无人机数据快拼软件测试报告zjj一、无人机软件概述随着用户对大比例尺、高分辨率数据的需求，越来越多的无人机制造公司和无人机数据处理软件被应用于各行业中。
无人机体形便捷、可实现多种场地起飞和快速转换，成本低、云下拍摄大比例尺、高分辨率影像数据。
但无人机电池电量过小，飞行时间过短，着落不稳，不适合获取大面积影像数据。
无人机数据处理系统主要分为测绘模块和快拼模块，测绘模块可人工干预，实现对控制点的筛选、修改和删除等编辑功能，获取的数据精度更准确一些。
软件包括INFO、航天远景、适普、苍穹、泰坦；快拼模块无需人工干预，自动化流程程度较高，一键式作业完成数据准备、参数设定、空中三角测量、数据生成等多个步骤。
软件包括PIX4D、PHOTOSCAN、EASYUAV、航天远景OKMATRIX。
无人机数据主要包括相机数据、POS数据和相机参数（可选），POS数据的参数包括经度、纬度、高程、翻滚角（ROLLING \OMEGA）、俯仰角(PITCHING\PHI)、航向角(COURSE \KAPPA)。
不同的软件对数据的要求不一样。
在各个软件测试前，需要对POS数据进行检查、修改等操作，以建立正确的工程文件。
应水土保持行业对数据质量的需求（误差在1米以内）。
采用测绘模块的数据处理流程可以满足精度需求，但需要规范的流程化作业和精细的人工干预操作。
快拼模块的精度往往取决于POS系统（定位仪（经纬度和高程）和IMU陀螺仪（飞行姿态））精度，处理后精度通过空三连接点平均精度进行查看。
绝对精度根据需要，后续可添加控制点匹配步骤。
报告以水保行业的需求为出发点，从快拼软件的数据处理流程、系统需求、数据性能精度、数据图面质量、距离面积量测、以及软件价格等几个方面进行比对分析与测试，为水保行业的广泛应用做前期调研。
1、无人机图像处理软件数据处理流程目前无人机图像处理软件的数据处理流程如下图所示：测绘模块数据处理流程如下图所示快拼模块数据处理流程如下所示2、水土保持业务无人机需求流程拟定方案二、测试软件功能及系统需求本测试选用了三款无人机数据快拼软件：瑞士的Pix4Dmapper 1.1.38 64bit、俄罗斯的PhotoScan 1.0.4 64bit破解版以及中国的EasyUAV 2.0 64bit。
这三款软件具有以下几点共性：（1）都可以自动化地完成无人机数据的快拼处理；（2）都具备相机的自检校能力；（3）都支持任意航迹飞行的无人机影像处理；（4）都可以生成精细高程数据。
1、测试软件系统需求2.1.1 Pix4D m apper系统需求软件配置需求：操作系统：64位Windows XP/ Windows Vista/ Windows 7/Windows Server 2008PDF阅读软件（浏览空三报告）Google Earth（查看KML数据，可选）硬件最低配置：CPU：Intel 双核以上处理器内存：4GB及以上内存硬盘：100GB硬盘空间硬件推荐配置：CPU：Intel 双Xeon处理器（6核），支持超线程内存：32GB及以上内存硬盘：2TB硬盘空间，推荐SSD硬盘显卡：NVIDIA芯片显卡，2GB显存，支持CUDA技术2.1.2 Easy系统需求软件配置需求操作系统：64位Windows XP/ Windows Vista/ Windows 7/Windows Server 2008硬件最低配置：CPU：Intel 双核以上处理器内存：4GB及以上内存硬盘：100GB硬盘空间硬件推荐配置：CPU：Intel i7 八核或以上内存：16GB及以上内存硬盘：1TB硬盘空间，推荐SSD硬盘显卡：NVIDIA芯片显卡，2GB显存，支持CUDA技术2.1.3 photoscan系统需求软件配置需求操作系统：64位Windows XP/ Windows Vista/ Windows 7/Windows Server 2008Basic ConfigurationUp To 32GB RAMCPU : Quad-core intel core i7 CPU.socket LGA 1150 or 1155(Haswell. IVY Bridge or Sandy Bridge)Motherboard : any LGA 1150 or 1155 model with 4 DDR3 slots and at least 1PCI Expresss *16 slotRAM : DDR3-1600 4*4GB(16GB total) or 4*8GB(32GB total)GPU : Nvidia Geforce GTX 780 or GeForce GTX980(optional)Advanced ConfigurationUp To 64GB RAMCPU : Six-core intel core i7 CPU.socket LGA 2011-v3 or 2011(Haswell-e. IVY Bridge-E or Sandy Bridge-E)Motherboard : any LGA 2011-v3 or 2011 model with 8 DDR3 or DDR4 slots and at least 1PCI Expresss *16 slotRAM : DDR4-2133 or DDR3-1600 8*4GB(32 GB total) or 8*8GB(64GB total)GPU : Nvidia Geforce GTX 780 ti. GeForce GTX980 or GeoForce GTX TiTAN XExtreme ConfigurationMore than 64GB RAMFor processing of extremely large data sets a dual socket Intel Xeon Workstation can be used三、测试数据为了保证测试数据涵盖情况的全面性，本测试选用三种不同的测试类型数据，涵盖了不同的飞行平台（较大型工业级无人机、较小型工业级无人机、大疆精灵3消费级无人机）、不同类型相机（万元级微单、千元级卡片机、百元级卡片机）、不同飞行高度（千米、数百米、数十米）、不同地貌类别（平地、城区、林区）、不同数据量（26张、256张、566张）。
1、测试数据一单张相片图如下图所示：2、测试数据二单张相片图如下图所示：四、测试硬件环境系统：Windows 7 旗舰版x64，用于测试数据一。
硬件环境如下表所示：硬件环境如下表所示：五、 测试结果1、 测试数据一处理结果概率图如下所示：Pix4D 空三点云图PhotoScan 空三点云图 EasyUAV 空三点云图Pix4D DOM PhotoScan DOMEasyUAV DOMPix4D DSM 渲染图PhotoScan DSM 渲染图 EasyUAV DSM 渲染图5.1.1 性能精度测试结果5.1.2 局部图面质量检查分别从左上、右上、左下、右下、中间选取5个局部区域进行图面检查，选取位置如下图所示：Pix4D 左上局部 PhotoScan 左上局部 EasyUAV 左上局部Pix4D 右上局部 PhotoScan 右上局部 EasyUAV 右上局部Pix4D 左下局部 PhotoScan 左下局部 EasyUAV 左下局部Pix4D 右下局部 PhotoScan 右下局部 EasyUAV 右下局部Pix4D 中心局部 PhotoScan 中心局部 EasyUAV 中心局部5.1.3 距离面积量测测试从影像中量取相同位置道路的宽度以及树坑的面积，相对性测试距离面积量测的可信性。
（量测时会有一定的人为误差）2、测试数据二处理结果概略图如下所示：EasyUAV道路量测1.492501米Pix4D道路量测1.501751米PhotoScan道路量测1.515736米Pix4D树坑量测3.436153平方米PhotoScan树坑量测3.685735平方米EasyUAV树坑量测3.388099平方米5.2.1 性能精度测试结果Pix4D 空三点云图PhotoScan 空三点云图 EasyUAV 空三点云图Pix4D DOM PhotoScan DOM EasyUAV DOMPix4D DSM 渲染图PhotoScan DSM 渲染图 EasyUAV DSM5.2.2 局部图面质量检查分别从左上、右上、左下、右下、中间选取5个局部区域进行图面检查，选取位置如下图所示：就目视解译而言，三种软件所做的快拼图局部图面质量均可，基本能够达到Pix4D 左上局部 PhotoScan 左上局部 EasyUAV 左上局部Pix4D 右上局部 PhotoScan 右上局部 EasyUAV 右上局部Pix4D 左下局部 PhotoScan 左下局部 EasyUAV 左下局部Pix4D 右下局部 PhotoScan 右下局部 EasyUAV 右下局部Pix4D 中心局部 PhotoScan 中心局部 EasyUAV 中心局部应用的需求。
5.2.3 距离面积量测测试从影像中量取相同位置道路的宽度以及房屋的面积，相对性测试距离面积量测的可信性。
（量测时会有一定的人为误差）六、 价目表以上软件均可以生产DOM 、DEM 和DSM 数据。
EasyUAV 道路量测41.39米Pix4D 道路量测41.07米 PhotoScan 道路量测41.26米Pix4D 房屋量测 1529.395410平方米PhotoScan 房屋量测1501.415574平方米EasyUAV 房屋量测1494.515192平方米七、结论从以上测试数据可以得出以下几点结论：（1）Pix4D、PhotoScan 和EasyUAV 均能实现无人机影像的自动空中三角测量、自动DSM 提取、自动快拼出图等流程化功能，操作都很便捷，快拼结果均能满足一些应用的需要；（2）Pix4D、PhotoScan 和EasyUAV 所生产的图面质量各有千秋，有些地方有的软件好，有些地方另外的软件好，无法给出定量的衡量；（3）根据各自的平差报告及日志可以看出，Pix4D 的空三点中误差最小，PhotoScan 次之，EasyUAV 最大（卡片机为1 个像素左右），误差均能满足应急和野外调查的精度需求；（4）在相同计算设备下，EasyUAV 速度最快，PhotoScan 次之，Pix4D 最慢。
但是PhotoScan 会随着影像数量的增多呈几何倍数增长，速度很变慢很多；EasyUAV 道路量测10.486048 米Pix4D 道路量测10.457328 米PhotoScan 道路量测10.383898 米Pix4D 房屋量测190.578538 平方米PhotoScan 房屋量测192.935400 平方米EasyUAV 房屋量测197.319824 平方米Pix4D 在第三组数据测试时，将点云密度设置为low，速度有明显提升；（5）由于没有实地进行测量，因此无法准确考量长度以及面积量测的真实性，只能做相对性测试，人工量测会有人为误差，仅作参考，但是从以上测试来看，三款软件所量测的长度及面积相差不大，相对性可置信；。