.3 控制點(diǎn)誤差ErrorX、ErrorY、ErrorZ

20、為三個(gè)方向的誤差。同時(shí)，在精度報(bào)告的結(jié)尾，可以顯示控制點(diǎn)在哪些相片中已經(jīng)刺出來，還有哪些相片沒有刺出來。如果精度不夠好，根據(jù)需要可以在這些相片中刺出這些點(diǎn)，提高精度。 8 點(diǎn)云以及正射影像編輯輸出8.1 編輯點(diǎn)云數(shù)據(jù)，成果可直接輸出1. 曲線對象創(chuàng)建功能，可直接獲取高程點(diǎn)、量取地物距離長度；2. 平面對象創(chuàng)建功能，可實(shí)現(xiàn)地物面積量??；3. 堆存對象創(chuàng)建功能，可實(shí)現(xiàn)體積計(jì)算，如下圖所示，為堆疊對象創(chuàng)建，可直接在點(diǎn)云上量取表面積以及體積等物理信息。8.2 編輯正射影像完成第三步驟的操作以后，就到了出正射影像成果這一階段流程是 ：調(diào)整拼接線投影切換混合影像正射影像成果 調(diào)整拼接線：根據(jù)生成的初步成果

21、，調(diào)整拼接線，進(jìn)行拼接線調(diào)整的時(shí)候，主要的調(diào)整對象是影像上的房屋以及道路這些位置，這些地方圖像拼接的時(shí)候最容易出現(xiàn)扭曲，錯(cuò)位，所以是重點(diǎn)調(diào)整對象； 投影切換：35 / 35文檔可自由編輯全選所有的拼接影像，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)開功能表，選取平面投影 p，這個(gè)步驟可以初步解決影像的拉花、變形的現(xiàn)象，然后需要人工檢查，個(gè)別影像需要人工操作切換影像以達(dá)到更好的成像效果； 混合影像：進(jìn)行前面一系列的操作之后，切換到混合影像功能，在右方界面點(diǎn)擊混合影像按鈕，便可生成最終的正射影像成果 正射影像成果：成果輸出路徑為預(yù)設(shè)保存路徑內(nèi)的2_mosaic文件中，例如下圖：9 常見問題9.1 出低精度快拼影像在初步處理Ini

22、tial Processing過程中，當(dāng)我們把“低分辨率影像圖（8GSD）”選項(xiàng)選上后，那么會有一張低分辨影像生成在工程文件中。如果只是想得到快拼圖，那么可以在rapid check快速檢查前把這個(gè)勾選上，運(yùn)行rapid check就可以最快的拿到低分辨率影像圖。9.2 多個(gè)工程融合這里以融合兩個(gè)工程為例，首先確保這兩個(gè)工程重疊度要夠（相鄰航帶旁向重疊度60%以上），如果航帶間重疊度不夠可以設(shè)計(jì)兩個(gè)工程重疊一條航帶。然后分別建立兩個(gè)工程，并運(yùn)行完初步處理，保存退出。再新建一個(gè)工程，注意選擇新項(xiàng)目下的“通過合并現(xiàn)有項(xiàng)目創(chuàng)建新項(xiàng)目”。然后點(diǎn)next。選擇需要添加的項(xiàng)目，如下圖。加入后，軟件會自動對新建的合并工程進(jìn)行初步處理。檢查質(zhì)量報(bào)告，注意因?yàn)槲覀內(nèi)诤狭藘蓚€(gè)測區(qū)，所以每個(gè)測區(qū)都會生成一個(gè)塊（blocks），現(xiàn)在我們要把