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无人机（UAV）遥感是航空遥感的一种重要方式，并且日益成为一项空间数据获取的重要手段，其具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、机动灵活等优点，是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充。近年来，无人机在军事和民用方面都得到了快速的发展，引起了诸多科研单位的重视，无人机遥感成为发展的一种趋势。
但是，由于无人机飞行环境的复杂性以及飞行的不稳定性，导致无人机数据的POS信息不够精确、数据量大等特点，所以处理无人机数据成为亟待解决的问题。
利用LPS软件来处理无人机数据，得到正射校正镶嵌结果，为无人机数据处理提供了新的解决方案，满足了无人机在测绘方面以及灾害应急快速处理方面的需要。
LPS（Leica Photogrammetry Suite)是徕卡公司推出的数字摄影测量及遥感处理软件系列。LPS为影像处理及摄影测量提供了高精度及高效能的生产工具。它可以处理各种航天（最常用的卫星影像包括QuickBird/ALOS/GeoEye/SPOT5等等）及航空（扫描航片、ADS40数字影像）的各类传感器影像定向及空三加密，处理各种数字影像格式，黑/白、彩色、多光谱及高光谱等各类数字影像。LPS的应用还包括矢量数据采集、数字地模生成、正射影像镶嵌及遥感处理，它是第一套集遥感与摄影测量在单一工作平台的软件系列。LPS产品结构如图一所示。
图一 LPS产品结构图
本文在无人机数据处理中利用的LPS的模块包括:LPS Core和ATE（或者eATE）。
数据描述
本文所用的测试数据是由数码相机（Canon EOS 5D Mark II）拍摄的473幅无人机数据。除此之外，还利用了焦距长（f0=24mm）、象元分辨率（CCD尺寸=6.4um）、航高以及POS数据等信息。
LPS处理无人机数据流程
LPS处理无人机数据操作流程如图二所示：
图二 LPS 处理无人机数据操作流程
（1）创建工程和数据导入
创建工程：LPS处理数据首先需要创建测区文件，即Block文件。选择相应的几何校正模型。这里我们选择的模型是数码相机（Digital Camera）。并且定义测区的属性，包括投影坐标系统、航高等。
数据导入：工程文件创建好之后，导入数据：影像、相机参数（像主点坐标、焦距长、CCD尺寸等）及POS数据。
（2）自动生成同名点
根据初始的POS数据，自动生成同名点。根据需要，可修改生成同名点的策略，使产生的同名点均匀地分布在整个测区。
（3） 空三计算
根据生成的大量同名点及初始的内外方位信息，进行空三运算，空三结果可以通过RMSE来体现，并可以预览每个同名点的坐标和精度，内附详细的精度报告。通过预览每个点的RMSE，剔除误差较大的同名点，重新进行空三计算，直至满足要求。接受空三结果，更新内外方位信息。
（4）生成DTM
LPS提取DTM是全自动处理过程，内附详细的DTM提取报告。用户可以根据需要选择生成单个DTM，或者直接生成镶嵌的DTM。其精度适合于制作正射影像。若需要得到高精度的DTM，仍需要一些人工编辑（比如通过TE模块）以及很好的质量控制。
（5）影像正射校正
效率一直是遥感影像处理用户最关心的问题之一，ERDAS 通过多个处理或者多个计算机实现并行计算技术和分布式处理，使得用户在数据处理过程中可以充分利用硬件的投资，提高数据生产的效率。LPS在影像重采样的过程中支持批处理的并行计算和分布式处理。
（6）正射校正结果镶嵌
LPS 2010的镶嵌充分利用操作系统资源，使得镶嵌的速度提高了10倍以上，并能支持海量影像的输入和输出，自动生成拼接线并可编辑，多种匀色算法可供选择。
结果
由一名操作人员利用一台普通工作站处理473幅无人机数据，经过26小时的处理，其中自动运算时间为22小时，最后空三的精度可以达到3个像素。LPS处理数据的结果如下图所示：
图三 LPS处理无人机数据镶嵌结果
LPS处理无人机数据的建议：
（1）所提供的无人机数据，如果存在部分影像比较模糊。这可能会对后续的影像连接点匹配造成一定影响，所以去除影像质量不好的数据。
（2）提供的无人机数据包括部分航线拐角数据，该数据对应的惯导数据信息不够准确，因此在实际作业中，会将拐角数据去除，以保证整个测区空三计算的精度。
（3）提供的无人机数据中，去除掉POS信息（特别是角度信息）突变的数据，这样保证连接点匹配的精度和最终结果的精度。
（4）确保相片与其POS数据完全对应，可能由于POS录入的问题，导致相片的POS信息和相片不对应。
（5）为了提高结果的精度，建议采用二级优化策略。首先根据原始的POS信息，自动产生连接点，进行空三，接受优化内外方位信息；然后根据第一次优化的结果，再次自动生成连接点，进行空三运算。
结语
通过使用LPS处理无人机数据，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。在影像重采样过程中支持批处理的并行计算和分布式处理，提高数据生产的效率，且对机器硬件要求不高，一般的工作站即可处理，这满足了无人机数据在测绘方面（正射影像/镶嵌/DTM等系列测绘产品）以及灾害应急快速处理方面的需要，为无人机数据处理市场提供了新的解决方案。
