5-近景摄影测量集中实习讲义(摄影-量测-计算部分+观音).doc

近景摄影测量实习讲义武汉大学遥感信息工程学院2009年10月目录实习一 数码相机摄影实习二 像点坐标量测实习三 单像空间后方交会解算实习四 直接线性变换(DLT)解算实习五 “南海观音”模型摄影测量内业处理附 录 实习报告封面及撰写内容实习一 数码相机摄影一、 目的1 为后续的摄影测量解析处理提供质量合格的立体像对；2 了解所用数码相机的特点及使用；3 学习获取立体像对的方法。二、 器材及摄影目标1 器材使用Canon EOS450D型单反数码相机，配1855变焦镜头，CCD芯片大小为22.2mm14.8mm，影像分辨率设定为42722848pixel，像元大小约为，SD存储卡，读卡器。图1-12 摄影目标遥感信息工程学院近景摄影实验室内的高精度三维控制场，如图1-1所示；摄影时建议使用30mm焦距，以便使视场较大，拍摄范围广。三、 摄影组织安排每两个同学组成一组，根据所学的理论知识，选择合适的摄站位置，按交向摄影方式或正直摄影方式拍摄室内高精度三维控制场。注意不要使吊杆互相遮挡。SD卡存满后将各自拍摄的影像导入计算机，以备使用。实习二 像点坐标量测一、 目的量测所拍摄的高精度室内三维控制场中控制点的像点坐标，为后续摄影测量解析处理准备计算数据。二、 仪器设备1 1818型立体坐标量测仪2 计算机（安装有Photoshop软件及专用像点量测程序）三、 步骤1 使用1818型立体坐标量测仪采用P31型量测摄影机所拍摄的控制场像片，采用单片量测的方式。量测顺序为5个框标20个控制点的坐标仪坐标，并记录。测量前将坐标仪安置在零位置，以保证量测时的行程。注意像片药膜的方向，以保证坐标仪目镜中所看到的影像为正像；注意切准像点时按同一个方向，以消除隙动差。2 使用Photoshop软件采用数码相机所拍摄的控制场影像，使用Photoshop的坐标量测功能，人工逐点量测30个同名控制点的影像坐标（两个同学一组），并记录。测量前需将Photoshop的坐标量测单位改为以mm为单位。具体操作为：a 运行Photoshop软件；b 打开被量测影像；c 左键点击Window下拉菜单，选中Info选项；d 右键点击显示坐标的“+”符号，选中“像素”选项。此时，量测单位已选定为像素；e 将鼠标放在被放大的标志点影像中心，人工判断中心位置，并记录中心的行列号作为其像点坐标。3 使用自编像点坐标量测程序采用数码相机所拍摄的控制场影像，使用自编像点坐标量测软件的坐标量测功能，人工半自动逐点量测30个同名控制点的影像坐标。量测步骤为： a0、运行Photoshop软件，打开自己所摄影像，将其转换为灰度图像，并保存为*.BMP 格式，保存在与量测软件同一目录下。a 运行像点量测软件；b 打开被量测影像，文件打开在目录中选择图像（要求为*.bmp格式）；c 在界面中选择“量测方式半自动量测”；d 量测所选控制点，单按鼠标左键并拖拽鼠标，所拉矩形框包含被量测标志后松开鼠标后，出现点号输入对话框，输入标志点点号。e 依次量测所选控制点。f 量测完成后保存，量测结果与影像同名，后缀为*.txt。g 如发现量测错误，可使用删除点功能，在界面中选择“操作删除”后，单按鼠标左键并拖拽鼠标，所拉矩形框包含被量测标志后松开鼠标，弹出“确认删除该点？”对话框，按“OK”按钮即可删除所选点。h 如保存了已量测像点坐标文件并退出程序，当再次运行程序并打开图像后，可重新引入已量测点并显示在图像上。在界面中选择“操作读入已测点”后，弹出 “文件操作” 对话框，查找到与所量测图像对应的坐标文件后，点击“OK”按钮即可引入已测像点。其后可继续进行量测。实习三 单像空间后方交会解算一、 目的a) 加深理解近景摄影测量单像空间后方交会的理论；b) 编制单像空间后方交会程序。二、 单像空间后方交会的原理三、 基本起算数据c) 控制点物方空间坐标格式为： 点号1，X1，Y1，Z1点号2，X2，Y2，Z2点号j，Xj，Yj，Zjd) 控制点对应的像点坐标观测值 格式为： 点号1，x1，y1点号2，x2，y2点号i，xi，yie) 内、外方位元素的近似值 f，x0，y0，XS，YS，ZS，四、 测量结果计算影像的内外方位元素，如有能力将畸变系数k1、k2加入计算。统计计算精度：单位权中误差 各未知数的中误差 像点观测值残差。实习四 直接线性变换(DLT)解算一、 目的a) 加深理解近景摄影测量直接线性变换（DLT）的理论；b) 编制直接线性变换程序。二、 直接线性变换的原理三、 基本起算数据a) 控制点物方空间坐标格式为： 点号1，X1，Y1，Z1点号2，X2，Y2，Z2点号j，Xj，Yj，Zjb) 控制点对应的像点坐标观测值 格式为： 点号1，x1，y1点号2，x2，y2点号i，xi，yi 注意：影像有两张四、 测量结果计算影像的内外方位元素，如有能力将畸变系数k1、k2加入计算。统计计算精度：像点坐标观测值单位权中误差 各未知数的中误差 像点观测值残差 检查点的物方空间坐标差值及精度统计。实习五 “南海观音”模型摄影测量内业处理一、 目的1 学习使用VirtuoZo软件处理近景摄影测量立体像对；2 学习摄影测量处理时P31相机影像内定向的方法；3 学习相对定向过程中人工加点、人工剔除点的方法；二、 作业原理内定向相对定向绝对定向生成核线影像影像匹配生成DEM生成等值线三、 作业步骤4 VirtuoZo 85 文件-打开测区文件名：班级学号； 主目录：班级学号；控制点文件：背面加密点文件：背面相机检校文件：6 设置相机参数像主点x0 :0.004 mm像主点y0 :-0.011 mm焦距：100.64 mm理论框标的位置（注意此时影像已翻转）1）主距（mm）：99.582）主点（mm）：0.0110.0043）主距改正值（mm）：1.064）框标理论坐标（mm）：+ 4+ 0+ 31 + 2图5-10 -0.002 0.0001 57.497 0.0002 -0.001 -27.5013-57.496 0.0004 0.000 57.498+ 10+ 42 + 3+ 3+0+24 + 1图5-2注意：摄影时，像幅为竖像幅，主点相对朝内，生成相机文件时要分别生成左右相机文件，如图5-2所示：7 影像格式转换文件-引入-影像文件界面中像素大小为：0.02mm注意：1）左影像转换用左相机文件，右影像转换用右相机文件；2）输出路径名改在自己的工作目录下的images文件夹中。8 建立模型文件-打开模型9 内定向1）设置-测区参数添入相应的控制点、加密点文件（这两个文件可以是同一个文件），摄影比列尺为1：200，成图比例尺为1：5000，重叠度改为85%2）处理-模型定向-内定向-approxmiate按钮，框标粗略定位后，按accept按钮,然后进行框标精确定位。精确定位后按Save Exit按钮-Quit按钮。先做左影像的内定向，使用左相机的相机参数文件；再做右影像，进行右影像内定向时，相机文件应换为右相机参数文件。10 相对定向处理-模型定向-相对定向读入影像后，mouse右击-全局显示，选取种子点，然后mouse右击-自动相对定向。由于摄影方向纵深度大，且背景为木构屋顶，自动相对定向后会有错误的相对定向点，需检查后删除。同时，为保证后续处理结果的正确性，需人工加入相对定向点（可选取明显的格网点或其他明显点，如字母的拐角或端点）。11 绝对定向可在相对定向完成后，mouse右击-绝对定向-普通方式ZX4142图5-4注意：绝对定向时物方坐标系的转换。像控点坐标系如图5-3所示，摄影测量处理所用坐标系如图5-4所示。图5-3、图5-4为俯视图。绝对定向时，将原测墩坐标系转换为摄影测量坐标系，即将坐标轴调换为（-Y,Z,X）XY4142图5-3四、 有关数据资料1 像对 摄影测量处理像对采用如图5-3所示41-42像对。2像控点点位如图5-5所示。像控点坐标如下（左手坐标系）：点号 X Y Z105407.025255052.856006439.46775415582.089055060.075816035.25662446167.614065732.854514017.69909456218.093704432.484603932697136150.666203527.46381486732.638285017.96117 528.64033726189.965006313.141001505.71500736233.207503731.250001509.84400bDE6454.440395138.857161544.54705E6483.315995145.503021989.69568F6430.487295145.990982488.43640G6371.488785159.993132988.79709H6353.002165141.244363485.53803I6279.911755127.583323975.19558J6180.866515076.594724466.96378K6005.269095075.028844935.66169L5871.749135081.864905415.99568M5669.310765075.214355876.833608072-钉8047-钉8047-钉8046-钉8045-圆8044-圆8041-圆8010-尖8048-圆E-交叉点bDEF-交叉点I-交叉点G-交叉点H-交叉点J-交叉点L-交叉