4D产品生产流程.ppt

探讨4D产品生产流程 演讲人 主要内容 第一 什么是4D产品 第二 基于VirtuoZo的4D产品生产的技术理论以及主要流程 注 VirtuoZo是由武汉大学与适普公司联合研制的一种摄影测量软件 4D产品 DEM 数字高程模型 DOM 数字正射影像图 DLG 数字线划地图 DRG 数字栅格地图 第一讲 什么是4D产品 DEM与DOM DEM 数字高程模型 DigitalElevationModel 缩写DEM 是在某一投影平面 如高斯投影平面 上规则格网点的平面坐标 X Y 及高程 Z 的数据集 DEM的格网间隔应与其高程精度相适配 并形成有规则的格网系列 根据不同的高程精度 可分为不同类型 为完整反映地表形态 还可增加离散高程点数据 DOM 数字正射影像图 DigitalOrthophotoMap 缩写DOM 是利用数字高程模型 DEM 对经扫描处理的数字化航空像片 经逐像元进行投影差改正 镶嵌 按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集 它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像 具有精度高 信息丰富 直观真实等优点 DLG与DRG DLG 数字线划地图 DigitalLineGraphic 缩写DLG 是现有地形图要素的矢量数据集 保存各要素间的空间关系和相关的属性信息 全面地描述地表目标 DRG 数字栅格地图 DigitalRasterGraphic 缩写DRG 是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件 每一幅地形图在扫描数字化后 经几何纠正 并进行内容更新和数据压缩处理 彩色地形图还应经色彩校正 使每幅图像的色彩基本一致 数字栅格地图在内容上 几何精度和色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致 第二讲 4D产品主要生产方法 DEM生产方法 数字高程模型的生产主要是用数字摄影测量方法 这是数据采集最常用最有效的方法之一 利用附有的自动记录装置接口的立体测图仪或立体坐标仪 解析测图仪及数字摄影测量系统 进行人工 半自动或全自动的量测来获取数据 第二讲 4D产品主要生产方法制作DEM的两种方法 自动相关获取DEM和人工构建DEM 数据准本 模型定向 影像自动匹配 匹配编辑 自动生成DEM DEM拼接 数据准备 模型定向 创建矢量文件 人工方法加高程点和等高线 矢量文件编辑 运用DEMMaker内插DEM 自动相关获取DEM流程 人工构建DEM流程 第二讲 4D产品主要生产方法 数据准备原始数字影像即是数字摄影测量所用的原始资料 有数字影像 如卫星影像 和数字化影像 如用模拟的航片经描而获得的影像 影像的数据格式有多种 一般常用的有tif格式等 备注 要转换成软件所识别的格式 一般步骤 第一 资料分析 查看原始数字影像的分辨率 比例尺等 查看相机检校参数 及其影像方位 框标的位置等 查看地面控制点数据及其点位与分布 第二 创建新测区 设置测区参数文件 第三 相机参数文件的数据录入 第四 地面控制点文件的数据录入 第五 原始影像的数据格式转换 第二讲 4D产品主要生产方法 模型定向 分为内定向 相对定向和绝对定向内定向 简单的说内定向就是根据像片的框标和相应的摄影机检定参数 恢复像片与摄影机的相关位置 即建立像片坐标系 内定向的目的是将像片纠正到像片坐标 通常方法是像片的周边有一系列的框标点 通常有4个或8个 它们的像片坐标是事先经过严格校正过的 利用这些点构成一个仿射变换的模型 或多项式 把象素纠正到像片坐标系 通过这一步基本上消除了像片因扫描 压平等因素导致的变形 相对定向 解算立体像对相对方位元素的工作 恢复两光束间相对方位的工作 相对定向不需要控制点 相对定向是两张有一定重叠度的影像之间进行的 以第一张相片的相助点为坐标原点的坐标系为参照坐标系 来确定第二张照片相对于第一张照片的位置和姿态 绝对定向 绝对定向是指确定航片在摄影瞬间相对于地面的姿态 需要用到控制点 用来确定影像坐标系和大地坐标系之间的关系 立体像对两张同一地区的遥感影像 从不同角度进行拍摄 获得的具有重叠区域 在一定条件下 使用专业仪器或者肉眼可以看到立体影像 通过立体影像可以进行包括测量 生成DEM 第二讲 4D产品主要生产方法 影像匹配及匹配后的编辑影像匹配是数字摄影测量系统的关键技术 是沿核线一维影像匹配 确定同名点 其过程是全自动化的 匹配后的编辑是影像匹配的后处理工作 是一个交互式的人工干预过程 在影像匹配中 有一些区域 例 水面 人工建筑 森林等 计算机难以识别 将出现不可靠匹配点 这将影响数字高程模型DEM的精度 此处要用到红绿眼睛对不理想的地方修改 调用匹配编辑模块 显示匹配结果 调用编辑菜单调整参数 选择编辑范围 编辑匹配不好的点 保存编辑结果 存盘退出 第二讲 4D产品主要生产方法 DEM生成VirtuoZo中完成影像匹配和匹配后编辑生成DEM的步骤 产品 生成DEM DEMDEM显示 用来检查错误DEM输出拼接DEM前 需要生成单模型的DEM 拼接正射影像前需要生成相应的单模型正射影像 首先要进行多模型拼接拼接步骤 镶嵌 设置 选择镶嵌项目并设定镶嵌范围 第二讲 4D产品主要生产方法 然后进行DEM拼接拼接操作 镶嵌 DEM拼接 系统将弹出DEM的拼接精度对话框 显示了拼接的中误差 总点数和误差分布统计数据不同的颜色代表不同误差的点 绿色 表示误差小于一倍中误差的点 蓝色 表示误差大于一倍中误差但小于二倍中误差的点 黄色 表示误差大于二倍中误差但小于三倍中误差的点 红色 表示误差大于三倍中误差的点 第二讲 4D产品主要生产方法 名词 核线影像 从原始图像沿核线重采样得到的没有上下视差的图像 投影基线 两摄站的连线核面 包含基线的任意平面 每个物点与基线决定一个核面 每个同名光线对也同样决定一个核面 核线 核面与像面的交线 核点 基线的延长线与像面的交点 所有核面均通过基线 所以所有的核线均交于核点 立体测图 利用两个光学或机械投影器 将透明航片装在投影器中 用灯光照射 模拟投影过程 重建一个与实地相似的缩小立体模型 在此模型上量测就相当于对原物体量测 所得到的结果可通过机械或齿轮传动方式直接在绘图桌上绘出各种地形图或专题地图 叠加 图形制作制图方法 是使预先生成并存储的图形 属性特征等被调用并叠合在一个基本图形上的过程或方法 第二讲 4D产品主要生产方法 DEM实施过程 第一步 模型定向与核线影像生成 创建新模型 自动内定向 自动相对定向 绝对定向 生成核线影像第二步 影像匹配及匹配后的编辑 自动影像匹配 匹配结果的编辑第三步 生成单模型的DEM 生成数字高程模型DEM 显示单模型DEM 检查DEM DEM修正第四步 多模型的DEM拼接 设置多模型拼接区域及参数 DEM拼接及误差检查 第二讲 4D产品主要生产方法 DOM生产方法 数字正射影像图可以利用全数字摄影测量系统 恢复航摄时的摄影姿态 建立立体模型 在系统中对进行检测 编辑和生成 最后制作出精度较高的DOM 名词 正射影像 正射影像是具有正射投影性质的遥感影像 正射投影又称 直角投影 属任意性质的透视方位投影 即投影平面切于地球面上一点 视点在无限远处 投影光线是互相平行的直线 并与投影平面相垂直 可显示出半球 按投影面位置可分为正轴 横轴与斜轴三种 投影中心无变形 离中心越远变形越大 所有纬线圈 正轴 或等高圈 横轴 斜轴 无长度变形 此投影变形较大 不适用于一般地图 常用于天体图 如月球图或其他天体图 第二讲 4D产品主要生产方法 制作途径可分为 数字摄影测量 单片数字微分校正 模拟正射影像扫描 遥感影像处理数字摄影测量方法生产DOM流程 航片影像 数字定向 图廓裁切 数字立体建模 自动获取编辑DEM 数字微分校正 影像镶嵌 色彩调整 辐射校正 数字微分校正 根据有关的参数与DEM利用相应的构想方程式或按一定的数字模型用控制点解算从原始非正射数字影像获取正射影像 第二讲 4D产品主要生产方法 DOM实施过程 数字正射影像的制作是基于DEM的数据 采用反解法进行数字微分纠正而制作 其过程也是全自动化的 当DEM建立后 可进行正射影像的制作 在系统主菜单中 选择产品 生成正射影像项 自动制作当前模型的正射影像 屏幕显示计算提示界面 计算完毕后 自动生成当前模型的正射影像 多模型DEM拼接后 才能在拼接区域内进行多张正射影像的镶嵌 在系统主菜单中 选择菜单镶嵌 设置项 屏幕弹出拼接与镶嵌参数设置对话框 设置镶嵌项目 然后在系统主菜单中 选择菜单镶嵌 自动镶嵌项 系统自动进行影像镶嵌计算 完成多个正射影像的拼接 显示测区正射影像 在系统主菜单中 选择菜单显示 显示影象 项 屏幕弹出显示影像界面 对于每个模型的接边处应仔细检查 影象有无变形及扭曲等错误 第二讲 4D产品主要生产方法 DLG生产方法 数字线划地图可以利用全野外数字测量和GPS测量 全野外数字测量利用电子手簿 便携机或掌上电脑与全站仪相连 测量结果直接以数字形式存储 不需要经过内业数字化处理 GPS测量采用实时动态GPS测量系统 用两台或更多台GPS接收机来协同工作 将一台接收机作为基站 放在已知点上 其他接收机对空间目标测量 采集的数据存放便携电脑或掌上电脑中 第二讲 4D产品主要生产方法 DLG实施过程 先建一个测图文件 设置图廓范围 载入立体模型 熟悉工作窗口内的各种工具 接着测绘地物 最后进行地物的编辑 测绘的具体步骤是 输入地物属性码 进入量测状态 根据需要选择线型或辅助测图功能 对地物进行量测 数据准备 模型定向 创建立体模型 立体测绘地物 编辑 注记 整饰输出 DLG生产流程图 第二讲 4D产品主要生产方法 DRG生产方法 数字栅格地图是通过一张纸质或其他质地的模拟地形图 由扫描仪扫描生成二维阵列影像 同时对每一系统的灰度或分色进行量化 再经二值化处