【技术】实测大疆智图（DJI Terra）与Pix4D，Smart3D正射三维成果对比

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。

航线规划

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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正射与三维重建
1 作业准备

 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 正射影像

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 三维重建（倾斜摄影模型）

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。

测试总结建议

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。

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来源：赛尔无人机

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