LPS光束法区域网空中三角测量.docx

1、LPS光束法区域网空中三角测量光束法区域网空中三角测量一、实验目的 1掌握 Leica Photogrammetry Suite (LPS)模块的基本功能和使用方法； 2加深对光束法区域网空中三角测量基本原理的理解； 3熟练掌握 LPS 模块中实现光束法区域网空中三角测量的具体方法。 二、实验要求 1实验前要掌握光束法区域网空中三角测量的基本原理； 2了解 ERDAS IMAGINE 的各功能模块和 LPS 模块的基本工作原理； 3独立完成实验任务； 4每人提交一份完整的实验报告。 三、数据说明 本实验采用 ERDAS IMAGINE 软件自带的示例数据，即 col90p1.img、col91

2、p1.img 和 col92p1.img 三张框幅摄影机像片和一幅参考 DEM 数 据（colspr_dem.img），这三张像片也都配有相关的摄影机文件。 四、实验步骤 1建立项目 运行 ERDAS IMAGINE ，进入 LPS 模块，点击左上角的 打开 Create New Block File 对话框创建新的区域网文件在此对话框中输入文件名（如：frame_tour），点击 OK 即打开 Model Setup 对话框（如下图所示） ， 在 Geometric Model Category 下拉菜单中选择 Camera，并选择框幅摄影机（Frame Camera）。 几何模型设置完成后

3、打开 Block Property Setup 对话框，如下图： 在水平参考坐标系设置区，点击右上角的 Set 按钮打开 Projection Chooser 对话框设置投影方式， 进入Standard标签区，在Categories处选择US State Plane-NAD27-Old USGS(DO154) Zone Numbers, 再在 Projection 的下拉菜单中选择 COLORADO CENTRAL (3476)。 再回到 Block Property Setup 对话框，将水平坐标单位设置为 Meters，并在 Vertical 设置区选中 Same as Horizonta

4、l 使垂直方向和水平方向的属性一致。点击右边的 Next 进入 Set Frame-Specific Information 模式，设置框幅信息，定义平均飞行高度，本实验中将平均飞行高度设为 7000 米。 所有参数设置完成之后关闭 Block Property Setup 对话框，项目建立成功。 2添加框幅像片 新建项目之后添加框幅文件，即加载像片。在左边的项目管理区选中 Images 文件夹，在 Edit 菜 单下选择 Add Frame 打开文件选择对话框添加文件，或者鼠标右键点击 Images 文件夹选择 Add 打开对话框，或者点击按钮 打开对话框。 3计算金字塔阶层 打开所有像片之

5、后即可进行处理。在 Edit 菜单中选择 Compute Pyramid Layers 选项打开 Compute Pyramid Layers 对话框（如下图），选择 All images Without Pyramids 开始运算。 4定义相机模型 （1）输入相机信息 首先使 col90p1.img 处于活动状态，在 Edit 菜单下选择 Frame Editor，或者点击按钮 打开 Frame Camera Frame Editor 对话框在 Camera Information 对话框的 General 标签下设置摄影机信息： 设置摄影机名为 Zeiss RMK A 15/23； 设置焦

6、距为 153.124mm； 设置原点 x0为-0.002mm； 设置原点 y0为 0.002mm。 进入 Fiducials 标签（如下图），将 Number of Fiducials 设为 8，并在列表中输入各个框标点的像点 坐标（2）内定向 设置完相机信息之后，进行像片的内定向处理。即根据所给的框标点的像点坐标在像片上定出框 标点位置。在Frame Camera Frame Editor对话框中点击Interior Orientation标签，进入Interior Orientation 模式。 选中 按钮，点击 将在 Frame Camera Frame Editor 对话框的顶部弹出三

7、个影像视窗,分别为主视窗、总览视窗和细节视窗。较大的主视窗显示像片的局部区域，另外两个视窗大小相同，其中一个 显示整张像片，另一个显示像片的细节区域。在主视窗中将矩形框置于适当位置，即在细节视窗显示出框标点的十字丝，通过调整选择框的大小，使得十字丝清晰显示。 调整好细节区域大小，点击 Interior Orientation 模式显示区中间部分的定位影像框标按钮 ，在细部显示视窗中的十字中心量测框标点，获取框标点位置，同时在下面的列表中显示框标点 1 的像素 坐标。 框标点 1 量测完成之后光标自动跳到框标点 2，用同样的方法依次量测 8 个框标完成内定向。 这里注意像片边上的四个点（即点 5

8、 到 8）与像 片角上的四个点标记不同 当最后一个框标点量测完成后，在 Solve 按钮的上方将显示测量中误差，该中误差应该小于 0.33 pixels，如果大于 0.33 pixels 则需要重新测量所有框标点位置（3）绝对定向 在 Frame Camera Frame Editor 对话框中点击 Exterior Information 标签，根据表 2-2 给出的外方位 元素信息在相应的位置输入 6 个外方位元素，再选中 Set Status 将各个外方位元素的状态均设置为初始 状态（即 Status 处设置为 Initial）。 表 2-2：（4）完成剩余两张像片的内定向和绝对定向 采

9、用前面对第一张影像（col90p1.img）处理的（1）（3）步，完成 col91p1.img 和 col92p1.img 的相机信息编辑、内定向和绝对定向，其相机信息与 col90p1.img 相同，外方位元素信息分别在表 2-3 和表 2-4 中给出。三张像片的内定向和绝对定向均处理完成，关闭 Frame Camera Frame Editor 对话框，保存项目。 5测量控制点 从 Edit 菜单中选择 Point Measurement 打开 Point Measurement 工具，如下图所示： （1）添加点 点击 Point Measurement 工具右上角的 Add 按钮，在左下

10、方参考坐标显示区将增加一行，在该行 的 Point ID 列输入 1002，即第一个控制点点号设为 1002，后面添加的控制点点号将依次增加。在新增 行的 Type 列设置为 Full（Full 表示该点有 X、Y、Z 三个坐标值），在 Usage 列设置为 Control（Control 表示该点为控制点）。 （2）测量点 从 Point Measurement 工具的右边标签可以看出， 显示影像的六个视窗中左边 三个显示的是像片 col90p1.img，右边三个显示 的是像片 col91p1.img。控制 点 1002 的概略图和细部图 如右图所示： 根据上图所示概略位置和细部图在左片中寻

11、找控制点的相应位置，选择正确的点位，将选择框调整到适当大小，使得细节视窗以适当的影像尺寸显示，点击按钮 进行控制点的测量。再根据点的特征在右片上测量同名点，此时在 Point Measurement 工具右下方的像素坐标区将显示两张像片上对应的 同名点的像素坐标。对照表 2-5 所示的像素坐标，检查控制点的位置是否正确，如果测量得到点的像 素坐标不同于表中的值，必须在像素坐标列表中输入正确值。确定了正确的控制点位置后，在参考坐标区 X、Y、Z 对应的位置输入点的三维坐标（665228.955， 115012.472，1947.672），并保存点信息。 采用同样的点添加和测量方法，完成其他控制点

12、的添加和测量。 测量控制点 1003 控制点 1003 位于三张像 片的重叠区域，先在像片 col90p1.img和col91p1.img上 测量，再将右片换成像片 col92p1.img 进行测量。右图 显示了控制点 1003 的参考概 略图和细部图，表 2-6 给出了 控制点 1003 的像素坐标和参 考坐标。测量控制点 1004 在第三个点测量之前，点击 按钮使其可用，在此情况下进行后续的控制点测量时会很方便。当我们在第一张像片上确定了点的位置之后，软件将自动寻找到第二张像片上点的概略位置，这样使得 我们能够快速进行控制点的定位与测量，值得提及的是该函数在第三个点测量完成之后才起作用。

13、接下来开始测量控制点 1004，该点处于 col91p1.img 和 col92p1.img 两张像片的重叠区 域，因此测量之前将左片和右片 分别设置为 col91p1.img 和 col92p1.img。右图显示了控制 点 1004 的参考概略图和细部 图，表 2-7 给出了控制点 1004 的像素坐标和参考坐标。 测量控制点 1005 控制点 1005 处于 col90p1.img、col91p1.img 和 col92p1.img 三张像片的重叠 区域，先将 col90p1.img 置于 左片，col91p1.img 置于右片 进行测量，再将 col92p1.img 置于右片测量点。右图

14、显示了 控制点 1005 的参考概略图和 细部图，表 2-8 给出了控制点 1005 的像素坐标和参考坐 标。 测量控制点 1006 控制点 1006 处于 col90p1.img、col91p1.img 和 col92p1.img 三张像片的重叠 区域，先将 col90p1.img 置于 左片，将 col91p1.img 置于右 片进行测量，再将 col92p1.img 置于右片测量点。右图显示了 控制点 1006 的参考概略图和 细部图，表 2-9 给出了控制点 1005 的像素坐标和参考坐标。 6测量检查点 检查点的添加和测量方法与控制点相同，本实验使用两个检查点，点号为 2001 和

15、2002。 测量检查点 2001，该点处 于 col90p1.img 和 col91p1.img 两张像片的重叠区域，分别将 col90p1.img 和 col91p1.img 置 于左片和右片进行测量。右图 为点 2001 的参考概略图和细 部图，表 2-10 给出了检查点 2001 的像素坐标和参考坐标。 测量检查点 2002，该点处 于 col91p1.img 和 col92p1.img 两张像片的重叠区域，将 col91p1.img 和 col92p1.img 分 别置于左片和右片进行测量。 右图为检查点 2002 的参考概 略图和细部图，表 2-11 给出了 检查点 2001 的像素

16、坐标和参 考坐标 7连接点的自动生成 控制点和检查点均测量完成后， 在 Point Measurement 工具右上角点击连接点自动采集按钮 ，打开 Automatic Tie Point Generation Properties 对话框， 在此对话框的 General 标签中，将 Images Used 设置为 All Available，将 Initial Type 设置 为 Exterior/ Header/GCP，将 Image Layer Used for Computation 设置为 1。 再在对话框的 Distribution 标签中，将 Intended Number of

17、 Points Per Image 设置为 15， 确保 Keep All Points 选择框不被选中。 点击对话框中 Run 按钮，计算机将自动采集连接点，并在 Point Measurement 工具左下 方的参考坐标列表区列出所有连接点的信息，同时在左右两张像片上均出现一些小十字型的 点，即连接点。 最后还要检查连接点是否可用，在 Point Measurement 工具左下方的参考坐标列表中选 择任意的点，在影像显示视窗将出现该点，若认为该点不可用，则可以重新在像片中选择该 点，或者从 Active 列中去掉 X 符号，即将该点设置为不活动点，或者删除该点。 连接点检查完后保存并关闭 Point Measurement 工具。五、实验结果在 Triangulation Summary 对话框右边有几个可供选择的按钮，点击 Update 可以纠正外 方位元素，点击 Accept 即可接受三角测量的参数，点击 Close 将关闭对话框。 空中三角测量完成后，在 LPS 模块下方显示像片基本状态的列表中，每张像片对应的 Ext.项都显示为绿色，表示三角测量已经计算完成。