Inpho软件作业指导

前言Inpho摄影测量系统包括空中三角测量，三维立体编排，地形建模，正射影像处理和图像获取等。空中三角测量MATCH-AT全自动空三（支持推扫式相机ADS4）inBlock光束法区域网平差地形建模MATCH-T自动生成DSM/DTMDTMasterDTM/LiDAR点编辑正射影像处理OrthoMaster生成真正射影像OrthoVista几百幅图像一起匀色和镶嵌为了方便4D产品的生产，特编写本指导书，结合自己经验和参考手册。许多内容通过翻译，欠妥之处，还请指正。本书着重介绍MATCH-ATMATCH-TDTMasterOrthoMasterOrthoVista五个模块。MATCH-AT自动空三加密Step1新建工程，需要以下几个数据：数字影像相机文件外方位元素初始值外业控制资料（控制点成果和刺点片）工作内容•指定项目名称

•载入近似中心（GPS、INS）

•载入图像

•确定单位，像素大小，照相机的名称和

mountrotation，地形高度

•自动设定块打开Match-AT,点击，下拉点击弹出对话窗=1\*GB3①输入工程名和存储路径=2\*GB3②导入航片初始坐标，即根据航摄索引图等初设概略航片坐标。格式如下2750 388000 5000000 3000/航片号X坐标Y坐标Z坐标2749 389000 5000000 30002748 390000 5000000 3000# /航带分隔符2779 360000 4997000 30002780 361000 4997000 30002781 362000 4997000 3000#…………#如果是GPS辅助摄影，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.........顺序导入，航带之间用“#”隔开。=3\*GB3③导入航片影像，可按目录和单片加入。表示已经加入，表示影像还没有加入，注意航片初始坐标航片号与影像的对应。=4\*GB3④输入其他参数MOUNTROTATION这个参数定义的旋转图像坐标系统对飞行方向。参数是从航带方位计算正确kappa角度。=5\*GB3⑤点击新建工程对话窗口中，根据相机鉴定表建立相机文件Edit选项基本内方位元素框标畸变差=6\*GB3⑥按，完成建立工程。=7\*GB3⑦工程编辑如果相机有2种或2种以上类型时，建立工程只能选一种。在工程编辑器，先新建相机，点击Photo选项，更改相机。修改类型、增加、删除控制点，点击Points选项像控点类型：HV-平高点VE-高程点HO-平面点CHV-平高检查点CVE-高程检查点CHO平面检查点增加、删除、修改块（block）增加、删除、修改、旋转航带Step2建立影像金字塔点击菜单下，下拉选择，弹出以下对话窗Step3内定向点击菜单，下拉选择，弹出以下对话窗Step4像点测量及解算MULTIPHOTOMEASUREMENT测量地面控制点、检查或增加连接点STEREOPHOTOMEASUREMENT立体测量检查3D控制点和连接点TRIANGULATION航空三角测量ANALYZER分析工具MULTIPHOTOMEASUREMENT使用“MultiPhotoMeasurement”是测量所有地面控制点或增加手工连接测量点。该区块检查所有影象排列是否正确。如果不正确，检查ori或相机的定义mountrotation。选择控制点的ID，打开对象点列表测量窗户，显示的位置测量。删除和修改测量点或增加手工测量连接点,从而来编辑空三结果。手动或半自动测量点.STEREOPHOTOMEASUREMENTAerialTRIANGULATION要执行自动空中三角测量，使用“AerialTriangulation”对话框。将开始结合自动三角匹配点提取和调整的迭代过程.“ChangeSettings”选项解算Adjustment将用于调整和启用GPS或GPS/INS组合。确定GPS天线偏移和启动偏移和转变校正GPS观测。确定调整设置（自校准，消除手工点...）应用自校准参数(Self-calibration)是一个非常有用的工具，以补偿系统的影像错误。然而，自校准，必须小心使用，你必须知道，你正在做的事情。下面的示意图显示适用于所有影像系统变形一套12自校准参数。这套需要连接点在影像9个标准点位。此外，可靠地计算自校准参数，你必须服从一般控制点分布规律！用法strategyPointdensity:定义每个连接点匹配区域的点的最大数目。使用Default(默认)设置，在正常情况下，大约测量100-200个点/影像。选择Dense或Extreme提取更多的点。但质量精度差。如果连接点匹配很难，例如由于缺乏纹理（沙漠），此设置将特别有用.选择Sparse将提取少点，如果大量重叠（80％/80％）的使用，这可能效果更好。USEMANUALMEASUREMENTSASNEWTIEPOINTAREA:如果此标志被选中，“MATCH-AT”被迫使用所有手工测量及其相应的地面坐标的连接点提取区域。（连接点中心）此标志应始终被激活，尤其是如果最初的连接点，测量如沿海岸线，提取点的具体区域。CREATENUMERICPOINTIds:如果选中此复选框，IDs自动测点创建数值。匹配Matching自动连接点提取参数设置Sizeoftie-pointarea:定义基于特征的连接点匹配的区域大小，相应的单位是像素。该区域是使用源于3D坐标中心点方位的影像。默认值是100像素。您可以设置大小的范围从40至100像素。越大越点越多。如果没有足够的连接点被发现就增加值大小。该区域如重叠不是太多，因为这可能导致错误连接点。如果您使用的是小格式图像（例如6cmx6cm影像，使用大小为40像素），就要缩小值，更小的值会增加计算速度。ParallaxBound：定义二维搜索区域，像素在“MATCH-AT”的基于特征的匹配搜索同源点。其价值取决于粗糙的地形，DEM质量准确性或概略近似的方位。高度差异越大，应设置值越大。但是，千万不要设置过高，因为不匹配的可能性将增加。默认值是30，这个值几乎很好运行在每一个项目。平坦小比例尺项目，安全的将这个参数设定为15。FBMcorrelationcoefficient:FBM是一种匹配方法，这是非常强劲。它不仅需要粗近似，是非常快。因此，主要用于该进程的开始，迅速建立了良好的基础。这是大约1/3的像素精确。匹配过程的运算值从一个影像外观发现特定特征。通过这个值观很好找到第二张影像。用于初步特征匹配(FBM)相关系数阈值的定义。较大的这个参数设定，较好的质量和可靠性的匹配。然而，这也造成少点的匹配。默认值是92％。默认的范围这个参数是75％和100％.100％,意味着寻找匹配的一点是完全相同的方式在这两个影像，这是非常难以实现。LSMcorrelationcoefficient:最小二乘法（LSM）也是一个匹配方法，而且非常准确的。但它需要更好地近似值，并低于FBM。它主要用于对进程结束的完善在或修正连接点点，通过跟踪影像金字塔取得了良好的点分布。有1/10像素精度。匹配过程创建一个模板点（21x21像素）由一个影像和覆盖到第二影像。因此这将是发生了变化，直至平方根的平方总和梯度残差收敛到最低限度.最小二乘法是一个反复的过程.与FBM相同的功能。由于更好的精度最小二乘法（LSM)的默认值设置为93％，可能的范围是从90％至99％。Applyepipolarline:切换开关来activate/deactivate（启用/停用）决定核线几何标准的精确特征匹配。只有点在一定范围内移动的相应核线将被接纳为同源点.文件/重叠度File/Overlap影像点/控制点标准差Std.Dev.Image/ControlObjectPoints/GroundControlData(X,Y)功能是受限于数字影像的像素大小，通常点可确定精度为1/3像素。因此，合适的标准偏差设置平面（xy）计算如下：SDxy=1/3pixel*imagescaleObjectPoints/GroundControlData(Z)base/height比率(b/h)计算如下：border=overlap-50%b=imagesize*(overlap-2*border)%高度(h)对应照相机焦距。例如标准影像(230mm大小)，60%重叠和150mm照相机：b/h=230mm*(60-2*10)%/150mm=92mm/150mm这对应或多或少于1:1.5，换句话说Z标准限差的大体上是（XY）1.5倍,即：SDz=SDxy*1.5或SDz=SDxy*h/bimagemeasurements在像方，自动测量和手工测量标准偏差是不同的。如前面提到，在数字影像的地形特点也许在1/3映象点之内被辨认，因此应该设置手工测量的标准偏差：SDi_manual=1/3pixel软件可能自动地测量理论上1/10像素的点。根据经验准确测量1/5像素的点。因此应该设置自动测量的标准偏差：SDi_automatic=1/5pixelGPS/INS标准差StandardDev.GPS/INSGPSX,Y,Z投射中心GPS座标更好支持误差小于0.3m调整。并且不应该使用大于0.3m的。更旧的GPS接收器有相对准确性的大约0.3m，新式GPS接收器有相对准确性的大约0.1m(甚至0.05m)。在许多情况下激活GPS观察值的偏移校正，自动地改正剩余的系统的转移的GPS是必要的。需要地面控制点的一个适当的数字。无论如何，如果GPS天线误差是未知的，偏移校正必须是应用的。INS(IMU)omega,phi,kappa:通常，自转的准确性应该由影像供应商提供。如果不那么，接受0.015deg的缺省值。质量不是好足够直接地与来自GPS/INS系统的EO参量做立体测量，因此空中三角测量被用于提取那些参量。ANALYZER显示控制点：如果控制点在项目文件中，显示或添加控制点标志符号显示检查点:显示或增加检查点符号显示连接点：显示或增加连接点显示或补充所有影像位，注意：大部分的影像错误位置可能表明一个可疑omega/phi方向。显示不同的地区在不同的重叠灰色阴影。注意：这些重复计算的可能需要一些时间对较大块（分区）。ViewFootprints要先被激活！显示残差偏离方向误差椭圆影像连接连接点连线显示不同的分区边界刷新“Analyzer”有4个可用的工具进行分析和修改的结果计算。通过分析多度重叠连接点的颜色编码和航片连接矢量，检查的空三区域稳定性。检查覆盖区域和重叠区域。检查矢量偏移和误差椭圆。检查点和航片运算结果残差，标准偏差。Step5微调控制点坐标，使平差结果符合要求运算结果存储在“aat.html”和“aat.log”里，分别记录以下内容：测区概况（航片个数，航带个数）标准差设置（控制点、GPS/INS标准背离差）连接点情况（每张航片连接点情况）自校准参数外方位元素标准背离差控制点平面和高程残差外方位元素结果等通过分析上述结果，修改和去除错误，调节连接点、控制点等，反复修改，直到满足相关规范要求。Step6成果整理及格式转化输入其他格式空三、外方外元素输出其他格式空三转化其他格式空三为”Match-AT”格式空三选择转化格式和存储路径，即可转化成”Match-AT”格式空三。其他空三格式只要能够提取外方位元素，新建工程，将外方位元素引入即可。1.2Match-TDTM生成Step1打开File->Open或按，打开Match-AT工程.Step2建立模型打开工程编辑器，和match-at相同，可单独增加和修改、删除单个或多个模型。Step3选择菜单Step4在下拉菜单选择，弹出对话窗。Step5选择,弹出以下界面：Step6设置网格大小和存储路径等，在按，编辑DTM参数。Step7最后，按中开始键进行匹配DTM。DTMToolKit主要有三个功能：镶嵌裁切转化镶嵌和裁切Add要镶嵌DTM,选择Merge&Split,点击Option转化Add要转化DTM,选择Convert,点击Option,选择转化类型。1.3DTMasterDTM编辑Step1首先，打开File->Open或按，打开Match-AT工程，工程目录下要有相机文件。Step2选择类型，引入DTM,按弹出以下菜单。NEXT,选择，可以选择一个或多个同类型DTM。Step3层对应，连按2个，弹出层对应对话窗。最后按和，将DTM导入工程中。设置视差曲线及高程点等高程几种表现形式Step4选择编辑工具，对引入DTM进行修改和编辑。Step5编辑完DTM后，按导出DTM.参考DOM,可以检查DOM精度。1.4OrthoMasterDOM生成DOM生成需要以下数据数字航片影像空三成果（包括相机文件）DtM1.Inpho格式空三成果DOM生成打开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或其他格式空三转化为match-at格式空三，按照上面步骤生成DOM,下面介绍patb直接在OrthoMaster生成DOM.Step1引入外方位元素（*ori文件）弹出选择相机对话窗,选择影像相机类型，如果有2种或2种以上相机类型，先选1种，再在内定相种修改。Step2引入影像Step3内定向Step4影像和空三影像映射弹出对话窗Step5旋转航带以上各步做完后，保存工程，以便下次使用。Step6引入DEM和1引入DEM相同。Step7定义正射航片区域Step8DOM生成参数设置分辨率格式路径生成区域采样方法DTM选项设置参数完后，点击。1.5OrthoVista匀光镶嵌裁切1.5.1.拼接拼接线定义在SeamEditor模块中进行Step1GlobalOption的设置选择menu的Setup－>Perferencs,然后在弹出来的设置窗口中，做说明如下：General缓冲的大小设置，建议设置成比使用的计算机的物理内存稍微小一些或者相当，太大并不提高处理速度。OverviewGeneration设置是否需要生成快速显示的金字塔影像，建议设置成NoOverviews，这样在调入Ortho的时候不生成金字塔小影像。BackgroundCheckingandRegionTrace选择EnableBackgroundChecking，同时设置最小和最大的Value为1～254。RegionTrace选择RegionTraceDisplayMapping用缺省的设置。Step2新建工程，引入DOM路径。在ProjectDialog中，调入所需模型的影像Step3激活某个或多个模型激活（Active）所有的影像，如果是第一次建立的新的project，那么所有的影像的边界都能自动的探测出来，并用绿颜色的边界显示出来。（见后面介绍的GlobalOptions的设置）按显示影像，注意：红褐色的地方（区域1），是没有重叠范围的影像，用原始颜色显示的（区域2），是重叠范围的影像区域，绿色范围线，是拼接线（缺省生成的边界，然后按照覆盖顺序生成），红色的线是重叠范围线。Step4修改范围线现在要做的事情就是修改绿色的范围线，让拼接的范围线绕过明显的地物。修改范围线的时候，注意第一点的位置和以后的点的顺序，见上图所示，这样定义的结果为：关于覆盖顺序的改变，如果上面的影像图覆盖下面的，那么用（Select&ExpandSeam）改变，选择这个命令，然后点击需要上移影像，那么该影像的边界范围则是最新的拼接线范围。修改时只选几张激活，修改完后按关掉，这样节省内存，加快速度。最后的修改范围的效果如下：（假设绿色的范围线已经是绕过明显的地物）点击“开始新拼接面”下面显示如何沿着路中心定义拼接面鼠标将根据位置改变发生变化，如果鼠标在你开始采集的影像的覆盖区域，鼠标将显示“in”信息，如果光标不在输入的影像区域，光标将显示“out”信息，如果光标在开始的影像或其他影像区域，光标将恢复到正常形状 结束编辑，编辑拼接线 删除最后一个节点编辑拼接线，要在结束编辑前始用。注意：一旦你采集到一个重叠区域，你无法判断采集的上一个点位时，请确保拼接面不能自相交。用相同的方法编辑拼接线，不要让它通过房子，桥梁等。Apply按钮按下以后，你不可能直接编辑拼接面，但是通过定义一个新的拼接面来修改它的位置这种方法是可行的。方法同5注意：确保拼接线不在红色边线上，也就是说拼接线务必不要离相邻重叠影像的边缘距离不要太近，得留出足够的缓冲以供影像拼接，否则拼接会有明显痕迹。编辑其他各面，如果测区分成多人作业，需要注意拼接面的接边，拷贝接边影像meta目录的cld，rgn文件到你的目录即可。拼接线的位置选择，注意避开房屋、桥梁、铁路、烟囱、高塔等，房屋密集地区，为了照顾房屋倒向压盖问题，可以沿街道或者道路中心拼接，田间庄稼地等尽量选择地块交接，田埂等地方，seamline尽量沿着影像过渡区中较灰暗的路线行驶，避免选择有明显影像特征的区域穿过。在vistaSE的seamline的编辑过程中，可以设置成“所见即所得”，所以在选择路线的时候可以比较选择路线，尽量做到后期工作量较小，或者没有工作量。选择（ProjectDialog），再选择所有的影像，然后选，那么，可以在主窗口中看到按照拼接线拼接的最后结果Step4如果合格，那么在ProjectDialog的窗口中，选择所有的影像，然后选择输出SeamLine。注意这个export的SeamLine是dxf格式的，按照每个影像的名称对应存储，但是还需要另外的一个文件cld文件，这是和dxf对应的文件，必须在保存Project的时候同时保存在Project的目录中的，需要把dxf和cld文件同时做为成果Step5saveproject以便下次使用1.5.2单张匀光（SingleImageAdjustment）OrthoVista可以处理单张影像，“SingleImageAdjustment”能单独使用，也能同“ImageGroupadjustment”拼凑组合使用。我们建议是同“ImageGroupadjustment”一起使用。当影像有透镜变异(影像黑色边缘)和亮点（太阳反射），或者影像颜色不一致(由扫描和比较大的阴影引起的颜色差异)，“SingleImageAdjustment”才有必要使用。注意：如果影像没有上述问题，就不要使用“SingleImageAdjustment”“SingleImageAdjustment”有以下2种方式：Hot-SpotRemoval亮点移除IntensityDodging亮度平衡根据INPHO经验，“Hot-SpotRemoval”应该用来处理彩色影像，“IntensityDodging”应该用来处理黑白影像。也就是说“Hot-SpotRemovalworkscomparedtoIntensityDodgingbetterwithcolorimages，IntensityDodgingworkscomparedtoHot-SpotRemovalbetterwithblackandwhiteimages（OrthoVista用户手册）。”整体匀光(GroupImageAdjustment)GlobalTiltingAdjustment整体倾斜调整“GlobalTiltingAdjustment”通过辐射处理，来补偿相邻影像重叠部分不同的亮度和颜色。RadiometrixTool（）“RadiometrixTool”用于定义单张、一组或全部影像色彩、亮度和对比度相互影响的调整。它当然也能调整影像到一个确定的影像（模板）。“RadiometrixTool”作用强大，用于一些单片或者一组影像的调整或者无论影像拼接前或拼接后一个分开步骤的调整。当影像的色彩、亮度、对比度差异过大，而你又想干预自动化处理，你就可以用“RadiometrixTool”。当你对自动处理的结果不满意时，也可以用“RadiometrixTool”进行处理。“Selectone”是一个一个选择，“SelectMany”是左键拉一个矩形，矩形内或被矩形裁切的都将被选中。鼠标左击，圆点（选中影像）左右移动是改变亮度，上下移动是改变对比度。左键拉一个矩形是放大，右击是缩小。运用ModifyRelative模式改变影像色彩/亮度/对比度，所有影像都会“相对”发生变化。运用ModifyAbsolute模式改变影像色彩/亮度/对比度，影像在相同的绝对位置会发生变化。大多数情况下，常用ModifyRelative模式。当选择完影像和修改模式后，在color/intensity/contrast窗口下点击一个新位置，所有选择影像都会改变到新位置，会在OrthoVista窗口直接显示结果。处理结果会存储在影像目录下的“RDX”文件，与影像一一对应。OrthoVista首先处理的是Radiometrixchanges，再是singleimageadjustments，最后是Groupimageadjustments.匀光步骤：Step1调入正射影像Step2选择匀光影像Step3设置参数，输出影像Step4结束设置，开始解算匀光关于海域范围的Ortho处理1.定义范围线海域的地方的范围线的定义，可以在Autocad或者Microstation中进行，边界一定要行成封闭的多边行，不可以有悬挂节点。作业的时候，不需要仔细的定义，有些港湾地区，如果原始影像的色调和周围反差不大，可以定义为陆地区域处理。2.范围线的格式转换用Arcinfo或者其他软件，把该封闭的多边形转换成ArcInfo的Shape格式，注意最后的文件有3个，shp，shx和dbf。3.OrthoVista的作业顺序和注意事项1）.启动程序，调入需要处理的Ortho影像2）.定义图幅处理范围（也可以事先定义title文件，然后选择）4.调入海域的范围线文件结果显示如下：5.开始处理，定义处理的选择项6.最后的结果比较见下面的两个图片比较上面的结果文件，是没有调入海域范围线来计算的结果，陆地的色调和原始的Ortho几乎没有什么差别。下面的图片文件，是调入了海域范围线来计算的结果，可以看到陆地区域的色调和原始的影像有改变的。从各自灰度的直方图上来看，很明显的看到两个方法的区别。1.5.3.裁切几个镶嵌裁切方法PlainMosaic直接镶嵌裁切直接裁切最上面（ontopof）影像，这和影像覆盖顺序有关。这种方法主要用于影像已镶嵌，裁切一个更大的图幅。SeamApplicator拼接线裁切参数选项FeatherSize羽化宽度Linear：两个图像之间的线性拼接InverseDistance：功能曲线的拼接，依赖于拼接宽度和图像之间的辐射差异BlendOutputAreaBorders默认情况下的影像拼接只沿拼接线，这是由SeamEditor定义的。如果您启用此模式，OrthoVista将沿正射影像边界拼接，这可能会导