近年来，随着无人机航测技术的不断提升与发展，在各个领域中都得到广泛的应用，并且应用效果显著，由此可见，其优势突出，存在较多的选择性，可以有效保证测绘的安全性和科学性。但是，无人机航摄与传统航摄专业数字航空相机相比，目前还存在姿态差、像幅小、畸变大等缺点，无人机数据的高效处理问题亟待解决。本文对三种无人机数据处理软件进行了说明，在介绍其处理流程和特点的同时，根据实际测绘案例对三种软件的处理成果进行了对比，并对最终生成的正射图像进行精度评定，对无人机数据的处理提供了新的思路和方法。
1 UASMaster
1.1 UASMaster简介及处理流程
UASMaster无人机航测数据处理系统是Trimble公司开发的一款无人机数据处理系统，可以处理任意无人飞行系统获取的数据，包括固定翼、无人直升机和无人飞艇等，该系统包含一键式操作获取结果模式和摄影测量专家逐步质量控制的流程操作模式，以上两种模式能保证即使不具备专业摄影测量知识和经验的人员采用该系统也能获取高精度和高度可靠性的航测成果。UASMaster处理流程图如图1所示。
图1 UASMaster处理流程图
1.2 UASMaster处理数据注意事项
（1）原始资料包括相机拍摄像片、飞行文件及控制点坐标文件，后两者都是CSV格式文件，从AI飞行软件中导出飞行文件时要导入到原始照片文件夹中，系统会自动将拍摄点与相应照片一一对应，如未导入此文件夹中会导致飞行文件中没有相片编号，不能使用。
（2）软件中已经存在一些相机参数，如果需要处理软件中没有的相机拍摄的照片需要自定义相机参数，然后输入相机镜头尺寸等相关数据。
（3）飞行文件要应用地理系统的坐标系，创建的项目和控制点文件要应用投影系统的坐标系。
（4）地理参照中提取连接点时可以先应用默认提取，如果不成功再提取全部连接点。
（5）生成正射影像时，像元大小可以根据相机镜头参数，利用三角形相似原理求出。
1.3 UASMaster特点
（1）可以处理任意无人飞行系统获取的数据，涉及面广泛，普适性强。
（2）支持一键式获取结果的模式，实现最大自动化处理功能。
（3）软件便携，处理时间短、效率高、成图迅速，只需一台高配工作站即可实现现场处理。
（4）数据成果包括空三成果、DSM和DOM，直观简洁。
（5）处理成果误差较小、拼图容易进行、成果图范围大，但正射影像中缺陷较多，图像质量一般。
（6）成果图四周边界处成像较差，经常出现扭曲变形等情况，需要用Globle Mapper等软件进行拼接前的续处理，裁掉四周成像较差的部分。
UASMaster特点较为突出，虽然导入数据的工作较为烦琐，但是出图速度快，且误差较小，能快速有效地处理绝大多数无人飞行数据。当然，其缺点也很明显，一是成图质量一般，图像缺损较多，后期需要进行大量修图工作；二是实际操作过程中，多次提取连接点不成功的情况时有发生，测点环节有时也会出现偏差。该款软件的成功率相对于另两款软件来说较低，不过由于其高效的处理效率，UASMaster仍是处理飞行数据的首选软件。
2 Trimble Business Center
2.1 TBC简介及处理流程
Trimble Business Center（以下简称为TBC）是Trimble公司的新一代测量内业软件，作用十分强大。主要用于处理和管理光学、GNSS、影像和点云数据，具有独特的功能，如GNSS数据处理、横断面绘图和综合摄影测量等，可提供高效的编辑、处理和平差数据的能力。TBC不但可以处理普通固定翼无人机拍摄的正射影像，还可以处理倾斜拍摄的影像，是最为全面的航测数据处理软件，因此，TBC将会成为国内外使用最广泛的测量数据处理软件。TBC处理流程图如图2所示。
图2 TBC处理流程图
2.2 TBC处理数据注意事项
（1）原始数据需要从AI飞行软件中导出JXL格式的飞行文件，该文件包括照片和飞行数据，并且已经自动判定好经纬度。
（2）导入控制点坐标之前要先纠正平面坐标，可以用TSCV1245模拟器处理，最后得到一个DC格式的控制点文件。
（3）相对平差之前可以先对标靶进行测点，利于相对平差的快速进行，绝对平差之前要将每个控制点都测点20张图以上。
（4）创建正射拼图时不但可以创建点云，还可以创建高程格栅，并且已经自动计算出像元大小。
（5）最终成果图已经裁剪好，严格按照飞行区域成图，不需要再进行加工，但规划飞行区域时需要使区域间成图完全拼接，否则会导致出图后区域间存在间隙。
2.3 TBC特点
（1）TBC是一个高度自动化的桌面应用程序，其操作简单，拥有高效的编辑、处理和平差数据的能力。
（2）TBC处理完成的工程文件不需要再进行后期剪裁，成像效果较好，变形或扭曲的情况较少存在。
（3）成像范围小，制定飞行计划时相邻飞行区域间要重合一小部分，以免出现成果图区域间存在间隙的情况。
（4）TBC能够提供高程栅格成果，是其他软件所无法提供的，TBC软件几乎使地理空间专业人员能够直接处理所有外业数据，生产出用户所需要的数据成果。同样，用户也可以快速编辑一个设计，并将其发送到外业进行放样。
TBC作为一个办公室软件，囊括了各种功能，其带状界面更易于查找和理解各种功能，具有可定制的用户界面，能够使那些希望最大限度发挥效率的用户开展广泛的工作流程：如控制测量、内业数据处理、GIS要素采集、工地放样等。其绘图和摄影测量功能也非常强大，有许多独特的创新功能，很容易学习和使用。
3 Pix4DMapper
3.1 Pix4DMapper简介及处理流程
Pix4DMapper（原Pix4UAV）是瑞士Pix4D公司的全自动快速无人机数据处理软件，是结合丰富的遥感影像处理、摄影测量及企业级空间信息等技术开发的全自动快速无人机处理软件。具有专业化、简单化、高精度空三、一键化等优点，并能将多架次、多航摄条件的数据整合处理，快速智能的完成空三加密、DSM、DOM数据的生产，并能够生成LAS格式彩色点云及带纹理信息的三维模型。目前已经广泛应用到航测制图、灾害应急、安全执法、农林监测、水利防汛、电力巡线、海洋环境、高校科研等领域。Pix4DMapper处理流程图如图3所示。
图3 TBC处理流程图
3.2 Pix4DMapper处理数据注意事项
（1）创建新项目时导入飞行数据和相机型号，选择3D地图作为处理模板，并选择相应的输出坐标系。
（2）导入CSV格式飞行文件时，文件中不要有空行，且飞机导出原始飞行数据中航向倾角与像片旋角的数据组要互换位置。
（3）导入CSV格式的控制点坐标时要选择Y、X、Z的坐标顺序。
（4）可以将多个飞行架次合并为一个工程一次性处理，得到最终成果图。
（5）本地处理的工作不能直接勾选三个工作步骤，要按照顺序先进行初始化处理，然后进行点云及纹理处理，最后进行DSM、正射影像图及指数的处理。
（6）在初始化完成后要进行测点工作，一般先测8张，然后利用软件自动识别的功能缩小工作量，最后将所有有标靶的照片校正，校正完成后再进行点云及纹理的生成。
（7）在生成DSM、正射影像图时，分辨率已经自动计算好。
3.3 Pix4DMapper特点
（1）对原始数据的格式有较高的要求，需要对导出的数据进行预处理。
（2）操作简单、容易掌握，在预处理好原始数据之后，余下的处理工作非常简单，很容易完成。
（3）对工作站配置要求较高，且运行时间长，如果工作站配置不高，可能需要一天甚至数天才能完成一架次数据的处理。
（4）成图质量较高，但精度不高，往往需要根据控制点的坐标进行校正，但是改善高程精度的问题需要进一步研究。
Pix4DMapper采用严密的光束法区域网平差，在保证一定的精度下，以较少的人工干预，能够以最快的速度完成整个测区的处理过程，满足了无人机数据在测绘方面的需要，为无人机数据处理市场提供了较好的解决方案。
4 三种软件成像结果对比
项目数据为河南省驻马店市平舆县芝麻小镇，面积5.88km2，南北1.2km，东西4.9km，使用Trimble UX5固定翼无人机，共飞行5个架次，每架次飞行区域面积约为1.1～1.3km2，飞行高度200m，像片重叠度80%，相机曝光率1/2000，航速80km/h，采用航空旋转角顺序拍摄影像，共拍摄1644张照片，照片质量良好，飞行数据正常，分别使用三种软件按相应要求完成了正射影像和点云数据的处理。
UASMaster成果范围较大、覆盖较广，但是边界处图像质量较差，局部缺损较多。后期需要对成果图进行裁剪等再处理，工作较多，但是成果本身误差较小。UASMaster数据处理成果如图4~图5所示。
图4 UASMaster成果图
图5 UASMaster成果细节图
TBC成果图已经严格按照飞行区域裁剪完毕，成果范围即为飞行范围，成图质量高、局部细节好、后期工作较少、成果质量最高，软件性能最佳。TBC数据处理成果如图6~图7所示。
图6 TBC成果图
图7 TBC成果细节图
Pix4DMapper成果范围较广、局部细节良好，后期裁剪工作也较容易进行。但Pix4DMapper最大的问题是精度问题，需要根据控制点的坐标将图像坐标进行校正，这就不可避免地会在最后成果中出现局部扭曲的部分，而且最大的问题是目前还没有研制出完美的校正高程方法。Pix4DMapper数据处理成果如图8~图9所示。
图8 Pix4DMapper成果图
图9 Pix4DMapper成果细节图
5 结语
目前，无人机航测技术在我国诸多领域中都得到了广泛的应用，并且其应用效果良好，尤其在水利、山区等恶劣条件下的测绘，无人机可以快速、高效的完成测绘工作，本文通过对航测无人机数据处理的三种软件的介绍，阐述了三种软件的处理流程、需要注意的事项和各自的特点。在制定飞行计划时，可以更有针对性地布置飞行任务；在处理数据时，要根据实际情况选择不同的处理软件，达到快速、有效率地处理测绘数据的目的。
参考文献
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（作者张颜系华北水利水电大学水利学院学生）
