Pix4Dmapper là phần mềm xử lý hình ảnh dựa trên việc tự động tìm ra hàng nghìn điểm chung giữa các hình ảnh. Mỗi điểm đặc trưng được tìm thấy trong một hình ảnh được gọi là một điểm chính. Khi 2 keypoint trên 2 hình ảnh khác nhau được tìm thấy giống nhau thì chúng là keypoint khớp nhau . Mỗi nhóm các điểm chính được kết hợp chính xác sẽ tạo ra một điểm 3D. Khi có sự chồng chéo cao giữa 2 hình ảnh, khu vực chung được chụp sẽ lớn hơn và nhiều điểm chính có thể được khớp với nhau. Càng có nhiều điểm chính, càng có thể tính toán chính xác các điểm 3D. Do đó, quy tắc chính là duy trì độ chồng chéo cao giữa các hình ảnh .
Vì kế hoạch thu nhận hình ảnh có tác động lớn đến chất lượng của kết quả, điều quan trọng là phải thiết kế nó một cách cẩn thận.
Kế hoạch thu nhận hình ảnh lý tưởng
Kế hoạch thu nhận hình ảnh lý tưởng phụ thuộc vào loại địa hình / đối tượng được tái tạo:
- Trường hợp chung : Đối với các dự án không bao gồm rừng, tuyết, hồ, cánh đồng nông nghiệp và / hoặc các địa hình khó tái tạo khác.
- Rừng và thảm thực vật rậm rạp : Đối với dự án có diện tích rừng hoặc thảm thực vật rậm rạp bao phủ.
- Địa hình bằng phẳng có ruộng : Đối với địa hình bằng phẳng có nội dung trực quan đồng nhất như ruộng nông nghiệp.
- Tái tạo tòa nhà : Để tạo mô hình 3D của các tòa nhà.
- Trường hợp đặc biệt : Đối với tuyết, cát và bề mặt nước (đại dương, hồ, sông, v.v.).
- Lập bản đồ hành lang : Dành cho các dự án có khu vực tuyến tính quan tâm (đường, sông, v.v.).
- Nhiều chuyến bay : Dành cho các dự án có hình ảnh được chụp bằng nhiều chuyến bay.
- Tái thiết thành phố (mặt tiền có thể nhìn thấy) : Để lập mô hình 3D các khu vực đô thị.
- Tái tạo nội thất 3D : Để tạo mô hình 3D cho nội thất của các tòa nhà.
- Tái tạo hỗn hợp : Dành cho các bộ dữ liệu kết hợp (nội thất / ngoại thất và / hoặc trên không / trên mặt đất và / hoặc nadir / xiên).
- Tái tạo các đối tượng dọc lớn : Đối với các đối tượng mô hình 3D cao và mảnh mai.
- Tái tạo đường hầm : Để tạo mô hình 3D của đường hầm.
- Nhiệt : Đối với các tập dữ liệu có được bằng camera cuối.
- Đối tượng nhỏ : Để mô hình hóa 3D các đối tượng nhỏ.
Độ chồng chéo được đề xuất cho hầu hết các trường hợp là độ chồng chéo phía trước ít nhất 75% (đối với hướng bay) và độ chồng chéo bên ít nhất 60% (giữa các đường bay). Bạn nên chụp những hình ảnh có dạng lưới thông thường (Hình 1). Máy ảnh nên được duy trì ở độ cao không đổi so với địa hình / vật thể để đảm bảo GSD mong muốn.
 |
| Hình 1. Kế hoạch Thu nhận Hình ảnh Lý tưởng - Trường hợp chung. |
Cây cối và thảm thực vật dày đặc thường có vẻ ngoài rất khác biệt giữa các hình ảnh chồng lên nhau do hình học phức tạp của chúng (hàng nghìn cành và lá). Do đó, rất khó để trích xuất các điểm đặc trưng chung (các điểm chính) giữa các ảnh. Để đạt được kết quả tốt, bạn nên sử dụng kế hoạch thu nhận hình ảnh lưới giống như kế hoạch được mô tả trong phần Trường hợp chung bằng cách áp dụng các thay đổi sau:
- Tăng độ chồng chéo giữa các hình ảnh lên ít nhất 85% chồng chéo phía trước và ít nhất 70% chồng chéo bên.
- Tăng độ cao khi bay : Ở độ cao cao hơn, ít bị biến dạng phối cảnh hơn (do đó ít gây ra các vấn đề về ngoại hình hơn) và thảm thực vật rậm rạp có đặc tính thị giác tốt hơn. Nói cách khác, dễ dàng phát hiện sự tương đồng trực quan giữa các hình ảnh chồng lên nhau trong các khu vực như vậy. Chiều cao bay kết hợp với độ phân giải pixel hình ảnh và tiêu cự xác định Khoảng cách lấy mẫu mặt đất (độ phân giải không gian) của hình ảnh. Kết quả tốt nhất thu được với GSD cao hơn 10cm / pixel .
Để biết thêm thông tin về cách cải thiện kết quả của các khu vực có thảm thực vật dày đặc, hãy chọn các phương án xử lý chính xác: Làm thế nào để cải thiện kết quả của các khu vực có thảm thực vật dày đặc? .
Địa hình bằng phẳng với các cánh đồng nông nghiệp
Trong trường hợp địa hình bằng phẳng với nội dung trực quan đồng nhất như cánh đồng nông nghiệp, rất khó để rút ra các điểm đặc trưng chung (điểm chính) giữa các hình ảnh. Để đạt được kết quả tốt, bạn nên sử dụng kế hoạch thu nhận hình ảnh lưới giống như kế hoạch được mô tả trong phần Trường hợp chung bằng cách áp dụng các thay đổi sau:
- Tăng độ chồng chéo giữa các hình ảnh lên ít nhất 85% chồng chéo phía trước và ít nhất 70% chồng chéo bên.
- Bay cao hơn . Trong hầu hết các trường hợp, bay cao hơn sẽ cải thiện kết quả.
- Có vị trí địa lý hình ảnh chính xác và sử dụng mẫu Nông nghiệp . Để biết thêm thông tin về mẫu Nông nghiệp (Ag) : Các tùy chọn chế biến Mẫu mặc định .
Việc tái tạo các tòa nhà 3D yêu cầu một kế hoạch thu nhận hình ảnh cụ thể (Hình 2):
- Định hướng cao độ của máy ảnh sao cho phần lớn khung hình ảnh được lấp đầy bởi đối tượng mà bạn muốn tái tạo và các đối tượng mà bạn không muốn tái tạo bao gồm phần nhỏ của khung ảnh. Không có góc quay máy ảnh hoàn hảo nào có thể áp dụng cho tất cả các nhiệm vụ.
- Bay lần thứ hai và thứ ba quanh tòa nhà, tăng chiều cao bay và giảm góc máy ảnh với mỗi vòng.
- Bạn nên chụp một ảnh cứ sau 5-10 độ để đảm bảo đủ độ chồng chéo, tùy thuộc vào kích thước của đối tượng và khoảng cách tới nó.
 |
| Hình 2. Kế hoạch Thu nhận Hình ảnh Lý tưởng - Tòa nhà. |
Phần này trình bày một số gợi ý cho các địa hình khó lập bản đồ như địa hình có tuyết, cát, hồ, v.v.
Tuyết và cát có ít nội dung trực quan do diện tích lớn đồng đều. Vì thế:
- Sử dụng chồng chéo cao: Ít nhất 85% chồng chéo phía trước và ít nhất 70% chồng chéo bên .
- Đặt cài đặt độ phơi sáng phù hợp để có được độ tương phản nhiều nhất có thể trong mỗi hình ảnh.
Mặt nước hầu như không có nội dung trực quan do diện tích đồng đều lớn. Không thể sử dụng phản xạ mặt trời trên mặt nước và sóng để đối sánh hình ảnh.
- Các đại dương là không thể tái tạo.
- Để tái tạo các bề mặt nước khác như sông hoặc hồ , mỗi hình ảnh cần có các đặc điểm đất liền. Bay cao hơn có thể giúp bao gồm nhiều đối tượng địa lý hơn.
Lập bản đồ một hành lang như đường sắt, đường bộ hoặc sông cần ít nhất hai đường bay (Hình 3). GCP không bắt buộc nhưng được khuyến nghị để cải thiện độ chính xác của việc xây dựng lại. Để biết thêm thông tin về số lượng và sự phân bố của các GCP trong lập bản đồ hành lang: Số lượng và sự phân bố của các điểm kiểm soát mặt đất (GCP) trong lập bản đồ hành lang .
Đối với đường đôi, bạn nên sử dụng ít nhất 85% chồng chéo phía trước và ít nhất 60% chồng chéo bên.
Có thể sử dụng ảnh nadir hoặc ảnh xiên. Đối với địa hình bằng phẳng, nên sử dụng ảnh nadir.
 |
| Hình 3. Kế hoạch thu thập hình ảnh đường đôi để lập bản đồ hành lang. |
Nếu không thể thực hiện được kế hoạch thu nhận hình ảnh đường đôi, có thể sử dụng kế hoạch thu nhận hình ảnh đường đơn nếu (Hình 4):
- Chồng chéo đủ cao : Ít nhất 85% chồng chéo phía trước.
- Các điểm kiểm soát mặt đất (GCP) được xác định dọc theo đường bay theo hình zic zắc.
 |
| Hình 4. Chuyến bay đường đơn KHÔNG ĐƯỢC KHUYẾN CÁO. |
Pix4Dmapper có thể xử lý hình ảnh được chụp từ nhiều chuyến bay. Khi thiết kế các kế hoạch thu nhận hình ảnh khác nhau, hãy đảm bảo rằng:
- Mỗi kế hoạch chụp các hình ảnh với đủ chồng chéo.
- Có đủ sự chồng chéo giữa 2 kế hoạch thu nhận hình ảnh (Hình 5).
- Các kế hoạch khác nhau được thực hiện càng nhiều càng tốt trong cùng điều kiện (hướng mặt trời, điều kiện thời tiết, không có tòa nhà mới, v.v.).
 |  |
| Đủ chồng chéo giữa 2 chuyến bay | Không đủ chồng chéo giữa 2 chuyến bay |
| Hình 5. Chồng chéo giữa 2 chuyến bay. | |
Tái thiết thành phố (mặt tiền có thể nhìn thấy)
Việc tái tạo 3D các khu vực đô thị yêu cầu một kế hoạch thu thập hình ảnh lưới kép để tất cả các mặt tiền của các tòa nhà (bắc, tây, nam, đông) đều có thể nhìn thấy trên hình ảnh. Sự chồng chéo phải giống như trong Trường hợp chung .
 |
| Hình 7. Kế hoạch thu nhận hình ảnh lưới kép. |
Để có thể nhìn thấy các mặt tiền, hình ảnh nên được chụp với một góc từ 10º đến 35º (0 ° - máy ảnh đang nhìn xuống). Nếu cần nhiều chi tiết, ảnh trên không và trên mặt đất nên được kết hợp.
Đối với việc tái tạo nội thất, bạn nên sử dụng hình ảnh trên mặt đất. Độ chồng chéo cao là cần thiết (90%). Do đó, bạn nên sử dụng máy ảnh ống kính mắt cá.
Điểm Tie thủ công cải thiện việc tái tạo và giúp điều chỉnh mô hình một cách chính xác. Để biết thêm thông tin: hội thảo trên web .
Có thể kết hợp nội thất / ngoại thất và / hoặc trên không / trên cạn và / hoặc nadir / xiên. Mọi sự kết hợp đều có thể.
Các hình ảnh phải có đủ chồng chéo trong mỗi tập dữ liệu và giữa các tập dữ liệu. Đối với những trường hợp như vậy, chúng tôi đặc biệt khuyên bạn nên sử dụng GCP hoặc Điểm ràng buộc thủ công để điều chỉnh đúng các bộ hình ảnh khác nhau. Để biết thêm thông tin: hội thảo trên web .
Việc tái tạo 3D các vật thể cao và mảnh mai đòi hỏi một kế hoạch thu nhận hình ảnh cụ thể (Hình 8):
- Bay sát cấu trúc.
- Quay nhiều lần xung quanh cấu trúc ở một số độ cao.
- Hình ảnh nên được chụp với độ chồng chéo cao: 90% độ chồng chéo giữa các ảnh được chụp ở cùng độ cao và 60% độ chồng chéo giữa các ảnh được chụp ở độ cao khác nhau.
- Tất cả mọi thứ trong khung ảnh phải được lấy nét, bao gồm các đối tượng trong nền nằm ngoài khu vực dự án.
- Có định vị địa lý hình ảnh được khuyến khích.
 Tháp điện |  Tháp điện được tái tạo trong rayCloud |
| Hình 8. Kế hoạch thu nhận hình ảnh - Tháp điện. | |
Pix4Dmapper có thể tái tạo lại các đường hầm. Thách thức lớn nhất đối với việc tái thiết đường hầm là điều kiện ánh sáng. Nếu ánh sáng tốt với ánh sáng tự nhiên (nếu đường hầm không quá dài) hoặc với ánh sáng nhân tạo, thì việc tái thiết có thể rất tốt.
Trong trường hợp đường hầm rất tối, bạn nên sử dụng chân máy.
|
Hình 9. Các điểm Tie tự động của một đường hầm. |
Để tái tạo tốt hơn cảnh đã chụp trong một dự án nhiệt, cần tuân thủ một số khuyến nghị trong quá trình thu thập hình ảnh:
- Có độ chồng chéo rất cao: 90% hình ảnh mặt trước và mặt bên .
- Những hình ảnh đã được chụp tại một độ phân giải của ít nhất 640x480 .
- Hình ảnh không bị nhòe do chuyển động . Tốc độ bay tăng có thể gây ra hình ảnh bị mờ.
- Nguồn: https://support.pix4d.com/hc/en-us/articles/202557459-Step-1-Before-Starting-a-Project-1-Designing-the-Image-Acquisition-Plan-a-Selecting-the-Image-Acquisition-Plan-Type