开源航拍图像处理工具OpenDroneMap

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OpenDroneMap 是一个开源的航拍图像处理工具，可以把航拍图像进行点云、正射影像和高程模型等转换处理。

当你驾轻就熟地用无人机拍摄了某个地区的航拍图像后，除了分享到微信朋友圈里，还可以做些什么呢？或许 OpenDroneMap 能助你开启思路。



OpenDroneMap 是一个开源的航拍图像处理工具，可以把航拍图像进行点云、正射影像和高程模型等转换处理。

一般的无人机用的都是「傻瓜式」的相机，其实这跟你用手机或普通数码相机拍的没差，只是拍摄的角度不一样而已。它们拍出来的照片都是非量测影像(non-metric imagery)，而 OpenDroneMap 则可以将这些非量测影像转换成三维地理建模数据，并应用在地理信息系统中。



具体而言，OpenDroneMap 可以将航拍图像处理为下面几种格式的数据：

点云(Point Clouds)

纹理数字表面建模(Textured Digital Surface Models)

正射校正影像(Orthorectified Imagery)

数字高程模型(Digital Elevation Models)

使用方法

OpenDroneMap 支持 Docker，这意味着你可以在不同的操作系统上运行 OpenDroneMap。下面以 Mac OS 为例，介绍 OpenDroneMap 的使用方法。

安装 Docker CE

到 Docker 官网上找到并下载适用于你所使用的操作系统的 Docker CE 版本(Docker EE 是企业版，暂时用不上)。经过「傻瓜式」的安装后，可以在 Terminal 上输入docker --version 检验 Docker 是否安装成功。

官网地址：

https://docs.docker.com/engine/installation/



下载 OpenDroneMap 的镜像

确认 Docker 成功安装后，在 Terminal 上输入以下指令：

docker pull opendronemap/opendronemap

Docker 就会从 Docker Hub 中下载 OpenDroneMap 的镜像到本地中。为提高下载速度，建议提前使用 Proxifier 之类的工具(建议自行 Google)让 Terminal 走上代理道路。镜像下载完成后，在 Terminal 输入docker images 指令，就能查看到刚才下载的 OpenDroneMap 的镜像了。



创建文件目录

在 Finder 上任意一目录新建一个名为 images 的文件夹，作为待处理图片的存放位置。我的习惯是以「项目名 / images」的方式来对目录进行命名，这样能更直观地管理文件。比如：

//odm_test_1/images

//odm_test_2/images

接下来，就需要把你需要进行处理的航拍影像拷贝到 images 文件夹中了，如果你暂时没有这些航拍图像的话，可以下载范例素材。

下载地址：

https://github.com/OpenDroneMap/odm_data

我在网站上下载了「aukerman」素材的图像文件，这个范例素材似乎是对某个绿化公园连续拍摄的航拍图像，查看每个图像文件的 info(Command + I)，都能找到它的经纬度信息。我们可以用 OpenDroneMap 对这些文件进行「正射影像(拼接)」和「纹理网面建模」的处理。



运行 OpenDroneMap

在航拍图像文件拷贝到 images 目录以后，打开 Terminal 并定位到项目文件夹(比如 odm_test_1)中，执行以下指令：

docker run -it --rm \

-v $(pwd)/images:/code/images \

-v $(pwd)/odm_orthophoto:/code/odm_orthophoto \

-v $(pwd)/odm_texturing:/code/odm_texturing \

opendronemap/opendronemap

指令的作用是：

通过 OpenDronMap 对 odm_test_1/images 目录下的图像文件同时进行「正射影像(odm_orthophoto)」和「纹理网面建模(odm_texturing)」的图像处理(作为测试，为了节省时间，你可以只选取 odm_orthophoto 或 odm_texturing 其中一种处理方式)。



指令解释：

docker run -it --rm

Docker 的运行指令。-it 指让 Docker 分配一个伪输入终端并以交互模式运行容器;--rm 是指在容器运行完之后自动清除以节省电脑存储空间。

-v $(pwd)/images:/code/images

-v 是用来将本地目录绑定到容器中的，在本例子中，是让 OpenDroneMap 知道待处理的照片在哪里;冒号前面，代表的是本地 images 路径，其中 (pwd) 代表当前 Teminal 定位目录的绝对路径，你可以更改为其他目录的绝对路径;冒号后面，是指容器的路径，这个是不能更改的。

-v $(pwd)/odm_orthophoto:/code/odm_orthophoto

这行指令，是指希望使用 OpenDroneMap 对图像文件进行怎么样的处理，你可以根据项目的需要，输入不同的处理指令，OpenDroneMap 提供了以下几种处理方式：

odm_meshing # 3D 网面建模

odm_texturing # 纹理网面建模

odm_georeferencing # 地理配准后的点云图

odm_orthophoto # 正射影像图

opendronemap/opendronemap

这是指明需要调用的镜像，这里是调用 Repository 为 opendronemap/opendronemap 的镜像，可以用该镜像的 tag(如果有设置的话)和镜像 ID 替代。

查看结果

指令执行后，就交给程序去处理了。运行时间可能会稍长，请耐心等候，一切顺利的话，Terminal 就会下面的提示：



然后在项目的文件夹中(比如 odm_test_1)，就能在 odm_orthophoto 和 odm_texturing 目录中看到对应的输出结果了。



正射影像的输出结果的 png 预览图：



或许有朋友会说，最后还不是一张常见的无人机俯视航拍图，但其实 odm_orthophoto 的输出结果还有一个后缀为 tif 的 GeoTIFF 文件，这可以应用在 QGIS 上作为光栅图层，供地理信息分析之用(比如实现地图的修测更新)。

小结

整体来说，有 docker 这样的工具能很大程度上减少配置开发环境的时间，也简化了不少的操作步骤，不过需要注意的是 OpenDroneMap 的项目还是挺占用电脑空间的，所以在操作之前，最好能确保电脑有足够的剩余空间。

上面的例子采用的是范例素材的航拍图像，如果要实际应用到自己的项目中，则需要自己使用无人机，结合相关软件的航线规划和定时拍摄功能，对某一个地区进行连续拍摄，将拍摄的图像文件导入到「images」文件夹中，再按教程步骤执行就能实现数据处理了。

此外，Docker 也有 Windows 版本，把教程中 Terminal 的操作换成 Windows 系统的 Cmd，相信也能实现(没有尝试过，不敢打包票)。

上述教程中的 GIS 术语可能翻译得不够到位，如有不妥的地方望请指出。

来源：DroneDev（版权归原作者和刊载媒体所有）



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编辑：郭晓非  焦    月

审核：高敬凯

指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)