摄影测量实习报告.docx
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摄影测量实习报告
《数字摄影测量》集中实习报告
(2010-2011学年第2学期)
指导教师:
专业班级:
序号:
学号:
姓名:
实习时间:
组员:
1、实习目的.............................................1
二、实习要求.............................................1
三、实习时间安排.........................................1
四、实习内容安排.........................................1
五、实习过程.............................................1
六、实习体会.............................................34
一、实习目的
本次实习基于全数字摄影测量工作站VirtuoZo,制作数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)和数字线划图(DLG)等产品。
通过实习,掌握VirtuoZo的基本功能和操作流程,掌握“4D”产品制作过程。
本实习采用武汉适普软件有限公司开发的全数字摄影测量系统VirtuoZoNT。
VirtuoZo是一个全软件化设计、功能齐全、高度智能化的全数字摄影测量系统,可基于航空影像生产1:
50000到1:
500各种比例尺的产品,还能处理近景影像、中等分辨率的卫星影像、IKONOS卫星影像、QuickBird卫星影像和可量测数码相机影像。
二、实习要求
1、创建自己的测图文件夹,在自己的测区下,独立完成实习。
2、实习报告应结合实习过程、实习成果、实习体会,按实习报告要求来写。
三、实习时间安排
实习日期为17-19周。
时间为每天上午、下午两个批次。
四、实习内容安排
第1次
①熟悉软件;②准备数据
第2-3次
模型定向与核线影像生成
第4-6次
影像匹配与匹配后的编辑
第7次
①生成DEM、DOM、等高线;②DEM拼接
第8-10次
等高线(10米)、高程点(200米)的采集
第11-14次
地物采集生成DLG
第15次
生成图廓
五实习过程
1VirtuoZo系统简介
全数字摄影测量系统VirtuoZo是一个全软件化设计、功能齐全和高度自动化的全数字摄影测量系统。
VirtuoZo可基于航空影像生产从1:
50000到1:
500各种比例尺的DEM、DOM、DLG等产品。
一、系统启动
运行桌面快捷图标
或bin目录下的VirtuoZoNT.exe程序,进入VirtuoZoNT系统主界面,上方是主菜单条,中央为用户区。
二、实习工作流程
根据VirtuoZoNT作业流程,安排本实习的工作流程为:
图1-3实习流程
2数据准备
1、相机数据
相机文件:
rc10.cmr,位于测区目录根目录下。
像主点:
x0=-0.0648(mm),y0=-0.0151(mm)焦距:
f=151.901(mm)。
四角框标坐标:
框标序号
框标x像片坐标(mm)
框标y像片坐标(mm)
1
-105.908000
-105.992000
2
-105.908000
105.992000
3
105.908000
105.992000
4
105.908000
-105.992000
2、影像资料
原始影像是由航片经扫描获得的数字化影像,为TIFF格式,位于测区目录的images文件夹下。
影像资料为两条航线,六张影像,可建四个模型,如航片“9812037”与“9812038”组成一个模型,“9812038”与“9812039”组成另一个模型。
原始影像的分辨率为0.1mm,像片比例尺为1:
30000。
第一条航线:
981203798120389812039
第二条航线:
981203098120299812028
3、控制点分布
控制点文件shixi.ctl位于测区目录的根目录下。
控制点坐标系采用右手系。
打开控制点文件,可查看控制点坐标为:
点号X(m)Y(m)Z(m)
p20127141.9680002698422.955000101.994000
p20228409.8560002698319.640000155.804000
p10127313.5120002700167.702000103.950000
p10228500.9380002700184.41600097.350000
p10329437.7210002700178.371000103.630000
p20329431.1710002698317.251000257.054000
p30329080.3580002696390.213000193.263000
p30127133.6060002696361.73500073.977000
p30228002.1680002696379.86200093.408000
p370127102.4390002699324.440000163.290000
p380128197.7420002699201.833000100.000000
p390129464.5090002699133.641000124.668000
p300127161.6660002697626.85100089.500000
p290128267.7920002697335.466000182.672000
p280129178.7880002697111.058000343.741000
3建立测区
1、创建测区
每位同学在D盘建立自己的文件夹,以“班级学号”四位数字命名文件夹(如“0324”表示3班第24位同学),文件夹应包含“images”影像数据文件夹、相机参数文件夹“rc10.cmr”、控制点文件“shixi.ctl”和控制点位图文件夹“control_point_image”。
请从源数据处拷贝。
单击主界面中的文件,选择打开测区,系统弹出“打开测区”对话框,输入测区名(以“班级学号”4位数字命名,现以“0101”为例),如图3-1所示,点击打开则弹出“设置测区”对话框,如图3-2,按如下要求输入参数后,点击保存,创建自己的测区文件。
以后每次作业时,先单击VirtuoZoNT主菜单的文件下的打开测区,选择、打开自己的测图文件(如0101.blk),确保在自己的测区下作业。
图3-1新建测区
图3-2设置测区
2、录入相机参数
在VirtuoZoNT主菜单中,单击设置,选择相机参数,弹出“相机文件列表”对话框,选中相机文件名“rc10.cmr”,点击修改参数,弹出“相机检校参数”对话框。
检查像主点坐标、焦距是否正确,根据相机参数略图,输入对应的点号与坐标,可双击框标参数的编辑框进行输入或修改。
如果相机文件存在,则可点击左下角的输入,查找相机文件并输入。
参数输入完毕后,点击确定,再点击关闭。
图3-3相机文件列表
图3-4相机检校参数
3、原始影像格式转换
在VirtuoZoNT主菜单中,单击文件,选择引入子菜单中的影像文件,弹出“输入影像”对话框,点击右下角的增加按钮,将images文件夹下需要格式转换的的原始影像加载进来。
由于飞机是循环飞行航片的,第二条航带的影像的相机需要旋转:
选中第二条航带的3张像片,单击选项按钮,在“转换选项”对话框中选择旋转相机后面的是,点击确定后可看到影像前有一个红色标志。
然后在像素大小中输入“0.1”毫米。
参数设置完成后,点击处理按钮进行格式转换,并自动生成相应的影像参数文件“<影像名>.spt”。
转后的*.vz文件存放在测区目录下的images文件夹中。
点击退出。
图3-5输入影像
4、录入控制点数据
在VirtuoZoNT主菜单中,单击设置菜单,选择地面控制点,弹出“控制点数据”对话框,可双击编辑框进行输入或修改,如果控制点文件存在,也可点击输入按钮,选择控制点文件输入。
点击确定退出。
图3-6控制点数据\
4模型定向
1、创建立体模型
第一次创建模型时,在VirtuoZoNT主界面中,单击文件菜单,选择打开模型,弹出“打开或创建一个模型”对话框,按航片编号输入模型名称,如“37-38”,表示左片为37、右片为38,点击打开,进入“设置模型参数”界面。
作业时只需引入格式为“.vz”的左右影像名,匹配窗口宽度和高度默认为7个像素(应是奇数),列间距和行间距指匹配窗口中的行、列之间的像素间隔,应小于或等于匹配窗口的大小。
点击保存退出。
图4-2设置模型参数
当模型创建后,可以点击VirtuoZoNT主界面中的设置,选择模型参数来修改模型参数。
当下次需要对该模型进行处理时,只需点击VirtuoZoNT主界面中的文件下的打开测区和打开模型,打开自己的测区和相应的模型,这时在VirtuoZoNT主界面的底部显示了已经打开的测区和模型。
按照同样的步骤,可以创建测区的其他模型,如38-39、30-29、29-28。
2、自动内定向
内定向的主要作业步骤为:
进入测区,选择需要定向的模型;建立框标模板,若框标模板已经建立,则直接进入定向界面;左影像内定向;右影像内定向;推出内定向。
在VirtuoZoNT主界面中选中文件主菜单下的打开测区、打开模型,选中并打开测区和模型,单击处理菜单,选择模型定向子菜单中的内定向,系统读入左影像,屏幕显示建立框标模板界面,如图4-3所示。
图4-3建立内定向模板
左边的“内定向/近似值”窗口中显示了当前模型的左影像,右边的“基准窗口”显示了某框标的放大影像。
若影像的四角的每个框标都有小白框围住,则框标近似定位成功,否则需要人工干预:
移动鼠标光标到框标中心,单击左键,使小白框为主框标。
选择接受进入左影像内定向界面:
图4-4内定向
界面显示了框标自动定位后的状况。
单击左窗口中间的每个按钮面板数字,在右边的放大窗口中显示了对应的框标影像,观察十字丝是否对准框标中心,若不满意可进行调整。
框标调整有自动和人工两种方式。
先选择自动方式,用鼠标在左窗口的当前框标中心点附近单击,则系统自动将小十字丝对准框标中心,若十字丝与框标中心存在偏差,可单击左、右、上、下进行微调。
若自动定位框标失败,选择人工方式,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。
屏幕右边窗口显示各框标的像素坐标、残差(单位为毫米)、内定向变换矩阵和中误差。
当精度达到要求时,单击保存退出,程序读入右影像,进入右影像内定向界面,然后按同样的方法进行右影像定向。
若寻找框标失败,即只要有一个框标找不到,则单击大概,重新进入图4-3的框标模板界面,重新给定框标的近似位置。
对于已做过内定向的模型,当选择内定向菜单时,系统会弹出上次内定向结果,并询问是否重新内定向,如下图。
若对此结果满意则单击否,不满意则单击是,重新内定向。
图4-5内定向重新量测
3、自动相对定向
内定向完成后,可以进行模型的相对定向。
其主要步骤为:
进入相对定向界面,接着自动相对定向,然后检查和调整定向点,对于非量测相机获的影像,在自动相对定向前需要量测至少1对同名像点。
在VirtuoZoNT主界面中,单击处理菜单,选择定向中的相对定向,系统读入当前模型的左右影像数据,显示相对定向界面,右击影像,在弹出的菜单中分别选择全局显示和自动相对定向,程序开始自动搜索同名点,进行相对定向。
相对定向结果显示在“定向结果”窗口中。
“定向结果”窗口中显示了同名点点号和上下视差(单位为毫米),“定向结果”窗口底部显示了相对定向的中误差(RMS)和定向点总数。
如果某点的上下视差过大,可进行微调或删除。
删除点:
选中要删除的点(高亮显示),单击删除点按钮。
微调点:
选中要微调的点的点号,选择界面下方的左影像或右影像,对照同名点放大窗口,参照中误差,分别点击向左、向右、向上、向下按钮进行微调,使左右十字丝切准同一影像点。
当精度达到要求后,选择右键菜单中的保存。
图4-6相对定向
4、绝对定向
在相对定向完成后并不退出定向界面,继续量测控制点,进行模型的绝对定向计算,并进行检查与调整。
模型的绝对定向普通方式和立体方式两种。
普通方式的绝对定向的主要步骤为:
人工或半自动量测控制点;进行绝对定向的解算;间车与调整绝对定向结果。
在相对定向界面中,参照测区目录中的控制点点位影像,移动鼠标光标到控制点点位,单击左键弹出该点位的放大影像窗口,再将光标对准放大窗口的点位单击,程序自动匹配到右窗口的同名点,并弹出该点位的右影像放大窗口及微调窗口如图。
在微调窗口中,可分别选择左影像或右影像,然后点击向上、向下、向左、向右按钮,精确调整点位,并输入当前控制点点号,单击确定,该控制点量测完毕,以黄十字丝显示。
按以上步骤量测不在同一直线上的三个点后,单击鼠标右键,选择预测控制点,就可以进行预测了。
预测的控制点以蓝色小圈显示,以表示待测控制点的近似位置。
然后继续量测蓝圈所示的待测控制点。
图4-7量测绝对定向点
当量测完当前模型的所有控制点后,就可以进行绝对定向计算。
单击鼠标右键,选择绝对定向下的普通方式,系统开始绝对定向计算,弹出“调准控制”窗口(用于调整控制点点位)和“定向结果”窗口(用于显示影像的旋转角、各控制点的残差和中误差),如图48-所示。
图4-8绝对定向的调准控制和定向结果
定向结果的中部显示了每个控制点的点号、平面位置的残差和高程残差,窗口的底部显示了控制点的平面、高程的中误差。
若绝对定向点不满足精度要求,则可进行微调。
在定向“结果结果”窗口中单击该控制点,在“调准控制”对话框中即显示该控制点的坐标。
先查看大地坐标是否输错,然后选择合适的步距,参照点位放大显示窗口中显示的点位进行微调。
六个微调按钮分别用于控制点点位在X、Y、Z方向上的移动,微调上的“+”表示按步距正向移动点位的地面位置,“-”表示按步距反向移动点位的地面位置。
也可采用非立体显示下的影像坐标调整方式:
选中要调整的控制点,再单击相对定向界面右下角的左影像或右影像,然后点击向上、向下、向左、向右按钮,参照点位放大显示窗口中显示的点位进行调整。
所需调整的点均完成后,单击“控制点微调窗口”中的确定按钮,程序返回相对定向界面,绝对定向完成。
5、生成核线影像
进入相对定向界面,右击,选择全局显示,界面显示模型的全局影像,再弹出右键菜单,选择自定义最大作业区,或选择定义作业区,按住鼠标左键拖动,选择核线范围。
定义好的核线范围用绿色边框显示。
单击鼠标右键,选择生成核线影像中的非水平核线,程序依次对左右影像进行核线重采样,生成模型的核线影像。
单击鼠标右键,选择保存和退出。
在VirtuoZo主界面中单击处理,选择核线重采样,系统将按最大作业区生成核线影像。
5影像匹配与匹配结果的编辑
1、影像匹配
在VirtuoZo主界面中,单击处理,选择影像匹配,系统自动进行影像匹配。
自动匹配完成后,单击处理,选择匹配结果编辑菜单可进入匹配编辑模块。
2、匹配结果编辑
首先调用匹配编辑模块,设置编辑窗口的显示选项,选择面或线编辑模式,在立体观察下,检测匹配结果。
对匹配不好的点进行编辑时,先调用编辑主菜单调整好参数,然后选择需要编辑的匹配点,进行调整编辑。
(1)进入编辑界面
在VirtuoZoNT主界面中,单击处理菜单,选择匹配结果的编辑,进入编辑界面,如图。
屏幕显示立体影像。
编辑时,需要戴上立体眼镜,观察到正确立体时再进行编辑。
图5-1匹配结果编辑
窗口分三部分:
左上角为功能按钮面板,排列着各种编辑功能按钮;左下角为全局视图窗口,显示当前模型的左核线影像的全貌;右边为编辑窗口,放大显示全局视图窗口中黄色矩形框内的影像,用户在此进行匹配结果的编辑。
(2)调用编辑主菜单调整参数
在编辑窗口中右击,弹出右键菜单,选择相应的菜单,进行参数调整:
开始定义作业区可定义任意折线或多边形。
缩放比例可缩放放大窗口影像。
匹配点设置可设置点的质量和颜色。
等高线设置可设置等高线颜色和间距。
自动存盘设置可设置自动存盘时间间隔。
显示全局视图弹出显示全局视图窗口。
左右窗口分窗口显示左右影像,用反光立体镜观察。
鼠标颜色可设置光标颜色
选中点颜色设置选中的匹配点颜色。
高程模式关闭选中后仅显示视差,不实时内插高程。
定义控制点外廓编辑控制点外廓多表形节点。
退出退出编辑模块。
(3)匹配结果编辑的作业步骤
进入编辑模块,设置编辑窗口的显示选项,选中面状编辑或线状编辑模式,选择编辑范围,对所选区域指定合适的编辑参数和方法进行编辑,保存编辑结果并退出。
选择编辑范围:
a、选择点:
将十字光标置于某作业区的某匹配点上即选中了该点。
b、选择矩形区域:
在编辑窗口中按住鼠标左键,拖拽出一个矩形,松开左键,矩形区域中的点变成白色,即选中此矩形区域的点。
c、选择多边形区域:
在编辑窗口中单击右键,选择开始定义作业目标,然后依次单击,定义多边形边界,单击右键,选择结束定义作业目标将多边形区域闭合,多边形内的点以白色显示。
按下键盘的BackSpace键或Esc键可取消最近定义的边界点。
(4)对选中的区域编辑运算
a、匹配点高程的升降:
选中需要升降的匹配点,敲击键盘上的向上、向下键进行升降。
b、面编辑方法:
选择编辑区域,单击功能按钮面板上的平滑算法、拟合算法、置平、定值平面、匹配点内插、量测点内插等按钮进行编辑。
6自动生成DEM和正射影像
首先生成DEM,显示DEM是否与实际地形相符;生成DOM,观察是否有变形。
1、生成DEM
在VirtuoZoNT主界面中,单击产品主菜单,选择生成DEM下的DEM,屏幕显示自动建立当前模型的DEM进度条。
产生的结果文件为***.dtm(各匹配点的地面坐标文件)和***.dem(矩形格网点的坐标文件)。
2、显示、检查单模型的DEM
建立DEM后,在VirtuoZoNT主界面中,单击显示主菜单,选择立体显示下的透视显示,进入显示界面,显示当前模型的DEM。
将光标置于影像中,按住鼠标左键移动鼠标可对当前图像作旋转,纵向移动绕X轴旋转,横向移动绕Y轴旋转。
将光标置于影像中,按住鼠标右键移动鼠标可对当前图像推远或拉近,纵向向上移动推远图像,纵向向下移动拉近图像,横向移动绕Z轴旋转图像。
图6-1DEM透视显示
通过缩放,旋转等显示功能,从不同角度观看地面立体模型。
还可选择菜单设置中的各项,来加强对DEM的显示,观查地面立体模型的对错(如河流、DEM边缘等)。
3、生成单模型的DOM
DEM建立后,就可以生成DOM了。
在VirtuoZoNT主界面中,单击产品主菜单,选择生成正射影像,系统自动生成单个模型的正射影像,正射影像的文件为***.orl(左影像的正射影像文件)和***.orr(右影像的正射影像文件)。
4、显示、检查单模型的正射影像
在VirtuoZoNT主界面中,单击显示主菜单,选择正射影像,进入显示界面,显示当前模型的DEM。
屏幕显示当前模型的正射影像。
将光标移至影像中,按鼠标右键弹出菜单,供选择不同的比例,可对影像进行缩放。
拖动滚动条,检查正射影像的每个部位是否有变形。
图6-1正射影像
7DEM拼接和正射影像镶嵌
首先设置多模型拼接区域及参数,然后进行模型拼接,并检测拼接精度。
再拼接测区内的正射影像,显示、检查全区域的正射影像是否有拼接缝隙等误差。
1、设置多模型拼接区域及参数
在VirtuoZoNT主界面中,单击镶嵌主菜单,选择设置,系统弹出“多影像模型”对话框,用户在此设置选择镶嵌项目并设定镶嵌范围。
图7-1多影像模型
(1)选择拼接区域
“请选择拼接区域”中的每个红色方框代表当前测区已经处理过的单模型DEM,用户可在方框上双击右键,使该方框的颜色变为黄色,表示该模型不参与拼接。
用户有两种选择拼接范围的方法:
a、在“请选择拼接区域”中按住鼠标左键拖动一个矩形来设置拼接范围,如图虚线。
b、勾选右边的“允许人工编辑”后,在“被选区域”中输入起始点和终止点坐标。
(2)选择拼接项目
在右边的“拼接选项”中有“正射影像”、“等高线”、“正射影像与等高线叠合”和“重新生成正射影像”四个复选框,用户可选择相应的拼接处理,其中,选中“重新生成正射影像”表示正射影像参数是从测区参数中获得的,而不是从单个模型的参数中获取的,这时系统仅对所定义的DEM拼接范围内的模型生成正射影像,而不是对当前测区的所有模型都生成正射影像。
(3)指定拼接镶嵌的产品名和产品目录
在“进行拼接的多模型”文本框中输入拼接镶嵌的产品文件名,在“产品目录”一栏中指定产品的存放目录,然后单击确定,系统接受输入参数,退出对话框。
2、DEM拼接及误差检查
在VirtuoZoNT主界面中,单击镶嵌菜单,选择DEM拼接,系统按照设定的参数,自动进行DEM的拼接。
拼接完成后,弹出“DEM的拼接精度”对话框,如图:
图7-2DEM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,蓝色表示大于一倍中误差且小于二倍中误差的点,黄色表示大于二倍中误差且小于三倍中误差的点,红色表示大于三倍中误差的点,且统计其分布情况。
在“中误差”限差中输入新的拼接中误差限差,单击重新计算按钮,系统会按此限差重新进行误差分布统计。
单击详细内容会弹出一个显示大于三倍中误差点的文本窗口。
DEM拼接完成后,要检查DEM拼接精度及中误差是否符合规范要求,主要检查大于三倍中误差的红色接边点,一般是由于两个模型DEM的边缘有错误的匹配点,这时需要重新计算匹配编辑模块重新检查编辑,重新生成DEM和拼接。
3、正射影像镶嵌及检查
在VirtuoZoNT主界面中,单击镶嵌,选择设置,在“多影像模型”对话框中,勾选拼接选项中的正射影像,然后选择VirtuoZoNT主界面中的镶嵌下的自动镶嵌,系统按“多影像模型”对话框中设置的参数,自动进行正射影像镶嵌处理。
在VirtuoZoNT主界面中,单击显示,选择显示影像,系统弹出“DisplayImg”对话框,打开镶嵌的正射影像,在左边的全图显示窗按住鼠标左键拉动一放大窗口,在右边的放大窗口中弹出右键菜单,选择图框的放大比例,检查影像有无变形和扭曲。
图7-3正射影像显示
8数字影像测图
测图的主要作业流程:
进入测图模块,新建或打开测图文件(*.xyz)后,装置立体模型或正射影像,在矢量窗口中选择相应的地物符号特征码,并切换到符号化地物绘制状态,用测标切准地物进行地物点的采集。
地物量测完成后,还可以进行地物的编辑。
1、进入测图模块
在VirtuoZoNT主界面中,单击测图,选择IGS数字化测图,进入测图模块。
2、新建或打开测图文件
在IGS主界面中,单击文件,选择新建Xyz文件,在弹出的对话框中设置测图文件名后,弹出“地图参数”对话框,如图8-1。
设置地图比例尺(分母):
10000,其他(高程的十进制小数位数、徒手操作容差、地图坐标框)按默认值,单击保存后,系统创建一个新的测图文件,弹出一个矢量图像窗口,并用红色框标识其图廓范围,如图8-2。
如果测图文件(*.xyz)存在,