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1、 无人机无人机数据快拼软件数据快拼软件 测试报告测试报告 zjj 一、一、 无人机软件无人机软件概述概述 随着用户对大比例尺、高分辨率数据的需求，越来越多的无人机制造公司和 无人机数据处理软件被应用于各行业中。 无人机体形便捷、可实现多种场地起飞和快速转换，成本低、云下拍摄大比 例尺、高分辨率影像数据。但无人机电池电量过小，飞行时间过短，着落不稳， 不适合获取大面积影像数据。 无人机数据处理系统主要分为测绘模块和快拼模块，测绘模块可人工干预， 实现对控制点的筛选、修改和删除等编辑功能，获取的数据精度更准确一些。软 件包括 INFO、航天远景、适普、苍穹、泰坦；快拼模块无需人工干预，自动化 流程
2、程度较高，一键式作业完成数据准备、参数设定、空中三角测量、数据生成 等多个步骤。软件包括 PIX4D、PHOTOSCAN、EASYUAV、航天远景 OKMATRIX。 无人机数据主要包括相机数据、POS 数据和相机参数（可选） ，POS 数据的参 数包括经度、纬度、高程、翻滚角（ROLLING OMEGA） 、俯仰角(PITCHINGPHI)、 航向角(COURSE KAPPA)。不同的软件对数据的要求不一样。在各个软件测试前， 需要对 POS 数据进行检查、修改等操作，以建立正确的工程文件。 应水土保持行业对数据质量的需求（误差在 1 米以内） 。采用测绘模块的数 据处理流程可以满足精度需求
3、，但需要规范的流程化作业和精细的人工干预操 作。快拼模块的精度往往取决于 POS 系统（定位仪（经纬度和高程）和 IMU 陀 螺仪（飞行姿态） ）精度，处理后精度通过空三连接点平均精度进行查看。绝对 精度根据需要，后续可添加控制点匹配步骤。 报告以水保行业的需求为出发点，从快拼软件的数据处理流程、系统需求、 数据性能精度、数据图面质量、距离面积量测、以及软件价格等几个方面进行比 对分析与测试，为水保行业的广泛应用做前期调研。 1 1、无无人机图像处理软件人机图像处理软件数据处理流程数据处理流程 目前无人机图像处理软件的数据处理流程如下图所示： 测绘模块数据处理流程如下图所示 快拼模块数据处理流
4、程如下所示 数据准备 测区、模型创建 创建立体模型 核线冲采样 光束法平差解算 立体密集匹配 连接点自动匹配 相对定向 模型连接 生成DEM产品DEM编辑 生成DOM影像拼接 2 2、水土保持水土保持业务业务无人机无人机需求流程需求流程拟定拟定方案方案 方案方案 流程流程 存在存在的问题的问题 优势优势 最终最终 误差误差 可行性可行性 1 测绘模块 需专职人员进行操作。 控制点文件不好获取（必 精度准确，可达到 绝对精度 1 米以内 可控 须是亚米级的数据） 。 2 快拼模块 精度不够，误差一般取决 于原始 POS 系统误差，原 始的 POS 定位系统不确 定。 解决方法为差 GPS （架
5、设基站等，不可取） 山区误差可能会更大 操作简单，快速利 用 无控 3 快拼模块+ 精校正（匹 配） 匹配算法（效果不明显） 需要人员进行匹配和精校 正 若有亚米级底图， 可以匹配。 可控 4 基于国外软 件二次开发 开源代码 一键式成图流程。 价格便宜 可基于 sift 算法、 选择 一 种 匹 配 模 型 进 行 影像纠正。 二、二、 测试测试软件软件功能及系统需求功能及系统需求 本测试选用了三款无人机数据快拼软件：瑞士的 Pix4Dmapper 1.1.38 64bit、 俄罗斯的 PhotoScan 1.0.4 64bit 破解版以及中国的 EasyUAV 2.0 64bit。 这三款
6、软件 具有以下几点共性： （1） 都可以自动化地完成无人机数据的快拼处理； （2） 都具备相机的自检校能力； （3） 都支持任意航迹飞行的无人机影像处理； （4） 都可以生成精细高程数据。 1 1、测试软件系统需求、测试软件系统需求 2.1.1 Pix4Dmapper 系统需求系统需求 软件配置需求：软件配置需求： 操作系统：64 位 Windows XP/ Windows Vista/ Windows 7/Windows Server 2008 PDF 阅读软件（浏览空三报告） Google Earth（查看 KML 数据，可选） 硬件最低配置： CPU：Intel 双核以上处理器 内存：4
7、GB 及以上内存 硬盘：100GB 硬盘空间 硬件推荐配置： CPU：Intel 双 Xeon 处理器（6 核） ，支持超线程 内存：32GB 及以上内存 硬盘：2TB 硬盘空间，推荐 SSD 硬盘 显卡：NVIDIA 芯片显卡，2GB 显存，支持 CUDA 技术 2.1.2 Easy 系统需求系统需求 软件配置需求软件配置需求 操作系统：64 位 Windows XP/ Windows Vista/ Windows 7/Windows Server 2008 硬件最低配置： CPU：Intel 双核以上处理器 内存：4GB 及以上内存 硬盘：100GB 硬盘空间 硬件推荐配置： CPU：In
8、tel i7 八核或以上 内存：16GB 及以上内存 硬盘：1TB 硬盘空间，推荐 SSD 硬盘 显卡：NVIDIA 芯片显卡，2GB 显存，支持 CUDA 技术 2.1.3 photoscan 系统需求系统需求 软件配置需求软件配置需求 操作系统：64 位 Windows XP/ Windows Vista/ Windows 7/Windows Server 2008 Basic Configuration Up To 32GB RAM CPU : Quad-core intel core i7 CPU.socket LGA 1150 or 1155(Haswell. IVY Bridge
9、or Sandy Bridge) Motherboard : any LGA 1150 or 1155 model with 4 DDR3 slots and at least 1PCI Expresss *16 slot RAM : DDR3-1600 4*4GB(16GB total) or 4*8GB(32GB total) GPU : Nvidia Geforce GTX 780 or GeForce GTX980(optional) Advanced Configuration Up To 64GB RAM CPU : Six-core intel core i7 CPU.socke
10、t LGA 2011-v3 or 2011(Haswell-e. IVY Bridge-E or Sandy Bridge-E) Motherboard : any LGA 2011-v3 or 2011 model with 8 DDR3 or DDR4 slots and at least 1PCI Expresss *16 slot RAM : DDR4-2133 or DDR3-1600 8*4GB(32 GB total) or 8*8GB(64GB total) GPU : Nvidia Geforce GTX 780 ti. GeForce GTX980 or GeoForce
11、GTX TiTAN X Extreme Configuration More than 64GB RAM For processing of extremely large data sets a dual socket Intel Xeon Workstation can be used 三、三、 测试测试数据数据 为了保证测试数据涵盖情况的全面性，本测试选用三种不同的测试类型数 据，涵盖了不同的飞行平台不同的飞行平台（较大型工业级无人机、较小型工业级无人机、大疆 精灵 3 消费级无人机） 、不同不同类型类型相机相机（万元级微单、千元级卡片机、百元级卡 片机） 、不同飞行不同飞行高度高度（千
12、米、数百米、数十米） 、不同不同地貌类别地貌类别（平地、城区、 林区） 、不同数据量不同数据量（26 张、256 张、566 张） 。 3 3.1 .1 测试测试数据一数据一 类别 描述 飞行拍摄概述 大疆精灵 3 消费级无人机、百元级卡片机、数十米航高、 平地、小数据量 26 张 地区 北京昌平 相机 大疆精灵 3 自带相机 主距 4mm 平均航高 60M 相片尺寸 40003000 相片数量 26 总数据量 128MB 单张相片图如下图所示： 3 3. .2 2 测试测试数据数据二二 类别 描述 飞行拍摄概述 较大型工业级无人机、万元级微单、千米航高、城区、256 张 地区 山西平遥古镇
13、相机 SONY 微单 DSC-RX1 主距 35mm 平均航高 1150M 相片尺寸 60004000 相片数量 256 总数据量 5.11GB 单张相片图如下图所示： 3 3.3 .3 测试测试数据数据三三 类别 描述 飞行拍摄概述 较小型工业级无人机、千元级卡片机、百米航高、林区、 566 张 地区 马来西亚 相机 SONY DSC-WX220 主距 4mm 平均航高 175M 相片尺寸 48963672 相片数量 566 总数据量 4.39GB 单张相片图如下图所示： 3 3. .4 4 测试硬件测试硬件环境环境 系统：Windows 7 旗舰版 x64，用于测试数据一。 硬件环境如下表
14、所示： 类别 描述 CPU Intel Core i7 4790K 3.60GHZ 八核 显卡 NVIDIA GeForce GTX 630m 内存 16GB 硬盘 1TB 电脑类型 台式机设备 软件环境：WIN7 64bit 专业版，用于测试数据二。 硬件环境如下表所示： 类别 描述 CPU Intel Core i7 4790K 4.00GHZ 八核 显卡 NVIDIA GeForce GTX 980m 内存 16GB 硬盘 三星 1TB 固态硬盘 电脑类型 笔记本设备 四、四、 测试测试结果结果 4 4. .1 1 测试测试数据一数据一 处理结果概率图如下所示： Pix4D 空三点云图
15、PhotoScan 空三点云图 EasyUAV 空三点云图 Pix4D DOM PhotoScan DOM EasyUAV DOM Pix4D DSM 渲染图 PhotoScan DSM 渲染图 EasyUAV DSM 渲染图 4.1.1 性能性能精度测试结果精度测试结果 软件 软件设置 输出 DOM 空三精度 （日志及报 告获得） 耗时 Pix4Dmapper 点云密度：Optimal(最 优)、 点云过滤、 生成数字表面 模型和正射影像 分辨率：2.39cm、尺 寸：81188497 数据量：72.3MB 0.31053 像元 29 分钟 05 秒 PhotoScan 点云质量：Mediu
16、m(中 等)、生成数字高程模型 和正射影像 分辨率：2.4824cm、 尺寸：84518423 数据量：154MB 0.868 像元 14 分钟 11 秒 EasyUAV 空三连接点：中等、 点云过滤、 生成数字表面 模型、 数字高程模型和正 射影像 分辨率：2.3946cm、 尺寸：86808592 数据量：213MB 0.873931 像元 8 分钟 27 秒 4.1.2 局部图面局部图面质量检查质量检查 分别从左上、右上、左下、右下、中间选取 5 个局部区域进行图面检查，选 取位置如下图所示： Pix4D 左上局部 PhotoScan 左上局部 EasyUAV 左上局部 Pix4D 右上局部 PhotoScan 右上局部 EasyUAV 右上局部 Pix4D 左下局部 PhotoScan 左下局部 EasyUAV 左下局部 Pix4D 右下局部 PhotoScan 右下局部 EasyUAV 右下局部 Pix4D 中心局部 PhotoScan 中心局部 EasyUAV 中心局部 4.1.3 距离面距离面积
