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)

Pix4D mapper软件在无人机航空摄影与工程地质调查中的数据处理

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)

利用无人机后处理软件Pix4D mapper可从航拍的图片中利用摄影测量与多视点三维重建功能的原理快速获取点云数据，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，在后期处理中能对三维模型体勾画地质界线，计算面积、体积等功能，并将勾画边界导入到CAD当中。

Pix4D mapper软件;无人机摄影测量;系统数据处理

0 前 言

无人机的快速流行与应用已成趋势，其获取数据的成本也在不断下降，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。Pix4D mapper软件可从航拍的图片中利用摄影测量与多目重建的原理快速获取点云数据，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，在后期处理中能对三维模型体勾画地质界线，计算面积、体积等功能，并将勾画边界导入到CAD当中。

1 拍摄航线的布置以及原始数据的来源

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(见图1)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。

2 数据处理

2.1 项目的建立与照片、数据导入

打开Pix4D mapper软件，在“项目”菜单上点击“新项目”按钮，建立项目名字与文件路径，并根据拍摄方式选取“航拍”与“倾斜航拍或地面摄影”，点击Next添加航片,软件根据航片的Exif信息读取位置、相机镜头等参数信息。项目建立后可以在“项目”菜单中选择对航片“图像属性”、“地面控制点”、“输出坐标”等参数进行选择。新项目的创建见图2。

2.2 加入控制点

图1 航线布置

图2 创建新项目

控制点必须在测区范围内合理分布，通常在测区四周以及中间都要有控制点。要完成模型的重建至少要有3 个控制点。通常100 张相片6 个控制点左右。控制点的加入方法分为三类：

(1)使用像控点编辑器加入控制点，逐个控制点在相片上刺出，刺出后可以由软件自动完成初步处理、生成点云、生成DSM 以及正射影像。

(2)在空三射线编辑器中刺出控制点。这种方法先进行初步处理后在空三射线编辑器显示控制点，通过POS数据预测出所有控制点位置。

(3)在空三射线编辑器中使用预测控制点功能标记控制点。这种方法先进行初步处理后，在空三射线编辑器中设置3个控制点，确定坐标系统，然后系统自动计算出其他控制点的位置。

2.3 全自动处理

初始化设置(见图3)是对后期处理参数的调整，内容包括初始化处理、点云加密、数字表面模型及正射影像的生成等方面参数调整。在设定好以上参数后，点击菜单栏运行，选择本地处理，系统出现对话框(见图4)，点击开始进行自动处理，处理后可生成彩色点云与三维模型，正射影像文件。

2.4 利用模型进行地质点信息提取以及输出

图3 初始化设置

Pix4D mapper软件中可以利用三维真彩色模型，对目标地质点设置为标志点进行标记(见图5)，也可以对地质界线进行勾画(见图6),利用其空间坐标计算出长度、面积、体积(见图7)。以上标记点、线、面可以通过方式导出用于CAD中(见图8)。

图4 自动处理

图5 地质点标注

图6 地质界线勾画 图7 地质体勾画与测量

图8 通过软件生成地形图与地质点、线、面导入CAD

3 结 论

利用Pix4D mapper软件结合地表控制点可以快速、高效地生成精度较高满足工程需要的地形图。软件生成的三维真彩色模型，场景还原度高，具有全局性、直观性的特征，可以作为地质点信息提取的工作平台，对工程效率提高有非常大作用。

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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。

P231;TV223

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1003-9805(2017)02-0047-02