第二部分pci上机指导.docx

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第二部分pci上机指导

第二部分pci上机操作

实习说明

1、实习内容

实习一　工程设置与传感器模型计算　

实习二　DEM操作　

实习三　3D特征提取　

实习四　正射校正　

实习五　镶嵌

2、软件说明

（１）所提供的软件pci只能安在c盘目录下

（２）软件默认的工作路径为：

C:

\Geomatica_V81\user

（３）实验提供的范例数据放在E:

\综合实习目录下

（4）上机中间成果保存于：

E：

\综合实习，直接放在该目录下

启动

后桌面上弹出一行PCI功能模块，如下图：

从左至右依次为GeomaticaFocus（功能模块中是英文版，

是中文版）、PCIModeler、EASI、OrthoEngine、Fly、ChipManager、Author、LicenseManager、ImageWorks、Xpace、GCPWorks、PCIGeomaticsWebPage、Toggle、PCIHelp、ExitPCIWorks。

实习一　　工程设置与传感器模型计算

实习目的：

建立工程文件，采集地面控制点，采集同名点，计算传感器模型

实习要求：

根据第一部分和第二部分的内容，

（１）建立工程：

spot.prj，工程中包括文件：

spotleft.pix和spotrght.pix

（２）分别对spotleft.pix和spotrght.pix采集地面控制点，要求至少选１０个控制点，４个检查点，同时加载数字高程模型

（３）重新采集同名点，至少要求８个同名点

（４）计算传感器模型，生成残差报告

实习结束后要求上交：

（１）以学号为目录建立文件夹上交spot.prj　

（２）写实习报告，报告不能完全根据word指导文档来写，应根据自己建立及处理spot.prj全部过程来写，实习报告中应有残差报告．

§1　工程设置

要使用orthoengine，必须创建一个工程文件．工程文件是以.prj为扩展名的ASCII码文本文件，典型的工程文件包括：

工程信息，相机校准信息，工程设置信息，航片或卫星影像信息，所有航片的基准点和主要点的位置，带有高程信息的地面控制点对点和同名点的位置，外定向值．

在PCI功能模块上，点击

打开orthoengine

一、航片工程设置　

１、创建一个航片工程　

（１）在文件菜单中单击new

（２）点击browse，打开文件生成对话框

（３）找到user文件夹

（４）输入文件名airphoto.prj

（５）点击open

（６）在name一栏中输入airphotoproject

（７）在description输入airphotoorthoprojectforrichmondhill,on

（８）在mathmodellingmethod，中确定选中aerialphotography

（９）从cameratype下拉菜单，选择标准航拍standardaerial

（１０）从外定向的下拉菜单中，选择computeformgcps＆tiepoints

（１１）点击accept

on

工程信息对话框关闭，setprojection对话框打开，输入投影输出参数

（1）在outputprojection的下拉菜单中选择utm

（2）在umt区域对话框打开中选择zone17

（3）单击accept

（4）Utm行对话框打开选择rowu

（5）单击accept

（6）在投影图输出的窗口单击earthmodel

（7）地球模型对话框打开，在椭园体标号下，选择e012

（8）单击accept

（9）在outputpixelspacing内输入值为0.4

输入gcp投影参数：

（1）在gcp投影窗口中单击setgcpprojectionbasedonoutputprojection，gcp投影将采用与投影输出相同的设定

（2）点击accept

设置投影对话框关闭，standardaerialcamera对话框打开

按上图填入所有数据，然后accept

对以上三种设置如果要修改，可分别点击图标

２、添加航片　

（１）在主面板上单击processingstep右边的箭头

（２）从下拉式菜单选择datainput

有六个图标的一个新的工具栏，图标功能分别为：

打开一张新的或已存在的影像

收集基本信息

从文件中输入gps或ins数据

手动输入gps或ins数据

改变影像方位

定义修剪区域

（３）没经过加工的影像用来作为样本数据，在数据输入工具栏上点击openanewor现

existingphoto，打开影像对话框出现

（1）确定在对话框顶端选中uncorrectedimages的选项

（2）在对话框的底部单击newphoto

（3）在所给的实验数据中找到airphoto文件夹

（4）选择影像s129.pixs130.pixs188.pixs189.pix

（5）单击open

（6）点击ok退出信息窗口

（7）在打开影像对话框中点击s129.pix

（8）点击对话框底部的open，则在视图区打开并显示文件s129.pix，同时打开该影像的基准点采集对话框（如果采集过了，该对话框就不会打开了）

３、采集基准点　

对于每一张新扫描到工程中的航片都需要采集基准坐标．现在需要将加载到工程中的航片的基准点与相机校准参数建立联系．

手工采集

（１）在影像浏览器中右下角的靠近基准点的位置单击鼠标左键，在影像的白色基准点中出现红色十字丝鼠标标志．

（２）将航片放大，zoomin，

（３）将指针移动到基准点中心

（４）在fiducialmarkcollection中，单击bottomrigh旁的set，坐标自动读入

（５）重复以上，读入另三个点

自动采集，为其影像采集基准坐标点

（１）在第一张影像的四个基准点被采集之后，点击autofiducialcollection，打开一个窗口，询问是否想用基准点覆盖影像.

（２）点击no，模式匹配用来测量工程中剩余航片的所有基准点．

（３）单击ok,关闭信息对话框

（４）要接受基准坐标点，在对话框点击accept

４、存储工程　

（１）单击菜单栏上的file

（２）点击文件菜单上的save

二、卫片工程设置

１、创建一个工程

用光学数据建立一个工程，具体步骤可参考航片工程

（１）建立工程

（２）设定投影参数

２、添加影像

（１）选择下拉菜单中的datainput，点击readpcidskfile

（２）加入实验数据：

spotleft.pixspotrght.pix

（３）存储工程

三、有理函数设置

１、设置工程

２、输出投影

３、加入影像到工程s129.pixs130.pixs188.pixs189.pix

４、存储工程

四、几何校正设置　　

１、设置工程

２、输出投影

３、加入影像到工程spotleft.pixspotrght.pix

４、存储工程

五、镶嵌工程设置　　

１、设置工程

２、输出投影

３、加入影像到工程ospotl.pixospotr.pix

４、存储工程

§2　　传感器模型

一、采集地面控制点　　

１、打开工程spot.prj

２、采集第一个地面控制点

打开工作影像

（１）在主面板上单击processingstep箭头

（２）选择gcp/tpcollection，gcp地面控制点，tp同名点

（3）在１１个图标中单击openaneworexistingimage

（4）在所弹出的对话框顶部单击uncorrectedimages

（5）选择spotleft.pix

（6）在对话框的底部单击open

（7）选择dafault通道

（8）单击load/close，视图区显示了影像

（9）单击打开影像的对话框底部的close

开始采集地面控制点（GCP）

（1）回到orthoengine主面板

（2）在工具栏上单击collectgcpsformgeocodedimage

加载参考影像

（1）在auxiliaryinformationpane界面中点击load

（2）找到spot文件夹

（3）选择spotmos.pix

（4）单击open

在另一个视图区打开了该文件，该影像是有地理编码的，也是经过镶嵌的

加载数字高程模型

（1）在auxiliaryinformationpane界面中点击select

（2）找到spot文件夹

（3）选择spotdem.pix

（4）单击open

（5）在高程背景中输入－１５０

（6）在数据通道对话框中单击select

接下来要在spotleft.pix中找出一个特征，在地理编码影像spotmos.pix中寻找相同的特征．

选择地面控制点

（1）在spotleft.pix中找到一个显著的特征地物

（2）在特征地物上单击鼠标，以便选中该特征

（3）当满意红十字红位置的时候，在视图工具栏上点击

，图像要放大

在参考影像spotmos.pix中找相同的特征

（1）在spotmos.pix图像中采用以上三步找到相同的位置，在视图工具栏上点击

，图像要放大

（2）从spotdem.pix文件中提取高程，在采集地面控制点对话框中点击extractelevation

（４）在地面控制点采集对话框中，点击accept

地面控制点信息加入到theacceptedpointlist记为gooo1

3、输入第二个地面控制点

用手工输入第二个控制点

通过在视窗中移动十字红丝，可以见到相应的主界面下方有对应的坐标，观察两幅影像，以手工的方式输入坐标，然后点击accept，再close

４、通过文本文件输入其他的需控制点

（１）在工具栏中点击importgcpsformfile

（２）点击select

（３）在spot文件夹中找到文件spotleft.gcp

（４）点击applyformat

（５）点击accept，所有控制点将出现在视窗影像中

５、为第二张影像采集地面控制点

（１）在gcp/tpcollection工具栏上点击openaneworexistingimage

（２）选择spotrght.pix

（３）选择quickopenandclose

（４）在gcp/tpcollection工具栏上点击improtgcpsformfile，弹出readgcpformtextfile对话框

（５）点击select，打开文件选择的对话框

（６）选择spotrght.gcp

（７）点击open

（８）点击applyformat

（９）点击accept

创建一个检查点：

（1）选择spotleft.pix作为工作影像

（2）在gcpcollection对话框中选一个点

（３）选择checkpoint

（４）点击accept

采用类似的方法可以将检查点变为控制点

６、存储工程

二、采集同名点　　

打开工程文件spot.prj，该工程中包括：

spotleft.pixspotrght.pix

１、手工采集同名点

（１）返回orthoengine主面板

（２）点击主面板上processingstep下的箭头

（３）从下拉菜单中选择gcp/tpcollection，在gcp/tpcollection的工具栏中点击openaneworexistingimage，打开spotleft.pixspotrght.pix

（４）在gcp/tpcollection的工具栏中点击collecttiepoints，此时出现同名点采集对话框

采集第一个同名点

（1）在spotleft.pix上找到一个点

（2）移动鼠标到这个点上

（3）在这个位置上点击鼠标，红色十字丝就出现在这个位置上

（4）在spotleft.pix视窗工具栏上点击useastp

（5）移动鼠标至spotrght.pix上精确的相同点上，将该视窗的工作状态改为working

（6）在spotrght.pix视窗工具栏上点击useastp

（7）认可这个同名点，在同名点采集对框中点击accept

（8）重复以上再采集两个同名点，将两个影像连接起来

（9）当选择完所有同名点，点击同名点采集对话框底部的close

２、自动采集同名点

自动采集同名点可以在满足以下一个或多个条件的情况下执行：

●基于gcp和tp，每个影像的外部定向已经经过计算

●在每对重叠的影像上至少有三个同名点

●应用gps为每个影像中心提供xyz坐标，ΩΦκ转角已提供或者由用户估计．ΩΦ接近于０

打开自动采集同名点对话框

（１）返回orthoengine主面板

（２）点击主面板上processingstep下的箭头

（３）从下拉菜单中选择gcp/tpcollection，在gcp/tpcollection的工具栏中点击automaticallycollecttiepoints，出现自动采集同名点对话框

设置并且运行自动同名点采集

（1）确定影像中有一个是工作影像

（2）在numberoftiepointsperarea中默认值是９

（3）在matchingthreshold中默认值是０.７５

（4）在approx.elevation中输入３００，这个值是工程中地形的平均高程

（5）在imagestoprocess下选择workingimage

（6）在tiepointdistributionpattern下选择peroverlappingarea

（7）在processingstarttime下选择strartnow

（8）点击startautotiepointmatching进行处理

（9）点击close退出消息框

（10）在对话框下部点击close

检查影像图面配置

（１）返回orthoengine主面板

（２）从下拉菜单中选择gcp/tpcollection，在gcp/tpcollection的工具栏中点击displayoverallimagelayout，一个视窗打开了，在视窗的左边单击，这时视窗如下所示

（３）在打开的两个影像上分别显示出gcp（红色），tp（蓝色）

（４）如果需要对tp点进行调整打开

进行同名点的改正或增加，直到满意

（５）完成后点击close关闭imagelayout窗口

三、计算传感器模型　　

通过外方位元素解算的方式应用传感器模型，外方位元素是用来计算获取影像时传感器的位置和方位的一种方法．光束法使用gcp和tp点以及传感器所包含的严格的几何学知识，来同时计算在工程中所有影像的最佳适应性．

外方位元素解算是一个迭代的过程，意味着可以连续地添加gcp和tp点，以用来改良方案．使用多的gcp和tp点会导致观测冗余．也就是说一些坏点并不会对模型产生很严重的影响，并且坏点很容易被辨别出来．

并不是工程中所有的gcp点都具有相同的可靠性．最精确的gcp或tp点应该对方案的影响最大，最不可靠的gcp或tp点应该对方案的影响最小．当应用外方位元素解算时，将会自动给gcp和tp点定权（权的大小与点的估计误差相反）．如果在外方位元素解算中应用gps或ins点，那么也会自动定权．

传感器方位元素一旦经过计算，就被用来驱动其他的操作，比如提取dem、3d立体像对和正射影像校正．

１、运行外方位元素解算

可以有两种方法对影像应用传感器模型：

可以在每个gcp或tp点采集完后做校正．在gcp或tp点采集对话框中将bundleupdata选项激活．但如果处理的点过多，会影响运算速度，一般不用．

可以在所gcp或tp点采集完成后作处方位元素解算，通过运行orthoengine主面板上的modelcalculations完成的．由于外方位元素解算过程是一个自动过程，所以没有任何窗口弹出．

打开工程文件spot.prj

（1）返回orthoengine面板

（2）点击主面板上processingstep下的箭头

（3）从下拉菜单中选择modelcalculations

（4）在modelcalculations工具栏中点击performbundleadjustment

（5）点击ok　关闭信息框

２、阅读报告

（１）返回orthoengine面板

（２）点击主面板上processingstep下的箭头

（３）从下拉菜单中选择reports

（４）在报告工具栏中点击residualreport，出现残差报告对话框

列表中最差的５％的点的中误差

残差以像元为单元，要求值小于１个像元．

可将报告生成txt文档

如果在残差窗口中对模型进行了编辑，要通过点击这个，来重新计算模型

Gcp控制点，checkpoints检查点，tiepoints同名点

点击上面的pointid号进行不同的操作

最大的残差位于最顶端

Pointid：

点的识别号

Res：

综合残差

Resx：

x轴上的残差

Resy：

y轴上的残差

Type：

点的类型

Imageid：

点所属的影像

Imagex：

左边像素的x坐标

Imagey：

顶部像素的y坐标

Compx：

计算机调整之后的x坐标

Compy：

计算机调整之后的y坐标

残差是指输入的gcp或tp点的坐标与数学模型计算出来的点的位置的差值．残差并不是单纯地反映gcp或tp点的误差，更重要的是，它是反映数学模型的整体质量．一般来讲它们只是标明所运算的数学模型与大地坐标系的相称程度．

检测点是不起作用的点，并不用于外方位元素解算．只有能起作用的gcp点用于计算数模型．但是，残差却对检测点和gcp点都进行了评价．检测点为模型提供了独立的精度评价方法．

３、保存与关闭工程

（１）保存工程　file---save

（２）关闭工程　file---close

实习二　　DEM操作

实习目的：

提取航空影像立体像对的DEM

实习要求：

根据二个立体像对计算，调整好

这两个数值，对所生成的dem进行编辑.

实习结束后要求上交：

（１）以学号为目录建立文件夹上交

airphoto.prj工程　

共九个文件

（２）写实习报告，报告不能完全根据word指导文档来写，应根据自己建立airphoto.prj工程及生成dem全部过程来写．

一、由等高线生成DEM

1、打开以前所生成的spot.prj工程

2、在processingstep下拉菜单中选择import＆builddem

3、在import＆builddem工具栏中点击demformcontours

点击变蓝色

点击使得上面文件到下面来

点击变蓝色

加入矢量等高线

4、设置输出dem文件的属性

5、生成dem，对结果认可后点击acceptdem

二、由航空影像对生成DEM

１、打开以前所生成的airphoto.prj工程，在这个工程中有两对立体像对：

s129.pix与s130.pix　，s188.pix与s189.pix

２、对s129.pixs130.pixs188.pixs189.pix四幅影像分别读各自的gcp，s129.gcps130.gcps188.gcps189.gcp，以上八个文件均由范例数据给出

具体读入gcp的方法参考前面，注意只有当影像是working状态时，才能读入．记得保存工程．

３、对s129.pixs130.pixs188.pixs189.pix四幅影像分读入gcp后，进行影像立体像对的同名点采集：

s129.pix与s130.pix立体像对采集八个同名点，s188.pix与s189.pix立体像对采集八个同名点．

具体采集tp的方法参考前面，注意是一对影像间的采集，不要弄错了像对．记得保存工程．

４、生成核线投影影像

先计算一个立体像对的核线

再计算一个立体像对的核线，计算结束后关闭窗口

两次计算生成四个核线影像：

５、提取DEM

由第一个像对生成dem及报告：

由第二个像对生成dem及报告：

注意：

调整

这两个值，会生成不同的dem

６、编辑DEM

实习三　　3D特征提取

实习目的：

建立遥感影像立体像对，观察立体像对，矢量化提取3D特征

实习结束后：

（1）以学号为目录，上交3D特征提取的矢量图，以pix格式上交．

（2）按所操作的实验步骤撰写实验报告

一、生成核线投影影像　　

１、打开实习一所建立的工程文件：

spot.prj，该工程方件包含：

spotleft.pix和spotrght.pix两个文件，及相应的控制点，检查点，同名点，模型的解算工作已完成．

２、设置立体影像，在3Doperations工具栏上点击createepipolarimage

生成：

，运行结束后，关闭　建立核线影像框

二、在三维环境下观察立体影像　

１、设置立体影像，在3Doperations工具栏上点击3Dviewing

两张影像的中心，点击其中一个中心

立体影像视图打开

山脊立体效果较好

戴上立体镜进行观察（绿色镜片戴在左边，红色镜片戴在右边），手工调整影像来减少视差，提高视图的清晰度．将鼠标移动到视图上面激活影像，通过上下左右键盘来调整．

三、提取三维特征　　　　

１、设置立体影像，在3Doperations工具栏上点击3Dfeatureextraction

２、加载与创建矢量层

在提取编辑三维特征前，需要加载或创建一个矢量层，本次通过加载spot文件夹下的3dvector.pix

加载了水利和交通图层，黑色表示的是激活层，只有激活层才可以进行修改

矢量化图层时，注意选择合适的图层类型

鼠标右键控制可视不可视

右键点击，选择层的类型，注意选择合适的图层

可以通过按键：

K、J、I、M进行移动

立体光标，当立体看图时，这两个光标重合

矢量化dm

捕捉线

捕捉节点

加入节点

闭合

３、矢量化操作

（１）点击

，在视窗口用鼠标左键开始矢量化，用左键点击一个点，然后移到下一个点上，用右键点击删除．该要素矢量化完成再次点击

（２）完成一个要素矢量化后，点击

，添加这个要素

（３）选中一个要素，点击

，进行删除

４、保存矢量层

　　当编辑完成后，要保存矢量层

存成pix格式，或者其他矢量图格式

参照以上操作，开新图层，矢量化全图。

注意：

矢量化图层的分层，根据地物属性分层，根据点线面分层。

实习四　　正射校正

实验目的：

进行航空影像的正射校正

实习结束后要求上交实验报告，上交生成四个正射影像：

为正射进行设置

打开工程：

airphoto.prj，该工程投影方式与相机的校准工作已经完成．在下拉菜单中选择orthogeneration

利用s