攝影測量實驗報告書.doc

攝影測量實驗報告10一、實驗?zāi)康?、通過閱讀實習(xí)指導(dǎo)書，了解4d的基本概念，了解VirtuoZo NT系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境及軟件模塊的操作特點，了解實習(xí)工作流程，從而能對4d產(chǎn)品生產(chǎn)實習(xí)有個整體概念。2、掌握創(chuàng)建/打開測區(qū)及測區(qū)參數(shù)文件的設(shè)置，掌握參數(shù)文件的數(shù)據(jù)錄入完成原始數(shù)字影像格式的轉(zhuǎn)換。3、通過對模型定向的作業(yè)，了解數(shù)字影像立體模型的建立方法及全過程，并能較熟練地應(yīng)用定向模塊進(jìn)行作業(yè)，滿足定向的基本精度要求，掌握核線影像重采樣，生成核線影像對。4、掌握正射影像分辨率的正確設(shè)置，制作單模型的數(shù)字正射影像，掌握等高線參數(shù)設(shè)置，生成等高線，通過正射影像或疊加等高線影像的顯示，檢查是否有粗差，掌握DEM拼接及自動正射影像鑲嵌。5、掌握立體切準(zhǔn)的基本專業(yè)技能，掌握地物數(shù)據(jù)采集與編輯的基本操作，掌握文字注記的方法6、學(xué)會使用圖廓整飾模塊，掌握圖廓整飾中各項參數(shù)的意義及其設(shè)置方式，生成圖廓參數(shù)文件，制作完整的DOM圖幅產(chǎn)品，生成圖廓參數(shù)文件，制作完整的DRG圖幅產(chǎn)品。7、通過對實習(xí)成果的分析，了解數(shù)字產(chǎn)品的基本質(zhì)量要求，總結(jié)實習(xí)中出現(xiàn)的問題以及實習(xí)成果的不足之處，并能分析其原因。8、理解數(shù)據(jù)格式輸出的意義，了解VirtuoZo NT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式輸出的具體操作。二、實驗步驟及方法1、建立測區(qū)與模型的參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完善后，進(jìn)入VIrtuoZo主界面，首先要新建一個測區(qū)，通過文件打開測區(qū)，我們可以新建一個名為hammer的測區(qū)，系統(tǒng)默認(rèn)后綴名為blk，默認(rèn)保存在系統(tǒng)盤下的Virlog文件夾里。這個blk文件其實只是個索引文件，它最終指向的是測區(qū)設(shè)置里面的測區(qū)主目錄文件夾。建立好blk文件之后，系統(tǒng)會自動彈出“設(shè)置測區(qū)”的對話框，我們按照原始數(shù)據(jù)提供的信息，相應(yīng)填寫該對話框，填寫好之后保存退出。進(jìn)入“設(shè)置相機(jī)文件”，找到剛才在設(shè)置測區(qū)對話框中新建的相機(jī)檢校文件，雙擊進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，相機(jī)參數(shù)可以直接通過輸入按鈕，輸入原始數(shù)據(jù)里面已有的cmr文件。編輯界面。進(jìn)入“設(shè)置地面控制點”，可以逐點輸入控制點文件，或者直接通過“輸入”按鈕，直接讀取一個控制點文件。參數(shù)設(shè)置完成之后，還需要對影像文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將各種影像文件轉(zhuǎn)換成VirtuoZo支持的VZ格式的影像。進(jìn)入文件引入影像文件，進(jìn)入輸入影像對話框，通過“增加”按鈕，將所要處理的原始影像引入對話框，由于飛機(jī)是循環(huán)飛行進(jìn)行拍攝的，第二條航帶的影像的相機(jī)文件需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。具體操作：選中第二條航帶的3張影像，點“選項”按鈕，在彈出的對話框中將“相機(jī)旋轉(zhuǎn)”后面的選項選擇“是”，確認(rèn)之后即可看到需要進(jìn)行相機(jī)旋轉(zhuǎn)的影像前有一個紅色旋轉(zhuǎn)的符號。然后我們填寫正確的“像素大小”，該像素大小需要在原始數(shù)據(jù)里面給出，如果沒有提供該數(shù)據(jù)，可以輸入1，系統(tǒng)會自動讀取原始影像的頭文件，然后給出一個像素大小。參數(shù)設(shè)置完成之后點“處理”，影像開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成的VZ影像將放在測區(qū)主目錄下的images文件夾里面，每生成一個VZ影像，程序還會為該影像對應(yīng)一個影像參數(shù)文件，后綴名為*.spt。影像轉(zhuǎn)換完成之后，開始進(jìn)行模型的設(shè)置，現(xiàn)以157和156兩張影像為例，介紹模型的創(chuàng)建過程：通過“文件打開模型”，可以建立一個新模型，命名為157-156，默認(rèn)后綴名為mdl，建立好157-156模型后，程序自動彈出模型參數(shù)設(shè)置對話框，按照該模型的基本情況設(shè)置該對話框，主要設(shè)置左、右影像，其它可按程序默認(rèn)參數(shù)設(shè)置，之后保存退出。同樣的操作，可以把156-155、164-165、165-166這三個模型都創(chuàng)建好，完成所有模型的參數(shù)設(shè)置。2、航片的內(nèi)定向、相對定向與絕對定向1內(nèi)定向作業(yè)流程：a) 調(diào)用內(nèi)定向程序（“處理定向內(nèi)定向”），建立框標(biāo)模板（若模板已建立，則進(jìn)入左影像的內(nèi)定向）；不同型號的相機(jī)有著不同的框標(biāo)模板。一般一個測區(qū)使用同一相機(jī)攝影，所以只需在測區(qū)內(nèi)選擇一個模型建立框標(biāo)模板并進(jìn)行內(nèi)定向，其他模型不再需要重新建立框標(biāo)模板，即可直接進(jìn)行內(nèi)定向處理。若一個測區(qū)中存在著使用多個相機(jī)的情況，則需要在當(dāng)前測區(qū)目錄中建立多個相機(jī)參數(shù)文件，在做內(nèi)定向處理時，系統(tǒng)會自動建立多個框標(biāo)模板。界面右邊小窗口為某個框標(biāo)的放大影像，其框標(biāo)中心點清晰可見。界面左窗口顯示了當(dāng)前模型的左影像，若影像的四角的每個框標(biāo)都有紅色的小框圍住，框標(biāo)近似定位成功。若小紅框沒有圍住框標(biāo)，則需進(jìn)行人工干預(yù)：移動鼠標(biāo)將光標(biāo)移到某框標(biāo)中心，單擊鼠標(biāo)左鍵，使小紅框圍住框標(biāo)。依次將每個小紅框圍住對應(yīng)的框標(biāo)后，框標(biāo)近似定位成功。選擇界面左窗口下的“接受”按鈕。b) 左影像內(nèi)定向；該界面顯示了框標(biāo)自動定位后的狀況。可選擇界面中間小方塊按鈕將其對應(yīng)的框標(biāo)放大顯示于右窗口內(nèi)，觀察小十字絲中心是否對準(zhǔn)框標(biāo)中心，若不滿意可進(jìn)行調(diào)整。框標(biāo)調(diào)整有自動或人工兩種方式：自動方式：選擇自動按鈕后，移動鼠標(biāo)在左窗口中的當(dāng)前框標(biāo)中心點附近單擊鼠標(biāo)左鍵，小十字絲將自動精確對準(zhǔn)框標(biāo)中心。人工方式：若自動方式失敗，則可選擇人工按鈕，移動鼠標(biāo)在左窗口中的當(dāng)前框標(biāo)中心點附近單擊鼠標(biāo)左鍵，再分別選擇“上、下、左、右”按鈕，微調(diào)小十字絲，使之精確對準(zhǔn)框標(biāo)中心。c) 右影像內(nèi)定向；與左影像內(nèi)定向相似，進(jìn)行右影像的內(nèi)定向d) 退出內(nèi)定向程序模塊；“內(nèi)定向”菜單項時，系統(tǒng)會彈出上次的內(nèi)定向處理結(jié)果并詢問是否重新進(jìn)行內(nèi)定向處理。若對此結(jié)果滿意，則單擊否按鈕退出內(nèi)定向。如果對結(jié)果不滿意，則單擊是按鈕重新進(jìn)行內(nèi)定向處理。這種情況很常見，比如我們進(jìn)行模型157-156內(nèi)定向的時候，完成了影像157和156的內(nèi)定向工作，當(dāng)進(jìn)行156-155模型內(nèi)定向的時候，156影像將會彈出類似的對話框詢問是否重新量側(cè)。2相對定向作業(yè)流程：a) 調(diào)用相對定程序（“處理定向相對定向”）b) 量測同名點（一般在對非量測相機(jī)獲取的影像進(jìn)行相對定向時進(jìn)行此項操作）。對于非量測相機(jī)獲取的影像對，由于左右影像重疊區(qū)域的投影變形較大，在自動相對定向之前一般要量測1對同名點（點位應(yīng)選在左、右影像重疊部分左上角位置的附近）。若當(dāng)前模型的影像質(zhì)量比較差，則需量測35對同名點（點位均勻分布），以保證可靠地完成自動相對定向。對于航空影像，一般不需要這一操作，可直接進(jìn)行自動相對定向。手工量測同名點：首先確認(rèn)鼠標(biāo)右鍵菜單選項菜單項下的子菜單項全都處于未選中狀態(tài)，然后分別量測同名點的左、右像點坐標(biāo)。分別在左右兩張影像上找到同名點，先點取左影像的同名點，在同名點位置點擊鼠標(biāo)左鍵，此時系統(tǒng)彈出像點量測窗，放大顯示該點點位及其周邊的原始影像。然后精確調(diào)整點位，也可以通過右邊的微調(diào)按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。同樣，右影像的操作也這樣進(jìn)行。當(dāng)在左右影像上找到一對同名點時，程序彈出“輸入點號”對話框，輸入點號并確認(rèn)，完成量側(cè)一對同名點的操作。c) 進(jìn)行自動相對定向：在相對定向界面點鼠標(biāo)右鍵，選擇自動相對定向，程序?qū)⒆詣訉ふ彝c，進(jìn)行相對定向。完成后，影像上顯示相對定向點（紅十字絲）。d) 檢查與調(diào)整在界面的定向結(jié)果窗中顯示相對定向的中誤差等。拉動定向結(jié)果窗的滾動條可看到所有相對定向點的上下視差。我們可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整或者刪除，對于點位有偏差的點，我們可以同右邊的微調(diào)按鈕進(jìn)行響應(yīng)的調(diào)整，而對于一些匹配錯誤的點，比如某些點匹配到地物的影子上，這些點是需要進(jìn)行刪除的。3絕對定向作業(yè)流程：a) 在相對定向界面里面量側(cè)控制點，方法與量側(cè)同名點類似，只是在輸入點號的時候，需要輸入與控制點文件相對應(yīng)的點號，在影像上，控制點是顯示為黃色的大十字絲。當(dāng)量測三個控制點后（三個控制點不能位于一條線上），可進(jìn)行控制點預(yù)測：即單擊鼠標(biāo)右鍵彈出菜單，選擇“預(yù)測控制點”。隨即影像上顯示出幾個藍(lán)色小圈，以表示待測控制點的近視位置。然后繼續(xù)量測藍(lán)圈所示的待測控制點。b) 進(jìn)入普通方式的絕對定向（在相對定向界面點擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“絕對定向普通方式”），程序進(jìn)行絕對定向計算，在定向結(jié)果窗中顯示絕對定向的中誤差及每個控制點的定向誤差。另彈出控制點微調(diào)窗，窗中顯示當(dāng)前控制點的坐標(biāo)，且設(shè)置了立體下的微調(diào)按鈕。c) 檢查與調(diào)整根據(jù)誤差顯示可知絕對定向的精度如何，若某控制點誤差過大，則可進(jìn)行微調(diào)。其微調(diào)方法與步驟如下：在定向結(jié)果窗中對某控制點誤差行單擊鼠標(biāo)左鍵，選中該點，彈出該控制點的微調(diào)窗。立體影像微調(diào)。選中另一個需調(diào)整的點，進(jìn)行微調(diào)。所需調(diào)整的點均完成后，選擇控制點微調(diào)窗中的“確定”按鈕，程序返回相對定向界面。至此，絕對定向完成。4同名核線影像的采集與匹配A 生成核線影像a) 定義一個作業(yè)區(qū)在相對定向界面點擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“全局顯示”，界面顯示模型的整體影像，然后再彈出菜單，選擇“定義作業(yè)區(qū)”，然后用鼠標(biāo)在影像上拖出一個作業(yè)區(qū)域，作業(yè)區(qū)用綠色的線條顯示其邊框。(注意保證自定義區(qū)域內(nèi)都有影像，即不超過最大作業(yè)區(qū))也可以選擇“自動定義最大作業(yè)區(qū)”，程序?qū)⒆詣佣x一個最大作業(yè)區(qū)。b) 生成核線影像單擊鼠標(biāo)右鍵彈出菜單，選擇“生成核線影像非水平核線”，程序依次對左、右影像進(jìn)行核線重采樣，生成模型的核線影像。c) 退出單擊鼠標(biāo)右鍵彈出菜單，進(jìn)行“保存”，選擇“退出”B 影像匹配a) 匹配預(yù)處理（1）點擊處理匹配預(yù)處理，進(jìn)入匹配預(yù)處理模塊，利用該模塊，用戶可以打開有待自動匹配的模型，并在模型中加測一些特征點、特征線和特征面以輔助系統(tǒng)進(jìn)行自動匹配，從而獲得更好的匹配結(jié)果，大大減少對匹配結(jié)果編輯的工作量。（2）在匹配預(yù)處理窗口中單擊文件打開模型菜單項，在系統(tǒng)彈出的打開模型對話框中選擇需要進(jìn)行匹配預(yù)處理的立體模型文件（*.mdl 或 *.ste），然后單擊打開按鈕打開一個模型；通過立體顯示按鈕，我們可以通過立體眼鏡觀察立體顯示，從而使測標(biāo)切準(zhǔn)地面，進(jìn)行（3）我們根據(jù)地物的不同，選擇不同的特征表現(xiàn)方式從左導(dǎo)右分別為特征點、特征線、特征面。對于一些特殊地形的數(shù)據(jù)，如：山脊、溝谷、黑影遮蓋區(qū)、大片居民區(qū)或水域等地區(qū)的影像，僅僅依靠系統(tǒng)的自動匹配，可能得到的匹配結(jié)果很差，會大大增加匹配結(jié)果編輯的工作量。這就需要在匹配預(yù)處理里面利用特征點、線、面，切準(zhǔn)地形，繪制相應(yīng)的特征文件，在程序進(jìn)行自動影像匹配的過程中，參與影像匹配并干預(yù)匹配結(jié)果。（4）保存匹配預(yù)處理結(jié)果，退出b）影像匹配影像匹配的過程是全自動的，點擊“處理影像匹配”，程序自動完成該操作c) 匹配結(jié)果編輯（1）單擊“處理匹配結(jié)果編輯”，進(jìn)入匹配結(jié)果編輯界面。（2）對一些容易出現(xiàn)匹配錯誤的地物，選擇相應(yīng)的編輯方式進(jìn)行編輯，使匹配點切準(zhǔn)地面。我們在編輯窗口點鼠標(biāo)右鍵，可以看到很多設(shè)置，為了方便觀察匹配有問題的區(qū)域，我們可以利用等高線的分布去檢查，我們選擇“等高線設(shè)置”，設(shè)置一個合適的等高距和等高線的顏色，這樣我們就可以根據(jù)等高線的走向來檢查匹配點是否正確。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有匹配錯誤的時候，我們首先要選擇這個區(qū)域，選擇的方式有很多，可以用鼠標(biāo)拖動一個矩形框進(jìn)行矩形選取，也可以點鼠標(biāo)右鍵的“開始定義作業(yè)區(qū)”（或點空格鍵），然后依次點擊鼠標(biāo)左鍵，待選擇完成后，點鼠標(biāo)右鍵的“結(jié)束定義作業(yè)區(qū)”（或點空格鍵），選取完成。區(qū)域選好之后，該區(qū)域的匹配點處于選中狀態(tài)，我們就可以運(yùn)用左邊的編輯工具進(jìn)行相應(yīng)的編輯工作了。（3）一般需要編輯的情況有以下幾種：由于影像中常有大片紋理不清淅的影像，如河流、沙漠、雪山等地方出現(xiàn)大片匹配不好的點，則需要進(jìn)行編輯。由于影像的不連續(xù)、被遮蓋及陰影等原因，使得匹配點沒切準(zhǔn)地面，則需要進(jìn)行編輯。城市的人工建筑物、山區(qū)的樹林等，使得匹配點不是地面上的點，而是物體表面上的點，則 需要進(jìn)行編輯。大面積平地、溝渠及比較破碎的地貌需要進(jìn)行編輯。五、DEM、DOM與等高線等數(shù)字產(chǎn)品的生成1. 生成DEM在系統(tǒng)主菜單中，選擇“產(chǎn)品-生成DEM-DEM生成”項，屏幕顯示計算提示界面，計算完畢后，即建立了當(dāng)前模型的DEM。2. 查看DEM單模型透視景觀：建立數(shù)字地面模型后，在系統(tǒng)主菜單中，選擇“顯示-立體顯示-透示顯示”項，進(jìn)入顯示界面，屏幕顯示當(dāng)前模型的數(shù)字地面模型。3. 生成單模型的正射影像在系統(tǒng)主菜單中，選擇“產(chǎn)品-生成正射影像”項，自動制作當(dāng)前模型的正射影像，屏幕顯示計算提示界面，計算完畢后，自動生成當(dāng)前模型的正射影像。可以通過“顯示-正射影像”，查看生成的正射影像4生成等高線在系統(tǒng)主菜單中，選擇“產(chǎn)品-生成等高線”項，自動制作當(dāng)前模型的等高線?？梢酝ㄟ^“顯示-等高線影像”，查看生成的等高線。上面操作生成的DEM，正射影像，等高線文件均保存在相應(yīng)模型的模型文件夾的product文件夾下。格式如下表所示：產(chǎn)品對應(yīng)的后綴名DEM*.dem正射影像*.orl等高線*.cnt5使用DEMMaker生成DEMa) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，調(diào)用DEMMaker，運(yùn)行主界面下的“產(chǎn)品生成DEMDEM制作”，調(diào)用DEMMaker界面。b) 裝在立體模型，運(yùn)行菜單裝載立體模型，選擇相應(yīng)的模型裝載到DEMMaker里。c ) 量測地物，編輯特征文件。d ) 引入第三方 DEM（即由非 DEMMaker 模塊生成的 DEM 文件）或利用自動匹配的結(jié)果所生成的 DEM。e ) 自動匹配效果不好時，可加測部分特征地物，進(jìn)行局部匹配。f ) 其他區(qū)域可用三角網(wǎng)直接內(nèi)插 DEM 格網(wǎng)。g) 編輯 DEM 格網(wǎng)點。h ) 生成該區(qū)域的 DEM。i ) 退出 DEMMaker 模塊。六、基于立體影像的數(shù)字化測圖（IGS數(shù)字測圖）1進(jìn)入IGS測圖界面單擊“測圖IGS數(shù)字化測圖”，進(jìn)入IGS界面。2新建一個矢量文件（*.xyz文件）點擊“文件新建XYZ文件”，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)和坐標(biāo)范圍。3裝載相應(yīng)的立體模型建立好矢量文件之后，點擊“裝載立體模型”，現(xiàn)在在打開了矢量窗口和立體模型窗口兩個窗口，我們通過“窗口橫向排列”。4選擇相應(yīng)的地物符號，進(jìn)行地物的繪制。七、多個模型的拼接、成果圖輸出1 設(shè)置拼接區(qū)域及參數(shù)在系統(tǒng)主菜單中，選擇菜單“鑲嵌設(shè)置”項，屏幕彈出拼接與鑲嵌參數(shù)設(shè)置對話框。在“拼接選項”欄里面選擇要拼接的產(chǎn)品，現(xiàn)在需要進(jìn)行拼接的模型以及拼接的范圍，最后確定生成拼接成果的名稱和存放路徑。參數(shù)設(shè)置完成后“確定”，關(guān)閉對話框。2 拼接區(qū)域的多模型DEM拼接參數(shù)設(shè)置好之后，我們就可以進(jìn)行DEM的拼接以及正射影像等產(chǎn)品的拼接，選擇菜單“鑲嵌DEM拼接”項，完成DEM的拼接，并生成拼接報告。3 檢查DEM的拼接誤差我們通過上圖所示的DEM拼接精度可以很直觀的看出來哪些地方拼接出現(xiàn)了問題，從而可以返回到匹配編輯對這部分進(jìn)行處理。4 拼接區(qū)域內(nèi)的正射影像鑲嵌選擇菜單“鑲嵌自動鑲嵌”，程序?qū)⑼瓿稍阼偳对O(shè)置“拼接選項”里面勾選的產(chǎn)品，均放到拼接設(shè)置的產(chǎn)品目錄里。5 顯示全區(qū)域的正射影像，檢查是否有拼接縫隙等誤差。進(jìn)入主程序顯示顯示影像，打開剛才生成的多模型的正射影像進(jìn)行查看。6 矢量數(shù)據(jù)接邊三、實驗中遇到的問題1、使用測區(qū)參數(shù)界面下的重置模型參數(shù)功能應(yīng)當(dāng)注意哪些問題？答：首先測區(qū)參數(shù)界面的參數(shù)項中不能有空白項；在填入?yún)?shù)時控制點文件、加密點文件、相機(jī)參數(shù)文件的名字可任意命名，但是要切記不能使得這三者的名字重名，否則，可能會導(dǎo)致文件的沖突，影響到內(nèi)定向、絕對定向的成果，甚至無法正常的采集核線影像；另外，原來版本的程序會出現(xiàn)正 射影像參數(shù)無法重置的情況，需手工先刪除*.OTP文件后再重置，新版本程序中已 無此問題。2、有多個相機(jī)的測區(qū)如何處理？答：分別在測區(qū)目錄下建立多個相機(jī)參數(shù)文件（注意影像參數(shù)要與之對應(yīng)），分別作內(nèi)定向即可。3、定義核線影像范圍應(yīng)注意那些事項？答：首先：定義核線范圍以將控制點劃在范圍內(nèi)為宜，但不能超控過多；其次：應(yīng)結(jié)合實際地形情況，如高山地或大比例尺城區(qū)，由于左右片視差較大，就應(yīng)適當(dāng)將核線范圍劃大些。4、DEM旋轉(zhuǎn)角設(shè)為0與不旋轉(zhuǎn)有何區(qū)別？答：當(dāng)將DEM旋轉(zhuǎn)角設(shè)為0時，系統(tǒng)將自動計算旋轉(zhuǎn)角度。5、為什么有時候恢復(fù)測區(qū)的功能不起作用？ 答：使用恢復(fù)測區(qū)功能時要注意： a. 當(dāng)測區(qū)的路徑參數(shù)與模型的路徑參數(shù)均一致時，使用恢復(fù)測區(qū)功能才有效。 b. 當(dāng)測區(qū)的路徑參數(shù)與模型的路徑參數(shù)不一致時，使用此功能，僅能恢復(fù)測區(qū)的路徑參數(shù)，模型的路徑參數(shù)。不會隨之進(jìn)行修改 c. 當(dāng)影像不在當(dāng)前測區(qū)的預(yù)設(shè)路徑下時，使用恢復(fù)測區(qū)功能，系統(tǒng)并不會自動修改相應(yīng)的? 品路徑參數(shù)（*.otp、*.cpd、*.dtp），這些參數(shù)必需手工修改，否則會出現(xiàn)不良后果。6、如何利用圖廓整飾程序作影像裁切？ 答：選擇需要裁切的正射影像，新建一個圖廓文件，在選擇輸出時，注意一定要選擇輸出到DXF 格式，這樣，才是對正射影像直接做裁切。7、模型參數(shù)中匹配窗口與格網(wǎng)大小如何給定？ 答：匹配窗口與格網(wǎng)大小的確定與很多因素有關(guān)，例如：像素的大小、地型的類型和攝影比例尺的大小等因素。一般可考慮，匹配窗口在原始影像上的大小應(yīng)0.