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PhotoScan正射镶嵌和DEM生成

GIS前沿 2023-04-28
以下教程介绍了在不使用地面控制点 （GCP） 的情况下在 Agisoft Metashape Professional 中进行航空数据处理的主要工作流程处理步骤和建议参数。项目数据由SenseFly eBee收集。

  • 打开项目

  • 对齐照片

  • 设置精度

  • 优化过程

  • 构建密集云

  • 构建 DEM （DSM）

  • 构建 DTM

  • 构建正射镶嵌

  • 导出结果

    • 导出点

    • 导出正射镶嵌

    • 导出 DEM


还描述了使用检查点进行精度验证的过程。

您可以通过在程序对话框窗口中选择相应的项目（.psx 文件格式）将 SenseFly 中的项目保存为 Agisoft Metashape 项目。保存项目后，可以在Metashape中打开它。


打开项目

1. 选择打开... 命令，从文件菜单。

2. 在打开文件对话框窗口中选择项目文件。在程序的“模型”窗口中，相机的位置将在拍摄过程中显示。

如果没有现有项目，请使用“工作流”菜单>“添加照片”命令来选择应处理的图像。



对齐照片

照片对齐处理步骤包括特征点检测、图像匹配、航拍三角测量和笨拙调整程序。

1. 选择工作流程>对齐照片。

2. 在“对齐照片”对话框窗口中设置参数：


该处理步骤的结果包括估计的外部（相机位置+方向）和内部参数以及稀疏点云，作为匹配特征点过程的三角测量可视化。“模型”视图中显示的第一个处理步骤的结果：

Metashape估计照片对齐期间的内部和外部相机方向参数。该估计仅使用图像数据进行，最终估计中可能存在一些错误。最终估计的准确性取决于许多因素，例如相邻照片之间的重叠以及物体表面的形状。这些误差会导致最终模型的非线性变形。

若要查看错误，请在对齐过程后单击“查看错误”按钮，错误将显示在“参考”窗格中：



设置精度

有关精度的信息可以从 XMP 元数据中导出。启用复选框 -“从 XMP 元数据加载相机位置精度”在“元形状首选项”对话框窗口的“高级”选项卡上。要打开“首选项”对话框，请选择“工具”>“首选项...


有关源坐标精度以及源方向角的信息也可以加载到 CSV 文件中。选中精度选项并指示应从中读取数据精度的列的编号。可以为所有三个坐标/角度指示相同的精度列。


此外，还可以指示坐标/方向角的精度数据。从“参考”窗格上图像的上下文菜单中选择“修改...”命令，然后输入位置和方向数据的精度数据。




优化过程

通常，优化可能会有所帮助，尤其是当您想要获得更准确的结果时。通过基于已知参考坐标优化估计的点云和相机参数，可以消除模型可能的非线性变形。在此优化过程中，Metashape 会调整估计的点坐标和相机参数，从而最大限度地减少重投影误差和参考坐标错位误差的总和。

1. 单击参考窗格上的优化工具栏按钮：


2. 在“优化相机对齐”对话框中，选中要优化的其他相机参数。


在某些情况下，当加载精确的相机位置且未使用 GCP 时，在“优化相机”对话框中启用“拟合其他校正”选项可能是合理的，以提高处理结果的准确性。

3. 单击“确定”按钮开始优化。

在Metashape中，您可以使用两种类型的标记。它们是控制和检查点。控制点用于参考模型。而检查点用于验证相机对齐和优化程序结果的准确性。


构建密集云

1. 从“工作流”菜单中选择“构建密集云”命令。

2. 在“构建密集云”对话框中，选择所需的重建参数，然后单击“确定”按钮。


  • 更高质量的设置可用于获得更详细和准确的几何形状，但它们需要更长的处理时间。

  • 建议使用温和的深度过滤选项。


3. 将出现进度对话框，显示当前处理状态。要取消处理，请单击取消按钮。



构建 DEM （DSM）

DEM 将曲面模型表示为高度值的常规网格。DEM 可以从密集点云、稀疏点云、深度图或网格进行栅格化。DEM 是为边界框内的模型部分计算的。

1. 选择构建对象... 命令。

2. 在构建 DEM 对话框中设置参数。


3. 点击 OK 按钮。将出现进度对话框，显示当前处理状态。要取消处理，请单击取消按钮。


一个区块中可以存储多个 DEM 实例。如果要保存当前 DEM 实例并在当前块中构建新实例，请右键单击 DEM 并取消选中“设置为默认值”选项。您需要在构建 DTM 之前执行此步骤。


构建 DTM

要开始生成 DTM，我们首先需要对地面点进行分类。对于此过程，请选择>密集云的工具>对地面点进行分类... 此功能会自动从密集云中的所有点中提取地面点。


参数取决于项目，您需要根据地形类型和项目区域调整参数。因此，如果第一个结果不符合您的需求，则需要重置分类并调整参数，看看结果如何变得更好。您可以在相关教程或Agisoft Metashape Pro用户手册中找到有关Metashape中分类的描述。


1. 选择构建对象... 命令。

2. 在构建 DEM 对话框中设置参数。对于生成 DTM，您需要选择点类。


3. 点击 OK 按钮。将出现进度对话框，显示当前处理状态。要取消处理，请单击取消按钮。


在元形状中，您可以基于数字高程模型执行测量。有关更多详细信息，请参阅相关教程 - 基于 DEM 的测量。


构建正射镶嵌

1. 从工作流菜单中选择构建正射镶嵌...命令。

2. 正射镶嵌对话框窗口中的 S et 参数。  


3. 点击 OK 按钮。将出现进度对话框，显示当前处理状态。要取消处理，请单击取消按钮。




导出结果


导出点

导出稀疏或密集点云
1. 选择导出点... 命令，从文件菜单。

2. 浏览目标文件夹，选择文件类型并打印文件名。单击保存按钮。

3. 在“导出点”对话框中，选择所需的点云类型 - 稀疏或密集。指定坐标系并指示适用于所选文件类型的导出参数，包括要保存的密集云类。


4. 点击 OK 按钮开始导出。

5. 将出现进度对话框，显示当前处理状态。要取消处理，请单击取消按钮。

Metashape支持以下格式的点云导出：OBJ (*.obj); Stanford PLY (*.ply); XYZ Point Cloud (*.txt); ASPRS LAS (*.las); LAZ (*.laz); ASTM E57 (*.e57); Topcon CL3 (*.cl3); ASCII PTS (*.pts); Autodesk DXF (*.dxf); U3D (*.u3d); Adobe PDF (*.pdf); Point Cloud Data (*.pcd); potree (*.zip); Cesium 3D Tiles (*.zip); Agisoft OC3 (*.oc3).

OBJ 和 DXF 格式不支持保存点云的颜色信息。LAS、LAZ、PTS、CL3 和 DXF 格式不支持保存点法线信息。


导出正射镶嵌

1. 选择导出正射镶嵌... 命令，从文件菜单。

2. 在导出正射镶嵌对话框中，指定要保存正射镶嵌的坐标系。选中写入 KML 文件和/或写入世界文件选项以创建在 Google 地球和/或 GIS 中对正射镶嵌进行地理配准所需的文件。


3. 单击“导出...”按钮开始导出。

4. 浏览目标文件夹，选择文件类型并打印文件名。单击保存按钮。

5. 将出现进度对话框，显示当前处理状态。要取消处理，请单击取消按钮。

正射镶嵌导出支持以下格式：TIFF/GeoTIFF （*.tiff）;JPEG2000 （*.jp2）;JPEG （*.jpg）;巴布亚新几内亚（*.png）;BMP （*.bmp）;谷歌地球KMZ （*.zip）;MBTiles （*.mbtiles）;世界风瓦（*.zip）;切片地图服务图块 （*.zip）。


导出 DEM

1. 选择导出 DEM... 命令，从文件菜单。

2. 在导出 DEM 对话框中指定坐标系以对 DEM 进行地理配准。选中写入 KML 文件和/或写入坐标定位文件选项以创建在 Google 地球和/或 GIS 中对正射镶嵌进行地理配准所需的文件。



值得注意的是，如果图像没有地理参考，那么在对齐第二块的图像之前，放置公共标记（通过测量一个模型上的标记，导出它们，然后将标记导入第二个项目。测量图像上的标记然后对齐图像）。

3. 单击导出按钮开始导出。

4. 浏览目标文件夹，选择文件类型并打印文件名。单击保存按钮。

5. 将出现进度对话框，显示当前处理状态。要取消处理，请单击取消按钮。

DEM 导出支持以下格式：地理 TIFF 高程数据 （*.tif）;Arc/Info ASCII Grid （*.bil）;XYZ 文件格式 （*.xyz）;KMZ （*.kmz）;谷歌地图图块（*.zip）;MBTiles （*.mbtiles）;瓦片（*.zip）;地图服务切片 （*.zip）。

来源：Agisoft Metashape官网 由小编整理翻译



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