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文檔簡介

1、數(shù)字攝影測量測圖實習指導書王競雪一、實習目的“數(shù)字攝影測量測圖”實習課程是測繪工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。數(shù)字攝影測量測圖實習是一個綜合性很強的實習,它是對攝影測量課程中所學攝影測量及相關專業(yè)的綜合應用。該實習應用virtuozo系統(tǒng)來完成。通過該實習了解攝影測量的生產(chǎn)流程,并掌握攝影測量的專業(yè)技能(立體觀測),制作出符合生產(chǎn)要求的4d產(chǎn)品:數(shù)字高程模型(digital elevation model,縮寫dem);數(shù)字正射影像圖(digital orthophoto map,縮寫dom);數(shù)字線劃地圖(digital elevation model,縮寫dlg);數(shù)字柵格地圖(digital

2、raster graphic,縮寫drg)。二、實驗項目的基本要求 了解數(shù)字攝影測量的生產(chǎn)流程和對數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的認識,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; 掌握內(nèi)定向、相對定向、絕對定向參數(shù)解算,沿核線重采樣,為后面的立體量測做好準備工作; 熟悉測圖、圖形編輯; 掌握dem、正射影像圖制作。三、計劃和安排實習一 預備知識(1節(jié))實習二 數(shù)據(jù)準備(2節(jié))實習三 制作數(shù)字高程模型(dem)(4節(jié))實驗四 制作數(shù)字正射影像 (dom) (2節(jié))實驗五 制作數(shù)字線劃地圖(dlg) (3節(jié))實習六 4d產(chǎn)品成果分析 (2節(jié))實習一 預備知識數(shù)字攝影測量:由

3、計算機視覺(其核心是影像匹配與識別)代替人眼的立體量測與識別,完成影像幾何物理信息的自動提取。4d產(chǎn)品生產(chǎn)實習是一個綜合性很強的實習,它是對四年本科所學攝影測量及相關專業(yè)的綜合應用。該實習在數(shù)字攝影測量實習的基礎上進行,應用virtuozo nt系統(tǒng)來完成。不僅要求掌握4d生產(chǎn)的基本原理與方法,而且強調(diào)攝影測量的專業(yè)技能(立體觀測),制作出符合生產(chǎn)要求的4d產(chǎn)品。 11 目地與要求本單元實習是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(chǎn)品生產(chǎn)實習有個整體概念。 12 實習內(nèi)容121 4d的基本概念數(shù)字高程

4、模型(digital elevation model,縮寫dem)是在某一投影平面(如高斯投影平面)上規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標(x,y)及高程(z)的數(shù)據(jù)集。dem的格網(wǎng)間隔應與其高程精度相適配,并形成有規(guī)則的格網(wǎng)系列。根據(jù)不同的高程精度,可分為不同類型。為完整反映地表形態(tài),還可增加離散高程點數(shù)據(jù)。數(shù)字正射影像圖(digital orthophoto map,縮寫dom)是利用數(shù)字高程模型(dem)對經(jīng)掃描處理的數(shù)字化航空像片,經(jīng)逐像元進行投影差改正、鑲嵌,按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像,具有精度高、信息豐富、直觀真實等優(yōu)點。數(shù)

5、字線劃地圖(digital elevation model,縮寫dlg)是現(xiàn)有地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)集,保存各要素間的空間關系和相關的屬性信息,全面地描述地表目標。數(shù)字柵格地圖(digital raster graphic,縮寫drg)是現(xiàn)有紙質(zhì)地形圖經(jīng)計算機處理后得到的柵格數(shù)據(jù)文件。每一幅地形圖在掃描數(shù)字化后,經(jīng)幾何糾正,并進行內(nèi)容更新和數(shù)據(jù)壓縮處理,彩色地形圖還應經(jīng)色彩校正,使每幅圖像的色彩基本一致。數(shù)字柵格地圖在內(nèi)容上、幾何精度和色彩上與國家基本比例尺地形圖保持一致。122 了解virtuozo nt系統(tǒng) virtuozo nt系統(tǒng)是武漢大學遙感信息工程學院張祖勛院士研制的全數(shù)字攝影測量系

6、統(tǒng),屬世界同類產(chǎn)品的五大名牌之一。此系統(tǒng)是基于windowsnt的全數(shù)字攝影測量系統(tǒng),利用數(shù)字影像或數(shù)字化影像完成攝影測量作業(yè)。由計算機視覺(其核心是影像匹配與影像識別)代替人眼的立體量測與識別,不再需要傳統(tǒng)的光機儀器。從原始資料、中間成果及最后產(chǎn)品等都是以數(shù)字形式,克服了傳統(tǒng)攝影測量只能生產(chǎn)單一線劃圖的缺點,可生產(chǎn)出多種數(shù)字產(chǎn)品,如數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像、數(shù)字線劃圖、景觀圖等,并提供各種工程設計所需的三維信息、各種信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫所需的空間信息。virtuozo nt不僅在國內(nèi)已成為各測繪部門從模擬攝影測量走向數(shù)字攝影測量更新?lián)Q代的主要裝備,而且也被世界諸多國家和地區(qū)所采用。下面簡要介紹一

7、下virtuozo nt的運行環(huán)境及軟件模塊等。(1)運行環(huán)境及配置virtuozo nt基于windowsnt(4.0以上版本)平臺運行,基本配置為:pentium 300/128mb ram/9gbhd/20cdrom;17寸彩色顯示器,1024768分辨率,刷新頻率大于100hz。另外還應有數(shù)字化影像獲取裝置(例高精度掃描儀)、成果輸出設備以及立體觀察裝置等附屬配置。其中立體觀察裝置有偏振光、閃閉式、立體反光鏡、互補色(紅綠鏡)等四種。(2)主要軟件模塊解算定向參數(shù)、自動空中三角測量、核線影像重采樣、影像匹配、生成數(shù)字高程模型、制作數(shù)字正射影像、生成等高線、制作景觀圖、dem透視圖、等高

8、線疊加正射影像、基于數(shù)字影像的機助量測、文字注記、圖廓整飾。(3)作業(yè)方式 自動化與人工干預。系統(tǒng)在自動化作業(yè)狀態(tài)下運行不須任何人工干預。人工干預是作為自動化系統(tǒng)的“預處理”與“后處理”,如必要的數(shù)據(jù)準備、必要的輔助量測等及自動化過尚無法解決的問題。人工干預不同于單的人工控制操作,而是盡可能達到了半自動化。123 了解系統(tǒng)目錄硬盤目錄結(jié)構(gòu)簡圖: 系統(tǒng)目錄說明: bin目錄:執(zhí)行程序目錄,存放系統(tǒng)的所有可執(zhí)行程序及框標模板文件。 virlog目錄:測區(qū)的路徑文件(c:virlogblocks.blk)測區(qū)目錄說明:某測區(qū)用戶目錄(在創(chuàng)建一個新block時,系統(tǒng)以用戶所給的測區(qū)名自動產(chǎn)生該測區(qū)目錄

9、),存放該測區(qū)所有參數(shù)文件及中間結(jié)果、成果等。images目錄:影像目錄,存放virtuozo 影像文件、影像參數(shù)文件、內(nèi)定向文件、影像外方位元素文件。模型目錄:系統(tǒng)以所給的模型目錄名自動建立(如37_38目錄),存放該模型所有信息。product目錄:產(chǎn)品目錄,存放當前模型所有已生成的產(chǎn)品及輸出文件。tmp目錄:核線影像目錄,存放當前單模型的核線影像文件。124 系統(tǒng)啟動運行bin目錄下的virtuozont.exe程序(或直接選擇系統(tǒng)快捷圖標),進入virtuozont系統(tǒng),屏幕顯示本系統(tǒng)主界面,如圖1.1 所示。圖1.1 系統(tǒng)主界面界面上方是主菜單條,中央為用戶區(qū),下方一行顯示測區(qū)名和模

10、型名。125 4d產(chǎn)品制作流程根據(jù)virtuozo制作4d產(chǎn)品的基本工作流程如下:實習二 數(shù)據(jù)準備 21 目的與要求掌握創(chuàng)建/打開測區(qū)及測區(qū)參數(shù)文件的設置。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。 22 實習提示原始數(shù)字影像即是數(shù)字攝影測量所用的原始資料,有數(shù)字影像(如衛(wèi)星影像)和數(shù)字化影像(如用模擬的航片經(jīng)掃描而獲得的影像)影像的數(shù)據(jù)格式有多種(一般常用的有tif格式等)。這些影像格式virtuozo nt系統(tǒng)不能直接引用,必須轉(zhuǎn)換為virtuozo nt所認識的vz格式。參數(shù)文件的設置與基本數(shù)據(jù)的錄入一定要正確,否則將無法進行后繼的處理,或者將出現(xiàn)錯誤。創(chuàng)建測區(qū)(block)即

11、是為將要進行測量的區(qū)域創(chuàng)建一個工作區(qū)目錄。一個測區(qū)一般由多個相鄰的模型所組成。 23 實習步驟一、 資料分析查看原始數(shù)字影像的分辨率、比例尺等。查看相機檢校參數(shù),及其影像方位、框標的位置等。查看地面控制點數(shù)據(jù)及其點位與分布。 二、創(chuàng)建新測區(qū),設置測區(qū)參數(shù)文件。 三、相機參數(shù)文件的數(shù)據(jù)錄入。 四、地面控制點文件的數(shù)據(jù)錄入。五、原始影像的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。 24 實習指導下面以實習的實例具體說明其步驟與操作。241 實習測區(qū)資料 實習的原始資料是某礦區(qū),名為“hammer”測區(qū),有兩條航線,六張影像,可建四個模型,具體如下:原始影像的分辨率:0.045mm;像片比例尺為 1:15000;全測區(qū)控制點分

12、布(見hammerindex主頁)控制點數(shù)據(jù)(見hammerindex主頁)相機數(shù)據(jù)(見hammerindex主頁)242 創(chuàng)建一個測區(qū)測區(qū)是待處理的航空影像所對應的地面范圍(或區(qū)域)。本次實習的測區(qū)名為【班級學號】,在virtuozo nt主菜單中,選擇設置測區(qū)參數(shù)項,屏幕顯示 打開或創(chuàng)建一個測區(qū) 文件對話框,輸入測區(qū)名即【班級學號】,進入測區(qū)參數(shù)界面,如圖2.1所示?,F(xiàn)以測區(qū)名為hammertest為例。圖2.1 測區(qū)參數(shù)界面測區(qū)參數(shù)輸入操作方法如下:(1)測區(qū)目錄和文件主目錄行:輸入測區(qū)路徑和測區(qū)名,即d:。本系統(tǒng)自動在d盤建立名為【班級學號】文件夾??刂泣c文件行:輸入控制點文件名,即d

13、: hammer.grd加密點文件行:輸入與上行相同,即d: hammer. grd相機檢校文件行:輸入d: rc30.cmr注意:若以上文件已存在,可單擊右邊的文件查找按鈕,查找當前文件。(2)基本參數(shù)攝影比例分母:輸入15000;航帶數(shù):輸入2;影像類型:選擇攝影測量;成圖比例尺:10000(3)缺省測區(qū)參數(shù)dem間隔:10m等高線間距:5m分辨率(dpi):254(即正射影像的輸出分辨率)(4)選擇【保存】按鈕,將測區(qū)參數(shù)存盤。其參數(shù)文件存放在【班級學號】文件夾中。243 錄入相機參數(shù)相機檢校數(shù)據(jù)用以做內(nèi)定向計算。在virtuozo nt主菜單中,選擇設置相機參數(shù)項,屏幕彈出相機參數(shù)界面

14、,如圖2.2所示(注意:若新建時,界面中無參數(shù),請輸入)。相機檢校文件名是在測區(qū)參數(shù)中生成的,即rc30.cmr。圖2.2 相機檢校參數(shù)界面6, -110.001 0.0027, -0.004 110.0048, 109.997 0.0000本次實習的相機數(shù)據(jù)為:(見hammerindex主頁)由上已知資料的相機數(shù)據(jù),在輸入處雙擊鼠標左鍵,將相機數(shù)據(jù)對應填寫到本界面中,如圖2.2所示。選擇【確定】按鈕,將參數(shù)存盤。244 錄入控制點數(shù)據(jù)控制點參數(shù)用以絕對定向計算。在virtuozo nt主菜單中,選擇設置地面控制點項,屏幕顯示當前控制點文件,如圖2.4所示(注意:若新建時,界面中無參數(shù),請輸入

15、)??刂泣c文件名是在測區(qū)參數(shù)中生成的,即 hammer.grd。圖2.4 控制點文件界面控制點數(shù)據(jù)(見hammerindex主頁)由上已知資料控制點數(shù)據(jù),在輸入處雙擊鼠標左鍵,將控制點數(shù)據(jù)依次填寫到本界中,如圖2.4所示。選擇【確定】按鈕,將控制點參數(shù)存盤。245 原始影像的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換本次實習所采用的原始資料是由航片經(jīng)掃描而獲得的數(shù)字化影像,為tif格式,要轉(zhuǎn)換為vz 的格式。在virtuozo nt主菜單中,選擇文件引入影像文件項,屏幕顯示輸入影像對話窗(圖2.5)。圖2.5 輸入影像對話窗界面參數(shù)輸入說明: 像素大?。褐付ㄓ跋竦南袼卮笮?,輸入0.0045mm。 相機文件:系統(tǒng)默認值與測區(qū)

16、參數(shù)中設定的值相同。 旋轉(zhuǎn)相機:輸入否。(1)增加:添加待轉(zhuǎn)換的文件,在4d實習數(shù)據(jù)/ hammer/ images-tif目錄中選擇01-155_50mic.tif等6個文件添加到當前界面中如圖2.6。圖2.6(2)選項:設置影像轉(zhuǎn)換參數(shù)。選中要轉(zhuǎn)換的文件,單擊選項按鈕(若只需要修改單個文件的轉(zhuǎn)換參數(shù),可直接在文件列表中雙擊該文件),可進入轉(zhuǎn)換選項對話框來修改輸出文件的屬性。第一條航帶相機不旋轉(zhuǎn),選中列表中第一條航帶的3個文件,單擊選項按鈕,單擊輸出路徑按鈕,選擇將選中的所有文件都輸出到當前文件的輸出路徑上,如圖2.7所示。圖圖2.7第二條航帶相機旋轉(zhuǎn),選中列表中第二條航帶的3個文件,單擊選

17、項按鈕,輸出文件的屬性修改后如圖2.8所示。圖2.8 最后檢查所有文件輸出路徑一定要在你測區(qū)的images目錄中。輸入影像轉(zhuǎn)換窗參數(shù)完成后如圖2.9所示。圖2.9處理:開始影像格式轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)將依次轉(zhuǎn)換列表中的所有文件,并自動生成相應的影像參數(shù)文件“.spt”。該文件記錄了影像的高、寬、掃描像素大小及相機文件名等信息,次內(nèi)容單擊設置菜單項,系統(tǒng)彈出下拉菜單,單擊影像參數(shù)項,可查看次信息。轉(zhuǎn)后的*.vz文件存放在你測區(qū)目錄下的images分目錄中。退出:退出輸入影像對話框。實習三 制作數(shù)字高程模型(dem)數(shù)據(jù)準備完成后,就可進行dem制作。dem制作基本流程如下:數(shù)據(jù)準備生成dem 31 模型定

18、向與核線影像生成311目的與要求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。312 基本知識 模型定向分為內(nèi)定向、相對定向、絕對定向,解算其定向參數(shù): 內(nèi)定向:框標自動識別與定位。利用框標檢校坐標與定位坐標計算掃描坐標系與像片坐標系間的變換參數(shù)。 相對定向:利用二維相關,自動在相鄰影像上識別同名點(幾十至上百個點),計算相對定向參數(shù)。 絕對定向:人工在左(或右)影像上定位控制點,最小二乘匹配同名點,計算絕對定向參數(shù)。 生成核線影像即是形成按核線方向排列的立體影像:同名核線影像灰度重

19、排,形成核線影像。313 實習指導 一個測區(qū)是由多個模型組成,模型定向要逐個進行。每個模型定向的作業(yè)流程為:創(chuàng)建新模型-內(nèi)定向-相對定向-絕對定向。下面以實習的實例1157-1156模型,敘述其整個過程。每個過程按例1、例2、例3、例4的形式具體說明其步驟與操作。首先看看下面的作業(yè)流程圖: 內(nèi)定向相對定向絕對定向核線影像的生成存盤退出創(chuàng)建新模型一、創(chuàng)建新模型 新模型是指尚未在當前測區(qū)建立目錄的模型,作業(yè)要從創(chuàng)建模型開始。在當前測區(qū)shixi.blk下,創(chuàng)建1157-1156模型。在系統(tǒng)主菜單中,選擇文件打開模型項,屏幕顯示打開或創(chuàng)建一個模型 文件對話框,輸入當前模型名即1157-1156,進入

20、模型參數(shù)界面,如圖3.1所示。圖3.1-1 模型參數(shù)界面其中模型目錄、臨時文件目錄、產(chǎn)品目錄均由程序自動產(chǎn)生,同學只需在左影像、右影像欄分別引入左影像名及右影像名。影像匹配窗口和間距一般相同(其參數(shù)為奇數(shù),最小值為5)。模型參數(shù)填寫好后,選擇保存按鈕即可。二、模型內(nèi)定向 【例1】對某個測區(qū)的某個新模型進行內(nèi)定向。=作業(yè)步驟對于一個單模型,內(nèi)定向的步驟如下:進入某測區(qū),選擇該測區(qū)內(nèi)需要定向的某個模型;建立框標模板(若模板已建立,則進入左影像的內(nèi)定向);左影像內(nèi)定向;右影像內(nèi)定向;退出內(nèi)定向程序模塊。=操作說明第一步建立框標模板:當模型打開后,在系統(tǒng)主菜單中,選擇處理定向內(nèi)定向項,程序讀入左影像數(shù)

21、據(jù)后,屏幕顯示建立框標模板界面,如圖3.2-1所示。圖3.1-2 框標模板界面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。左影像內(nèi)定向:下一步框標模板建立完成后,進入內(nèi)定向界面,如圖3.1-3所示。圖3.1-3 內(nèi)定向界面 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

22、口內(nèi),觀察小十字絲中心是否對準框標中心,若不滿意可進行調(diào)整。 框標調(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(diào)小十字絲,使之精確對準框標中心。=注意 調(diào)整中應參看界面右上方的誤差顯示,當達到精度要求后,選擇保存退出按鈕。下一步右影像內(nèi)定向:左影像內(nèi)定向完成后,程序讀入右影像數(shù)據(jù),對右影像進行內(nèi)定向。具體操作同上。至此一個新模型的內(nèi)定向完成。程序返回系統(tǒng)主界面。緊接著可進行模型

23、的相對定向。三、模型相對定向模型的相對定向主要通過找同名點,來確定兩張影像之間的關系。模型的相對定向、絕對定向和生成核線影像都可以在相對定向界面下完成【例2】 模型的相對定向。=作業(yè)步驟 進入相對定向界面;自動相對定向;檢查與調(diào)整;=操作說明第一步進入相對定向界面:在系統(tǒng)主菜單中,選擇處理定向相對定向項,系統(tǒng)讀入當前模型的左右影像數(shù)據(jù),屏幕顯示相對定向界面,如圖3.2-1所示。圖3.1-4 相對定向界面下一步自動相對定向:單擊鼠標右鍵,彈出菜單,選擇自動相對定向,程序?qū)⒆詣訉ふ彝c,進行相對定向。完成后,影像上顯示相對定向點(紅十字絲)。下一步檢查與調(diào)整:在界面的定向結(jié)果窗中顯示相對定向的中

24、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。如某點誤差過大,可進行調(diào)整(刪除或微調(diào))。刪除點:選中(將光標置于定向結(jié)果窗中該點的誤差行再點擊鼠標左鍵)要刪除的點后,選擇界面上的刪除點按鈕,刪除該點。微調(diào)點:選中(將光標置于定向結(jié)果窗中該點的誤差行再擊鼠標左鍵)要微調(diào)的點后,分別選擇界面右下方的左影像或右影像按鈕,然后對應按鈕上方的兩個點位影像放大窗中的十字絲,分別點擊向上、向下、向左、向右按鈕,使左、右影像的十字絲中心位于同一影像點上。=注意 調(diào)整中應參看定向結(jié)果窗中的誤差顯示,以保證精度要求。當達到精度要求后,單擊鼠標左鍵彈出菜單,選擇保存,則相對定向完成。四、模型絕對定向

25、【例3】 普通方式的模型絕對定向。 提示:普通方式是指控制點的量測在相對定向界面下進行。=作業(yè)步驟量測控制點絕對定向計算檢查與調(diào)整=操作說明第一步量測控制點: 在相對定向的界面下,按照控制點的真實地面位置(參見control_point_image目錄中的圖片點位),在影像上逐個量測。其量測方法一般采用半自動量測,分述如下: 半自動量測:1) 移動鼠標將光標對準左影像上的某個控制點的點位,單擊左鍵彈出該點位放大影像窗。2) 再將光標移至點位放大影像窗,精確對準其點位單擊鼠標左鍵,程序自動匹配到右影像的同名點后,彈出該點位的右影像放大窗以及點位微調(diào)窗(如圖 )。3) 在點位微調(diào)窗中可以鼠標左鍵點

26、擊左或右影像的微調(diào)按鈕,精確調(diào)整點位直至滿意。4) 在點位微調(diào)窗中的點號欄中輸入當前所測點的點號,然后選擇確定按鈕,則該點量測完畢。此時該點在影像上顯示黃色十字絲。按以上操作依次量測三個控制點后(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。下一步絕對定向計算:控制點量測完后,單擊鼠標右鍵彈出菜單,選擇絕對定向普通方式,隨即在定向結(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(如圖圖3.3-1),窗中顯示當前控制點的坐標,且設置了立體下的

27、微調(diào)按鈕。圖3.1-5 絕對定向界面下一步檢查與調(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,則可進行微調(diào)。其微調(diào)方法與步驟如下:1) 在定向結(jié)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(diào)窗。2) 立體影像微調(diào)=注意 在操作中隨時參看定向結(jié)果窗中的誤差變化,以確??刂泣c位和計算精度要求。3) 選中另一個需調(diào)整的點,進行微調(diào)。4) 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。五、生成核線影像【例4】 按非水平核線的方式生成核線影像。提示:非水平方式的核線重采樣是基于模型相對定向結(jié)果,遵循核線原理對左右原始影像沿

28、核線方向保持x不變在y方向進行核線重采樣,這樣所生成的核線影像保持了原始影像同樣的信息量和屬性。=作業(yè)步驟定義作業(yè)區(qū);生成核線影像;退出;=操作說明第一步定義作業(yè)區(qū):在相對定向界面,單擊鼠標右鍵彈出菜單,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),隨之將光標移至右影像窗中,置于作業(yè)區(qū)左邊一角點處,按下鼠標左鍵,然后拖動鼠標朝對角方向移動,當屏幕顯示的綠色四邊形框符合作業(yè)區(qū)范圍時,停止拖動,松開鼠標左鍵,則作業(yè)區(qū)定義好,顯示為綠色四邊形框。如果在彈出的菜單中,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)。下一步生成核線影像:單擊鼠標右鍵彈出菜單,選擇生成核線影像

29、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。下一步退出:單擊鼠標右鍵彈出菜單,選擇保存,然后再彈出菜單,選擇退出,然后回答界面上的提示,程序退出相對定向的界面,回到系統(tǒng)主界面。以上的四個例子敘述了一個模型的定向與核線影像生成的最基本的作業(yè)與操作。至此,該模型的內(nèi)定向、相對定向、絕對定向及核線影像生成均已完成。同樣,接著可以建立第二個、第三個第n個模型。當每個模型的核線影像生成后,則進行影像匹配計算(見下章節(jié))。 32 影像匹配及匹配后的編輯321目的與要求掌握匹配窗口及間隔的設置,運用匹配模塊,完成影像匹配。掌握匹配后的基本編輯,能根據(jù)等視差曲線(立體觀察)發(fā)現(xiàn)粗差,并

30、對不可靠區(qū)域進行編輯,達到最基本的精度要求。322實習提示 影像匹配是數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的關鍵技術,是沿核線一維影像匹配,確定同名點。其過程是全自動化的。 匹配窗口及間隔在模型參數(shù)中設置(參見實習三內(nèi)容)。窗口設置的大,則數(shù)據(jù)量小,但損失地形細貌;窗口設置的小,則數(shù)據(jù)量大,但能較好表示地貌。因此對平坦地區(qū),窗口可設置大些。 匹配后的編輯是影像匹配的后處理工作,是一個交互式的人工干預過程。目前,在影像匹配中,尚有一些區(qū)域(例:水面、人工建筑、森林等)計算機難以識別,將出現(xiàn)不可靠匹配點(沒有匹配在地面上),這將影響數(shù)字高程模型dem的精度。因此,對這些區(qū)域進行人工干預是必要的。一般需要編輯的情況有以

31、下幾種:(1)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。(2)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。(3)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。(4)大面積平地、溝渠及比較破碎的地貌需要進行編輯。323實習指導以下將主要說明匹配編輯的操作方法。一、自動影像匹配 在virtuozo nt主菜單中,選擇菜單處理影像匹配項,出現(xiàn)影像匹配計算的進程顯示窗口,自動進行影像匹配。二、匹配結(jié)果的編輯(編輯的過程如圖3.2-1所示)。圖3.2-1編輯作業(yè)基本流

32、程圖保存編輯結(jié)果對匹配不好點進行編輯調(diào)用匹配編輯模塊顯示檢查匹配結(jié)果調(diào)用編輯主菜單調(diào)整其參數(shù)選擇編輯范圍存盤退出主要編輯過程:(1)進入編輯界面編輯功能窗在virtuozo nt主菜單中,選擇菜單處理匹配結(jié)果編輯項,進入匹配結(jié)果編輯界面,如圖3.2-2所示。屏幕顯示立體影像。作業(yè)編輯放大窗全局視圖窗窗3.2-2 匹配編輯界面(立體顯示) 匹配編輯界面被劃分為三個窗口:全局視圖:顯示左核線影像全貌。作業(yè)編輯放大窗。編輯功能窗:顯示各編輯功能鍵。(2)選擇顯示方式檢查匹配結(jié)果將光標移至編輯功能鍵窗口選擇相應的顯示按鈕,通過下列各按鈕來檢查立體影像的匹配結(jié)果。a選擇影像按鈕為開狀態(tài),打開立體影像。a

33、選擇等直線按鈕為開狀態(tài),打開等視差曲線,檢查不可靠的線。a選擇匹配點按鈕為開,即打開格網(wǎng)匹配點,其中綠點為好、黃點為較好、紅點為差點。a在全局視圖窗,將光標移到黃色框上,按住鼠標左鍵,拖動黃色框至要顯示的區(qū)域。(3)調(diào)用編輯主菜單調(diào)整其參數(shù)當顯示比例、視差曲線間距等參數(shù)需要調(diào)整時,調(diào)用編輯主菜單調(diào)整其參數(shù)。在作業(yè)編輯放大窗,單擊鼠標右鍵,屏幕彈出編輯主菜單。 選擇縮放比例行,調(diào)整編輯窗口影像顯示的比例。 選擇匹配點設置行,調(diào)整匹配點顯示的大小和顏色。 選擇等高線設置行,調(diào)整等視差線的顯示顏色和間距等??山?jīng)常在主菜單中選擇高程模式關閉開關,通過來回切換檢查匹配結(jié)果。a高程模式關閉(無p)時,屏幕

34、左上方顯示當前光標點的xyz坐標;a高程模式關閉(有p)時,屏幕左上方顯示當前光標點的視差值;(4)編輯范圍的選擇方法一:選擇矩形區(qū)域 光標移至作業(yè)編輯放大窗內(nèi),按住鼠標左鍵拖動出一個矩形區(qū)域,松開左鍵即矩形區(qū)域中的點變成白色點,即當前區(qū)域被選中。方法二:選擇多邊形區(qū)域a在作業(yè)編輯放大窗,按鼠標右鍵彈出編輯主菜單,選擇菜單開始定義作業(yè)目標 項。a再用鼠標左鍵逐個點出多邊形節(jié)點(圈出所要編輯或處理的區(qū)域)。a在編輯主菜單,選擇結(jié)束定義作業(yè)目標項,閉合多邊形區(qū)域,區(qū)域中匹配點變成白色,即當前區(qū)域被選中。注意:當你的區(qū)域超出作業(yè)編輯放大窗時,將光標至顯示小窗口,移動黃色矩形,繼續(xù)選擇你所需要的區(qū)域,

35、直至沿著要選擇的區(qū)域邊界選中所有的多邊形節(jié)點,再閉合多邊形。(5)對選中區(qū)域編輯運算 平滑算法a選擇編輯區(qū)域后,選擇平滑檔次(輕、中、重);a再單擊平滑算法按鈕,即對當前編輯區(qū)域進行平滑運算。 擬合算法a選擇編輯區(qū)域后,選擇表面類型(曲面、平面);a再單擊擬合算法按鈕,即對當前編輯區(qū)域進行擬合運算。 匹配點內(nèi)插a選擇編輯區(qū)域后,選擇上/下或左/右項;a單擊匹配點內(nèi)插項,被選區(qū)域邊緣高程值對內(nèi)部的點進行上下或左右插值運算。 量測點內(nèi)插選擇多邊形區(qū)域,單擊量測點內(nèi)插項,被量測的區(qū)域邊緣高程值對內(nèi)部的點進行插值運算。三、編輯用法舉例對河流編輯因影像中的河流紋理不清淅,常有很多錯誤的匹配點,用多邊形方

36、法沿著河邊邊緣量測出一個區(qū)域(量測時測標一定要切準),選擇量測內(nèi)查插算法按鈕,再選擇平滑算法(重度)。對閉合水面編輯:在編輯主菜單,選擇高程模式關閉時,屏幕左上方顯示當前光標點為xyz坐標。在水崖線處移動光標,可水面四周的高程,尋找一合理高程值,選擇定值平面按鈕,在屏幕提示框輸入已知水平面高程值,確認后即可按該高程值擬合為水平面。房屋和建筑物 等高線常常象小山包一樣覆蓋在建筑物上,圈出這個區(qū)域,可用兩種方法對其進行編輯:a)采用平面擬合算法(平面)消除它;b)先采用插值算法,再用平滑算法即可。單獨的樹或一小族樹由于匹配點在樹表面上,不在地面上,使樹表面覆蓋了等高線看上去象一個小山包。用選擇矩形

37、區(qū)域的方法,圈出這個區(qū)域,用平滑方式或平面擬合方式處理,將其“小山包”消除掉。四、編輯結(jié)果及應用在立體編輯工作完成后,一定要注意保存編輯結(jié)果再退出編輯程序,或在退出時要保存。這時系統(tǒng)自動覆蓋原.plf文件,其結(jié)果用于建立dem。 33 生成單模型的dem331目的與要求掌握dem格網(wǎng)間隔的正確設置,生成單模型的dem。通過dem透視圖的顯示,檢查是否有粗差。332 實習提示dem的建立是根據(jù)影像匹配的視差數(shù)據(jù)、定向元素及用于建立dem的參數(shù)等,將匹配后的視差格網(wǎng)投影于地面坐標系,生成不規(guī)則的格網(wǎng)。然后,進行插值等計算處理,建立規(guī)則(矩形)格網(wǎng)的數(shù)字高程模型(即dem)。其過程是全自動化的。 d

38、em格網(wǎng)間隔設置在dem參數(shù)窗中進行。在virtuozo nt主菜單中,選擇設置dem參數(shù)項, 進入dem參數(shù)對話窗。332 實習指導下面具體說明其操作過程。一、生成數(shù)字高程模型dem在系統(tǒng)主菜單中,選擇產(chǎn)品生成dem生成dem(m)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。產(chǎn)生的結(jié)果文件為:.dtm 各匹配點的地面坐標文件;.dem 矩形格網(wǎng)點的坐標文件;結(jié)果文件*.dem存放于測區(qū)目錄名/立體模型目錄名/product(產(chǎn)品)/中。二、顯示單模型dem (檢查dem)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dem(圖3.3-1)。圖

39、3.3-1 透視顯示界面 將光標置于影像中,按住鼠標左鍵移動鼠標可對當前圖像作旋轉(zhuǎn),縱向移動繞x軸旋轉(zhuǎn),橫向移動繞y軸旋轉(zhuǎn)。 將光標置于影像中,按住鼠標右鍵移動鼠標可對當前圖像推遠或拉近,縱向向上移動推遠圖像,縱向向下移動拉近圖像,橫向移動繞z軸旋轉(zhuǎn)圖像。通過縮放,旋轉(zhuǎn)等顯示功能,從不同角度觀看地面立體模型。還可選擇菜單設置中的各項,來加強對dem的顯示,觀察地面立體模型是否與真實地形相符(如河流、dem邊緣等)。三、dem修正通過dem的透視顯示,可檢查出dem是否存在粗差。例如,水面凸凹不平,模型邊緣有深坑或尖峰等等。如有粗差應進行修正,可重新進入影像匹配后的編輯模塊對有粗差的區(qū)域編輯后,

40、再生成dem。 34 多模型的dem拼接341 目的與要求掌握拼接區(qū)域的選定及確定拼接產(chǎn)品的路徑。掌握dem拼接及分析拼接精度。342 實習提示一幅完整的圖幅或一個測區(qū),一般都是由多個相鄰模型或影像組成,必須將多個單模型拼接起來,才是一幅完整的產(chǎn)品。拼接與鑲嵌應具備以下條件:(1)有多個相鄰的model(模型)及其影像,且必須互相有重疊。(2)建立全區(qū)域每個模型的dem,才能對它們進行拼接。(3)dem拼接后,才能進行正射影像的鑲嵌。343 實習指導下面具體說明其操作過程。一、設置多模型拼接區(qū)域及參數(shù)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(shù)設置對話框,如圖3.4-1所示。圖3

41、.4-1 拼接與鑲嵌參數(shù)設置對話框該對話框即用于拼接鑲嵌范圍的選擇,也用于鑲嵌項目的選擇。對話框參數(shù)填寫方法如下:(1)建立拼接鑲嵌產(chǎn)品名及確定產(chǎn)品目錄在進行拼接的多模型行,用戶輸入當前拼接鑲嵌產(chǎn)品名。若當前拼接鑲嵌產(chǎn)品已存在,則自動覆蓋;否則生成新的拼接鑲嵌產(chǎn)品。在產(chǎn)品目錄行,用戶選定或輸入拼接鑲嵌產(chǎn)品目錄,以存放拼接鑲嵌后所生成的產(chǎn)品文件。若所輸入的目錄不存在,則系統(tǒng)自動建立這一新目錄。(2)選擇鑲嵌區(qū)域方框為拼接鑲嵌范圍選擇區(qū):紅色的方框為當前測區(qū)下已處理過的單模型dem。藍色虛線組成的區(qū)域為用戶選擇的拼接鑲嵌范圍。選擇區(qū)域方法有兩種:方法一:無人工編輯(鼠標拉動范圍)用鼠標左鍵對準欲選

42、區(qū)域任一角點,然后按住鼠標左鍵并拖動到對角線上另一點,松開鼠標,即確定了新的拼接鑲嵌范圍,以藍色虛線顯示。方法二:允許人工編輯(輸入范圍)首先打開右邊的允許人工編輯按鈕(即為選中狀態(tài))。此時被選區(qū)域打開,在編輯框中輸入確定的x、y值。在起始點 行,輸入?yún)^(qū)域的起點大地坐標;在終止點 行,輸入?yún)^(qū)域的終點大地坐標。輸入完成后,點擊 應用 按鈕,則所輸入的值自動反映到左上方的選擇區(qū)中顯示出藍色虛框。(3)拼接選項的選擇對話框右上方拼接選項框,有四個選項:正射影像、等高線、正射影像與等高線的疊合、重新生成正射影像。由鼠標左鍵單擊,選中項為。用戶可選擇是否作正射影像、等高線、正射影像與等高線的疊合影像的鑲

43、嵌以及鑲嵌之前是否重新生成正射影像等。(4)確認對話框內(nèi)容單擊確定按鈕,則系統(tǒng)接受用戶所有輸入?yún)?shù)并退出對話框。此后,可進行下面的dem拼接工作。二、dem拼接及誤差檢查在系統(tǒng)主菜單中,選擇鑲嵌dem拼接項,進入dem的拼接計算,屏幕彈出拼接進展顯示條。當拼接完成后,將顯示拼接中誤差、總點數(shù)、誤差分布統(tǒng)計及誤差分布圖,如圖3.4-2所示。圖3.4-2 dem拼接精度 如圖3.4-2所示,顯示窗的上部所顯示的圖形表示dem重疊度與接邊誤差,綠色表示小于一倍中誤差的點,藍色表示大于一倍中誤差且小于二倍中誤差的點,黃色表示大于二倍中誤差且小于三倍中誤差的點,紅色表示大于三倍中誤差的點。其中各項顯示數(shù)

44、字含義說明如下:rms: 拼接中誤差limited rms:輸入拼接中誤差限差,回車或選擇recalculate后,系統(tǒng)按此限差重新進行誤差分布統(tǒng)計。total points: 拼接處的總點數(shù) 3 x rms: 大于三倍中誤差的點所占比率彈擊quit按扭,退出,返回系統(tǒng)主菜單。彈擊detail按扭,顯示拼接誤差的詳情(包括每點的拼接誤差)。彈擊recalculate按扭,按輸入的拼接中誤差限差重新進行誤差分布統(tǒng)計計算。dem拼接完成后,要檢查dem拼接精度及中誤差是否符合規(guī)范要求。主要檢查紅色接邊處(大于三倍中誤差的點),一般原因是兩個模型dem的邊緣有錯誤的匹配點,進入匹配編輯對精度不好的d

45、em進行重新檢查編輯,重新生成dem和拼接工作。實驗四 制作數(shù)字正射影像(dom)數(shù)字正射影像的制作是基于dem的數(shù)據(jù),采用反解法進行數(shù)字微分糾正而制作。其過程也是全自動化的。dom制作基本流程如下:數(shù)據(jù)準備生成等高線生成dem生成dom生成疊加影像 41 目的與要求掌握正射影像分辨率的正確設置,制作單模型的數(shù)字正射影像。掌握等高線參數(shù)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。 42 實習提示數(shù)字正射影像的制作是基于dem的數(shù)據(jù),采用反解法進行數(shù)字糾正而制作。其過程也是全自動的。正射影像分辨率設置在正射影像參數(shù)窗中進行。在virtu

46、ozo nt主菜單中,選擇設置正射影像參數(shù)項, 進入正射影像參數(shù)對話窗。等高線參數(shù)設置在等高線參數(shù)窗中進行。在virtuozo nt主菜單中,選擇設置等高線參數(shù)項, 進入等高線參數(shù)對話窗。 43 實習指導下面具體說明其操作過程。431 生成正射影像當dem建立后,可進行正射影像的制作。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。此為單影像處理方式,即逐個模型進行。正射影像結(jié)果文件為:.orl 左影像的正射影像文件.orr 右影像的正射影像文件以上兩種文件都存放于測區(qū)目錄名/立體模型目錄名/product(產(chǎn)品

47、)/中。432 生成等高線并與正射影像疊加當dem建立后,可進行等高線的制作。在系統(tǒng)主菜單中,選擇產(chǎn)品生成等高線項,屏幕顯示計算提示界面,計算完畢后,自動生成當前模型的等高線。在系統(tǒng)主菜單中,選擇產(chǎn)品正射影像疊加等高線項,屏幕顯示計算提示界面,計算完畢后,自動制作當前模型的正射影像疊加等高線。此為單影像處理方式,即逐個模型進行。結(jié)果文件為:.cnt 等高線影像文件.cvf 等高線矢量文件.cor 正射影像疊加等高線文件以上三種文件都存放于測區(qū)目錄名/立體模型目錄名/product(產(chǎn)品)/中。433 顯示正射影像(檢查影像)正射影像生成后,應顯示其影像,檢查正射影像是否正確或完整。在系統(tǒng)主菜單

48、中,選擇顯示正射影像項,屏幕顯示當前模型的正射影像。將光標移至影像中,按鼠標右鍵彈出菜單,供選擇不同的比例,可對影像進行縮放。注意:顯示正射影像時,可拉動上下左右滾動條,檢查正射影像的每個部位的影像有無變形。434 正射影像的鑲嵌多模型dem拼接后,才能在拼接區(qū)域內(nèi)進行多張正射影像的鑲嵌。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(shù)設置對話框,設置鑲嵌項目(參見 34章節(jié)內(nèi)容)。然后在系統(tǒng)主菜單中,選擇菜單鑲嵌自動鑲嵌項,系統(tǒng)自動進行影像鑲嵌計算,完成多個正射影像的拼接。鑲嵌文件有:-拼接鑲嵌參數(shù)(例:multi.dat,multi為鑲嵌參數(shù)文件名)-數(shù)字高程模型拼接成果(例:m

49、ulti.dem)-正射影像鑲嵌成果(例:multi.orm)-等高線影像鑲嵌成果(例:t)-等高線矢量數(shù)據(jù)拼接成果(例:multi.cvf)-正射影像疊加等高線鑲嵌成果(例:multi.orc)435 顯示測區(qū)正射影像在系統(tǒng)主菜單中,選擇菜單顯示顯示影像項,屏幕彈出顯示影像界面,如圖4.3-1所示。圖4.3-1 顯示影像界面在全圖顯示窗(左邊的圖框),按鼠標左鍵可拉一放大顯示窗口,被放大的影象在右邊的圖框中顯示。在放大顯示窗,彈擊鼠標右鍵可選擇圖框的放大比例。對于每個模型的接邊處應仔細檢查,影象有無變形及扭曲等錯誤。實驗五 制作數(shù)字線劃地圖(dlg)采用數(shù)字攝影測量的方法制作

50、dlg,其制作基本流程如下:數(shù)據(jù)準備生成dem生成等高線立體測圖引入等高線矢量生成dlg 5.1目的與要求掌握立體切準的基本專業(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 5.2實習提示用數(shù)字攝影測量的方法制作dlg,既是數(shù)字影像測圖,是利用計算機代替解析測圖儀、用數(shù)字影像代替模擬相片、用數(shù)字光標代替光學光標,直接在計算機上進行解析測圖的作業(yè)方法。本模塊為交互式數(shù)字影像測圖系統(tǒng)(igs),主要用于地物量測。從立體影像或正射影像上對目標進行數(shù)據(jù)采集及編輯,生成三維數(shù)字測圖文件(*.xyz),并按標準的制圖符號輸出為矢量圖。等高線數(shù)據(jù)可由dem自動生成后引入到測圖文件中。實習步驟:模型

51、定向生成核線進入測圖界面新建或打開測圖文件 裝入立體模型界面調(diào)整與功能設置地物的測繪與編輯文字注記 5.3實習指導5.3.1進入測圖界面在virtuozo nt系統(tǒng)主菜單中,選擇數(shù)字測圖igs 數(shù)字測圖項,調(diào)用測圖模塊,屏幕彈出測圖界面。5.3.2新建或打開測圖文件新建一個測圖文件:選擇filenew xyz file項,屏幕彈出文件查找對話框,輸入一個新的xyz文件名,彈出測圖參數(shù)對話框。在對話框中輸入各項測圖參數(shù):成圖比例尺(分母);高程注記的小數(shù)位數(shù);流數(shù)據(jù)壓縮容限(單位:毫米);圖廓坐標:xtl、ytl(左上角)、xtr、ytr(右上角)、xbl、ybl(左下角)、xbr、ybr(右下

52、角)。選擇save按鈕后,將創(chuàng)建一個新的測圖文件。此時屏幕彈出矢量圖形窗并顯示其測圖的圖廓范圍。打開一個測圖文件:選擇fileopen項,此時彈出文件查找對話框,選擇一個已有*.xyz文件,打開后,屏幕顯示當前的矢量圖形文件。5.3.3裝入立體模型當打開測圖文件后,方可打開立體模型。在菜單欄中選擇fileopen項,在文件查找對話框中,選擇一個模型*.mod(或*.set)文件,打開后,屏幕彈出影像窗顯示立體影像。5.3.4界面調(diào)整與功能設置激活當前工作窗在測圖界面內(nèi)的影像窗或矢量圖形窗內(nèi)(最好在窗口頂上的標題條上)點擊鼠標左鍵,則該窗口被激活為當前工作窗(窗口頂上的標題條顯示藍色)。影像與矢量圖形縮放工作窗均可在界面內(nèi)通過拉伸、推縮及拖動改變窗口大小及位置。工作窗中的影像或矢量圖形可拉動本窗口的滾動條上下或左右移動。對于影像還可在選擇按鈕后,在影像窗中移動鼠標使窗中的立體影像移動。當前工作窗中的影像或矢量圖形可由圖標按鈕 、 、 、 、 進行放大或縮小等。影像貼圖與矢量圖形的層控制矢量貼圖:按下

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