Inpho、PhotoScan及Pix4D无人机正射影像处理软件对比

摘要： Inpho、Pix4D 及 PhotoScan 都是现在主流的无人机正射影像处理软件，本文不仅介绍了每款软件的系统及处理流程，并在相同数据条件下，对三款软件的操作性、空中三角测量、DTM 及 DOM 制作、成果精度进行对比，分析了三种软件各自的特点，为选择正射影像制作软件提供了借鉴。

关键词： 无人机；航测；DOM；Inpho；PhotoScan；Pix4D

引言

无人机（UAV-RS）遥感具有低成本、灵活机动、高时效、高分辨率等特点，正逐步成为主要的航空遥感技术之一。但由于其飞行姿态不稳定且装载非量测相机等因素，导致航片质量会不如传统航测，例如：航片角较大、重叠度不规则、像幅小、像片数量多、影像畸变大等 [1]，因此对无人机影像处理软件提出较高的要求，如何选择一款合适的航测软件成为重要课题。

1 Inpho、PhotoScan及Pix4D系统简介及处理流程

1.1 Inpho

Inpho 摄影测量系统是欧洲最著名的航空摄影测量与遥感处理软件之一，共有以下 10 个模块组成：

① Applications Master（基础平台）

② Match-AT（自动 空中三角 测 量）

③ inBlock（测区平差）

④ Match-T （DSM 自动提取地形地表模块）

⑤ DTMaster（DTM/LIDAR 编辑软件）

⑥ OrthoMaster（正射纠正）

⑦ OrthoVista（镶 嵌 拼 接）

⑧ SCOP++（ 高 效 管 理 DTM）

⑨ Summit Evolution（摄影测绘立体处理工作站）⑩ UASMaster（无人机模块）

Inpho处理数据大致流程为

①导入数据：相机定义、导入影像、GPS 设站坐标、控制点坐标、建立航线；

②数字空三：标定控制点、初匹配、自动匹配、点剔除及调整匹配；

③ DSM 生成：定义输出参数、生成 DSM；④ DOM 生成：引入DSM、设置参数及正射纠正；

⑤拼接匀光：添加影像、设置区域、设置参数及拼接匀光；

⑥镶嵌线编辑及输出成果。

1.2 Pix4D

Pix4Dmapper 来自瑞士的 Pix4D 公司，是世界

级研究机构 EPFL 近 10 年的研究成果，主要是利

用无人机来采集数据、航拍、测量，从而来进行无人

机数据和航空影像处理，可自动生成影像，并且快速

的生成专业的、精确的二维地图或者是三维模型。

具有以下几个特色，

①无需专业操作员、无需人为交互；

②数据获取的当天即可得到结果；

③可达到优于 5cm 的精度；

④自动获取相机参数；

④自动生成GOOGLE 瓦片；

⑤自动生成带纹理的三维模型；

⑥生成正射校正镶嵌结果。

Pix4D 处理数据大致流程为：

①导入照片（格式为 JPG 或者 TIFF，数量可达千张）和 POS 数据；

②导入控制点文件；

③根据不同要求，填写选项参数；

④一“键”式全自动处理（包括：空三加密、DSM 及

DOM 生成）；

⑤正射影像编辑；

⑥多格式输出（包括：正射影像图、数字表面模型、KML、三维模型、三维点云、空三结果和精度报告），生成的成果能够完美的和 GIS、RS 及摄影测量软件对接。

1.3 PhotoScan

Agisoft photoscan 软件是 AGISOFT 公司研发的基于影像自动生成高质量三维模型的软件，支持 JEPG、TIFF、PNG、BMP 等多种格 式。其主要优势有：

①全自动和直观的工作流程；

② GPU 高性能计算能力；

③可生成高精度超精细 3D 模型；

④网格计算系统支持超大空间范围处理。

photoscan 处理数据大致流程为：

①按照拍摄顺序添加照片及 POS 数据（如没有可不导入）；

②经纬度转换为投影平面坐标；

③评估照片质量，删除较差照片；

④对齐照片；

⑤添加控制点及比例尺；

⑥创建密点云；

⑦创建 TIN 模型；

⑧模型纹理贴图；

⑨生成正射、正射镶嵌编辑；

⑩输出DEM、DOM。

2 项目背景

2.1 测区概况

测区位于河南省信阳市罗山县东北方约40km，大广高速与淮息高速互通立交处，该处地形较平坦，交通便利，村庄建筑面积约为 0.2km2，一层平顶房为主。

2.2 无人机型号及相机参数

Trimble UX5 HP 差分型固定翼无人机，内置

炭纤骨架，聚丙烯机壳，带有 POSE 系统，翼展为1米，采用弹射起飞，着落为机腹着陆。相机型号 CanonEOS 5D Mark III，焦距 35mm。

2.3 航片成果

飞行高度 615 米，航向重叠度 75%，旁向重叠度

70%，地面像素分辨率为 0.11m，航摄面积为3.8km2，飞行时间 21 分钟，航带 4 条，像片数量 101张。

3 实际处理流程对比

3.1 操作性对比

Inpho 相比另外两款软件其操作步骤较多，需要调用各种模块，并且在图幅编辑及正射影像镶嵌时需另外打开OrthoMaster、OrthoVista 模块；

PhotoScan 的操作难度基于其它两者之间，整个操作都在一个界面完成，步骤包括：对齐照片、建立密集点云、生成网格等七步，每步都需设置参数。

Pix4D 最为简单，总共三步，并且可在开始就设置好

整个参数，然后一键操作就能出最终成果，最为简单。

3.2 空中三角测量对比

Inpho空中三角测量使用的是 Match-AT 模块，为目前最优秀的模块，在控制量测、POS 平差、匹配能力等方面都要优于 PhotoScan 及 Pix4D，但在保密点方面稍弱。Pix4D 的空三测量的能力要优于PhotoScan，且出的空三、精度报告有具体的窗口分栏、内容详细。PhotoScan 不是专门为正射影像制作开发的软件，部分连接点的匹配精度较差，需要少量人工干预，且处理效率及匹配方面都要弱于前两款软件。

3.3 DTM 及 DOM 制作对比

Inpho 软 件 中 有 专 门 的 DTMaster、OrthoMaster 及 OrthoVista 模块，功能强大，参数的可调性强，并能自动生成 DTM、镶嵌线及 DOM。Pix4D 的 DTM 滤波方式较为单一，DOM 镶嵌主要是依靠镶嵌图编辑器完成，均色方式较为单一，但自动化能力强；PhotoScan 的优势在于三维模型重建及纹理添加。

3.4 空中三角测量及 DOM 精度对比

在试验区域利用 GPS RTK 进行 精度的检验，Inpho 的 像 点 精 度 为 0.25，Pix4D 为 0.37，PhotoScan 为 0.42，都满足小于 0.5 像素的要求，结果表明，对于丘陵地区，三款软件都能满足 1:1000地形图的精度要求，其平面精度都基本一致，但Inpho 的高程精度要明显优于另两款软件。

4 结论与讨论

本次采用 Inpho、Pix4D 及 PhotoScan 分别对相同测区无人机航测数据进行处理，并且从操作性、空中三角测量、DOM 及 DOM 制作、成果精度四个方面进行对比，结果表明三款软件都能满足 1:1000成图需要，其中 Inpho 的功能强大，参 数可调性大，精度最高，但操作较复杂，适合熟练人员使用。

PhotoScan的优势在于可生成真正射影像且附带精细纹理，Pix4D 具有操作简单，上手快，且专门针对无人机航测开发的，价格相对便宜，适合中小型测绘单位选择。

文章转载于海峡科技与产业

作者：刘坦

本文仅限行业学习交流之用，版权、著作权归原载平台及作者所有，如有侵权，请立即联系删除。

- END -

▼更多干货不容错过