实测大疆智图（DJI Terra）与Pix4D，Smart3D正射三维成果对比
下文实测文章来源：赛尔无人机
版权归原作者所有
大疆推出首款测绘内外业一体化PC端产品DJI Terra（PC GSPro升级版），一套软件可实现无人机航线规划、实时建图、二维测图、三维建模全部流程。
大疆从与哈苏联袂到去年6月份官方宣布精灵Phantom 4 RTK无人机正式发布，再看如今的内外业一体化PC端产品DJI Terra，我们可以看到大疆的野心。
不过，一家人毕竟要整整齐齐。
不同应用场景对航线规划有不同的需求，大疆智图基于实际用户需求，提供三种任务规划模式。
航线规划功能不做评测只是简单介绍。
航点飞行
在地图上设定一系列航点即可自动生成航线
建图航拍
选定目标区域可自动生成航线
倾斜摄影
选定目标区域可自动规划出5组航线
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DJI P4 RTK套装
无人机+电池+遥控器+千寻账号
笔记本电脑（中等配置）：
CPU： i7-6700HQ 2.6GHZ
显卡：GTX960M 4GB
内存：16 GB
硬盘：SSD固态硬盘
操作系统：win10 64位
台式电脑（中高配置）：
CPU： i7-6700K 2.6GHZ
显卡：GTX1070
内存：64 GB
硬盘：SSD固态硬盘
操作系统：win7 64位
1.1 像控点布设
测区场景：工业园区房厂房，测区面积0.3平，天气晴朗
检查点布设：为测试Terra软件无控制建图精度，测区周边布设9个地面检查点
坐标系统：P4R连接千寻8002端口，坐标系统WGS84，实时差分定位（RTK）。
相机设置：默认关闭P4R自带的“畸变校正”选项。
2.1 航线设计
航线设计：Terra软件支持KML文件导入，根据测区范围自动生成智能航线。
飞行高度 | 地面分辨率 | 航向重叠度 | 旁向重叠度 | 飞行速度 | 照片比例 | 照片数 | 飞行架次 |
80m | 2.2cm | 75 | 75 | 8m/s | 4:3 | 753张 | 2 |
2.2 实时建图
实时建图：在无人机飞行作业过程中，实时回传单张影像照片数据并进行纹理压缩影像快拼，无需等待，飞行区域效果一目了然。此功能在应急测绘及其他泛测绘行业应用非常广泛，提升了工作效率。
电脑配置中等，软件智能提示已回传照片数及未回传照片数，测试实时回传照片稍有延迟，但无漏片现象，拼图过程实时可见。
最终输出测区快拼DSM/DOM成果。
2.3 二维建图（TDOM真正射影像）
2.3.1 二维重建
二维重建：Terra地面站增加TDOM（真正射影像）的重建拼图，只需选择测区场景，无需专业设置。
软件支持影像基础量测功能，可以输出标注点坐标进行精度验证，另外针对农业应用进行拓展，与大疆农业管理平台直联。
2.3.2 质量报告输出
二维重建后输出测区DSM/TDOM数据及输出处理质量报告
测区共计753张照片RTK解算状态全部固定解（FIX），定位精度非常高，可达到厘米级。
高精度原始影像拼图时间统计共计50分钟，包括空中三角测量计算、密集点云匹配、真正射影像纠正等步骤。
测试报告对比FC6310R相机出厂初始化畸变参数与空三自检校计算畸变参数值，对比分析，变化差异值非常小，由此验证在第三方软件大场景影像数据处理，可直接应用精确的初始化相机参数进行计算，提高数据处理精度和效率。
2.3.3 精度验证
测图精度是测绘行业客户最关心的问题，大疆P4RTK无人机PPK影像在第三方软件平台如Pix4d，Photoscan，Smart3d等均已验证过满足1:500大比例尺免像控高精度测量，此处不做重复验证。
本次测试共采集9个高精度检查点，以下坐标对比报告。
平面残差最大小于4cm，精度非常高。
平面 | 实测坐标 | 图上坐标 | 坐标残差 | ||||
点号 | X | Y | Xa | Ya | dx | dy | dxy |
1 | xxxx45.854 | xxxx988.320 | xxxx45.846 | xxxx988.328 | 0.008 | -0.008 | 0.011 |
2 | xxxx38.730 | xxxx006.598 | xxxx38.750 | xxxx006.588 | -0.02 | 0.01 | 0.022 |
3 | xxxx85.883 | xxxx990.966 | xxxx85.883 | xxxx990.969 | -0.001 | -0.003 | 0.003 |
4 | xxxx26.652 | xxxx741.137 | 停车遮挡 | 停车遮挡 | 停车遮挡 | 停车遮挡 | 停车遮挡 |
5 | xxxx89.861 | xxxx761.477 | xxxx89.877 | xxxx761.496 | -0.016 | -0.019 | 0.025 |
6 | xxxx72.018 | xxxx750.089 | xxxx72.004 | xxxx750.077 | 0.014 | 0.012 | 0.018 |
7 | xxxx38.690 | xxxx428.321 | xxxx38.657 | xxxx428.312 | 0.033 | 0.009 | 0.034 |
8 | xxxx18.781 | xxxx404.612 | xxxx18.770 | xxxx404.593 | 0.011 | 0.019 | 0.022 |
9 | xxxx62.571 | xxxx404.258 | xxxx62.592 | xxxx404.255 | -0.021 | 0.003 | 0.021 |
2.3.4 成图效果对比
本次测试应用pix4d软件进行了拼图，输出TDOM数据进行卷帘比对，两软件输出成果均满足较高的测绘精度，不作重复分析。
比对1：
Pix4d 道路、灯杆、树木处理效果较好
Terra 处理TDOM房屋边缘效果更好
对比2：
Pix4d房屋拉划痕迹严重，房屋边缘处理稍差，有多余阴影像素。
综合分析可见，两款软件均满足高精度1:500免像控作业需求，terra软件在处理TDOM影像房屋细节边缘处更加有优势一些。
以下为卷帘影像套合对比，两软件成图差异值在子像素级。
3.1. 航线设计
航线设计：Terra软件支持KML文件导入，根据测区范围自动生成智能航线。倾斜摄影航飞为相机前后左右下视角分别数据采集，任务飞行面积0.15平方千米。
倾斜 | 飞行高度 | 地面分辨率 | 航向重叠度 | 旁向重叠度 | 飞行速度 | 照片比例 | 照片数 | 架次 | 倾斜角度 |
下视 | 80m | 2.2cm | 75 | 75 | 8m/s | 4:3 | 1742张 | 5 | -90° |
侧视 | 80m | 3.1cm | 75 | 75 | 8m/s | 4:3 | -45° |
3.2. 三维重建
三维重建：Terra地面站增加倾斜摄影三维重建拼图，只需选择测区场景，无需专业设置。计算过程中计算机不要运行其他图像计算工作，CPU使用率100%。
三维模型重建后，可根据模型点位反选照片，方便检查照片细节。
3.3. 质量报告输出
三维重建后输出测区处理质量报告，因系统断电未统计建模时间，约6-7h左右，软件支持断点任务继续执行。
测试过程中
第一次测试精度较差，发现原因为飞手未正确设置网络RTK，照片全部为单点解（single）。
第二次测试精度较高，照片全部为固定解（FIX）。
3.4. 精度验证
本次测试区域6个高精度检查点，以下坐标对比报告，模型成果质量好，具有较高的测绘精度。
注：图上坐标均为Terra软件自带坐标定位采集输出，人工选点因模型视角原因会有些许差异。
对比分析Terra模型平面坐标残差最大为7cm，最小为1cm，平面中误差计算值2.5cm。
平面 | 实测坐标 | 图上坐标 | 坐标残差 | ||||
点号 | X | Y | Xa | Ya | dx | dy | dxy |
1 | xxxx45.854 | xxxx988.320 | xxxx45.855 | xxxx988.353 | -0.001 | -0.033 | 0.033015148 |
2 | xxxx38.730 | xxxx006.598 | xxxx38.795 | xxxx006.61 | -0.065 | -0.012 | 0.066098411 |
3 | xxxx85.883 | xxxx990.966 | xxxx85.954 | xxxx990.963 | -0.071 | 0.003 | 0.071063352 |
4 | xxxx26.652 | xxxx741.137 | xxxx26.682 | xxxx741.179 | -0.03 | -0.042 | 0.051613952 |
5 | xxxx89.861 | xxxx761.477 | xxxx89.9 | xxxx761.462 | -0.039 | 0.015 | 0.041785165 |
6 | xxxx72.018 | xxxx750.089 | xxxx72.019 | xxxx750.088 | -0.001 | 0.001 | 0.001414214 |
高程残差最大为5cm以内，中误差2.7cm。
高程 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Z | 108.314 | 108.927 | 110.34 | 110.582 | 111.838 | 112.759 |
Za | 108.28 | 108.88 | 110.34 | 110.61 | 111.82 | 112.73 |
dz | 0.034 | 0.047 | 0 | -0.028 | 0.018 | 0.029 |
3.5. 成图效果对比
本次测试应用CC软件进行了三维建模，输出成果数据进行比对，两软件输出成果均满足较高的测绘精度，不作重复分析。
比对1：Terra处理门柱纹理贴图更优。
对比2：Terra汽车建模细节更优，房屋边角无明显目视差异
对比3：CC墙面出现几何破洞
对比4：Terra软件建模门窗显示效果更好。
综合分析可见，Terra软件目前在细节处优于CC建模成果。
1、大疆精灵4rtk连接内置千寻账号实时差分状态下，Terra软件成图精度非常高，满足大比例尺1:500高精度测图要求。
2、DJI Terra软件实时拼图工具实用性高，影像数据回传对计算机配置要求较高，需配备高配置PC移动地面站。
3、Terra软件数据承载能力有待下一步大范围作业测试。现测试Terra软件自动建模效果好，更适合小范围高精度三维模型重建，如施工工地场景。
建议
1、完善国内测绘坐标系统（CGCS2000高斯克里格投影）和高程系统（1985国家高程基准）的支持。
2、增加控制点辅助平差建模功能，满足高精度测绘需求。
3、优化Terra三维模型浏览器漫游缩放操作交互体验，增加精度检查功能，直接输出精度检查报告。
4、三维模型成果增加支持格式，如测绘常用的fbx、obj、3dtile等格式。
5、增加有利于测绘航线规划特殊地形区变高飞行。
- END -