### 使用Python处理无人机拍摄的影像并生成正射投影图像 #### 方法概述 为了实现无人机拍摄的影像处理并生成正射投影图像，通常需要经过几个主要步骤：图像获取、几何校正、拼接以及最终的正射影生成。这一过程涉及到多个开源库的支持。 #### 所需工具与库 - **OpenCV**：用于基础的图像处理操作，如裁剪、旋转等[^1]。 - **GDAL (Geospatial Data Abstraction Library)**：提供强大的地理空间数据访问接口，支持多种栅格和矢量格式的数据读取与写入，适用于执行复杂的地理变换任务[^3]。 - **NumPy 和 SciPy**：辅助完成数值运算及科学计算工作。 - **OSGeo/GDAL Python 绑定**：允许通过Python脚本调用GDAL的功能来处理遥感影像和其他类型的地理空间数据集。 - **PIL/Pillow**：简化图片加载保存流程，在某些情况下可用于替代OpenCV的部分功能。 #### 实现方案 首先，对于每张单独的照片实施初步调整——即所谓的“粗几何校正”。这一步骤旨在修正因镜头扭曲造成的变形，并确保后续处理的一致性。具体做法是在不改变原始尺寸的情况下适当扩展边界区域，从而避免直接旋转变形带来的信息损失。 接着利用特征匹配算法寻找相邻照片间的重叠部分，进而构建全局坐标框架下的相对定位关系；随后借助于已知地面控制点(GCPs)，进一步精化该模型直至满足精度需求为止。一旦建立了可靠的三维重建结构，则可通过反向映射的方式把各帧画面投射至统一平面之上形成无缝镶嵌图层。 最后阶段便是正式创建DOM(Digital Orthophoto Map, 数字正射影像地图)了。此时应考虑采用分块策略降低内存占用率的同时提高效率，同时注意保持色彩一致性以增强视觉效果的真实度。整个过程中可能还会涉及辐射纠正环节，使得不同光照条件下取得的画面能够相互兼容衔接良好。 ```python from osgeo import gdal import numpy as np import cv2 def preprocess_image(image_path): img = cv2.imread(image_path) # Expanding the image to prevent information loss during rotation. height, width = img.shape[:2] expanded_img = cv2.copyMakeBorder(img, top=height//8, bottom=height//8, left=width//8, right=width//8, borderType=cv2.BORDER_CONSTANT,value=[0,0,0]) rotated_img = rotate_image(expanded_img) return rotated_img def rotate_image(image): rows, cols = image.shape[:2] M = cv2.getRotationMatrix2D((cols/2,rows/2), angle=-90, scale=1) dst = cv2.warpAffine(image,M,(cols,rows)) return dst def create_orthomosaic(images_paths_list, output_file='output.tif'): vrt_options = gdal.BuildVRTOptions(resampleAlg="bilinear", addAlpha=True) vrt_ds = gdal.BuildVRT('temp.vrt', images_paths_list,options=vrt_options) translate_option = gdal.TranslateOptions(format="GTiff", creationOptions=["TILED=YES","COMPRESS=LZW"]) gdal.Translate(output_file,vrt_ds,options=translate_option) if __name__ == "__main__": processed_images = [] for path in ["image1.jpg", "image2.jpg"]: result = preprocess_image(path) cv2.imwrite(f'processed_{path}',result) processed_images.append(f'processed_{path}') create_orthomosaic(processed_images) ```