Inpho軟件作業(yè)指導

前言Inpho攝影測量系統(tǒng)包括空中三角測量，三維立體編排，地形建模，正射影像處理和圖像獲取等?？罩腥菧y量MATCH-AT全自動空三（支持推掃式相機ADS4）inBlock光束法區(qū)域網(wǎng)平差地形建模MATCH-T自動生成DSM/DTMDTMasterDTM/LiDAR點編輯正射影像處理OrthoMaster生成真正射影像OrthoVista幾百幅圖像一起勻色和鑲嵌為了方便4D產(chǎn)品的生產(chǎn)，特編寫本指導書，結(jié)合自己經(jīng)驗和參考手冊。許多內(nèi)容通過翻譯，欠妥之處，還請指正。本書著重介紹MATCH-ATMATCH-TDTMasterOrthoMasterOrthoVista五個模塊。MATCH-AT自動空三加密Step1新建工程，需要以下幾個數(shù)據(jù)：數(shù)字影像相機文件外方位元素初始值外業(yè)控制資料（控制點成果和刺點片）工作內(nèi)容?指定項目名稱

?載入近似中心（GPS、INS）

?載入圖像

?確定單位，像素大小，照相機的名稱和

mountrotation，地形高度

?自動設(shè)定塊打開Match-AT,點擊，下拉點擊彈出對話窗=1\*GB3①輸入工程名和存儲路徑=2\*GB3②導入航片初始坐標，即根據(jù)航攝索引圖等初設(shè)概略航片坐標。格式如下2750 388000 5000000 3000/航片號X坐標Y坐標Z坐標2749 389000 5000000 30002748 390000 5000000 3000# /航帶分隔符2779 360000 4997000 30002780 361000 4997000 30002781 362000 4997000 3000#…………#如果是GPS輔助攝影，按#Strip1759539286.802335214.6551774.851-1.8738-0.3952-3.4960760539839.899335206.4081782.623-1.5935-0.3668-3.4721761540439.471335192.8041783.5400.22880.8253-3.7421#Strip2.........順序?qū)耄綆еg用“#”隔開。=3\*GB3③導入航片影像，可按目錄和單片加入。表示已經(jīng)加入，表示影像還沒有加入，注意航片初始坐標航片號與影像的對應。=4\*GB3④輸入其他參數(shù)MOUNTROTATION這個參數(shù)定義的旋轉(zhuǎn)圖像坐標系統(tǒng)對飛行方向。參數(shù)是從航帶方位計算正確kappa角度。=5\*GB3⑤點擊新建工程對話窗口中，根據(jù)相機鑒定表建立相機文件Edit選項基本內(nèi)方位元素框標畸變差=6\*GB3⑥按，完成建立工程。=7\*GB3⑦工程編輯如果相機有2種或2種以上類型時，建立工程只能選一種。在工程編輯器，先新建相機，點擊Photo選項，更改相機。修改類型、增加、刪除控制點，點擊Points選項像控點類型：HV-平高點VE-高程點HO-平面點CHV-平高檢查點CVE-高程檢查點CHO平面檢查點增加、刪除、修改塊（block）增加、刪除、修改、旋轉(zhuǎn)航帶Step2建立影像金字塔點擊菜單下，下拉選擇，彈出以下對話窗Step3內(nèi)定向點擊菜單，下拉選擇，彈出以下對話窗Step4像點測量及解算MULTIPHOTOMEASUREMENT測量地面控制點、檢查或增加連接點STEREOPHOTOMEASUREMENT立體測量檢查3D控制點和連接點TRIANGULATION航空三角測量ANALYZER分析工具MULTIPHOTOMEASUREMENT使用“MultiPhotoMeasurement”是測量所有地面控制點或增加手工連接測量點。該區(qū)塊檢查所有影象排列是否正確。如果不正確，檢查ori或相機的定義mountrotation。選擇控制點的ID，打開對象點列表測量窗戶，顯示的位置測量。刪除和修改測量點或增加手工測量連接點,從而來編輯空三結(jié)果。手動或半自動測量點.STEREOPHOTOMEASUREMENTAerialTRIANGULATION要執(zhí)行自動空中三角測量，使用“AerialTriangulation”對話框。將開始結(jié)合自動三角匹配點提取和調(diào)整的迭代過程.“ChangeSettings”選項解算Adjustment將用于調(diào)整和啟用GPS或GPS/INS組合。確定GPS天線偏移和啟動偏移和轉(zhuǎn)變校正GPS觀測。確定調(diào)整設(shè)置（自校準，消除手工點...）應用自校準參數(shù)(Self-calibration)是一個非常有用的工具，以補償系統(tǒng)的影像錯誤。然而，自校準，必須小心使用，你必須知道，你正在做的事情。下面的示意圖顯示適用于所有影像系統(tǒng)變形一套12自校準參數(shù)。這套需要連接點在影像9個標準點位。此外，可靠地計算自校準參數(shù)，你必須服從一般控制點分布規(guī)律！用法strategyPointdensity:定義每個連接點匹配區(qū)域的點的最大數(shù)目。使用Default(默認)設(shè)置，在正常情況下，大約測量100-200個點/影像。選擇Dense或Extreme提取更多的點。但質(zhì)量精度差。如果連接點匹配很難，例如由于缺乏紋理（沙漠），此設(shè)置將特別有用.選擇Sparse將提取少點，如果大量重疊（80％/80％）的使用，這可能效果更好。USEMANUALMEASUREMENTSASNEWTIEPOINTAREA:如果此標志被選中，“MATCH-AT”被迫使用所有手工測量及其相應的地面坐標的連接點提取區(qū)域。（連接點中心）此標志應始終被激活，尤其是如果最初的連接點，測量如沿海岸線，提取點的具體區(qū)域。CREATENUMERICPOINTIds:如果選中此復選框，IDs自動測點創(chuàng)建數(shù)值。匹配Matching自動連接點提取參數(shù)設(shè)置Sizeoftie-pointarea:定義基于特征的連接點匹配的區(qū)域大小，相應的單位是像素。該區(qū)域是使用源于3D坐標中心點方位的影像。默認值是100像素。您可以設(shè)置大小的范圍從40至100像素。越大越點越多。如果沒有足夠的連接點被發(fā)現(xiàn)就增加值大小。該區(qū)域如重疊不是太多，因為這可能導致錯誤連接點。如果您使用的是小格式圖像（例如6cmx6cm影像，使用大小為40像素），就要縮小值，更小的值會增加計算速度。ParallaxBound：定義二維搜索區(qū)域，像素在“MATCH-AT”的基于特征的匹配搜索同源點。其價值取決于粗糙的地形，DEM質(zhì)量準確性或概略近似的方位。高度差異越大，應設(shè)置值越大。但是，千萬不要設(shè)置過高，因為不匹配的可能性將增加。默認值是30，這個值幾乎很好運行在每一個項目。平坦小比例尺項目，安全的將這個參數(shù)設(shè)定為15。FBMcorrelationcoefficient:FBM是一種匹配方法，這是非常強勁。它不僅需要粗近似，是非?？?。因此，主要用于該進程的開始，迅速建立了良好的基礎(chǔ)。這是大約1/3的像素精確。匹配過程的運算值從一個影像外觀發(fā)現(xiàn)特定特征。通過這個值觀很好找到第二張影像。用于初步特征匹配(FBM)相關(guān)系數(shù)閾值的定義。較大的這個參數(shù)設(shè)定，較好的質(zhì)量和可靠性的匹配。然而，這也造成少點的匹配。默認值是92％。默認的范圍這個參數(shù)是75％和100％.100％,意味著尋找匹配的一點是完全相同的方式在這兩個影像，這是非常難以實現(xiàn)。LSMcorrelationcoefficient:最小二乘法（LSM）也是一個匹配方法，而且非常準確的。但它需要更好地近似值，并低于FBM。它主要用于對進程結(jié)束的完善在或修正連接點點，通過跟蹤影像金字塔取得了良好的點分布。有1/10像素精度。匹配過程創(chuàng)建一個模板點（21x21像素）由一個影像和覆蓋到第二影像。因此這將是發(fā)生了變化，直至平方根的平方總和梯度殘差收斂到最低限度.最小二乘法是一個反復的過程.與FBM相同的功能。由于更好的精度最小二乘法（LSM)的默認值設(shè)置為93％，可能的范圍是從90％至99％。Applyepipolarline:切換開關(guān)來activate/deactivate（啟用/停用）決定核線幾何標準的精確特征匹配。只有點在一定范圍內(nèi)移動的相應核線將被接納為同源點.文件/重疊度File/Overlap影像點/控制點標準差Std.Dev.Image/ControlObjectPoints/GroundControlData(X,Y)功能是受限于數(shù)字影像的像素大小，通常點可確定精度為1/3像素。因此，合適的標準偏差設(shè)置平面（xy）計算如下：SDxy=1/3pixel*imagescaleObjectPoints/GroundControlData(Z)base/height比率(b/h)計算如下：border=overlap-50%b=imagesize*(overlap-2*border)%高度(h)對應照相機焦距。例如標準影像(230mm大小)，60%重疊和150mm照相機：b/h=230mm*(60-2*10)%/150mm=92mm/150mm這對應或多或少于1:1.5，換句話說Z標準限差的大體上是（XY）1.5倍,即：SDz=SDxy*1.5或SDz=SDxy*h/bimagemeasurements在像方，自動測量和手工測量標準偏差是不同的。如前面提到，在數(shù)字影像的地形特點也許在1/3映象點之內(nèi)被辨認，因此應該設(shè)置手工測量的標準偏差：SDi_manual=1/3pixel軟件可能自動地測量理論上1/10像素的點。根據(jù)經(jīng)驗準確測量1/5像素的點。因此應該設(shè)置自動測量的標準偏差：SDi_automatic=1/5pixelGPS/INS標準差StandardDev.GPS/INSGPSX,Y,Z投射中心GPS座標更好支持誤差小于0.3m調(diào)整。并且不應該使用大于0.3m的。更舊的GPS接收器有相對準確性的大約0.3m，新式GPS接收器有相對準確性的大約0.1m(甚至0.05m)。在許多情況下激活GPS觀察值的偏移校正，自動地改正剩余的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移的GPS是必要的。需要地面控制點的一個適當?shù)臄?shù)字。無論如何，如果GPS天線誤差是未知的，偏移校正必須是應用的。INS(IMU)omega,phi,kappa:通常，自轉(zhuǎn)的準確性應該由影像供應商提供。如果不那么，接受0.015deg的缺省值。質(zhì)量不是好足夠直接地與來自GPS/INS系統(tǒng)的EO參量做立體測量，因此空中三角測量被用于提取那些參量。ANALYZER顯示控制點：如果控制點在項目文件中，顯示或添加控制點標志符號顯示檢查點:顯示或增加檢查點符號顯示連接點：顯示或增加連接點顯示或補充所有影像位，注意：大部分的影像錯誤位置可能表明一個可疑omega/phi方向。顯示不同的地區(qū)在不同的重疊灰色陰影。注意：這些重復計算的可能需要一些時間對較大塊（分區(qū)）。ViewFootprints要先被激活！顯示殘差偏離方向誤差橢圓影像連接連接點連線顯示不同的分區(qū)邊界刷新“Analyzer”有4個可用的工具進行分析和修改的結(jié)果計算。通過分析多度重疊連接點的顏色編碼和航片連接矢量，檢查的空三區(qū)域穩(wěn)定性。檢查覆蓋區(qū)域和重疊區(qū)域。檢查矢量偏移和誤差橢圓。檢查點和航片運算結(jié)果殘差，標準偏差。Step5微調(diào)控制點坐標，使平差結(jié)果符合要求運算結(jié)果存儲在“aat.html”和“aat.log”里，分別記錄以下內(nèi)容：測區(qū)概況（航片個數(shù)，航帶個數(shù)）標準差設(shè)置（控制點、GPS/INS標準背離差）連接點情況（每張航片連接點情況）自校準參數(shù)外方位元素標準背離差控制點平面和高程殘差外方位元素結(jié)果等通過分析上述結(jié)果，修改和去除錯誤，調(diào)節(jié)連接點、控制點等，反復修改，直到滿足相關(guān)規(guī)范要求。Step6成果整理及格式轉(zhuǎn)化輸入其他格式空三、外方外元素輸出其他格式空三轉(zhuǎn)化其他格式空三為”Match-AT”格式空三選擇轉(zhuǎn)化格式和存儲路徑，即可轉(zhuǎn)化成”Match-AT”格式空三。其他空三格式只要能夠提取外方位元素，新建工程，將外方位元素引入即可。1.2Match-TDTM生成Step1打開File->Open或按，打開Match-AT工程.Step2建立模型打開工程編輯器，和match-at相同，可單獨增加和修改、刪除單個或多個模型。Step3選擇菜單Step4在下拉菜單選擇，彈出對話窗。Step5選擇,彈出以下界面：Step6設(shè)置網(wǎng)格大小和存儲路徑等，在按，編輯DTM參數(shù)。Step7最后，按中開始鍵進行匹配DTM。DTMToolKit主要有三個功能：鑲嵌裁切轉(zhuǎn)化鑲嵌和裁切Add要鑲嵌DTM,選擇Merge&Split,點擊Option轉(zhuǎn)化Add要轉(zhuǎn)化DTM,選擇Convert,點擊Option,選擇轉(zhuǎn)化類型。1.3DTMasterDTM編輯Step1首先，打開File->Open或按，打開Match-AT工程，工程目錄下要有相機文件。Step2選擇類型，引入DTM,按彈出以下菜單。NEXT,選擇，可以選擇一個或多個同類型DTM。Step3層對應，連按2個，彈出層對應對話窗。最后按和，將DTM導入工程中。設(shè)置視差曲線及高程點等高程幾種表現(xiàn)形式Step4選擇編輯工具，對引入DTM進行修改和編輯。Step5編輯完DTM后，按導出DTM.參考DOM,可以檢查DOM精度。1.4OrthoMasterDOM生成DOM生成需要以下數(shù)據(jù)數(shù)字航片影像空三成果（包括相機文件）DtM1.Inpho格式空三成果DOM生成打開Match-AT格式空三成果，引入DTM.2.PATB格式空三成果DOM生成可以把patb或其他格式空三轉(zhuǎn)化為match-at格式空三，按照上面步驟生成DOM,下面介紹patb直接在OrthoMaster生成DOM.Step1引入外方位元素（*ori文件）彈出選擇相機對話窗,選擇影像相機類型，如果有2種或2種以上相機類型，先選1種，再在內(nèi)定相種修改。Step2引入影像Step3內(nèi)定向Step4影像和空三影像映射彈出對話窗Step5旋轉(zhuǎn)航帶以上各步做完后，保存工程，以便下次使用。Step6引入DEM和1引入DEM相同。Step7定義正射航片區(qū)域Step8DOM生成參數(shù)設(shè)置分辨率格式路徑生成區(qū)域采樣方法DTM選項設(shè)置參數(shù)完后，點擊。1.5OrthoVista勻光鑲嵌裁切1.5.1.拼接拼接線定義在SeamEditor模塊中進行Step1GlobalOption的設(shè)置選擇menu的Setup－>Perferencs,然后在彈出來的設(shè)置窗口中，做說明如下：General緩沖的大小設(shè)置，建議設(shè)置成比使用的計算機的物理內(nèi)存稍微小一些或者相當，太大并不提高處理速度。OverviewGeneration設(shè)置是否需要生成快速顯示的金字塔影像，建議設(shè)置成NoOverviews，這樣在調(diào)入Ortho的時候不生成金字塔小影像。BackgroundCheckingandRegionTrace選擇EnableBackgroundChecking，同時設(shè)置最小和最大的Value為1～254。RegionTrace選擇RegionTraceDisplayMapping用缺省的設(shè)置。Step2新建工程，引入DOM路徑。在ProjectDialog中，調(diào)入所需模型的影像Step3激活某個或多個模型激活（Active）所有的影像，如果是第一次建立的新的project，那么所有的影像的邊界都能自動的探測出來，并用綠顏色的邊界顯示出來。（見后面介紹的GlobalOptions的設(shè)置）按顯示影像，注意：紅褐色的地方（區(qū)域1），是沒有重疊范圍的影像，用原始顏色顯示的（區(qū)域2），是重疊范圍的影像區(qū)域，綠色范圍線，是拼接線（缺省生成的邊界，然后按照覆蓋順序生成），紅色的線是重疊范圍線。Step4修改范圍線現(xiàn)在要做的事情就是修改綠色的范圍線，讓拼接的范圍線繞過明顯的地物。修改范圍線的時候，注意第一點的位置和以后的點的順序，見上圖所示，這樣定義的結(jié)果為：關(guān)于覆蓋順序的改變，如果上面的影像圖覆蓋下面的，那么用（Select&ExpandSeam）改變，選擇這個命令，然后點擊需要上移影像，那么該影像的邊界范圍則是最新的拼接線范圍。修改時只選幾張激活，修改完后按關(guān)掉，這樣節(jié)省內(nèi)存，加快速度。最后的修改范圍的效果如下：（假設(shè)綠色的范圍線已經(jīng)是繞過明顯的地物）點擊“開始新拼接面”下面顯示如何沿著路中心定義拼接面鼠標將根據(jù)位置改變發(fā)生變化，如果鼠標在你開始采集的影像的覆蓋區(qū)域，鼠標將顯示“in”信息，如果光標不在輸入的影像區(qū)域，光標將顯示“out”信息，如果光標在開始的影像或其他影像區(qū)域，光標將恢復到正常形狀 結(jié)束編輯，編輯拼接線 刪除最后一個節(jié)點編輯拼接線，要在結(jié)束編輯前始用。注意：一旦你采集到一個重疊區(qū)域，你無法判斷采集的上一個點位時，請確保拼接面不能自相交。用相同的方法編輯拼接線，不要讓它通過房子，橋梁等。Apply按鈕按下以后，你不可能直接編輯拼接面，但是通過定義一個新的拼接面來修改它的位置這種方法是可行的。方法同5注意：確保拼接線不在紅色邊線上，也就是說拼接線務必不要離相鄰重疊影像的邊緣距離不要太近，得留出足夠的緩沖以供影像拼接，否則拼接會有明顯痕跡。編輯其他各面，如果測區(qū)分成多人作業(yè)，需要注意拼接面的接邊，拷貝接邊影像meta目錄的cld，rgn文件到你的目錄即可。拼接線的位置選擇，注意避開房屋、橋梁、鐵路、煙囪、高塔等，房屋密集地區(qū)，為了照顧房屋倒向壓蓋問題，可以沿街道或者道路中心拼接，田間莊稼地等盡量選擇地塊交接，田埂等地方，seamline盡量沿著影像過渡區(qū)中較灰暗的路線行駛，避免選擇有明顯影像特征的區(qū)域穿過。在vistaSE的seamline的編輯過程中，可以設(shè)置成“所見即所得”，所以在選擇路線的時候可以比較選擇路線，盡量做到后期工作量較小，或者沒有工作量。選擇（ProjectDialog），再選擇所有的影像，然后選，那么，可以在主窗口中看到按照拼接線拼接的最后結(jié)果Step4如果合格，那么在ProjectDialog的窗口中，選擇所有的影像，然后選擇輸出SeamLine。注意這個export的SeamLine是dxf格式的，按照每個影像的名稱對應存儲，但是還需要另外的一個文件cld文件，這是和dxf對應的文件，必須在保存Project的時候同時保存在Project的目錄中的，需要把dxf和cld文件同時做為成果Step5saveproject以便下次使用1.5.2單張勻光（SingleImageAdjustment）OrthoVista可以處理單張影像，“SingleImageAdjustment”能單獨使用，也能同“ImageGroupadjustment”拼湊組合使用。我們建議是同“ImageGroupadjustment”一起使用。當影像有透鏡變異(影像黑色邊緣)和亮點（太陽反射），或者影像顏色不一致(由掃描和比較大的陰影引起的顏色差異)，“SingleImageAdjustment”才有必要使用。注意：如果影像沒有上述問題，就不要使用“SingleImageAdjustment”“SingleImageAdjustment”有以下2種方式：Hot-SpotRemoval亮點移除IntensityDodging亮度平衡根據(jù)INPHO經(jīng)驗，“Hot-SpotRemoval”應該用來處理彩色影像，“IntensityDodging”應該用來處理黑白影像。也就是說“Hot-SpotRemovalworkscomparedtoIntensityDodgingbetterwithcolorimages，IntensityDodgingworkscomparedtoHot-SpotRemovalbetterwithblackandwhiteimages（OrthoVista用戶手冊）?！闭w勻光(GroupImageAdjustment)GlobalTiltingAdjustment整體傾斜調(diào)整“GlobalTiltingAdjustment”通過輻射處理，來補償相鄰影像重疊部分不同的亮度和顏色。RadiometrixTool（）“RadiometrixTool”用于定義單張、一組或全部影像色彩、亮度和對比度相互影響的調(diào)整。它當然也能調(diào)整影像到一個確定的影像（模板）?！癛adiometrixTool”作用強大，用于一些單片或者一組影像的調(diào)整或者無論影像拼接前或拼接后一個分開步驟的調(diào)整。當影像的色彩、亮度、對比度差異過大，而你又想干預自動化處理，你就可以用“RadiometrixTool”。當你對自動處理的結(jié)果不滿意時，也可以用“RadiometrixTool”進行處理。“Selectone”是一個一個選擇，“SelectMany”是左鍵拉一個矩形，矩形內(nèi)或被矩形裁切的都將被選中。鼠標左擊，圓點（選中影像）左右移動是改變亮度，上下移動是改變對比度。左鍵拉一個矩形是放大，右擊是縮小。運用ModifyRelative模式改變影像色彩/亮度/對比度，所有影像都會“相對”發(fā)生變化。運用ModifyAbsolute模式改變影像色彩/亮度/對比度，影像在相同的絕對位置會發(fā)生變化。大多數(shù)情況下，常用ModifyRelative模式。當選擇完影像和修改模式后，在color/intensity/contrast窗口下點擊一個新位置，所有選擇影像都會改變到新位置，會在OrthoVista窗口直接顯示結(jié)果。處理結(jié)果會存儲在影像目錄下的“RDX”文件，與影像一一對應。OrthoVista首先處理的是Radiometrixchanges，再是singleimageadjustments，最后是Groupimageadjustments.勻光步驟：Step1調(diào)入正射影像Step2選擇勻光影像Step3設(shè)置參數(shù)，輸出影像Step4結(jié)束設(shè)置，開始解算勻光關(guān)于海域范圍的Ortho處理1.定義范圍線海域的地方的范圍線的定義，可以在Autocad或者Microstation中進行，邊界一定要行成封閉的多邊行，不可以有懸掛節(jié)點。作業(yè)的時候，不需要仔細的定義，有些港灣地區(qū)，如果原始影像的色調(diào)和周圍反差不大，可以定義為陸地區(qū)域處理。2.范圍線的格式轉(zhuǎn)換用Arcinfo或者其他軟件，把該封閉的多邊形轉(zhuǎn)換成ArcInfo的Shape格式，注意最后的文件有3個，shp，shx和dbf。3.OrthoVista的作業(yè)順序和注意事項1）.啟動程序，調(diào)入需要處理的Ortho影像2）.定義圖幅處理范圍（也可以事先定義title文件，然后選擇）4.調(diào)入海域的范圍線文件結(jié)果顯示如下：5.開始處理，定義處理的選擇項6.最后的結(jié)果比較見下面的兩個圖片比較上面的結(jié)果文件，是沒有調(diào)入海域范圍線來計算的結(jié)果，陸地的色調(diào)和原始的Ortho幾乎沒有什么差別。下面的圖片文件，是調(diào)入了海域范圍線來計算的結(jié)果，可以看到陸地區(qū)域的色調(diào)和原始的影像有改變的。從各自灰度的直方圖上來看，很明顯的看到兩個方法的區(qū)別。1.5.3.裁切幾個鑲嵌裁切方法PlainMosaic直接鑲嵌裁切直接裁切最上面（ontopof）影像，這和影像覆蓋順序有關(guān)。這種方法主要用于影像已鑲嵌，裁切一個更大的圖幅。SeamApplicator拼接線裁切參數(shù)選項FeatherSize羽化寬度Linear：兩個圖像之間的線性拼接InverseDistance：功能曲線的拼接，依賴于拼接寬度和圖像之間的輻射差異BlendOutputAreaBorders默認情況下的影像拼接只沿拼接線，這是由SeamEditor定義的。如果您啟用此模式，OrthoVista將沿正射影像邊界拼接，這可能會導