控制点和 PPK 数据如何影响 3D 模型的相对精度

在这两个实验中，我们引入了四个不同的变量来验证 3D 模型的相对精度。这四个不同的变量是：

1：舰载无人机类型：VTOL无人机或多旋翼无人机

2：不同的GSD

3：有/无地面控制点

4：有/没有PPK数据

实验一：地面控制点（GCP）对3D模型相对精度的影响；

条件 1

航母无人机	斜相机	GSD	PPK
CW10 垂直起降	DG4pro	2厘米	是的

结果表1：

对象数	测量长度（L0）	3D模型长度（L1）不含GCP	3D模型长度（L2）带GCP	Ds1（L0-L1）	Ds2（L0-L2）
1	7.210	7.20	7.21	0.01	0.00
	8.706	8.71	8.68	0.00	0.03
	10.961	10.87	10.90	0.09	0.06
2	7.010	6.89	6.98	0.12	0.03
3	1.822	1.79	1.80	0.03	0.02
4	10.410	10.39	10.40	0.02	0.01
5	10.718	10.67	10.70	0.05	0.02
6	13.787	13.75	13.77	0.04	0.02
7	11.404	11.39	11.39	0.01	0.01
	12.147	12.13	12.13	0.02	0.02
8	7.526	7.51	7.49	0.02	0.04
	13.797	13.79	13.81	0.01	-0.01
9	10.374	10.35	10.36	0.02	0.01
10	2.109	2.03	2.02	0.08	0.09
	4.281	4.15	4.16	0.13	0.12
11	14.675	14.61	14.66	0.07	0.02
	8.600	8.60	8.54	0.00	0.06
12	13.394	13.37	13.35	0.02	0.04
13	12.940	12.88	12.89	0.06	0.05
14	7.190	7.20	7.18	-0.01	0.01
15	13.371	13.36	13.35	0.01	0.02
	6.435	6.40	6.41	0.03	0.02
16	3.742	3.75	3.72	-0.01	0.02
17	6.022	5.97	5.98	0.05	0.04
18	3.937	3.93	3.89	0.01	0.05
19	8.120	8.10	8.12	0.02	0.00
	14.411	14.40	14.40	0.01	0.01
20	6.077	6.04	6.03	0.04	0.05
21	13.696	13.65	13.66	0.05	0.04
均方根误差：Ds1=0.0342m，Ds2=0.0308m

条件 2

航母无人机	斜相机	GSD	PPK
CW10 垂直起降	DG4pro	2厘米	不

结果表2：

对象数	测量长度（L0）	3D模型长度（L1）不含GCP	3D模型长度（L2）带GCP	Ds1（L0-L1）	Ds2（L0-L2）
1	7.210	7.18	7.18	0.030	0.030
	8.706	8.69	8.68	0.016	0.026
	10.961	10.89	10.91	0.071	0.051
2	7.010	6.88	6.92	0.130	0.090
3	1.822	1.76	1.79	0.062	0.032
4	10.410	10.38	10.39	0.030	0.020
5	10.718	10.65	10.66	0.068	0.058
6	13.787	13.72	13.77	0.067	0.017
7	11.404	11.41	11.38	-0.006	0.024
	12.147	12.13	12.12	0.017	0.027
8	7.526	7.44	7.47	0.086	0.056
	13.797	13.83	13.83	-0.033	-0.033
9	10.374	10.35	10.34	0.024	0.034
10	2.109	1.98	2.03	0.129	0.079
	4.281	4.14	4.18	0.141	0.101
11	14.675	14.55	14.59	0.125	0.085
	8.600	8.58	8.57	0.020	0.030
12	13.394	13.36	13.35	0.034	0.044
13	12.940	12.95	12.92	-0.010	0.020
14	7.190	7.21	7.21	-0.020	-0.020
15	13.371	13.36	13.36	0.011	0.011
	6.435	6.37	6.43	0.065	0.005
16	3.742	3.74	3.72	0.002	0.022
17	6.022	6.03	6.00	-0.008	0.022
18	3.937	3.91	3.94	0.027	-0.003
19	8.120	8.09	8.09	0.030	0.030
	14.411	14.40	14.41	0.011	0.001
20	6.077	6.06	6.03	0.017	0.047
21	13.696	13.68	13.65	0.016	0.046
均方根误差：Ds1=0.0397m，Ds2=0.0328m

条件 3

航母无人机	斜相机	GSD	PPK
CW10 垂直起降	DG4pro	1.5cm	是的

结果表 3：

对象数	测量长度（L0）	3D模型长度（L1）不含GCP	3D模型长度（L2）带GCP	Ds1（L0-L1）	Ds2（L0-L2）
1	7.210	7.20	7.21	0.01	0.00
	8.706	8.69	8.7	0.02	0.01
	10.961	10.88	10.89	0.08	0.07
2	7.010	6.87	6.99	0.14	0.02
3	1.822	1.75	1.78	0.07	0.04
4	10.410	10.38	10.39	0.03	0.02
5	10.718	10.69	10.69	0.03	0.03
6	13.787	13.78	13.76	0.01	0.03
7	11.404	11.38	11.39	0.02	0.01
	12.147	12.12	12.12	0.03	0.03
8	7.526	7.49	7.51	0.04	0.02
	13.797	13.78	13.8	0.02	0.00
9	10.374	10.34	10.35	0.03	0.02
10	2.109	2.02	2.11	0.09	0.00
	4.281	4.21	4.28	0.07	0.00
11	14.675	14.65	14.68	0.03	0.00
	8.600	8.57	8.53	0.03	0.07
12	13.394	13.40	13.37	-0.01	0.02
13	12.940	12.89	12.91	0.05	0.03
14	7.190	7.18	7.2	0.01	-0.01
15	13.371	13.38	13.35	-0.01	0.02
	6.435	6.46	6.4	-0.03	0.03
16	3.742	3.75	3.71	-0.01	0.03
17	6.022	5.97	5.98	0.05	0.04
18	3.937	3.91	3.89	0.03	0.05
19	8.120	8.08	8.1	0.04	0.02
	14.411	14.38	14.39	0.03	0.02
20	6.077	6.05	6.03	0.03	0.05
21	13.696	13.67	13.64	0.03	0.06
均方根误差：Ds1=0.0328m，Ds2=0.0249m

条件 4

航母无人机	斜相机	GSD	PPK
CW10 垂直起降	DG4pro	1.5cm	不

结果表 4：

对象数	测量长度（L0）	3D模型长度（L1）不含GCP	3D模型长度（L2）带GCP	Ds1（L0-L1）	Ds2（L0-L2）
1	7.210	7.20	7.21	0.010	0
	8.706	8.65	8.68	0.056	0.026
	10.961	10.90	10.87	0.061	0.091
2	7.010	6.86	6.88	0.150	0.13
3	1.822	1.76	1.76	0.062	0.062
4	10.410	10.37	10.38	0.040	0.03
5	10.718	10.68	10.72	0.038	-0.002
6	13.787	13.71	13.79	0.077	-0.003
7	11.404	11.38	11.38	0.024	0.024
	12.147	12.12	12.13	0.027	0.017
8	7.526	7.49	7.53	0.036	-0.004
	13.797	13.77	13.78	0.027	0.017
9	10.374	10.35	10.37	0.024	0.004
10	2.109	2.09	2.11	0.019	-0.001
	4.281	4.19	4.28	0.091	0.001
11	14.675	14.64	14.67	0.035	0.005
	8.600	8.57	8.58	0.030	0.02
12	13.394	13.38	13.39	0.014	0.004
13	12.940	12.91	12.9	0.030	0.04
14	7.190	7.20	7.19	-0.010	0
15	13.371	13.38	13.37	-0.009	0.001
	6.435	6.43	6.42	0.005	0.015
16	3.742	3.70	3.7	0.042	0.042
17	6.022	5.99	5.98	0.032	0.042
18	3.937	3.94	3.91	-0.003	0.027
19	8.120	8.12	8.07	0.000	0.05
	14.411	14.37	14.38	0.041	0.031
20	6.077	6.04	6.04	0.037	0.037
21	13.696	13.65	13.65	0.046	0.046
均方根误差：Ds1=0.0356m，Ds2=0.0259m

条件 5

航母无人机	斜相机	GSD	PPK
DJI M600 Pro 多旋翼	DG4pro	1.5cm	不

结果表 5：

对象数	测量长度（L0）	3D模型长度（L1）不含GCP	3D模型长度（L2）带GCP	Ds1（L0-L1）	Ds2（L0-L2）
1	7.210	7.19	7.21	0.02	0.00
	8.706	8.70	8.70	0.01	0.01
	10.961	10.91	10.91	0.05	0.05
2	7.010	6.98	6.98	0.03	0.03
3	1.822	1.79	1.80	0.03	0.02
4	10.410	10.39	10.39	0.02	0.02
5	10.718	10.69	10.70	0.03	0.02
6	13.787	13.76	13.75	0.03	0.04
7	11.404	11.38	11.38	0.02	0.02
	12.147	12.12	12.13	0.03	0.02
8	7.526	7.50	7.49	0.03	0.04
	13.797	13.77	13.79	0.03	0.01
9	10.374	10.33	10.35	0.04	0.02
10	2.109	2.02	2.07	0.09	0.04
	4.281	4.20	4.21	0.08	0.07
11	14.675	14.65	14.66	0.03	0.02
	8.600	8.57	8.57	0.03	0.03
12	13.394	13.35	13.35	0.04	0.04
13	12.940	12.92	12.93	0.02	0.01
14	7.190	7.17	7.18	0.02	0.01
15	13.371	13.35	13.36	0.02	0.01
	6.435	6.41	6.42	0.02	0.01
16	3.742	3.70	3.71	0.04	0.03
17	6.022	5.99	6.00	0.03	0.02
18	3.937	3.89	3.91	0.05	0.03
19	8.120	8.08	8.10	0.04	0.02
	14.411	14.36	14.35	0.05	0.06
20	6.077	6.06	6.06	0.02	0.02
21	13.696	13.65	13.67	0.05	0.03
均方根误差：Ds1=0.0342m，Ds2=0.0256m

结论

实验1的变量为：

1：有/没有PPK数据。

2：舰载无人机类型：VTOL无人机或多旋翼无人机

3：不同GSD：1.5 cm或2cm

经过对五组实验数据的分析，我们可以得出以下结论：

当斜置相机为DG4Pros时：

(1) AT三角有/无地面控制点（GCP），无论是VTOL还是多旋翼无人机，无论GSD是2cm还是1.5cm，斜相机DG4Pros构建的3D模型都能满足要求相对精度误差Ds≤10cm。

(2) 当有/无GCPs为单变量时，有GCPs的3D模型的相对精度优于无GCP的3D模型。

(3) GSD为单变量时，GSD 1.5cm的3D模型的相对精度优于GSD 2cm的3D模型。

(4) 航母为单变量时，多旋翼3D模型的相对精度优于VTOL作为航母的3D模型。

实验二：在没有GCPs的情况下，PPK数据对3D模型相对精度的影响

条件 1

航母无人机	斜相机	GSD	GCP
CW10 垂直起降	DG4pro	2厘米	不

结果表1：

对象数	测量长度（L0）	3D模型长度（L1）不含PPK	3D模型长度（L2）带PPK	Ds1（L0-L1）	Ds2（L0-L2）
1	7.210	7.18	7.20	0.030	0.01
	8.706	8.69	8.71	0.016	0.00
	10.961	10.89	10.87	0.071	0.09
2	7.010	6.88	6.89	0.130	0.12
3	1.822	1.76	1.79	0.062	0.03
4	10.410	10.38	10.39	0.030	0.02
5	10.718	10.65	10.67	0.068	0.05
6	13.787	13.72	13.75	0.067	0.04
7	11.404	11.41	11.39	-0.006	0.01
	12.147	12.13	12.13	0.017	0.02
8	7.526	7.44	7.51	0.086	0.02
	13.797	13.83	13.79	-0.033	0.01
9	10.374	10.35	10.35	0.024	0.02
10	2.109	1.98	2.03	0.129	0.08
	4.281	4.14	4.15	0.141	0.13
11	14.675	14.55	14.61	0.125	0.07
	8.600	8.58	8.60	0.020	0.00
12	13.394	13.36	13.37	0.034	0.02
13	12.940	12.95	12.88	-0.010	0.06
14	7.190	7.21	7.20	-0.020	-0.01
15	13.371	13.36	13.36	0.011	0.01
	6.435	6.37	6.40	0.065	0.03
16	3.742	3.74	3.75	0.002	-0.01
17	6.022	6.03	5.97	-0.008	0.05
18	3.937	3.91	3.93	0.027	0.01
19	8.120	8.09	8.10	0.030	0.02
	14.411	14.40	14.40	0.011	0.01
20	6.077	6.06	6.04	0.017	0.04
21	13.696	13.68	13.65	0.016	0.05
均方根误差 Ds1=0.0397m，Ds2=0.0342m

以前的：色差和失真如何影响 ima

下一个：焦距如何影响 3D 建模结果

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文章

实验一：地面控制点（GCP）对3D模型相对精度的影响；

条件 1

结果表1：

条件 2

结果表2：

条件 3

结果表 3：

条件 4

结果表 4：

条件 5

结果表 5：

结论

实验二：在没有GCPs的情况下，PPK数据对3D模型相对精度的影响

条件 1

结果表1：

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