大疆P4M无人机多光谱辐射标定及光谱信息提取

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大疆P4M无人机多光谱辐射标定及光谱信息提取

2023-05-12 12:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

DJI P4M多光谱反射率转换软件使用说明书V6.0一 软件安装

软件安装包可从作者或者代理商处获取,约110M左右,图标如下图1所示

图1 程序安装包

软件安装前,请关闭其他运行程序和杀毒软件(杀毒软件会误删安装包或安装程序)。运行程序默认安装到 C 盘的 C:\Program Files\P4mRef 路径下,基础文件默认安装到D:\P4mCorrection,如无必要建议不要更换安装位置,以免由于路径问题,导致程序不能正常运行。

安装步骤

安装过程较为简单,默认选项情况下,半分钟内即可完成安装。如遇不能安装的情况,请检查电脑是否有D盘或者正在运行的杀毒软件。

程序安装过程除安装必须程序外, 还安装了运行程序所需基础文件Correction_factor和Correction_plate_ref,位于D:\P4mCorrection文件夹下。Correction_factor为校正系数文件,用于存储多光谱各波段校正系数,如下图2左;Correction_factor为校正板反射率文件,用于存储各标定板反射率,如下图2右。

图2 校正文件 二 软件介绍1.1 软件功能

1、辐射校正功能

支持两种辐射标定方法,分别是利用已知反射率值的灰板或已经做好的校正系数,对大疆P4M多光谱影像进行逐景辐射标定,获取各影像反射率影像。

2、影像条带修正功能

对由于航线设置错误或者太阳高度角较小的情况下获取影像,在镶嵌后容易出现条带现象的问题,增加了条带优化功能,可有效改善条带问题。

3、光谱信息提取功能

利用研究区shp文件和辐射标定后的正射影像文件,一键提取感兴趣(研究区)各波段反射率均值和60多个植被指数的均值、最大值、最小值、方差和标准差。

4、影像批量拼接功能

对辐射标定后的影像,可通过一键拼接功能自动镶嵌,输出5波段反射率影像和常用植被指数归一化差异植被指数NDVI\归一化差异红色边缘指数NDRE等。

1.2 软件界面

图3 软件界面

① 原始影像目录

点击文本框右侧,选择待处理辐射标定或待拼接或待光谱提取的影像目录。

② 输出影像目录

点击文本框右侧,选择待处理后数据输出目录。为了保证正确的输出,请保证输出目录内无其他文件。

③ 是否“基于校正系数校正”

不勾选为利用校正板校正,需要导入一组航飞时拍摄的校正板影像,并依次勾选各波段校正板范围,校正板各波段反射率可通过 Correction_plate_ref 文件修改;勾选表示利用校正系数校正,软件会自动读取校正系数文件 Correction_factor 获取。

④ 带校正板影像目录

利用“导入校正板影像”按钮,导入一组含有标定板的影像。通过右侧⑤“切换按钮”接选择对应波段。

⑤ 切换影像按钮

⑥ 软件功能区

⑦ 进度条

显示处理进度,软件处理会经过4-5个处理过程,每个过程均有进度提醒,最后一个过程处理完成后,系统会提示“处理完成”。

⑧ 校正板影像

默认显示被选中的标定板影像。

二 使用方法2.1 软件授权

通过软件作者(QQ846924329)或者代理商获取授权软件,授权软件采用一机一码制,软件购买后,仅支持一台电脑使用。

2.2 辐射校正

2.2.1 基础数据准备示例(基于校正板)

图4 数据准备示例图

0_ref:带有校正板影像一组(建议单独放一个目录),无校正板则利用校正系数法进行辐射标定即可。无校正系数且无校正板的影像,可用参考校正系数或者自己重新制作校正系数。

图5 校正板影像

1_raw:原始P4M影像(单独放一个目录)

图6 原始影像图7 辐射校正后的影像

(注:首次使用,请根据自己校正板反射率或自制作的校正系数更改D盘中校正文件。校正板反射率为浮点型0.00-1.00,校正板反射率厂商会提供,建议取对应波宽的均值;校正系数为各波段的斜率。)

2.2.2 辐射校正处理过程(基于校正板)

1、点击窗口右侧的文件夹按钮,选择输入和输出目录;

2、点击“导入校正板影像”按钮,将事先准备好的5张带有校正板影像导入软件,并在Correction_plate_ref输入各自真实反射率(如下图8所示);

3、在影像显示窗口,通过鼠标左键单击的方式选择灰板区域,双击左键选择是否完成选择(选择4个点,如下图9所示);

4、最后,通过切换按钮依次切换并选择5各波段的灰板范围。确认所有操作完成后,点击“辐射校正”按钮,等待所有进程结束(下图10),弹出“处理完成”后,即表示影像辐射校正完成。

图8 影像导入示意图图9 标定板选择示意图图10 程序运行示意图2.2.3 辐射校正处理过程(基于校正系数)

1、点击窗口右侧的文件夹按钮,选择输入和输出目录;

2、更改Correction_factor各波段校正系数;

3、勾选“基于校正系数”按钮,如下图11所示;

4、点击“辐射校正”,等待程序运行结束即可。

图11 基于校正系数的辐射标定三、影像拼接

处理完成后,在输出目录中,可查看标定后的多波段影像(如下图12所示)。标定后影像较原始影像会偏暗或偏亮,均属正常现象。

图12 辐射标定后影像

3.1 基于PIX4D的影像拼接

3.1.1 PIX4D拼接

校正后影像支持第三方商业软件(暂不支持大疆制图)处理。

将输出后的影像导入PIX4D或其他商用软件进行影像拼接。

图13 新建项目

图14 导入多光谱影像

图15 选择处理模板图16 输出配置方式

注:两种方式均可输出正射影像:

1、图16左侧设置,正常输出影像。位置:\3_dsm_ortho\2_mosaic;

2、图16右侧设置,以指数形式输出正射影像,选择第二种方式时,请将校正类型设置为“No Correction”。位置:D:\multest\4_index\indices

3.1.2 PIX4D拼接结果查看

输出后影像如下图所示,检验校正后数据是否正常,可在ENVI中将影像叠加为多波段后,通过查看典型植被的反射率来确定。

图17 PIX4D输出结果图18正射影像植被光谱特征

3.1.3 PIX4D拼接结果归一化处理

正射影像后处理是指对 Pix4dD 拼接后的影像进行归一化和植被指数计算,为软件附加功能,仅支持 Pix4dD 输出文件,可同步输出归一化反射率影像、NDIVI、NDRE、GNDVI 和 OSAVI。

图18 待归一化影像路径

使用方法:原始影像目录选择 Pix4dD 工程文件中的 2_mosaic 文件夹(上图 18 所示),输出影像目录选择输出位置,点击“归一化”按钮即可。

图 19 影像归一化及植被指数计算3.2 基于标定软件的影像拼接

建议选用标定软件自带的拼接接口进行影像拼接处理,实现过程如下:

1、在输入目录中选择已完成辐射标定的无人机影像;

若出现软件闪退的情况,请检查输入影像是否完整(完整影像个数为5的整数倍)、路径是否包含中文、空格和特殊字符。

2、在输出目录中选择影像拼接的输出目录;

输出目录请保证无其他文件,输出的工程文件及正射影像名以输入的文件夹名称命名。

3、点击“影像拼接”,待提示“拼接完成”后即可完成影像拼接。

图 20 影像拼接操作示意图

图 21 影像拼接过程

图 22 影像拼接结果

影像拼接结果如下图22所示,默认输出5波段的反射率影像、植被指数NDRE和NDVI。

三、光谱信息提取

软件“指数提取”功能,可批量获取研究区各波段的反射率均值和60多个植被指数的均值、最值、方差和标准差,植被指数见

志行千里:无人机多光谱影像植被指数统计表

实现过程如下:

1、准备镶嵌后的多光谱反射率影像;

2、准备待提取研究区的具体范围的shp图层;

可用Arcgis建立shp图层,勾画待提取信息的范围,如下图23所示。建立shp图层时,请确保坐标系统与影像坐标系统一直,研究区名称用阿拉伯数字表示。表单中勿出现中文和特殊字符。

图23 研究区shp图层

3、指数提取;

将shp图层和影像放入同一个文件夹并设置为输入目录,选择光谱提取结果的输出目录,点击“指数提取”。

提取结果按输入目录的名称+提取时间命名,_ref结尾的表示各波段各研究区的平均反射率,_ref_max,_ref_mean,_ref_min,_ref_std,_ref_var分别表示各研究区植被指数的最大值、均值、最小值、标准差和方差。

图24 指数提取结果P4M数据处理程序6.0.exeDJIP4M多光谱反射率转换软件使用说明书V3.0.pdf



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