谁能使用地面控制点?

使用地面控制点制作三维模型,需要专业的测量知识。

在某些国家和地区,无人机的飞行、测绘均需要相应的许可,请用户遵守当地法律法规。

目前,此功能只提供给个别受邀请的用户进行测试。大陆地区有兴趣获邀测试的用户,需进行实名认证,请将测绘资质的证书(可选),公司的工商注册信息或营业执照,是否有联系人的身份证邮箱电话等,电邮至:support@altizure.com

谢谢

网页操作流程

  1. 建立项目时,请选择「地面控制点(GCP)」
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  2. 按照以往建立项目的步骤,上传照片

  3. 系统会先将相机重建(SFM)运行完,然后停下,等待用户完成添加地面控制点的步骤

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4. 请按下图指示,“第一步:检查相机重建(SFM)的结果”,确认没有严重的错误后,再进行第二步。否则,即使添加地面控制点(GCP),也没任何作用。
5. 请按下图指示,“第二步:在输入的图像中标示GCP”,打开GCP编辑器。
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  1. 如果是首次添加地面控制点(GCP),这时只能看见相机的位置和一个初步模型。选择左上方面板中的“导入数据”。

  2. 导入的格式有两种。第一种用于首次导入,文件只需要有真实世界的座标。请自行使用任何的文件编辑器(例如notepad,wordpad等),按格式要求准备好,然后导入。第二种是此编辑器导出的格式,此文件保存编辑器导出时的状态,包含了输入的控制点和它们在照片上标示过的位置,好让用户继续标示余下的控制点或进行修改。
    pop-tra.png

  3. 导入后,在操作板会看见输入的控制点。每个控制点都会有一个准星图标,点击图标,就可以粗略地在模型上标示GCP了。
    faq_gcp-4-1-new123.png

  4. 在模型上标示最少三个控制点后,就可以按“点位预测”,系统会根据已经标识的3个或3个以上的控制点,估算出其他控制点在模型上的大致位置( **注意:此时,自己粗略标识和系统估算出的这两类控制点在模型上的位置,不是最终系统采用的,它们只用作提醒用户控制点的大概位置。 **)。

控制点

控制点2

  1. 选择您想标示的控制点,屏幕下方会显示无人机在这个控制点附近拍摄的所有照片。

控制点3

控制点4

  1. 点击任何一张照片,放大照片,在照片中把控制点更精确地标示出来,位置越精确越好。所以,当初在测量控制点时,需拍摄一些有关控制点位置的照片,包括控制点附近的标志物,这样能更精确地在正射图上标识位置。标识完后,按“保存”确认。一般每个控制点需要标示5-7张照片。

控制点5

控制点6

控制点7

  1. 在标示的页面上,会看见一个眼睛的按钮,点击按钮会显示或关闭系统估算出来的位置,此为绿色准星表示,可作为参考。 **用户标识的红色准星的位置,是最终输入系统的位置。 **

控制点8

  1. 用户可自行选择一些控制点作为校验点,以评估控制点校准的运算。 **校验点本身不会参与校准的运算,但亦需要标示5-7张照片。请不要选择在模型边缘的控制点作为较准点。**当控制点校准完成后,我们的系统会运算出校验点的位置,然后跟他们测量的实际位置作比较,作为评估。( **注意:请确保减去校验点后有最少三个控制点,用作控制点校准的输入。 **)

控制点9

  1. 完成标示后,建议在操作板点选“导出数据”,保存标示控制点的成果,待日后有需要时再导入进行修改。
  2. 关闭GCP编辑器页面,点击“初步校准”开始校准。

控制点10

  1. 初步校准后,请仔细阅读初步校准报告,判断校准结果是否可以接受。否则,请再次点击“打开控制点编辑器”并检查输入的控制点坐标、选择的图像是否正确,然后再次点击“初步校准”以重新进行校准,直至满意。

控制点11

  1. 若报告结果满意,请点击“完整优化”,并按“前往下一步”完成余下的操作。

控制点12

注意事项

  1. 选取控制点时,要足够醒目,需要能在航拍图片上看得到。
  2. 每个GCP标示5-7张照片,而每张照片上,GCP所处的位置,最好在靠近照片中心点的位置。标示的位置大致如下图所示:

控制点13

  1. 为了能更好地确定控制点坐标的三维位置,我们建议用户选择从不同角度拍摄的照片,在上面标示位置。

什么是GCP初步校准报告,及如何读GCP 初步校准报告

GCP 初步校准报告听起来很复杂,但其实很简单。我们可以将三维重建过程想象成,将所有照片都对应到他们在三维模型上的某个位置。所以,在相机重建(SFM)过程中,机器会推测出每个照片的位置。但这只是初步预测,机器并非百分百确定。不过,通过在重建过程中加入地面控制点GCP,机器就相当于有了一个参照物。基于这些控制点,机器可以轻微调整之前初步预测的照片位置。

当用户按要求在航拍照片中,标示完所有控制点位置,并启动初步校准后,我们的软件会尝试将这些控制点,对应到SFM结果中,但同时又不会大幅度改变每个照片的位置。之后,软件会基于用户所标示的控制点,生成一份初步校准报告,告诉用户之前SFM结果可能产生的偏差。

有些用户可能会问,既然不改变照片的位置,那么初步校准的目的到底是什么?它的主要目的是,帮助用户发现其在照片上标示的控制点位置是否足够准确,防止用户在标示控制点时,标错位置或标示得不一致。这样,用户就可以发现错误,并及时修正。

初步报告上的精度评定由以下四个参数构成:

  • Space Error: 通过用户在图像上标的控制点的二维坐标重建出来的三维坐标与实际这个控制点的绝对三维坐标的距离,单位是米。
  • **Reprojection Error: ** 通过用户在图像上标的控制点的二维坐标重建出来的三维坐标重新投影回各个图像后,与各图像上用户标的控制点的二维坐标的距离,单位是像素
  • Ground Error: 通过用户在图像上标的控制点的二维坐标重建出来的三维坐标与实际这个控制点的绝对三维坐标,在都投影到地球表面后的距离,单位是米。
  • **Height Error: ** 通过用户在图像上标的控制点的二维坐标重建出来的三维坐标与实际这个控制点的绝对三维坐标,在高度上的距离,单位是米。

以下是一份正常无误的GCP初步校准报告:

控制点13

GCP 初步校准报告中,一些error高的可能原因:

  • Height Error 很高:
  1. 用户没有在控制点的倾斜角度的照片中,标示控制点位置。
  2. 用户可能一开始,就导入了错误的 GCP 坐标。
  3. 用户在该控制点的不同照片上,标示的控制点位置,并非都一致。
  4. 用户在照片中标示的控制点位置与实际测量地点不同。
  5. 控制点在重建模型边缘,三维重建系统误差的累积,可能导致高程误差增加。
  • Ground Error 很高:
  1. 用户在照片中点的点的位置与实际测量地点不同。
  2. 用户在该控制点的不同照片上,标示的控制点位置,并非都一致。
  • Reprojection Error 很高:
    用户在该控制点的不同照片上,标示的控制点位置,并非都一致。

  • Ground Error 小,但 Height Error 很高:
    用户导入的GCP坐标,XY坐标反转了。

如果用户无法找出GCP报告出错的原因,请使用项目页面中的 报告问题,将问题提交给我们。我们的技术团队会帮助进行测试的。

一些错误示例及解决方法#

1.报告结果:

报告结果1

报告结果2

错误表现:所有点的 Reprojection Error 都有问题但其中一个点(如点pointt)相对其他点的错误较小,且该点的 Ground Error 相对其他点较大

可能原因:该点(点pointt)所有图片都点错,比如该点本来应该指向建筑左侧的GCP,但所有的图中均选择的建筑右侧的GCP

修改建议:重新检查该点的所有图片

2.报告结果:
报告结果1
错误表现:只有一个点的 Reprojection Error 超出上限,其他正常

可能原因:该点选择的图片没有覆盖全部角度或者该点选择的图片中有部分点错,如该点其他图片均选择的道路右侧,而有一张图片选择的道路左侧

修改建议:仔细检查该点的所有图片中系统预测的点位与预期点位是否相同,差别较大的增加进校准图片,同时删除掉相似度过高的图片中的点位(相似度过高的图片不能增加精度)。如果多次修改均不能有效改善,建议将该点重做,即取消全部选择图片之后再次选择。

初步校准与完整优化的区别

初步校准 中,程序不会真正对相机位置进行改动,而是通过输入的坐标和选择的图片对最终结果进行“假设”和“试验”,通过反馈的初步校准报告,用户可以知道GCP的大致效果。这一过程运行时间较短,
通常不超过10分钟。

而用户如果点击 完整优化 ,那么程序就会基于用户标示的GCP位置,对相机位置进行真正的调整。这一过程通常耗时较长,因此建议用户确认初步校准没有问题后再进行完整优化。

下面是一份GCP完整校准报告

GCP报告