PIE-UAVImage用户使用手册V2.0.pdf
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PIE-UAVImage用户使用手册V2.0.pdf
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目目录录1PIE-UAVIMAGE产品简介产品简介.11.1产品概述.11.2产品能力.12PIE-UAVIMAGE用户界面用户界面.22.1标题栏.22.2功能标签.22.2.1系统管理.32.2.2视图管理.32.2.3基础处理.42.2.4影像拼接.42.2.5高级应用.42.2.6三维模型.52.3管理栏.52.4主视图区.62.5状态栏.63快速入门快速入门.73.1新建工程.73.2生成航迹.83.3新建任务.83.4影像拼接.93.5图幅整饰.104PIE-UAVIMAGE用户操作用户操作.124.1视图管理.124.1.1图层管理.124.1.2地图操作.164.1.3显示.174.2基础处理.174.2.1图像预处理.174.2.2基础工具.274.3影像拼接.294.3.1工程管理.304.3.2影像拼接.334.4高级应用.384.4.1区域变化检测.384.4.2图幅整饰.434.5三维模型.454.5.1模型生成.454.5.2模型浏览.46第1页共48页1PIE-UAVImage产品简介1.1产品概述PIE-UAVImage是北京航天宏图信息技术有限责任公司专门针对无人机航空遥感自主研发的一款专业航空影像处理软件,集自动连接点匹配、空中三角测量、正射校正、影像镶嵌匀色于一体,实现全自动影像拼接能力。
它采用并行处理机制,大幅提高了软件运行效率,能很好地适应无人机海量数据的处理要求;可对任何无人飞行器、任何传感器设备获取的航拍影像进行拼接处理,具备数字正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)、三维景观的生产与展示能力;支持基于POS数据和无POS数据的影像快速拼接,在无特征/弱特征区域(如沙漠、绿色植被、水域等)及复杂区域(如海岸线、地形变化剧烈区域等)仍能得到较好的拼接结果。
可广泛用于灾害应急救援、国土资源调查、水资源及环境监测、森林防火、战场评估、数字城市建设等行业领域。
1.2产品能力
(1)具备相机畸变改正能力,可支持多种相机模型;
(2)具备“雾霾去除”能力,调节影像色调、饱和度等信息,提高影像整体质量;(3)具备集影像配准、空中三角测量、正射校正、镶嵌匀色于一体的“一键式黑箱操作”全自动影像拼接能力,无需任何用户交互;(4)具备“多任务批处理操作”能力,实现软件无人值守运行,节约人力成本,提高软件运行效率;(5)具备DEM、DOM产品生产能力;第2页共48页(6)具备三维模型生成及三维景观浏览能力。
2PIE-UAVImage用户界面PIE-UAVImage采用微软Ribbon风格,界面美观大方,具有良好的人机交互机制。
主界面主要由六部分组成:
应用程序按钮、标题栏、功能标签、管理栏、主视图区和状态栏。
图2-1程序主界面2.1标题栏标题栏中注明了本软件的名称:
PIE-UAVImage无人机影像拼接软件。
2.2功能标签功能标签里列出了本软件的所有主要功能。
第3页共48页2.2.1系统管理组组功能功能图标图标系统设置处理流程向导2.2.2视图管理组组功能功能图标图标图层管理加载栅格数据加载矢量数据地图操作选择放大缩小点放大点缩小漫游全图1:
1显示上一视图下一视图显示管理面板预览面板第4页共48页2.2.3基础处理组组功能功能图标图标图像预处理几何校正图像增强图像裁剪畸变改正基础工具点标注距离量算面积量算2.2.4影像拼接组组功能功能图标图标工程管理新建工程打开工程影像拼接生成航线删除航线新建任务影像拼接拼接批处理2.2.5高级应用组组功能功能图标图标第5页共48页组组功能功能图标图标变化检测区域变化检测图幅整饰图幅修整2.2.6三维模型组组功能功能图标图标三维模型模型生成模型浏览2.3管理栏管理栏主要分为图层管理、工程属性和产品管理。
图层管理是对加载到软件中的各图层进行管理,包括图层的加载、删除等操作。
本软件采用树状结构对图层进行管理。
点击图层文件名,按住鼠标左键不放拖动图层,可调整图层在本地图下的叠放次序。
图2-2图层管理工程属性是对建立的影像拼接工程属性进行查看。
第6页共48页图2-3工程属性产品管理是对系统建立的工程任务和生成的产品进行管理。
图2-4产品管理2.4主视图区主视图区的主要功能是显示正在处理的数据、数据处理进度以及处理后的结果。
2.5状态栏状态栏的主要功能是实时显示数据的地理坐标信息。
第7页共48页3快速入门本章将介绍一个简单完整的实例,通过学习这个实例,初级用户就可以轻轻松松的进入PIE-UAVImage无人机影像拼接软件的大门。
高级用户可以跳过本高级用户可以跳过本章。
章。
PIE-UAVImage无人机影像拼接软件安装完成后,我们就可以依照下面的步骤来进行无人机航拍图像的处理工作了。
3.1新建工程软件启动后,点击工具栏【新建工程】按钮,弹出“新建工程对话框”,如下图所示:
图3-1新建工程对话框在对话框相应位置输入参数,点击【确定】,完成工程创建工作。
第8页共48页3.2生成航迹工程创建完成后,点击工具栏【生成航迹】按钮,自动生成航迹线及航迹点,如下图所示:
图3-2航迹点及航迹线界面3.3新建任务航迹生成后,点击工具栏【新建任务】按钮,通过鼠标左键交互操作,建立对应的任务拼接区域,如下图所示:
第9页共48页图3-3任务区域界面3.4影像拼接任务区域建立完成后,点击工具栏【影像拼接】按钮,弹出“拼接任务设置”对话框,选择/输入对应的参数值,点击【确定】按钮,即可进行影像拼接处理。
其示意图如下图所示:
第10页共48页图3-4拼接任务设置对话框图3-5影像自动拼接流程界面3.5图幅整饰影像拼接完成后,若拼接大图中存在坏值区域,则可通过“图幅整饰”功能对拼接大图进行修补。
点击工具栏【图幅整饰】按钮,弹出“数据载入”对话框:
第11页共48页图3-6图幅整饰数据载入对话框输入/选择基准影像与纠正影像,点击【确定】按钮,进入“图幅整饰”界面:
图3-7图幅整饰主界面手工/点击【匹配】按钮自动提取同名点后,点击【整饰】按钮,即可进行图幅整饰处理。
图3-8图幅整饰前拼接大图第12页共48页图3-9图幅整饰后拼接大图4PIE-UAVImage用户操作4.1视图管理视图管理是用户浏览航拍影像界面,包括数据加载、图像放大显示等功能,点击功能标签“视图管理”,进入标签页面。
4.1.1图层管理4.1.1.1加载栅格数据加载栅格数据有以下几种方式:
(1)在“视图管理”标签下的“图层管理”组,单击图标;
(2)在图层管理栏,在当前活动地图上单击鼠标右键,选择“加载栅格数据”;在弹出的“打开”对话框中,选中需要加载的栅格数据,点击“打开”按钮或双击该文件,即可将其加载到视图范围内;第13页共48页图4-1加载栅格数据本软件可以同时打开多个栅格数据,支持shift连续选择和ctrl多选。
图4-1打开栅格数据对话框本软件支持读取的栅格文件类型包括:
GeoTIFF(*.tif、*.tiff)、ENVIIMG、ERDASIMG、ERDASLAN、BMP、JPG、HDF5等。
4.1.1.2加载矢量数据加载矢量数据有以下几种方式:
(1)在“视图管理”标签下的“图层管理”组,单击图标;
(2)在图层管理栏,在当前活动地图上单击鼠标右键,选择“加载矢量数据”;在弹出的“打开”对话框中,选中需要加载的矢量数据,点击“打开”按第14页共48页钮或双击该文件,即可将其加载到视图范围内;本软件可以同时打开多个矢量数据,支持shift连续选择和ctrl多选。
图4-2打开矢量数据对话框本软件支持读取的矢量文件类型包括:
ESRIShape(*.shp)、MAPINFOFile(*.mif、*.tab)等。
4.1.1.3栅格图层右键功能4.1.1.3.1删除图层在图层管理栏,在待删除的栅格图层上单击鼠标右键,选择“删除图层”,即可删除所选图层。
图4-2删除图层第15页共48页4.1.1.3.2缩放到图层范围“缩放到图层”功能主要是将选中的图层在视图中以全图的方式进行显示。
在栅格图层上单击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“缩放到图层”,即可将本图层以全图方式在视图中显示。
4.1.1.3.31:
1显示在图层列表中选中图层,单击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“1:
1显示”,即可将当前图层以1:
1方式进行显示。
4.1.1.3.4重命名图层在图层列表中选中待重命名图层,单击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“重命名图层”,选中的图层即可以重命名。
4.1.1.4矢量图层右键功能4.1.1.4.1删除图层在图层管理栏,在待删除的矢量图层上单击鼠标右键,选择“删除图层”,即可删除所选图层。
图4-3删除图层4.1.1.4.2缩放到图层范围“缩放到图层”功能主要是将选中的图层在视图中以全图的方式进行显示。
在矢量图层上单击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“缩放到图层”,即可将本图层以全图方式在视图中显示。
第16页共48页4.1.1.4.3重命名图层在图层列表中选中待重命名图层,单击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“重命名图层”,选中的图层即可以重命名。
4.1.2地图操作地图操作组集中了栅格、矢量数据浏览的常用工具,主要工具如下图所示:
图4-3地图操作功能表4-1地图操作工具地图浏览选择选择图元拉框放大单击以当前视图鼠标中心为基准进行放大操作或通过拉框放大选中区域拉框缩小单击以当前视图鼠标中心为基准进行缩小操作或通过拉框缩小选中区域点放大单击以当前视图鼠标中心为基准进行放大操作点缩小单击以当前视图鼠标中心为基准进行缩小操作漫游在视图中平移当前图层全图显示当前数据层的所有图层1:
1显示按当前影像的实际分辨率进行显示上一视图返回前一步操作状态下一视图进入后一步操作状态第17页共48页4.1.3显示在“视图管理”标签下的“显示”组,通过勾选“管理面板”和“预览面板”的复选框,来设置“管理面板”和“预览面板”的显示与退出,界面如下所示:
图4-4显示控制面板4.2基础处理基础处理标签包括航拍图像处理基本工具,点击功能标签“基础处理”,进入标签页面。
4.2.1图像预处理图像预处理包括:
几何校正、图像增强、图像裁剪、畸变改正等操作。
4.2.1.1几何校正使用几何校正选项可以对图像进行地理坐标定位,或根据基底图像的几何坐标对其他图像进行纠正。
地面控制点可以交互式地在待匹配图像和基准图像的显示窗口中选取。
(1)在“基础处理”标签下的“图像预处理”组,单击图标,打开“数据载入”对话框,如图所示:
第18页共48页图4-4“数据载入”对话框参数说明:
记录:
显示在系统中已加载的数据。
基准影像:
添加基准影像;纠正影像:
添加待匹配影像;注:
影像注:
影像可通过在记录栏中双击加载,也可通过文件打开方式加载。
可通过在记录栏中双击加载,也可通过文件打开方式加载。
所有参数设置完毕后,点击“确定”后,弹出“几何纠正”界面:
第19页共48页图4-5几何纠正界面
(2)选择控制点本软件提供了手动选取控制点和自动选取控制点两种控制点选取方式。
手动选取控制点:
分别在待匹配影像和基准影像的工具栏中单击按钮,将十字丝的中心对准视图中的相应位置,然后点击“增加点”按钮即可向视图中增加一对控制点。
自动选取控制点:
软件提供仿射不变量特征匹配法,点击“匹配”按钮,提取的特征点会自动加载在视图中并显示。
控制点相关操作:
删除点:
在控制点列表中选中待删除的控制点对,点击“删除点”按钮,即可删除该对控制点;更新点:
在控制点列表中选中待更新的控制点对,在视图中调整控制点的位置;调整完毕后点击“更新点”按钮,即更新该对控制点;预测点:
在待配准影像上选取一个控制点,点击“预测点”功能,在基准影像上便会显示预测的与之对应的控制点的位置;同理,在基准影像上选取一个控制点,点击“预测点”功能,在待配准影像上便会显示预测的与之对应的控制点的位置;在该功能需要至少选取三对控制点后才能使用;删除超标点:
设置误差范围后,点击“确定”按钮,即可将超出误差范围的控制点删除,并重新计算误差;第20页共48页图4-5删超标点界面导入:
导入外部的控制点文件;导出:
将控制点列表中的控制点导出到外部文件中。
视图相关操作:
放大:
点击视图工具栏上的图标,即可对视图中的图像进行放大操作;缩小:
点击视图工具栏上的图标,即可对视图中的图像进行缩小操作;漫游:
点击视图工具栏上的图标,即可对视图中的图像进行漫游操作;全图:
点击视图工具栏上的图标,即可在视图中全图显示图像;1:
1显示:
点击视图工具栏上的图标,即可在视图中1:
1显示图像;删除:
点击视图工具栏上的图标,即可删除视图中的图像;左联动:
选中“左联动”前的复选框时,在待配准图像中单击鼠标左键,基准图像中鼠标中心会自动定位到相应的位置。
右联动:
选中“右联动”前的复选框时,在基准图像中单击鼠标左键,待配准图像中鼠标中心会自动定位到相应的位置;第21页共48页图4-6控制点自动提取界面(3)设置参数,进行几何纠正控制点选取完毕后,点击“纠正”按钮,设置纠正模型、重采样方式、重采样精度等参数,点击“确定”按钮,即可进行几何纠正。
图4-7几何纠正参数设置界面第22页共48页几何纠正参数设定:
纠正模型:
纠正模型分为三角网微分模型和多项式模型。
三角网微分模型适合于GCP点分布不规则的情况。
重采样方法:
提供最近邻点插值、双向线性插值和三次卷积插值三种重采样方法。
重采样精度:
设置重采样间距,即输出结果的空间分辨率。
其他参数:
多项式次数:
目前仅支持1次和2次(当纠正模型设置为三角网微分模型时不需要设置此参数)数据类型:
支持字节型、无符号整型、整型和浮点型数据类型。
当数据类型不需要更改时,选择原数据类型。
纠正文件:
选择纠正后保存影像的路径和名称。
4.2.1.2图像增强在“基础处理”标签下的“图像预处理”组,单击图标,打开“噪声去除”对话框,如图所示:
第23页共48页图4-8图像增强参数说明:
参数设定:
设置阈值,取值范围为0-1。
源影像:
添加待增强处理的影像路径。
目标影像:
设置增强处理后的影像存储路径。
预览:
通过勾选预览,可在影像预览显示区查看增强处理后效果。
上一张:
查看上一张影像效果。
下一张:
查看下一张影像效果。
处理:
开始对源影像进行增强处理。
取消:
取消对源影像进行增强处理。
第24页共48页(a)原始影像(b)图像增强图4-9图像增强4.2.1.3图像裁剪图像裁剪的目的是去除研究以外的区域。
在“基础处理”标签下的“图像预处理”组,单击图标,打开“裁剪与分幅输出”参数设置对话框,如下图所示:
图4-10裁剪与分幅输出对话框第25页共48页参数说明:
裁剪影像与范围设置:
选择影像:
从下拉列表中选择待裁剪的影像。
左上角X坐标:
输入裁剪区域的左上角X坐标。
左上角Y坐标:
输入裁剪区域的左上角Y坐标。
右下角X坐标:
输入裁剪区域的右下角X坐标。
右下角Y坐标:
输入裁剪区域的右下角Y坐标。
拉框选取:
用鼠标左键在视图显示区拉框,选择裁剪区域。
输出图像分辨率:
设置裁剪后影像的图像分辨率。
输出位置:
设置裁剪后影像的路径。
输出为KML:
瓦片大小:
设置瓦片大小。
瓦片重叠比例:
设置瓦片重叠比例,范围为0-1。
瓦片图片格式:
设置瓦片图片格式。
压缩为KMZ:
勾选可输出为KMZ。
是否进行标准图幅分幅:
图幅比例尺:
设置图幅比例尺。
图幅命名标准:
选择图幅命名标准。
横向外扩:
设置横向外扩范围。
纵向外扩:
设置纵向外扩范围。
注:
进行图像裁剪之前,需要先加载影像数据。
注:
进行图像裁剪之前,需要先加载影像数据。
第26页共48页4.2.1.4畸变改正在“基础处理”标签下的“图像预处理”组,单击图标,打开“相机畸变差改正”参数设置对话框,如下图所示:
图4-11相机畸变差改正对话框参数说明:
输入信息:
影像路径:
设置待处理的影像路径。
畸变参数信息:
输入像元大小、相机焦距、像主点X坐标、像主点Y坐标、畸变参数K1、K2、K3、P1、P2、B1、B2等参数。
输出信息:
影像路径:
设置处理后的影像输出路径。
处理进度:
显示当前处理进度。
第27页共48页4.2.2基础工具基础工具栏主要提供了一些基本的量算工具。
4.2.2.1点标注在“基础处理”标签下的“基础工具”组,单击图标,在视图显示区点选感兴趣点,显示感兴趣点的坐标信息,如下图所示:
图4-12点标注4.2.2.2距离量算在“基础处理”标签下的“基础工具”组,单击图标,在视图显示区点选感兴趣区间,显示感兴趣区点之间的距离和总距离,如下图所示:
第28页共48页图4-13距离量算4.2.2.3面积量算在“基础处理”标签下的“基础工具”组,单击图标,在视图显示区点选感兴趣区域,显示感兴趣区域的面积,如下图所示:
第29页共48页图4-14面积量算4.3影像拼接影像拼接主要包括航线生成、拼接任务建立、一体化拼接流程(特征提取与匹配、空中三角测量、DEM提取、正射校正等)。
处理流程见下图。
图4-15影像拼接处理流程影像预处理新建工程生成航线新建任务影像拼接第30页共48页4.3.1工程管理影像拼接功能标签是对航拍图像进行快速拼接处理的模块。
4.3.1.1新建工程在“影像拼接”标签下的“工程管理”组,单击图标,打开“新建工程”对话框,如图所示:
图4-16新建工程对话框参数说明:
工程属性:
工程名称:
输入将要进行处理的工程名称。
存储路径:
选择工程相关文件的保存路径。
相片导入:
第31页共48页影像数据:
选择工程的航拍数据文件夹,支持JPG格式。
POS数据:
选择工程的POS数据文件。
POS数据支持XLS和TXT格式。
数据内容按顺序依次为序号(须连续)、纬度、经度、相对航高、横滚角、俯仰角、航向角和GPS高度。
注:
注:
Txt格式文件最后一行不能有回车键格式文件最后一行不能有回车键。
Excel格式文件格式文件sheet名称必须名称必须为默认的“为默认的“Sheet1”,不能修改。
”,不能修改。
相机内参数:
相机类型:
选择航拍时使用的相机型号。
焦距:
设置航拍使用的相机镜头的焦距。
CCD尺寸:
设置航拍时使用相机的CCD长边尺寸。
注:
相机类型、焦距在一般情况下自动从影像数据中自动获取。
注:
相机类型、焦距在一般情况下自动从影像数据中自动获取。
在对话框相应位置输入工程相应的参数信息,点击“确定”,即完成工程创建工作。
在“管理面板”中选择工程属性,即可查看已创建工程的属性,如下如所示:
第32页共48页图4-17工程属性对话框4.3.1.2打开工程在“影像拼接”标签下的“工程管理”组,单击图标,打开“打开工程”对话框,如图所示:
第33页共48页默认系统路径下工程:
显示系统路径下的所有工程文件。
从其他路径打开:
从其他路径选择要打开的工程文件。
选择要打开的工程后,点击“打开”即可。
4.3.2影像拼接4.3.2.1生成航线工程创建完成后,在“影像拼接”标签下的“影像拼接”组,单击图标,在主视图中自动绘制航迹线及航迹点,如下图所示:
第34页共48页图4-18航迹点及航迹线界面4.3.2.2删除航线在“影像拼接”标签下的“影像拼接”组,单击图标,即可删除主窗口中已生成的航迹线及航迹点。
4.3.2.3新建任务航线生成后,在“影像拼接”标签下的“影像拼接”组,单击图标,通过鼠标左键交互操作,建立对应的任务拼接区域,如下图所示:
第35页共48页图4-19任务区域界面4.3.2.4影像拼接任务区域建立完成后,在“影像拼接”标签下的“影像拼接”组,单击图标,弹出“拼接任务设置”对话框,如下图所示:
图4-20拼接任务设置对话框参数说明:
第36页共48页任务保存:
任务名称:
输入新建任务的名称。
任务路径:
任务生成结果图像的保存路径。
分组数:
新建任务是建立的航区。
关键点查找:
原始数据采样率:
生成任务数据时的采样率,支持原始数据大小、二倍采样率、三倍采样率、四倍采样率四种选择。
DEM与DOM输出:
DEM输出格式:
支持ENVI、ErdasImagine、TIFF/GeoTIFF三种格式输出;Mesh重建分辨率:
设置Mesh重建分辨率。
DEM格网间隔:
设置DEM格网间隔。
网格过滤阈值:
设置网格过滤阈值。
DOM输出格式:
支持ENVI、ErdasImagine、TIFF/GeoTIFF三种格式输出;选择/输入对应的参数值后,点击“确定”按钮,即可进行影像拼接处理,弹出处理进度对话框。
第37页共48页图4-21影像自动拼接流程界面4.3.2.5拼接批处理在“影像拼接”标签下的“影像拼接”组,单击图标,弹出“拼接任务批处理”对话框,如下图所示:
图4-22拼接批处理对话框参数说明:
第38页共48页添加任务:
添加多个影像拼接任务。
拼接任务列表:
显示添加的多个影像拼接任务。
继续上次拼接任务:
通过勾选,可以继续上次中断的拼接任务。
设置完毕后,点击“确定”按钮,即可进行影像拼接批处理。
4.4高级应用4.4.1区域变化检测在“高级应用”标签下的“变化检测”组,单击图标,弹出“变化检测流程向导”对话框,如下图所示:
图4-23变化检测流程向导左侧为变化检测流程列表,点击相应的步骤,在右侧视图会出现对应的参数设置选项。
(1)数据导入第39页共48页图4-24数据导入参数说明:
数据类型:
选择数据类型。
前期图像:
加载变化检测的前期图像。
后期图像:
加载变化检测的后期图像。
波段:
选择波段。
检测区域设置:
设置检测区域。
默认设置为整幅图像。
(2)算法选择第40页共48页图4-25算法选择选择变化检测算法。
目前支持直接比较法、分类后比较法、多光谱比较法。
(3)参数设置图4-26参数设置模板大小:
设置模板大小,范围为5-50。
变化阈值:
设置阈值大小,范围为0-100.第41页共48页预览图:
勾选预览图,弹出预览图对话框,可查看前期图像和后期图像。
鹰眼图:
在鹰眼图选择预览区域。
(4)结果筛选图4-27结果筛选对变化检测结果,从面积、长宽比、矩形度、不对称性、坐标等方面,设置筛选条件。
也可勾选“跳过”,直接进入下一步。
(5)数据导出设置变化检测结果存储路径。
第42页共48页图4-28数据导出(a)前期TM影像(b)后期TM影像第43页共48页(c)后期影像与变化检测结果矢量叠加效果图4-29两期影像区域变化检测效果图4.4.2图幅整饰影像拼接完成后,若拼接大图中存在坏值区域,可通过“图幅整饰”功能对拼接大图进行修补。
在“高级应用”标签下的“图幅整饰”组,单击图标,弹出“数据载入”对话框:
第44页共48页图4-30图幅整饰数据载入对话框记录:
显示在系统中已加载的数据。
基准影像:
添加生成的拼接影像
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