基础摄影测量基础实验报告.docx

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基础摄影测量基础实验报告

【关键字】基础

摄影测量基础实验报告

一、像对的立体观察

一、实验目的

1、了解人造立体视觉的原理。

2、掌握观察人造立体的四个条件。

3、掌握人造立体观察方法，借助仪器进行立体观察。

二、实验内容

借助立体镜观察正立体、反立体、零立体。

三、实验原理

用双眼观察空间物体时，可以容易地判断物体的远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的天然立体视觉（如图1）。

人造视觉的过程：

空间景物在感光材料上构像，人眼观察构像的像片而产生生理视差，重建空间景物立体视觉。

图1

人造立体视觉的条件：

1、两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对；

2、每只眼睛必须只能观察像对的一张像片；

3、两像片上相同景物（同名像点）的连线和眼睛基线应大致平行；

4、两像片的比例尺相近（差别<15%），否则需要ZOOM系统等进行调节。

四、实验仪器

桥式立体镜、反光立体镜

五、实验步骤

1、理解人造立体观察的原理和方法，了解人造立体视觉的条件，和人造立体视觉的条件。

2、区分立体像对的左片和右片；

3、将航空像对置于立体镜下，像对的基线应与眼睛平行，即找出立体像对的同名像点的连线方向与眼睛基线大致平行，同名像点重合。

每只眼睛分别看一张像片，即左眼看左像片，右眼看右像片。

4、注意使像片上地形地物的阴影投向自己。

因为人对物体的立体感觉习惯与光源来自前方，阴影投向自己，这样才能是判读效果正确，否则会引起反立体效应。

5、用左右手的食指分别指向两张像片上的共同标志点，然后移动其中一张像片，使两手指重合，即表示两像片的共同标志一只眼分别看一张像片。

6、按照以下方式观察立体像对：

①左眼看左像片，右眼看右像片；结果：

正立体效应；

②左眼看右像片，右眼看左像片；结果：

反立体效应；

③左片逆时针旋转90度，右片顺时针旋转90度，左眼看左像片，右眼看右像片；结果：

零立体效应。

如图2所示：

六、实验结果

通过认真的操作，清晰观察到了像片的三种立体视觉（正立体、反立体、零立体）。

二、航空影像的4D产品生产

一、实验目的

通过本次实验，了解4D产品的生产过程，熟悉使用VirtuoNT全数字摄影测量系统生产4D产品的过程，掌握生产过程中各中步骤的原理，加深对有关理论知识的理解。

1、了解VirtuoNT数字摄影测量系统的功能；

2、掌握VirtuoNT数字测量系统作业流程；

3、加深对数字摄影测量基本理论、方法和过程的理解；

4、培养实际动手能力。

二、实验内容

完成VirtuoNT系统的一些简单操作，例如：

内定向、相对定向、绝对定向；借助VirtuoNT系统生成4D产品。

三、实验原理

VirtuosoNT系统是基于WindowsNT的全数字摄影测量系统,完成摄影测量作业.由计算机视觉（其核心是影像匹配与影像识别）代替人眼的立体量测与识别,不再需要传统的光机仪器.从原始资料,中间成果及最后产品等都是以数字形式,克服了传统摄影测量只能生产单一线划图的缺点,可生产出多种数字产品,如数字高程模型,数字正射影像,数字线划图,景观图等,并提供各种工程设计所需的三维信息,各种信息系统数据库所需的空间信息。

VirtuoNT的主要软件模块包括:

解算定向参数,自动空中三角测量,核线影像重采样,影像匹配,生成数字高程模型,制作数字正射影像,生成等高线,制作景观图,DEM透视图,等高线叠加正射影像,基于数字影像的机助量测,文字注记,图廓整饰。

VirtuoNT的作业方式为自动化与人工干预.系统在自动化作业状态下运行不须任何人工干预.人工干预是作为自动化系统的"预处理"与"后处理",如必要的数据准备,必要的辅助量测等及自动化过尚无法解决的问题.人工干预不同于单的人工控制操作,而是尽可能达到了半自动化.根据VirtuoNT制作4D产品的基本工作流程

如图：

图1

4D产品是指数字高程模型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；数字正射影像图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；数字线划地图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；数字栅格地图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。

四、实验仪器

VirtuoNT系统、一组航摄影像对。

五、实验步骤

1、数据准备

实习测区资料分析

根据给定的实习的原始资料,了解原始影像的分辨率、像片比例尺、影像方位、框标的位置、全测区控制点分布、控制点数据,相机参数。

2、建立测区

创建新测区

数据准备完善后,进入VirtuoNT主界面,首先要新建一个测区,在主菜单中，选择“设置”→“测区参数”项，屏幕显示“打开或创建一个测区”文件对话框，输入测区名，进入测区参数界面，按要求输入个参数，之后保存退出。

录入相机参数

进入“设置”→“相机文件”,找到刚才在设置测区对话框中新建的相机检校文件,双击进入参数设置界面,将相机数据对应填写到界面中，选择“确定”按钮，将参数存盘。

录入控制点坐标

进入“设置”→“地面控制点”,可以逐点输入控制点文件,或者直接通过输入按钮,直接读取一个控制点文件。

原始影像的数据格式转换

参数设置完成之后,还需要对影像文件进行转换,将各种影像文件转换成VirtuoNT支持的影像格式。

进入“文件”→“引入”→“影像文件”项,进入输入影像对话框,通过“增加”按钮,将所要处理的原始影像引入对话框,然后选择“处理”按钮，即可。

3、建立模型

进行模型的设置,现以157和156两张影像为例,介绍模型的创建过程:

通过“文件”→“打开模型”,可以建立一个新模型,命名为157-156,默认后缀名为mdl,建立好157-156模型后,程序自动弹出模型参数设置对话框,按照该模型的基本情况设置该对话框,主要设置左、右影像,其它可按程序默认参数设置,之后“保存”退出。

4、模型定向

（1）自动内定向

调用内定向程序“处理”→“定向”→“内定向”,建立框标模板（若模板已建立,则进入左影像的内定向）。

程序读入左影像数据后，屏幕显示建立框标坐标模板界面。

界面右边小窗口为某个框标的放大影像,其框标中心点清晰可见。

界面左窗口显示了当前模型的左影像,若影像的四角的每个框标都有白色的小框围住,框标近似定位成功。

若小白框没有围住框标,则需进行人工干预:

移动鼠标将光标移到某框标中心,单击鼠标左键,使小白框围住框标。

首先进行左影像内定向:

该界面显示了框标自动定位后的状况。

可选择界面中间小方块按钮将其对应的框标放大显示于右窗口内,观察小十字丝中心是否对准框标中心,若不满意可进行调整。

框标调整有自动或人工两种方式:

自动方式:

选择自动按钮后,移动鼠标在左窗口中的当前框标中心点附近单击鼠标左键,小十字丝将自动精确对准框标中心。

人工方式:

若自动方式失败,则可选择人工按钮,移动鼠标在左窗口中的当前框标中心点附近单击鼠标左键,再分别选择上,下,左,右按钮,微调小十字丝,使之精确对准框标中心。

右影像内定向:

右影像内定向与左影像内定向相似,进行右影像的内定向。

如果之前做过内定向的,系统会弹出一个对话框,显示左像片的内定向参数（系统在完成左像片的内定向后再启动右像片的内定向）,并询问是否重新进行内定向。

如果不想再进行内定向,选择否;退出内定向模块,进行相对定向。

（2）自动相对定向

步骤：

选择菜单“处理”→“模型定向”→“相对定向”；

在影像显示窗口内点击右键,选择“自动相对定向”；

自动相对定向完成后,在定向结果窗口检查同名点的上下视差,如果比较大,则比较大,则把它删除或进行调整；编辑完成后,保存,退出。

（3）自动绝对定向

步骤:

选择菜单“处理”→“模型定向”→“绝对定向”；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,对控制点的点位进行精确调整,输入控制点相应的点号,点击“确定”保存。

（4）自动生成核线影像

步骤:

在相对定向界面，单击鼠标右键弹出菜单，选择“全局显示”→“自动定义最大作业区”→“生成核线影”→“非水平核线”→“保存”→“退出”；按照同样的步骤,进行其他模型的内定向,相对定向,绝对定向,核线影像生成,当每个模型的核线影像生成后,则进行影像匹配计算。

5、影像匹配与匹配后的编辑

选择菜单“处理”→“影像匹配”项，出现影像匹配计算的进程显示窗口，自动进行影像匹配。

匹配结果的编辑：

（如图）

图2

6、生成单模型的DEM

生成单模型DEM在系统主菜单中,选择“产品”→“生成DEM”→“生成DEM（M）”项,屏幕显示计算提示界面,计算完毕后,即建立了当前模型的DEM。

在系统主菜单中,选择“显示”→“立体显示”→“透示显示”项,进入显示界面,屏幕显示当前模型的DEM。

7、生成正射影像

在主界面上,依次单击“产品”→“生成正射影像”项,系统自动生成正射,单击“显示”→“正射影像”。

生成的影像如图：

图3

六、实验总结

通过此次实习,了解了使用VirtuoNT全数字摄影测量系统生产4D产品的过程,熟悉了VirtuoNT全数字摄影测量系统的使用,加深了对相关知识的理解。

4D产品生产实习是一个综合性很强的实习,它是对所学摄影测量及相关专业的综合应用。

该实习在数字摄影测量实习的基础上进行。

通过本次实习,了解到了VirtuoNT全数字摄影测量系统的功能强大,在4D产品生产实习的过程中自动与半自动的快速生成功能。

实习中需要注意:

定义核线范围以将控制点划在作业区范围内为宜,但不能超控太多；其次应结合实际地形情况,如高山地或大比例城区,由于左右像片视差较大,就应适当将核线范围划大些。

三、像片的调绘和地形图编辑

一、实验目的

1、加强对摄影测量内、外业工作的理解；

2、初步掌握全野外调绘的基本方法；

3、掌握调绘的综合取舍及居民地、道路等九大地理要素的调绘；

4、培养在实践中灵活运用所学知识，独立解决具体问题。

二、实验内容

采用全野外调绘方法，利用航摄像片分小组完成测区内规定区域的像片调绘工作。

三、实验仪器

航片；测区地形图及相关资料；野外袖珍立体镜；《航空摄影测量外业规范》、《1：

500、1：

1000、1：

2000地形图图式》等。

四、实验原理

航片外业调绘是利用地物在像片上的影像特征与构像规律来识别、选调地形图上应表示的地理要素，按图式规定绘制到像片上，从而解决像片与地形图在表示方面的差别。

地形图在内容表示上的正确性与合理性主要取决于调绘质量的优劣。

四、实验步骤

外业工作实测：

外业调绘按照“资料准备”→“设计调绘路线”→“现场调绘”→“调绘像片的清绘整饰”这一顺序进行。

1、准备工作

资料准备：

航片、现有、测区相关资料、调绘技术指导书等。

调绘面积划分。

按图幅分工，采用航片；每片的调绘面积分界线选在航向、旁向重叠中线的附近。

平坦地区用直线；起伏地区，像片东南边用直线，西边由邻边立体转绘得到。

2、像片调绘的基本方法

①遵循综合取舍原则：

根据地物、地貌在国民经济建设中作用来取舍；根据地物密集程度取舍；根据成图比例尺取舍；根据地区、地形特点取舍；

②调绘中像片的方向应和实地保持一致，随时弄清调绘者自己在像片上的位置；

③选好调绘路线，遵循走到、看清的原则，以线带面，避免走重复路。

平坦地区地类变化小的，可沿主要道路行走，地类变化大时可走“之”字形；

④做到“三清四到”（即“天天清”、“片片清”、“点点清”，“跑到”、“看到”、“量到”、“表示到”），及时自查互校。

3、调绘内容

测量控制点、居民地、独立地物、管线、垣栅、境界、道路、水系、地貌、土质、植被、地名。

4、调绘要求

①调绘全部使用放大片；

②调绘采用室内判读、野外调查的方法，以红、黑、兰、绿、棕五色颜料清绘。

颜色的具体使用见规范；

③对影像清晰的地物，外业以定性调绘为主，内业仪器上定位；

④影像模糊或被阴影遮盖的重要地物应在调绘片上进行补调，补调方法可采用以明显地物点为起始点的交会法或截距法，补调的地物应在航片上标明与明显地物的相关距离；

⑤路堤、路堑、陡坎及梯田其长度大于20米、比高大于1米时必须表示，丘陵地区比高大于0.5米时也须表示；山地比高大于2米时，丘陵地区比高大于1米时，择要量注比高，影像清晰时由内业测注，但在隐蔽地区由外业量注；

⑥新增地物不补调；

⑦GPS点、导线点在调绘片上一律不表示，由内业坐标展绘。

水准点应准确调注并刺出点位（或由外业控制测量时用极坐标法测定坐标，以便于内业展绘）；

⑧外业以简化符号表示者，内业成图时均以正规符号表示；

⑨调绘片应将所有的水准点表示上。

应在野外实地刺点，背面说明，必要时绘出略图。

当标石与地面高差超过0.2米时，应在背面说明注记；

⑩地名、河名、山名、村庄名均要调注准确、注记齐全、位置适当。

五、实验结果

完成像片的调绘工作，及测区矢量线划图。

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