VirtuoZo数字摄影测量实习指导书(土地专用).doc

精品文档摄影测量与遥感实习指导书（数字摄影测量部分）中国矿业大学 环境与测绘学院二零一零年一月第一章 数据处理过程引入外方位元素核线采集、匹配预处理、自动匹配测区、模型的参数设置数据准备DEM采集、DOM生成、自动内插等高线数字化测图拼接、出图定向建立测区空三解算创建立体模型自动空中三角测量一、整体过程控制点资料二、数据准备相机检校文件获取原始资料否航片结合表检查原始资料是否完整航摄负片数字化原始航片（扫描）建立测区转入原始影像设置控制点文件设置相机参数文件建立立体模型设置立体模型生成产品的参数三、参数设置内定向处理自动相对定向半自动绝对定向定义框标模板自动匹配框标中心手工干预调节人工干预调整相对定向点普通双屏方式调整绝对定向点立体方式调整绝对定向点已知外方位元素填入外方位元素参数调用主界面程序直接绝对定向存在PATB解算的绝对定向参数文件转换该文件为VirtuoZo识别的外方位元素文件调用主界面程序直接绝对定向引入外方位元素引入外方位元素四、定向过程注：图中（以下图相同）虚线框内容表示为可选操作，若用户在做完上步操作时已达到要求时，则可跳过不做虚线框中的操作，直接进入到下步操作。相对定向界面中设定核线影像的范围核线影像采集相对定向结束非水平核线影像采集（注：做完相对定向之后即可采用此方式采集）水平核线影像的采集（注：此采集方式必需在做完绝对定向之后方可完成）匹配前预处理自动匹配匹配结果的编辑五、核线采集与匹配基于自动匹配、匹配结果的编辑基础上自动内插生成DEM进入DEMMaker模块，载入并编辑自动生成的DEM、利用特征点、线、面构三角网内插DEMDEM采集自动生成DOM（数字正射影像）自动生成等高线矢量、删格影像自动生成叠合影像六、核线采集与匹配七、数字化测图绝对定向结束采集（非）水平核线影像匹配预处理自动匹配匹配结果的编辑基于大地坐标的数字化测图方式一相对定向结束非水平核线采集自动匹配基于模型坐标的数字化测图匹配预处理匹配结果编辑引入空三加密生成的加密成果，完成模型的绝对定向将模型坐标转换为大地坐标方式二第二章 单模型处理操作过程（以VirtuoZoNT 3.7软件为例）一、建立测区和模型，并进行一些相关的设置1、数据准备数据准备包括：控制点分布图，影像，控制点文件，相机参数文件2、新建或打开一个测区首先，我们需要建立一个测区，因为我们以后的工作是在该测区下进行的。测区就是待处理的航空影像（当然也包括各种卫星影像或近景影像）所对应的地面范围（或区域）。VirtuoZo主界面中的文件菜单下没有新建菜单项，而是将新建与打开合并为打开测区。单击打开测区菜单项，系统弹出打开或创建一个测区对话框，如下图所示：单击对话框中的打开，系统弹出设置测区对话框，以设置测区参数，如下图所示：其中，摄影比例：是指摄影比例尺分母，摄影比例尺在航摄时就已确定，由执行航飞任务的单位为您提供，默认为30000。航带数：测区内航带数目，默认为1条。影像类型：用于影像的类型选择，VirtuoZo支持量测相机影像、非量测相机影像、卫星影像、IKONOS影像、QuickBird影像等，请确保测区的影像类型和您即将使用的影像类型一致。3、引入影像文件在主菜单上单击文件引入影像文件菜单项，系统弹出输入影像对话框。该对话框中的好多参数与测区参数中的值是一致的，在此没必要对其进行修改。我们只需给定像素大小即可（由扫描仪的参数而定，一般情况下，扫描单位会提供给您具体数值，如果您使用提供的训练数据，请把像素大小设为0.045），如果选为-1，系统将会读出文件内保存的像素大小，并自动填回去。至于其它的选项，要根据具体情况而定。比如选中屏蔽警告信息项，则在转换影像的过程中，所有的警告信息和错误提示对话框都不再出现，防止转换过程因等待操作人员确认而停止，转换中发现有问题的文件会有相应标记选中删除原始影像项，转换影像的过程中，系统将会把已经经过转换的原始影像删除，以节省磁盘空间（一旦原始影像被删除，以后想再利用它们就不可能了）。选中彩色转换成黑白项，系统将会把彩色的原始影像转换成灰度级的VZ影像，以节省磁盘空间，但转换后的VZ影像却没有彩色信息了。设置完相应的参数后，就可添加要处理的原始影像了。具体操作是用鼠标左键单击增加按钮。设置影像转换参数，用鼠标选中要转换的影像文件（选中后的影像文件以深蓝色显示），单击选项按钮，系统将弹出转换选项对话框。点击输出路径项后的浏览按钮，系统弹出一浏览文件夹对话框，在该对话框中找到您的测区文件夹下的Images文件夹E:testimages，将它选中，然后确认。选择将输出路径作用于所有文件项，系统将会把所有转出的VZ影像都放Images文件夹中。至于是否旋转相机，需要查看相机框标略图，若相机承片框方位与影像的方位相差180度，则要选中该项。初学者不要过多的去关心是否旋转相机，因为是否旋转相机并不是绝对的。取消选择旋转选中文件的相机项，用鼠标左键单击确定按钮，程序又回到输入影像对话框。 本实验中02-164，02-165，02-166三张影像需要旋转相机。如下图所示：用鼠标左键单击该对话框中的处理按钮，程序会自动将原始的TIFF影像转换为适合VirtuoZo处理的VZ影像。影像转换完毕后，输入影像对话框如下图所示：4、设置相机参数 选择设置菜单中的相机参数： 系统弹出相机检校参数对话框：对于框标参数，目前一般有两种：四框标相机和八框标相机，若所处理的航空影像是由四框标相机所拍摄的，那么，用鼠标左键点击相机检校参数对话框中的添加行按钮三次，于是我们就可填入相机框标参数了，对于NO.列中的数值，可任意给定。对于X列及Y列，我们要按航摄公司提供的具体数值填入，数值的正负号由它们所在的“象限”而定。例如第一行位于第三“象限”，则X及Y的值均为负值，第三行位于第一“象限”，则X及Y的值均为正值。对于八框标相机，操作方法类似。5、建立控制点文件控制点文件存放的是测区中所使用的控制点坐标，建立测区时需要一个控制点文件。选择设置菜单中的地面控制点：对话框上边是控制点文件路径，左边是控制点点位分布。控制点的大地坐标值可由外业人员在野外测得或由空三解算得到。6、打开模型一个测区由多个模型组成，本节主要介绍如何创建一个模型，即所谓的单模型。模型就是一个立体像对，是实际地物按一定的比例尺缩小而成的三维景物。用鼠标左键单击文件菜单下的打开模型菜单项，系统弹出一打开或创建一个模型对话框，如下图所示：将模型名取为157156（157对应左片的一部分，156对应右片的一部分），不过要注意，模型名中不要包含空格和反斜杠，取好模型名以后，用鼠标左键单击打开按钮，系统将弹出设置模型参数对话框：默认情况下，模型所在的文件夹（模型目录）、模型的临时目录和模型的产品目录已给定，一般不需要改变。剩下的主要是设定模型使用的两张影像（左影像、右影像）。手动输入路径或者选择右边的浏览按钮指定文件。二、模型的定向和生成核线1、模型定向当创建好了一个单模型以后，就可对它进行定向处理了。模型定向实际上包括三方面的内容：内定向、相对定向和绝对定向。执行它们的先后顺序是一定的，即首先必须做内定向，之后才能做相对定向，最后才能做绝对定向。在进行定向前，请确认系统当前已经打开测区和模型，并且相机参数文件有效。（1） 模型的内定向就一个单模型而言，内定向的步骤主要为：a进入某测区，选择该测区内需要定向的某个模型。b建立框标模板（若框标模板已建立，则直接进入内定向界面）。c左影像内定向。d右影像内定向。e退出内定向程序模块。启动内定向模块，选择菜单处理模型定向内定向：影像读入完成后，显示如下窗口：微调框标坐标：为了使内定向的精度满足作业要求，我们要尽量使白色的十字丝对准框标的中心。这时，要使用到框标的放大影像。具体操作是通过方块按钮选择第一个框标，然后利用右边窗口中的按钮进行微调，直到框标放大影像中的白色十字丝对准相机的框标中心。对其他的框标用同样的方法进行调整，将所有的白色十字丝对相机准框标中心，然后选择保存退出，左影像内定向完成。重复以上几个步骤对模型中的右影像做内定向操作。做完以后，模型的内定向完成，可以进入相对定向。注：框标标号必须一致。如不一致，修改相机参数。（2） 模型的相对定向模型的相对定向主要是通过找同名点，来确定两张影像之间的关系。模型的相对定向、绝对定向和生成核线影像都可以在相对定向界面下完成，所以可以一直不关闭相对定向模块，完成模型的相对定向、绝对定向和生成核线影像。选择菜单处理模型定向相对定向。选择自动相对定向，程序将自动进行相对定向，寻找左右影像上合适的同名点，大约半分钟后，自动相对定向完毕，所有找到的同名点均以红色的“+”分别显示在左右影像上。（3）模型的绝对定向所谓绝对定向是根据有限的地面控制点的大地坐标解算出其它所有地物的大地坐标。所以绝对定向前，我们要以手工的方式在当前模型的左右影像上准确的定位一些控制点（即通常所说的刺点，单模型至少要刺四个或四个以上的控制点）。量测控制点：量测控制点是在相对定向的界面下进行的，选择菜单处理模型定向相对定向，进入相对定向界面。在相对定向的界面中的左影像上，大概找到某一控制点的位置（依据是航空相片，野外人员已将控制点的位置用红色水笔圈出，并在相片反面附有简单的说明，例如该点刺在什么位置等信息）。参照给出的控制点点位图，在相对定向界面中，寻找相应的控制点。添加完所有的控制点后，我们就可进行绝对定向了。注意：加点时使用的点号应该和控制点文件中的点号要一致。绝对定向的方法有两种：普通方式和立体方式。普通方式的具体操作是在模型的相对定向的界面下单击鼠标右键，在系统弹出的菜单中，用鼠标左键选择绝对定向子菜单中的普通方式，系统弹出调整控制点对话框，绝对定向的结果显示在右边的定向结果一栏中。立体方式（调准控制）的绝对定向的具体操作是先进入相对定向，在影像显示窗口中单击鼠标右键，在系统弹出的右键菜单中用鼠标左键单击绝对定向子菜单中的立体方式，以完成绝对定向。退出相对定向后，也可以直接选择菜单处理模型定向绝对定向，进行绝对定向，如果此时控制点不足（但影象有外方位元素时），系统弹出一个对话框，询问用户是否继续：定向完成后，系统会弹出一个对话框，显示定向结果。2、生成核线影像在影像显示窗口中单击鼠标右键，在系统弹出的右键菜单中单击自动定义最大作业区菜单项，系统将自动生成最大作业区。定义完作业区后，便可生成核线影像了。在影像显示窗口中单击鼠标右键，在系统弹出的右键菜单中选择生成核线影像。三、影像匹配和对匹配结果进行编辑。1、影像匹配匹配预处理：选择菜单处理影像匹配，系统将自动进行影像匹配。2、匹配结果的编辑影像匹配完成后，如果匹配结果不够理想的时候，需要进行对匹配结果的编辑。这种情况一般是：a影像中有大片纹理不清晰的地方，如：湖泊、沙漠和雪山等区域，会出现大片匹配不好的点，需要手工编辑。b由于影像不连续、被遮盖和阴影等原因，使匹配点不在正确的位置上，需要手工编辑。c城市中的人工建筑物，山区中的树林等影像，他们的不是在地面上的点，而是地物表面上的点，需要手工编辑。d大面积平地、沟壑和比较破碎的地貌等区域的影像，需要手工编辑。匹配结果编辑：包括匹配点、量测点、断面，线条编辑。编辑时请戴上立体眼镜，便于观测。通过插值平滑对选定的房屋进行处理。用量测点内插方式对植被进行处理。用置平或者定值平面对水体进行处理。对于平地，进行相应的插值运算，然后再进行平滑。编辑结果如下：断面编辑：四、DEM的生成、显示1、单模型的DEM生成完成模型的影像匹配和匹配结果的编辑之后，可生成数字高程模型DEM。单模型的DEM是指使用一个单模型的数据，生成的位于该单模型区域内的DEM。一般情况下生成的DEM都是单模型的DEM。选择系统菜单产品生成DEMDEM（M），系统将开始自动生成DEM。2、DEM的显示生成DEM后，可以通过Drape工具来查看，选择菜单显示立体显示透视显示，系统将启动Drape，并自动加载DEM。五、正射影像的生成、显示1、正射影像的生成有了产品DEM后，就能制作正射影像了。在VirtuoZo主界面中，用鼠标左键单击产品菜单下的生成正射影像菜单项，程序将会自动生成当前模型的正射影像。2、正射影像的显示在VirtuoZo主界面中，选择显示菜单下的正射影像菜单项，即可看到当前模型的正射影像了。选择显示菜单下的立体显示透视显示，可以看到正射影像和DEM组成的三维景观图。六、等高线影像的生成、显示1、等高线的生成用鼠标左键单击产品菜单下的生成等高线菜单项，程序将自动生成等高线。2、等高线的显示用鼠标左键单击VirtuoZo主界面中的显示菜单下的等高线影像菜单项即可。3、等高线叠合正射影像生成用鼠标左键单击产品菜单下的等高线叠合正射影像菜单项，程序将自动生成等高线叠合正射影像。4、等高线叠合正射影像的显示与等高线的显示方法类似，选择显示菜单下的等高线叠合正射影像。七、数据的输出VirtuoZo一系列数字产品的记录格式与其他软件（比如AutoCAD 2000、MicroStation以及Photoshop等）并不相同，也就是说VirtuoZo的产品不能直接被上述软件读取。于是