LPS光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量

1、光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量一、實(shí)驗?zāi)康?1掌握 Leica Photogrammetry Suite (LPS)模塊的基本功能和使用方法； 2加深對光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量基本原理的理解； 3熟練掌握 LPS 模塊中實(shí)現(xiàn)光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量的具體方法。 二、實(shí)驗要求 1實(shí)驗前要掌握光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量的基本原理； 2了解 ERDAS IMAGINE 的各功能模塊和 LPS 模塊的基本工作原理； 3獨(dú)立完成實(shí)驗任務(wù)； 4每人提交一份完整的實(shí)驗報告。 三、數(shù)據(jù)說明 本實(shí)驗采用 ERDAS IMAGINE 軟件自帶的示例數(shù)據(jù)，即 col90p1.img、col91p1.img 和 col92p

2、1.img 三張框幅攝影機(jī)像片和一幅參考 DEM 數(shù) 據(jù)（colspr_dem.img），這三張像片也都配有相關(guān)的攝影機(jī)文件。 四、實(shí)驗步驟 1建立項目 運(yùn)行 ERDAS IMAGINE ，進(jìn)入 LPS 模塊，點(diǎn)擊左上角的 打開 Create New Block File 對話框創(chuàng)建新的區(qū)域網(wǎng)文件在此對話框中輸入文件名（如：frame_tour），點(diǎn)擊 OK 即打開 Model Setup 對話框（如下圖所示） ， 在 Geometric Model Category 下拉菜單中選擇 Camera，并選擇框幅攝影機(jī)（Frame Camera）。 幾何模型設(shè)置完成后打開 Block Proper

3、ty Setup 對話框，如下圖： 在水平參考坐標(biāo)系設(shè)置區(qū)，點(diǎn)擊右上角的 Set 按鈕打開 Projection Chooser 對話框設(shè)置投影方式， 進(jìn)入Standard標(biāo)簽區(qū)，在Categories處選擇US State Plane-NAD27-Old USGS(DO154) Zone Numbers, 再在 Projection 的下拉菜單中選擇 COLORADO CENTRAL (3476)。 再回到 Block Property Setup 對話框，將水平坐標(biāo)單位設(shè)置為 Meters，并在 Vertical 設(shè)置區(qū)選中 Same as Horizontal 使垂直方向和水平方向的屬性

4、一致。點(diǎn)擊右邊的 Next 進(jìn)入 Set Frame-Specific Information 模式，設(shè)置框幅信息，定義平均飛行高度，本實(shí)驗中將平均飛行高度設(shè)為 7000 米。 所有參數(shù)設(shè)置完成之后關(guān)閉 Block Property Setup 對話框，項目建立成功。 2添加框幅像片 新建項目之后添加框幅文件，即加載像片。在左邊的項目管理區(qū)選中 Images 文件夾，在 Edit 菜 單下選擇 Add Frame 打開文件選擇對話框添加文件，或者鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊 Images 文件夾選擇 Add 打開對話框，或者點(diǎn)擊按鈕 打開對話框。 3計算金字塔階層 打開所有像片之后即可進(jìn)行處理。在 Edit

5、菜單中選擇 Compute Pyramid Layers 選項打開 Compute Pyramid Layers 對話框（如下圖），選擇 All images Without Pyramids 開始運(yùn)算。 4定義相機(jī)模型 （1）輸入相機(jī)信息 首先使 col90p1.img 處于活動狀態(tài)，在 Edit 菜單下選擇 Frame Editor，或者點(diǎn)擊按鈕 打開 Frame Camera Frame Editor 對話框在 Camera Information 對話框的 General 標(biāo)簽下設(shè)置攝影機(jī)信息： 設(shè)置攝影機(jī)名為 Zeiss RMK A 15/23； 設(shè)置焦距為 153.124mm； 設(shè)

6、置原點(diǎn) x0為-0.002mm； 設(shè)置原點(diǎn) y0為 0.002mm。 進(jìn)入 Fiducials 標(biāo)簽（如下圖），將 Number of Fiducials 設(shè)為 8，并在列表中輸入各個框標(biāo)點(diǎn)的像點(diǎn) 坐標(biāo)（2）內(nèi)定向 設(shè)置完相機(jī)信息之后，進(jìn)行像片的內(nèi)定向處理。即根據(jù)所給的框標(biāo)點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)在像片上定出框 標(biāo)點(diǎn)位置。在Frame Camera Frame Editor對話框中點(diǎn)擊Interior Orientation標(biāo)簽，進(jìn)入Interior Orientation 模式。 選中 按鈕，點(diǎn)擊 將在 Frame Camera Frame Editor 對話框的頂部彈出三個影像視窗,分別為主視窗、總覽

7、視窗和細(xì)節(jié)視窗。較大的主視窗顯示像片的局部區(qū)域，另外兩個視窗大小相同，其中一個 顯示整張像片，另一個顯示像片的細(xì)節(jié)區(qū)域。在主視窗中將矩形框置于適當(dāng)位置，即在細(xì)節(jié)視窗顯示出框標(biāo)點(diǎn)的十字絲，通過調(diào)整選擇框的大小，使得十字絲清晰顯示。 調(diào)整好細(xì)節(jié)區(qū)域大小，點(diǎn)擊 Interior Orientation 模式顯示區(qū)中間部分的定位影像框標(biāo)按鈕 ，在細(xì)部顯示視窗中的十字中心量測框標(biāo)點(diǎn)，獲取框標(biāo)點(diǎn)位置，同時在下面的列表中顯示框標(biāo)點(diǎn) 1 的像素 坐標(biāo)。 框標(biāo)點(diǎn) 1 量測完成之后光標(biāo)自動跳到框標(biāo)點(diǎn) 2，用同樣的方法依次量測 8 個框標(biāo)完成內(nèi)定向。 這里注意像片邊上的四個點(diǎn)（即點(diǎn) 5 到 8）與像 片角上的四個點(diǎn)

8、標(biāo)記不同 當(dāng)最后一個框標(biāo)點(diǎn)量測完成后，在 Solve 按鈕的上方將顯示測量中誤差，該中誤差應(yīng)該小于 0.33 pixels，如果大于 0.33 pixels 則需要重新測量所有框標(biāo)點(diǎn)位置（3）絕對定向 在 Frame Camera Frame Editor 對話框中點(diǎn)擊 Exterior Information 標(biāo)簽，根據(jù)表 2-2 給出的外方位 元素信息在相應(yīng)的位置輸入 6 個外方位元素，再選中 Set Status 將各個外方位元素的狀態(tài)均設(shè)置為初始 狀態(tài)（即 Status 處設(shè)置為 Initial）。 表 2-2：（4）完成剩余兩張像片的內(nèi)定向和絕對定向 采用前面對第一張影像（col90

9、p1.img）處理的（1）（3）步，完成 col91p1.img 和 col92p1.img 的相機(jī)信息編輯、內(nèi)定向和絕對定向，其相機(jī)信息與 col90p1.img 相同，外方位元素信息分別在表 2-3 和表 2-4 中給出。三張像片的內(nèi)定向和絕對定向均處理完成，關(guān)閉 Frame Camera Frame Editor 對話框，保存項目。 5測量控制點(diǎn) 從 Edit 菜單中選擇 Point Measurement 打開 Point Measurement 工具，如下圖所示： （1）添加點(diǎn) 點(diǎn)擊 Point Measurement 工具右上角的 Add 按鈕，在左下方參考坐標(biāo)顯示區(qū)將增加一行，在

10、該行 的 Point ID 列輸入 1002，即第一個控制點(diǎn)點(diǎn)號設(shè)為 1002，后面添加的控制點(diǎn)點(diǎn)號將依次增加。在新增 行的 Type 列設(shè)置為 Full（Full 表示該點(diǎn)有 X、Y、Z 三個坐標(biāo)值），在 Usage 列設(shè)置為 Control（Control 表示該點(diǎn)為控制點(diǎn)）。 （2）測量點(diǎn) 從 Point Measurement 工具的右邊標(biāo)簽可以看出， 顯示影像的六個視窗中左邊 三個顯示的是像片 col90p1.img，右邊三個顯示 的是像片 col91p1.img?？刂?點(diǎn) 1002 的概略圖和細(xì)部圖 如右圖所示： 根據(jù)上圖所示概略位置和細(xì)部圖在左片中尋找控制點(diǎn)的相應(yīng)位置，選擇正確的

11、點(diǎn)位，將選擇框調(diào)整到適當(dāng)大小，使得細(xì)節(jié)視窗以適當(dāng)?shù)挠跋癯叽顼@示，點(diǎn)擊按鈕 進(jìn)行控制點(diǎn)的測量。再根據(jù)點(diǎn)的特征在右片上測量同名點(diǎn)，此時在 Point Measurement 工具右下方的像素坐標(biāo)區(qū)將顯示兩張像片上對應(yīng)的 同名點(diǎn)的像素坐標(biāo)。對照表 2-5 所示的像素坐標(biāo)，檢查控制點(diǎn)的位置是否正確，如果測量得到點(diǎn)的像 素坐標(biāo)不同于表中的值，必須在像素坐標(biāo)列表中輸入正確值。確定了正確的控制點(diǎn)位置后，在參考坐標(biāo)區(qū) X、Y、Z 對應(yīng)的位置輸入點(diǎn)的三維坐標(biāo)（665228.955， 115012.472，1947.672），并保存點(diǎn)信息。 采用同樣的點(diǎn)添加和測量方法，完成其他控制點(diǎn)的添加和測量。 測量控制點(diǎn) 1

12、003 控制點(diǎn) 1003 位于三張像 片的重疊區(qū)域，先在像片 col90p1.img和col91p1.img上 測量，再將右片換成像片 col92p1.img 進(jìn)行測量。右圖 顯示了控制點(diǎn) 1003 的參考概 略圖和細(xì)部圖，表 2-6 給出了 控制點(diǎn) 1003 的像素坐標(biāo)和參 考坐標(biāo)。測量控制點(diǎn) 1004 在第三個點(diǎn)測量之前，點(diǎn)擊 按鈕使其可用，在此情況下進(jìn)行后續(xù)的控制點(diǎn)測量時會很方便。當(dāng)我們在第一張像片上確定了點(diǎn)的位置之后，軟件將自動尋找到第二張像片上點(diǎn)的概略位置，這樣使得 我們能夠快速進(jìn)行控制點(diǎn)的定位與測量，值得提及的是該函數(shù)在第三個點(diǎn)測量完成之后才起作用。 接下來開始測量控制點(diǎn) 1004

13、，該點(diǎn)處于 col91p1.img 和 col92p1.img 兩張像片的重疊區(qū) 域，因此測量之前將左片和右片 分別設(shè)置為 col91p1.img 和 col92p1.img。右圖顯示了控制 點(diǎn) 1004 的參考概略圖和細(xì)部 圖，表 2-7 給出了控制點(diǎn) 1004 的像素坐標(biāo)和參考坐標(biāo)。 測量控制點(diǎn) 1005 控制點(diǎn) 1005 處于 col90p1.img、col91p1.img 和 col92p1.img 三張像片的重疊 區(qū)域，先將 col90p1.img 置于 左片，col91p1.img 置于右片 進(jìn)行測量，再將 col92p1.img 置于右片測量點(diǎn)。右圖顯示了 控制點(diǎn) 1005 的參

14、考概略圖和 細(xì)部圖，表 2-8 給出了控制點(diǎn) 1005 的像素坐標(biāo)和參考坐 標(biāo)。 測量控制點(diǎn) 1006 控制點(diǎn) 1006 處于 col90p1.img、col91p1.img 和 col92p1.img 三張像片的重疊 區(qū)域，先將 col90p1.img 置于 左片，將 col91p1.img 置于右 片進(jìn)行測量，再將 col92p1.img 置于右片測量點(diǎn)。右圖顯示了 控制點(diǎn) 1006 的參考概略圖和 細(xì)部圖，表 2-9 給出了控制點(diǎn) 1005 的像素坐標(biāo)和參考坐標(biāo)。 6測量檢查點(diǎn) 檢查點(diǎn)的添加和測量方法與控制點(diǎn)相同，本實(shí)驗使用兩個檢查點(diǎn)，點(diǎn)號為 2001 和 2002。 測量檢查點(diǎn) 200

15、1，該點(diǎn)處 于 col90p1.img 和 col91p1.img 兩張像片的重疊區(qū)域，分別將 col90p1.img 和 col91p1.img 置 于左片和右片進(jìn)行測量。右圖 為點(diǎn) 2001 的參考概略圖和細(xì) 部圖，表 2-10 給出了檢查點(diǎn) 2001 的像素坐標(biāo)和參考坐標(biāo)。 測量檢查點(diǎn) 2002，該點(diǎn)處 于 col91p1.img 和 col92p1.img 兩張像片的重疊區(qū)域，將 col91p1.img 和 col92p1.img 分 別置于左片和右片進(jìn)行測量。 右圖為檢查點(diǎn) 2002 的參考概 略圖和細(xì)部圖，表 2-11 給出了 檢查點(diǎn) 2001 的像素坐標(biāo)和參 考坐標(biāo) 7連接點(diǎn)的自

16、動生成 控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)均測量完成后， 在 Point Measurement 工具右上角點(diǎn)擊連接點(diǎn)自動采集按鈕 ，打開 Automatic Tie Point Generation Properties 對話框， 在此對話框的 General 標(biāo)簽中，將 Images Used 設(shè)置為 All Available，將 Initial Type 設(shè)置 為 Exterior/ Header/GCP，將 Image Layer Used for Computation 設(shè)置為 1。 再在對話框的 Distribution 標(biāo)簽中，將 Intended Number of Points Per Image 設(shè)置為 15， 確保 Keep All Points 選擇框不被選中。 點(diǎn)擊對話框中 Run 按鈕，計算機(jī)將自動采集連接點(diǎn)，并在 Point Measurement 工具左下 方的參考坐標(biāo)列表區(qū)列出所有連接點(diǎn)的信息，同時在左右兩張像片上均出現(xiàn)一些小十字型的 點(diǎn)，即連接點(diǎn)。 最后還要檢查連接點(diǎn)是否可用，在 Point Measurement 工具左下方的參考坐標(biāo)列表中選 擇任意的點(diǎn)，在影像顯示視窗將出現(xiàn)該點(diǎn)，若認(rèn)為該點(diǎn)不可用