Pix4dmapper và Agisoft PhotoScan phần mềm nào xử lý ảnh UAV tốt hơn

Pix4dmapper và Agisoft PhotoScan phần mềm nào xử lý ảnh UAV tốt hơn

Ngày nay, các máy bay không người lái (UAV,drone) đang được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau: khảo sát địa hình, quy hoạch, nông nghiệp,… Phương pháp không ảnh bằng drone có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp không ảnh truyền thống như độ cao bay thấp giúp ảnh chụp có độ phân giải rất cao (từ 1 cm đến 14 cm/pixel), linh động về thời gian bay chụp và không bị ảnh hưởng bởi thời tiết.

Đặc biệt, các phần mềm và thuật toán xử lý ảnh từ máy bay không người lái luôn được phát triển và đổi mới. Các kết quả tạo thành như ảnh trực giao và mô hình số có  độ chính xác cao (lên đến 5cm) phù hợp với các tiêu chuẩn đo vẽ bản đồ hiện nay. Sau đây, chúng tôi sẽ đưa ra các so sánh  về 2 phần mềm xử lý ảnh UAV phổ biến ở Việt Nam hiện nay là Pix4dmapper và Agisoft PhotoScan.

Xem thêm bài: Công nghệ khảo sát bằng UAV và thông tư mới nhất của Bộ TNMT

Phần mềm xử lý ảnh quang học Pix4D Mapper

Lần trước, ở bài viết: Phần mềm xử lý ảnh và tạo mô hình 3D bằng Flycam dovenhanh.com đã review tổng thể các phần mềm xử lý ảnh uav hot nhất hiện nay.

Ở bài viết này, dovenhanh.com sẽ so sánh chi tiết 2 phần mềm thông dụng nhất:Pix4D Mapper và Agisoft Metashape

Phần mềm xử lý ảnh UAV pix4d

Phần mềm Pix4Dmapper xử lý dữ liệu ảnh UAV  thành các mô hình 3D và bản đồ 2D đã được tham chiếu địa lý với độ chính xác cao. Bản đồ 3D và 2D tạo thành có thể tùy chỉnh và bổ sung cho một loạt các ứng dụng và phần mềm khác nhau

Phần mềm xử lý ảnh UAV Pix4DMapper Professional này sử dụng hình ảnh để tạo ra các Các sản phẩm tạo thành: đám mây điểm, các mô hình số bề mặt, mô hình số địa hình, ảnh trực giao, mô hình 3D,…

Mức giá của phần mềm Pix4D Mapper: tầm 110 triệu (đã chuyển đổi đơn giá VN vào tháng 6/2020)

Giao diện của phần nền Pix4D Mapper (Nguồn: Alex Phung)
Giao diện của phần nền Pix4D Mapper (Nguồn: Alex Phung)

Các tính năng và đầu ra chính của Pix4DMapper

Sau đây là một số kết quả và tính năng chính từ phần mềm lập Pix4D:

  • Đám mây điểm 3D dày đặc – Đây là một tập hợp các điểm 3D tái tạo lại mô hình. Mỗi điểm thuộc đám mây điểm dày đặc bao gồm các thuộc tính vị trí X, Y, Z và thuộc tính màu sắc được lưu trữ
  • Mô hình số địa hình và mô hình số bề mặt – Nhận giá trị độ cao của mỗi pixel, có hoặc không có các đối tượng trên mặt đất
  • Orthomosaic – Một bản đồ ảnh được khép lại từ ảnh UAV có độ phân giải cao đã được tham chiếu địa lý.
  • Tính toán khối lượng – Tính toán khối lượng chính xác cho bãi thành phẩm và bãi thải.
  • Đường đồng mức – Biểu diễn địa hình với các đường bao khép kín hiển thị độ cao.
  • Mô hình kết cấu 3D – Lưới hình tam giác với kết cấu hình ảnh thực tế.
  • Bản đồ NDVI, NDRE- với các chỉ số thông dụng như NDVI và NDRE. Đây là các chỉ số trong giám sát nông nghiệp của máy bay không người lái. Bạn có thể tìm hiểu thêm về chỉ số NDVI ở: https://dovenhanh.com/chi-so-ndvi-va-ung-dung-hien-nay/ và ứng dụng drone trong nông nghiệp ở: https://dovenhanh.com/giam-sat-nong-nghiep-bang-uav-tai-hau-giang/
  • Thermography – Bản đồ chính xác về mặt đo bức xạ với giá trị nhiệt độ của mỗi pixel.

Bạn có thể xem danh sách đầy đủ các tính năng của Pix4DMapper tại đây: https://www.pix4d.com/product/pix4dmapper-photogrammetry-software

Đây thực sự là một phần mềm nổi bật của phần mềm lập bản đồ từ ảnh máy bay không người lái. Trước tiên, bạn có thể bắt đầu với phiên bản miễn phí của Pix4DMapper.

Sau đó, nếu Pix4DMapper là phần mềm hiệu quả đối với bạn. Bạn có thể đăng ký theo gói tháng hoặc full license. Đây là phần giới thiệu hay về phần mềm đo ảnh Pix4Dmapper:

Phần mềm xử lý ảnh UAV Agisoft Metashape

Giới thiệu phần mềm Agisoft photoscan

Agisoft Metashape là một sản phẩm phần mềm độc lập xử lý ảnh kỹ thuật số và tạo ra dữ liệu không gian 3D và 2D để sử dụng trong các ứng dụng GIS, tài liệu di sản văn hóa và tạo các hiệu ứng hình ảnh cũng như để đo gián tiếp các đối tượng ở nhiều quy mô khác nhau.

Phần mềm Agisoft Metashape 3D đang được sử dụng trong các ngành công nghiệp sau:

  • Khảo sát & Lập bản đồ -tạo đám mây điểm dày đặc và đường đồng mức
  • Khoáng sản  & Khai thác đá – Tạo các DEM chính xác để tính toán khối lượng
  • Nông nghiệp chính xác – Tính toán chỉ số thảm thực vật có thể tùy chỉnh, hỗ trợ dãy phổ nhìn thấy được, đa phổ và nhiệt
  • Khảo cổ học & Tài liệu – Hỗ trợ máy ảnh chuyên nghiệp
  • Bảo tồn Di sản Văn hóa – Hỗ trợ hình ảnh từ trên không và từ máy ảnh cầm tay
  • Thiết kế Game & Video – Các mô hình có độ chi tiết cao và hình ảnh thực tế

Mức giá của phần mềm Agisoft: tầm 81 triệu (đã chuyển đổi đơn giá VN vào tháng 6/2020)

Tính năng của phần mềm Agisoft

Agisoft PhotoScan có 2 phiên bản: Tiêu chuẩn và Chuyên nghiệp

Phiên bản chuyên nghiệp Agisoft PhotoScan có các tính năng sau;

  • Phương pháp đo tam giác đạc
  • Đám mây điểm dày đặc – chỉnh sửa và phân loại
  • Các Mô hình số – Xuất DSM / DTM
  • Xuất các kết quả đã tham chiếu địa lý
  • Các phép đo – khoảng cách, diện tích, khối lượng
  • Điểm kiểm soát mặt đất – khảo sát độ chính xác cao
  • Tập lệnh Python – tùy chỉnh quy trình xử lý
  • Xử lý hình ảnh đa phương diện
  • Mô hình 3D – dạng lưới và cấu trúc
  • Mô hình 4D cho các cảnh động
  • Xử lý mạng lưới

Agisoft cho phép bạn dùng thử miễn phí 30 ngày và bạn có thể so sánh các phiên bản PhotoScan Standard và Professional tại đây. Download agisoft photoscan full crack

Đây là một video xuất sắc, cho bạn thấy toàn bộ quy trình làm việc bắt đầu với chuyến bay bằng máy bay không người lái, chụp ảnh bằng phần mềm DJI Ground Station để xử lý ảnh bằng Agisoft PhotoScan:

                      Giao diện của phần nền Agisoft PhotoScan (Nguồn: Alex Phung)                     

Giao diện của phần nền Agisoft PhotoScan (Nguồn: Alex Phung)
Giao diện của phần nền Agisoft PhotoScan (Nguồn: Alex Phung)

So sánh kết quả từ phần mềm xử lý ảnh UAV Agisoft PhotoScan và Pix4D Mapper.

Khu vực được sử dụng để so sánh có diện tích khoảng 350x450m. Các công tác bao gồm:

  • Khảo sát thực địa
  • Thành lập và đo tọa độ các điểm khống chế và kiểm tra
  • Tiến hành bay chụp
  • Xử lý dữ liệu trên Agisoft PhotoScan và Pix4D Mapper.
  • So sánh kết quả xử lý từ 2 phần mềm

Để có thể hiểu hơn về cách thức một dự án bay chụp khảo sát bằng công nghệ máy bay như thế nào, bạn có thể tham khảo:

Xem thêm: Quản lý hoạt động khai thác khoáng sản bằng giải pháp UAV

Hình: Số dư của GCP (đỏ) và CP (xanh), phân bố của chúng trên toàn bộ khu vực nghiên cứu trên phần mềm Agisoft PhotoScan
Khu vực khảo sát bằng UAV

Về quy trình xử lý ảnh máy bay không người lái thông thường bao gồm: Bước đầu tiên chúng tôi đã xác định các giá trị định tâm ban đầu từ log-data của UAV. Sau đó, tiến hành chấm và nhập tọa độ các điểm GCP và CP trên hình ảnh máy bay không người lái. Bước tiếp theo là kết hợp tự động các Tiepoint.

Các tọa độ điểm kết quả được sử dụng như các quan sát trong một điều chỉnh bó mạnh mẽ. Các tham số của định hướng bên trong của máy ảnh được tính bằng cách tự hiệu chỉnh trong quá trình Bundle Adjustment (các bước điều chỉnh  trong xử lý dữ liệu ảnh UAV). Độ chính xác của tọa độ của các GCP khoảng 2cm. Kết quả thu được từ 2 phần mềm Agisoft PhotoScan và Pix4D Mapper được thể hiện ở hình:

Hình: Số dư của GCP (đỏ) và CP (xanh), phân bố của chúng trên toàn bộ khu vực nghiên cứu trên phần mềm Pix4D Mapper
Số dư của GCP (đỏ) và CP (xanh), phân bố của chúng trên toàn bộ khu vực nghiên cứu trên phần mềm Pix4D Mapper

Để phân tích sâu hơn các kết quả Bundle Adjustment, chúng tôi đã kiểm tra số dư của các GCP và các điểm kiểm tra. Hình 2 cho thấy biểu đồ cho số dư khi xử lý bằng phần mềm Agisoft PhotoScan. Độ lệch điểm kiểm tra màu xanh và độ lệch GCP màu đỏ tại các vùng nhất định có các hướng tương tự nhau, điều đó cho thấy có lệch hệ thống trong kết quả thu được, với số dư theo phương Z (không được mô tả ở đây) cũng chỉ ra độ lệch hệ thống.

Ngoài ra, người ta có thể quan sát thấy rằng số dư cao nhất được tìm thấy ở phía đông (lên đến 7 cm). Một lý do có thể giải thích cho điều này là đây là khu vực gần biên của dự án nên độ phủ ảnh ít hơn.

Tiếp theo, chúng tôi đã sử dụng cùng một hình ảnh và các tọa độ hình ảnh giống nhau của các GCP và kiểm tra như xử lý trên Agisoft PhotoScan để tiến hành so sánh kết quả xử lý bởi Pix4DMapper nhằm so sánh các kết quả dựa trên các điều kiện tương đương nhau.  Vị trí GPS của các trung tâm chiếu chỉ được sử dụng làm giá trị ban đầu trong điều chỉnh gói và để đẩy nhanh quá trình so khớp và định hướng.

Có thể thấy số lượng điểm Tiepoint trong Pix4DMapper cao hơn đáng kể so với Agisoft PhotoScan. Hơn nữa, số dư của GCPs đồng nhất và nhỏ hơn với cả 3 phương X,Y và Z. Tuy nhiên, giá trị RMS của các điểm kiểm tra hơi lớn hơn các giá trị của các khống chế mặt đất.

sai khác DSM giữa Pix4D và Agisoft PhotoScan
Sai khác DSM giữa Pix4D và Agisoft PhotoScan

Để phân tích sâu hơn các kết quả này, chúng tôi cũng xem xét số dư của các GCP và kiểm tra các điểm cho Pix4DMapper (hình 10). Kết quả kiểm tra các số dư cho thấy không có các lệch hệ thống còn lại rõ ràng như ở số dư theo cả 3 phương X,Y và Z từ phần mềm Agisoft PhotoScan.

sai khác DSM giữa Pix4D và Agisoft PhotoScan
sai khác DSM giữa Pix4D và Agisoft PhotoScan

Để điều tra chất lượng hình học của việc tái tạo 3D, chúng tôi so sánh các DSM. Tiếp theo, chúng tôi sẽ tiến hành so sánh kết quả mô hình DSM bằng cách lấy mô hình DSM được thành lập từ Pix4DMapper trừ cho mô hình DSM được thành lập từ Agisoft PhotoScan.

Kết quả cho thấy các sai khác mang tính hệ thống, đặc biệt là ở phía tây và phía tây trung tâm dự án.

sai khác DSM giữa Pix4dmapper và Agisoft PhotoScan
Sai khác DSM giữa Pix4dmapper và Agisoft PhotoScan

Vì chúng ta không thấy bất kỳ sai khác hệ thống nào trong số dư  từ phần mềm Pix4Dmapper. Vì vậy, các sai khác này là do các sai khác hệ thống của DSM do phần mềm Agisoft PhotoScan tạo ra.

Bài viết được dovenhanh.com thực hiện dựa trên kinh nghiệm thực hiện. Chúng tôi là đơn vị chuyên cung cấp dịch vụ đo đạc địa chính, khảo sát địa hình bằng UAV.

Để những chuyến bay an toàn đúng quy định, xem thêm: Đừng để bị xử phạt Flycam vì không nắm rõ các bí kiếp sau