攝影測量實驗報告書.doc

攝影測量實驗報告10一、實驗目的1、通過閱讀實習指導書，了解4d的基本概念，了解VirtuoZo NT系統(tǒng)的運行環(huán)境及軟件模塊的操作特點，了解實習工作流程，從而能對4d產品生產實習有個整體概念。2、掌握創(chuàng)建/打開測區(qū)及測區(qū)參數文件的設置，掌握參數文件的數據錄入完成原始數字影像格式的轉換。3、通過對模型定向的作業(yè)，了解數字影像立體模型的建立方法及全過程，并能較熟練地應用定向模塊進行作業(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置，制作單模型的數字正射影像，掌握等高線參數設置，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、掌握立體切準的基本專業(yè)技能，掌握地物數據采集與編輯的基本操作，掌握文字注記的方法6、學會使用圖廓整飾模塊，掌握圖廓整飾中各項參數的意義及其設置方式，生成圖廓參數文件，制作完整的DOM圖幅產品，生成圖廓參數文件，制作完整的DRG圖幅產品。7、通過對實習成果的分析，了解數字產品的基本質量要求，總結實習中出現(xiàn)的問題以及實習成果的不足之處，并能分析其原因。8、理解數據格式輸出的意義，了解VirtuoZo NT系統(tǒng)的數據格式輸出的具體操作。二、實驗步驟及方法1、建立測區(qū)與模型的參數設置數據準備完善后，進入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)默認后綴名為blk，默認保存在系統(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“設置測區(qū)”的對話框，我們按照原始數據提供的信息，相應填寫該對話框，填寫好之后保存退出。進入“設置相機文件”，找到剛才在設置測區(qū)對話框中新建的相機檢校文件，雙擊進入參數設置界面，相機參數可以直接通過輸入按鈕，輸入原始數據里面已有的cmr文件。編輯界面。進入“設置地面控制點”，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。參數設置完成之后，還需要對影像文件進行轉換，將各種影像文件轉換成VirtuoZo支持的VZ格式的影像。進入文件引入影像文件，進入輸入影像對話框，通過“增加”按鈕，將所要處理的原始影像引入對話框，由于飛機是循環(huán)飛行進行拍攝的，第二條航帶的影像的相機文件需要進行旋轉。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“相機旋轉”后面的選項選擇“是”，確認之后即可看到需要進行相機旋轉的影像前有一個紅色旋轉的符號。然后我們填寫正確的“像素大小”，該像素大小需要在原始數據里面給出，如果沒有提供該數據，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。參數設置完成之后點“處理”，影像開始進行轉換，轉換成的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一個影像參數文件，后綴名為*.spt。影像轉換完成之后，開始進行模型的設置，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，默認后綴名為mdl，建立好157-156模型后，程序自動彈出模型參數設置對話框，按照該模型的基本情況設置該對話框，主要設置左、右影像，其它可按程序默認參數設置，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設置。2、航片的內定向、相對定向與絕對定向1內定向作業(yè)流程：a) 調用內定向程序（“處理定向內定向”），建立框標模板（若模板已建立，則進入左影像的內定向）；不同型號的相機有著不同的框標模板。一般一個測區(qū)使用同一相機攝影，所以只需在測區(qū)內選擇一個模型建立框標模板并進行內定向，其他模型不再需要重新建立框標模板，即可直接進行內定向處理。若一個測區(qū)中存在著使用多個相機的情況，則需要在當前測區(qū)目錄中建立多個相機參數文件，在做內定向處理時，系統(tǒng)會自動建立多個框標模板。界面右邊小窗口為某個框標的放大影像，其框標中心點清晰可見。界面左窗口顯示了當前模型的左影像，若影像的四角的每個框標都有紅色的小框圍住，框標近似定位成功。若小紅框沒有圍住框標，則需進行人工干預：移動鼠標將光標移到某框標中心，單擊鼠標左鍵，使小紅框圍住框標。依次將每個小紅框圍住對應的框標后，框標近似定位成功。選擇界面左窗口下的“接受”按鈕。b) 左影像內定向；該界面顯示了框標自動定位后的狀況?？蛇x擇界面中間小方塊按鈕將其對應的框標放大顯示于右窗口內，觀察小十字絲中心是否對準框標中心，若不滿意可進行調整。框標調整有自動或人工兩種方式：自動方式：選擇自動按鈕后，移動鼠標在左窗口中的當前框標中心點附近單擊鼠標左鍵，小十字絲將自動精確對準框標中心。人工方式：若自動方式失敗，則可選擇人工按鈕，移動鼠標在左窗口中的當前框標中心點附近單擊鼠標左鍵，再分別選擇“上、下、左、右”按鈕，微調小十字絲，使之精確對準框標中心。c) 右影像內定向；與左影像內定向相似，進行右影像的內定向d) 退出內定向程序模塊；“內定向”菜單項時，系統(tǒng)會彈出上次的內定向處理結果并詢問是否重新進行內定向處理。若對此結果滿意，則單擊否按鈕退出內定向。如果對結果不滿意，則單擊是按鈕重新進行內定向處理。這種情況很常見，比如我們進行模型157-156內定向的時候，完成了影像157和156的內定向工作，當進行156-155模型內定向的時候，156影像將會彈出類似的對話框詢問是否重新量側。2相對定向作業(yè)流程：a) 調用相對定程序（“處理定向相對定向”）b) 量測同名點（一般在對非量測相機獲取的影像進行相對定向時進行此項操作）。對于非量測相機獲取的影像對，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（點位應選在左、右影像重疊部分左上角位置的附近）。若當前模型的影像質量比較差，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，可直接進行自動相對定向。手工量測同名點：首先確認鼠標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。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。然后精確調整點位，也可以通過右邊的微調按鈕進行調節(jié)。同樣，右影像的操作也這樣進行。當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，完成量側一對同名點的操作。c) 進行自動相對定向：在相對定向界面點鼠標右鍵，選擇自動相對定向，程序將自動尋找同名點，進行相對定向。完成后，影像上顯示相對定向點（紅十字絲）。d) 檢查與調整在界面的定向結果窗中顯示相對定向的中誤差等。拉動定向結果窗的滾動條可看到所有相對定向點的上下視差。我們可以根據實際情況進行調整或者刪除，對于點位有偏差的點，我們可以同右邊的微調按鈕進行響應的調整，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控制點，方法與量側同名點類似，只是在輸入點號的時候，需要輸入與控制點文件相對應的點號，在影像上，控制點是顯示為黃色的大十字絲。當量測三個控制點后（三個控制點不能位于一條線上），可進行控制點預測：即單擊鼠標右鍵彈出菜單，選擇“預測控制點”。隨即影像上顯示出幾個藍色小圈，以表示待測控制點的近視位置。然后繼續(xù)量測藍圈所示的待測控制點。b) 進入普通方式的絕對定向（在相對定向界面點擊鼠標右鍵，選擇“絕對定向普通方式”），程序進行絕對定向計算，在定向結果窗中顯示絕對定向的中誤差及每個控制點的定向誤差。另彈出控制點微調窗，窗中顯示當前控制點的坐標，且設置了立體下的微調按鈕。c) 檢查與調整根據誤差顯示可知絕對定向的精度如何，若某控制點誤差過大，則可進行微調。其微調方法與步驟如下：在定向結果窗中對某控制點誤差行單擊鼠標左鍵，選中該點，彈出該控制點的微調窗。立體影像微調。選中另一個需調整的點，進行微調。所需調整的點均完成后，選擇控制點微調窗中的“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)”，程序將自動定義一個最大作業(yè)區(qū)。b) 生成核線影像單擊鼠標右鍵彈出菜單，選擇“生成核線影像非水平核線”，程序依次對左、右影像進行核線重采樣，生成模型的核線影像。c) 退出單擊鼠標右鍵彈出菜單，進行“保存”，選擇“退出”B 影像匹配a) 匹配預處理（1）點擊處理匹配預處理，進入匹配預處理模塊，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)進行自動匹配，從而獲得更好的匹配結果，大大減少對匹配結果編輯的工作量。（2）在匹配預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行匹配預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，從而使測標切準地面，進行（3）我們根據地物的不同，選擇不同的特征表現(xiàn)方式從左導右分別為特征點、特征線、特征面。對于一些特殊地形的數據，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，可能得到的匹配結果很差，會大大增加匹配結果編輯的工作量。這就需要在匹配預處理里面利用特征點、線、面，切準地形，繪制相應的特征文件，在程序進行自動影像匹配的過程中，參與影像匹配并干預匹配結果。（4）保存匹配預處理結果，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) 匹配結果編輯（1）單擊“處理匹配結果編輯”，進入匹配結果編輯界面。（2）對一些容易出現(xiàn)匹配錯誤的地物，選擇相應的編輯方式進行編輯，使匹配點切準地面。我們在編輯窗口點鼠標右鍵，可以看到很多設置，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“等高線設置”，設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等高線的走向來檢查匹配點是否正確。當發(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，可以用鼠標拖動一個矩形框進行矩形選取，也可以點鼠標右鍵的“開始定義作業(yè)區(qū)”（或點空格鍵），然后依次點擊鼠標左鍵，待選擇完成后，點鼠標右鍵的“結束定義作業(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)，我們就可以運用左邊的編輯工具進行相應的編輯工作了。（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，使得匹配點沒切準地面，則需要進行編輯。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 需要進行編輯。大面積平地、溝渠及比較破碎的地貌需要進行編輯。五、DEM、DOM與等高線等數字產品的生成1. 生成DEM在系統(tǒng)主菜單中，選擇“產品-生成DEM-DEM生成”項，屏幕顯示計算提示界面，計算完畢后，即建立了當前模型的DEM。2. 查看DEM單模型透視景觀：建立數字地面模型后，在系統(tǒng)主菜單中，選擇“顯示-立體顯示-透示顯示”項，進入顯示界面，屏幕顯示當前模型的數字地面模型。3. 生成單模型的正射影像在系統(tǒng)主菜單中，選擇“產品-生成正射影像”項，自動制作當前模型的正射影像，屏幕顯示計算提示界面，計算完畢后，自動生成當前模型的正射影像?？梢酝ㄟ^“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“產品-生成等高線”項，自動制作當前模型的等高線?？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模型的模型文件夾的product文件夾下。格式如下表所示：產品對應的后綴名DEM*.dem正射影像*.orl等高線*.cnt5使用DEMMaker生成DEMa) 數據準備，調用DEMMaker，運行主界面下的“產品生成DEMDEM制作”，調用DEMMaker界面。b) 裝在立體模型，運行菜單裝載立體模型，選擇相應的模型裝載到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，進行局部匹配。f ) 其他區(qū)域可用三角網直接內插 DEM 格網。g) 編輯 DEM 格網點。h ) 生成該區(qū)域的 DEM。i ) 退出 DEMMaker 模塊。六、基于立體影像的數字化測圖（IGS數字測圖）1進入IGS測圖界面單擊“測圖IGS數字化測圖”，進入IGS界面。2新建一個矢量文件（*.xyz文件）點擊“文件新建XYZ文件”，設置相應的參數和坐標范圍。3裝載相應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選擇相應的地物符號，進行地物的繪制。七、多個模型的拼接、成果圖輸出1 設置拼接區(qū)域及參數在系統(tǒng)主菜單中，選擇菜單“鑲嵌設置”項，屏幕彈出拼接與鑲嵌參數設置對話框。在“拼接選項”欄里面選擇要拼接的產品，現(xiàn)在需要進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。參數設置完成后“確定”，關閉對話框。2 拼接區(qū)域的多模型DEM拼接參數設置好之后，我們就可以進行DEM的拼接以及正射影像等產品的拼接，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行處理。4 拼接區(qū)域內的正射影像鑲嵌選擇菜單“鑲嵌自動鑲嵌”，程序將完成在鑲嵌設置“拼接選項”里面勾選的產品，均放到拼接設置的產品目錄里。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行查看。6 矢量數據接邊三、實驗中遇到的問題1、使用測區(qū)參數界面下的重置模型參數功能應當注意哪些問題？答：首先測區(qū)參數界面的參數項中不能有空白項；在填入參數時控制點文件、加密點文件、相機參數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，可能會導致文件的沖突，影響到內定向、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、有多個相機的測區(qū)如何處理？答：分別在測區(qū)目錄下建立多個相機參數文件（注意影像參數要與之對應），分別作內定向即可。3、定義核線影像范圍應注意那些事項？答：首先：定義核線范圍以將控制點劃在范圍內為宜，但不能超控過多；其次：應結合實際地形情況，如高山地或大比例尺城區(qū)，由于左右片視差較大，就應適當將核線范圍劃大些。4、DEM旋轉角設為0與不旋轉有何區(qū)別？答：當將DEM旋轉角設為0時，系統(tǒng)將自動計算旋轉角度。5、為什么有時候恢復測區(qū)的功能不起作用？ 答：使用恢復測區(qū)功能時要注意： a. 當測區(qū)的路徑參數與模型的路徑參數均一致時，使用恢復測區(qū)功能才有效。 b. 當測區(qū)的路徑參數與模型的路徑參數不一致時，使用此功能，僅能恢復測區(qū)的路徑參數，模型的路徑參數。不會隨之進行修改 c. 當影像不在當前測區(qū)的預設路徑下時，使用恢復測區(qū)功能，系統(tǒng)并不會自動修改相應的? 品路徑參數（*.otp、*.cpd、*.dtp），這些參數必需手工修改，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、模型參數中匹配窗口與格網大小如何給定？ 答：匹配窗口與格網大小的確定與很多因素有關，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0.