中海达Pix4Dmapper简易作业手册（航测版）

1 作业流程图 ........................................................................................................................... 2 2 原始资料准备 ....................................................................................................................... 2 3 建立工程并导入数据 ........................................................................................................... 3

3.1. 建立工程 ................................................................................................................... 3 3.2. 加入影像 ................................................................................................................... 3 3.3. 设置影像属性 ........................................................................................................... 4 4 快速处理检查（可选） ....................................................................................................... 5 5 加入控制点 ........................................................................................................................... 7

5.1 方法1：使用像控点编辑器加入控制点 ................................................................. 7 5.2 方法2：在空三射线编辑器中刺出控制点。 ......................................................... 8 5.3 方法3：在空三射线编辑器中使用预测控制点功能标记控制点。 ................... 10 6 全自动处理 ......................................................................................................................... 12

6.1 初始化设置 .............................................................................................................. 12 6.2 点云加密 .................................................................................................................. 13 6.3 数字表面模型及正射影像生成 .............................................................................. 14 7 质量报告分析 ..................................................................................................................... 16

7.1 区域网空三误差 ..................................................................................................... 16 7.2 相机自检校误差 ..................................................................................................... 16 7.3 控制点误差 ............................................................................................................. 16 8 点云以及正射影像编辑输出 ............................................................................................. 17 8.1 编辑点云数据，成果可直接输出 .................................................................................. 17 8.2 编辑正射影像 .................................................................................................................. 17 9 常见问题 ............................................................................................................................. 19

9.1 出低精度快拼影像 .................................................................................................. 19 9.2 多个工程融合 .......................................................................................................... 19 9.3 区域输出成果 .......................................................................................................... 20 9.4 点云中编辑DSM .................................................................................................... 21 9.5 项目路径文件结构 .................................................................................................. 23

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1 作业流程图

导入的数据包括图像、POS、控制点 自动完成空三，生成DSM、DOM 获取原始资料 建立测区 导入数据 全自动处理 结果分析 2 原始资料准备

原始资料包括影像数据、POS数据以及控制点数据。

确认原始数据的完整性，检查获取的影像中有没有质量不合格的相片。同时查看POS数据文件，主要检查航带变化处的相片号，防止POS数据中的相片号与影像数据相片号不对应，出现不对应情况应手动调整。

POS数据一般格式如下图，从左往右依次是

相片号、 经度、 维度 高度 航向倾角 旁向倾角 相片旋角

注意：Pix4Dmapper软件只需要相片号、经度、维度和高度就能计算

控制点文件，控制点名字中不能包含特殊字符。控制点文件可以是TXT或者CSV。

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3 建立工程并导入数据

3.1. 建立工程

打开pix4dmapper，选项目 -新建项目，在弹出来的对话框中设置工程的属性，如下图所示，选上航拍项目，不勾植被和倾斜项目，然后输入工程名字，设置路径（工程名字以及工程路径不能包含中文）。新建项目选上，然后选择下一步Next。

3.2. 加入影像

点添加图像，选择加入的影像。影像路径可以不在工程文件夹中，路径中不要包含中文。点Next。

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3.3. 设置影像属性

? 图像坐标系

设置POS数据坐标系，默认是WGS84（经纬度）坐标。 ? 地理定位和方向

设置POS数据文件，点从文件选择POS文件。 ? 相机型号

设置相机文件。通常软件能够自动识别影像相机模型。

确认各项设置后，点Next进入下一步。然后点击Finish完成工程的建立。

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4 快速处理检查（可选）

这一步可以不做，只是起到一个检查作用。 快速处理出来的结果精度比较低，所以快速处理的速度会快很多。因此快速处理建议在飞行现场进行，发现问题方便及时处理。如果快速处理失败了，那么后续的操作也可能出现相同结果。

点运行，选择本地处理。设置如下图，初步处理和快速检测选上，其他不选，点开始，等待软件运行完，可以查看快速处理得到的成果（一张的影像拼图），检查快速处理质量报告。

质量报告主要检查两个问题，Dataset以及Camera optimization quality。

Dataset(数据集)：在快速处理过程中所有的影像都会进行匹配，这里我们需要确定大部分或者所有的影像都进行了匹配。如果没有就表明飞行时相片间的重叠度不够或者相片质量太差。

Camera optimization quality（相机参数优化质量）：最初的相机焦距和计算得到的相机焦距相差不能超过5%，不然就是最初选择的相机模型有误，重新设置。

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5 加入控制点

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，更多的控制点对精度也不会有明显的提升（在高程变化大的地方更多的控制点可以提高高程精度）。控制点不要做在太靠近测区边缘的位置，控制点最好能够在5张影像上能同时找到（至少要两张）。 5.1 方法1：使用像控点编辑器加入控制点

这种方法需要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。 5.1. 1 加入控制点文件

点项目，选择像控点编辑器。出现如下对话框。 点击增加像控点后，图像会出现在对话框中，可以逐个刺出控制点。

选择导入像控点。在出来的对话框中设置像控点坐标系、导入像控点文件（csv格式）。

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5.1. 2 在图像上刺出控制点

在左侧的图像列表中选中图像，右侧就会显示出该图像。在对应的位置上，鼠标左键击图像中的点，标出控制点位置。一个控制点最少要在两张图像上标出来，通常建议标注在3-8张图像上。在质量报告中会显示是否需要在更多的图像上标出控制点。

设置完成后，点OK。控制点就加入到了工程里面。 5.2 方法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，是通过POS数据预测出所有控制点位置。这种情况适用于软件坐标系统库中可以找到POS数据坐标系统与GCP坐标系统，这两个坐标系统不一定要相同，软件会自动将他们转化成同一个坐标系统。使用这种方法添加控制点，在初步处理后需要手动设置控制点。 5.2. 1 加入控制点到工程中

按照5.1.1的步骤，加入控制点到工程中。不把他们在图像上标注出来。 5.2. 2 完成初步处理

点击菜单栏运行，选择本地处理，把初步处理以及高精度处理选上，点云以及正射影像先不生成。点开始进行处理。

5.2. 3 在空三射线编辑器中刺出控制点GCP。

点击菜单栏的视图，打开空三射线编辑器，可以看到生成的连接点以及系统预测的控制点位置（蓝色的圆圈，中间有一个小点），如下图所示。

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在左侧的列表框中会显示这个控制点所在的所有图像的相片，在每张相片是上左击图像，标出控制点的准确位置（至少标出两张）。这时控制点的标记会变成一个黄色的框中间有黄色的叉，表示这个控制点已经被标记（标了两张相片后，这个标记中间多了一个绿色的叉，则表示这个控制点已经重新参与计算重新得到的位置）。如下图所示。

检查其他影像上的绿色标志，如果绿色标记与控制点位置能够对应上，那么这个控制点不需要再标注，否则需要在更多的影像上标记出这个控制点。当所有图像中的绿色标记的位置都在正确的位置上以后，点APPLY（应用）。如下图。

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然后对其他的控制点分别进行上面的操作。当所有的点都标记完成后，点菜单栏运行，选择Reoptimize（重新优化），把新加入的控制点加入重建，重新生成结果。检查质量报告。

5.3 方法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。这种方法适用于以下两种情况：

? 没有影像位置数据POS数据，但是有地面控制点数据。

? GCP数据坐标系统与POS数据坐标系统关系未知(互相之间不知道怎么转化)。

5.3. 1 完成初步处理

点击菜单栏运行，选择本地处理，把初步处理以及高精度处理选上，点云以及正射影像先不生成。点开始进行处理。

5.3. 2 设置GCP坐标系统

点击菜单栏项目，选择像控点编辑器，在出现的对话框中点击坐标系，出现如下对话框，选择坐标系统的输入方式。设置好GCP坐标系统后点OK。

5.3. 3 在空三射线编辑器中刺出GCP

点击菜单栏视图，选择空三射线编辑器，出现如下视图，软件生成的连接点会显示在三维视图中。在三维视图中点击靠近控制点附近位置的点，在右侧的视图中找到该控制点的准确位置。

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点击

新建连接点。

出现如下对话框，在表格中双击单元格设置该控制点的属性。名称、类型（设置为3DGCP）、坐标、允许误差等。

在右侧的影像视图中左键点击影像，在两张影像上面刺出这个控制点的准确位置。在一张影像上刺出这个控制点后，该位置会出现一个黄色的标记，在另外一张相片上刺出这个控制点后，点击Optimize，该控制点在所有相片上相应的位置会有一个绿色的标记，表示系统自动计算出来的位置。检查绿色的标记与实际控制点位置是否一致。确认无误后点击Apply。

按以上步骤添加3个控制点后，按照5.1.1的方法把剩下的控制点添加到工程中。系统会自动计算出新加入的控制点的位置信息，并且以蓝色的圈圈中间有一个点的标记表示。调整控制点的位置使之与实际位置对应，方法类似5.2.3。逐个检查控制点的位置，没有问题后点击Apply。然后继续设置其他控制点。

当所有控制点添加完成后，点击菜单栏运行，选择重新优化。软件会把新加入的控制点参与重新计算。

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6 全自动处理

点击菜单栏运行，选择本地处理，系统出现如下对话框。

在前面添加控制点过程中，如果初步处理已经运行了（使用方法2以及方法3选项添加控制点），那么这里就不需要再次运行了。根据需要选择所需要运行的步骤，点击开始按钮运行。

开始处理前的一些设置（这里一般都是默认）

可以设置生成的点云以及正射影像的范围，地图视图> 正射影像区 > 绘定设置生成正射影像的范围，点云方法相同。 6.1 初始化设置

Processing格子中前面以及提及，这里不重复。 a. 特征匹配

设置处理单位像素大小，越大效果越好，花的时间也越多。越小耗时越小。 b. 优化

环节包括了多次的空中三角测量、光束法局域网平差以及相机自检校计算。Internal camera parameters、External camera parameters内部参数以及外部参数（可以分别理解为内方位元素以及外方位元素）。

? Optimize external and all internals 通常无人机震动比较大，所以建议选这个，两个都进

行优化计算。

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? Optimize external only 仅优化外部参数，如果使用的相机已经进行严格的检校，而且相

机参数一定要被使用，我们就会选这个选项。

? Optimize externals and leading internals 优化外部参数以及主要的内部参数。对于视角相

机模型主要的内部的参数包括相机焦距以及两个径向畸变参数，对于鱼眼镜头模型是指相机参数的多项式系数。

? 重新匹配影像 选项对影像进行更多的匹配，会得到更好的匹配效果。在测区内有大量

植被、森林时建议选上，选上会增加处理时间。 c. 输出

? Camera internals and externals, AAT, BBA

生成相机内部参数以及外部参数、空三文件、区域网光束平差文件。 ? 未畸变影像

畸变纠正影像。（如果提供了相机参数，在processing-save undistorted images中可以生成畸变纠正影像） ? 低分辨率影像图

勾选上可以生成低分辨率的影像图（快拼图）。 6.2 点云加密

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a.

像素比例

? Pixel Matching图像比例

? 设置的越大生成的点越多，得到细节越多，花的时间也越多。

? Multiscale多重比例 选上后会额外生成多的3D点，体现更多的细节。 ? Point density 点云密度，越大越慢，越小越快。

? Minimum number of matches per 3D point 最少匹配数： 点云中每个点至少要在几

张相片上有匹配点。3是默认的，通常在影像重叠度不是 很高选2，得到的点云质量不是很高。选4会提高点云质量减少质量但是得到的点数量会减少。

b. 点云过滤器

? 使用点云加密区

如果已经画了一个加密区域，那么勾选上这个后，生成的成果只有这个区域内。 ? 使用注解

注解可以生成一些输出成果，这些成果可以用来改变RayCloud视图中加密点云与致密点云的视觉效果。 ? 使用噪音过滤半径

勾选上后可以设置点云噪音过滤模板的大小，模板越大删去的点越多，得到的结果越平滑，模板越小保留的点越多。通常设置6-15可以得到更多的细节。 ? 使用点云平滑 一旦使用噪音过滤，那么根据点云会有一个表面生成，这个表面会有很多不正确的小疙瘩，使用点云平滑可以改善这些疙瘩。

类型：sharp 可以保留更多的转角、边缘特征。Smooth 平滑整个区域。Medium 是前两者的一个综合。

半径：设置平滑算法模板的半径。设置为0时不做平滑，设置为默认时可以保留一些栏杆、天线等特征。设置大于20时会平滑尖锐的区域。 c. 输出

XYZ是空间坐标文件、LAS是LiDAR点云文件、LAZ是LAS压缩文件。 6.3 数字表面模型及正射影像生成

a.

栅格数字表面模型(DSM)

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GeoTiff ：保存DSM为GEOTIFF文件

合并瓦片：生成一个融合的大文件，没有选上的话生成的DSM是分块的。 b. 坐标方格DSM

设置坐标DSM格式，XYZ选项下Spacing为生成的3D点距离。 c. 正射影像图

? GeoTiff选上后可以输出正射影像图。Weighted Average（加权平均）选项是默认的，

如果选择Multi-band Blending，那么处理速度会加快，但是在一些边边角区域会出现更多艺术效果。

? 谷歌地图瓦片和KML这个选项生成KML文件和可以在GoogleMaps中显示生成

的影像。 d. 三角模型

用正射影像、DSM生成OBJ格式文件。（在三维建模时使用，可以在3DMAX中打开） e. 等高线

设置生成的等高线文件格式。

? 基地轮廓：设置开始生成等高线高程。 ? 海拔区间：设置等高线距离（等高距）。

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7 质量报告分析

主要关注区域网空三误差、自检校相机误差、控制点误差。 7.1 区域网空三误差

区域网空三误差如下图，Mean reprojection error就是空三中误差，以像素为单位。相机传感器上的像素大小通常为6微米（μm），不同相机可能不一样。换算成物理长度单位就是0.166577*6μm。

7.2 相机自检校误差

上下两个参数不能相差太大（例如Focal length上面33.838mm，下面是20mm，那么肯定是初始相机参数设置有问题），R1、R2、R3三个参数不能大于1，否则可能出现严重扭曲现象。

7.3 控制点误差

ErrorX、ErrorY、ErrorZ为三个方向的误差。

同时，在精度报告的结尾，可以显示控制点在哪些相片中已经刺出来，还有哪些相片没有刺出来。如果精度不够好，根据需要可以在这些相片中刺出这些点，提高精度。

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8 点云以及正射影像编辑输出

8.1

编辑点云数据，成果可直接输出

1. 曲线对象创建功能，可直接获取高程点、量取地物距离长度； 2. 平面对象创建功能，可实现地物面积量取；

3. 堆存对象创建功能，可实现体积计算，如下图所示，为堆叠对象创建，可直接在点云上

量取表面积以及体积等物理信息。

编辑正射影像

完成第三步骤的操作以后，就到了出正射影像成果

这一阶段流程是 ：调整拼接线——投影切换——混合影像——正射影像成果 ? 调整拼接线：

根据生成的初步成果，调整拼接线，进行拼接线调整的时候，主要的调整对象是影像上的房屋以及道路这些位置，这些地方图像拼接的时候最容易出现扭曲，错位，所以是重点调整对象； ? 投影切换：

全选所有的拼接影像，鼠标右键点开功能表，选取平面投影 p，这个步骤可以初步解决影像的拉花、变形的现象，然后需要人工检查，个别影像需要人工操作切换影像以达到更好的成像效果；

8.2

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? 混合影像：

进行前面一系列的操作之后，切换到混合影像功能，在右方界面点击混合影像按钮，便可生成最终的正射影像成果

? 正射影像成果：

成果输出路径为预设保存路径内的2_mosaic文件中，例如下图：

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9 常见问题

9.1 出低精度快拼影像

在初步处理Initial Processing过程中，当我们把“低分辨率影像图（8GSD）”选项选上后，那么会有一张低分辨影像生成在工程文件中。

如果只是想得到快拼图，那么可以在rapid check快速检查前把这个勾选上，运行rapid check就可以最快的拿到低分辨率影像图。

9.2 多个工程融合

这里以融合两个工程为例，首先确保这两个工程重叠度要够（相邻航带旁向重叠度60%以上），如果航带间重叠度不够可以设计两个工程重叠一条航带。然后分别建立两个工程，并运行完初步处理，保存退出。

再新建一个工程，注意选择新项目下的“通过合并现有项目创建新项目”。然后点next。

选择需要添加的项目，如下图。加入后，软件会自动对新建的合并工程进行初步处理。

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检查质量报告，注意因为我们融合了两个测区，所以每个测区都会生成一个块（blocks），现在我们要把两个块接在一起。（如果我们获取的POS精度足够好，那么不用手动连接测区也是有可能的）

软件进行初步处理后，会有一个很稀的点云生成，在点云视图中，添加手动连接点。添加连接点的方法与5.2在RayCloud中刺出控制点的方法类似，不过加入的连接点类型为手动连接点（Manul Tie Point），而且不用输入坐标，也可以直接加入控制点。建议至少加入3个连接点。（注意：在加入连接点Apply后，影像上绿色的标记与黄色的标记可能距离有点远，没关系，在后面重新优化后就会基本重合）

在完成加入手动连接点后，选择重新优化（Reoptimize) ，重新生成质量报告，检查质量报告。如下图，现在两个测区已经合并在一起，所以只有一个块，Dateset中也没有提示不合格。

同时质量报告中还会显示我们添加的连接点误差，检查这些误差，如果需要我们可以再去调整这些点或者手动添加更多的点。

完成以上步骤后，我们可以把这个测区继续与其他测区融合，或者接着完成空三加密、生成DSM和DOM。

9.3 区域输出成果

软件可以只对测区某个范围生成点云和正射影像，选择地图视图，在地图视图的下拉菜单中点云加密区-绘定，然后在地图中画出范围，如下图所示。

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然后确认点云加密设置选项卡下面“使用点云加密区”勾选上后，运行空三加密，那么软件只生成绘定区域的点云数据。

绘定区域生成正射影像图的方法与点云类似，这里不再累述。

9.4 点云中编辑DSM

我们可以通过编辑点云，减去房屋、树林等地表物体的高程，获取我们需要的DSM。 这里以房屋为例，首先在点云编辑模式下，使用画平面的工具，在地面房角的高度画一个平面。如下图。

平面画好以后，重新生成DSM、等高线等。生成之前注意备份之前生成的成果。 重新生成效果如下图。

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9.5 项目路径文件结构

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