数字摄影测量学

《数字摄影测量学》实习报告学院：班级：姓名：学号：日期：一、实验的意义和目的本次实习是基于全数字摄影测量系统VirtuoZo平台，制作数字高程模型、数字正射影像、数字线划图等数字产品。是将理论知识与实际生产相结合的过程。通过对VirtuoZo的应用实习，熟悉该系统的基本功能及操作特点，掌握DEM、DOM、DLG产品制作过程。二、实习内容1、学习VirtuoZo摄影测量系统；2、2_Hammer测区数据准备：参数录入；3、模型定向：内定向、相对定向、绝对定向、核线影像生成；4、2_Hammer测区2个模型的影象匹配；5、产品生成（DEM、DOM、等高线）三、操作步骤1.启动VirtuoZo正确安装VirtuoZo之后，即可以运行程序。在Windows中启动VirtuoZo有以下几种方法：在桌面启动VirtuoZo的快捷方式。依次单击选项“开始”“程序”SupresoftVirtuoZoVirtuoZo，即可调用VirtuoZo软件。在Windows系统的资源管理器中，找到VirtuoZo安装目录，在bin子目录下找到VirtuoZo.exe文件，双击鼠标即可实现调用。2.新建测区（1）选择文件新建/打开测区新建一个测区。（2）在弹出的打开参数对话框中文件名栏填入测区名hammer，单击打开。（3）单击主目录一栏右侧的按钮，选择测区目录，例如Hammer文件夹，确定后如图所示。按照默认设置即可，单击保存。3.创建相机参数和像控点文件创建相机参数文件：（1）选择主界面下的设置相机参数来设置相机参数。（2）在相机文件列表中选择相机文件Hammer.cmr，单击修改参数。（3）在弹出的相机检校参数对话框中选择左下方的输入按钮。（4）选择样本数据目录下的rc30.cmr文件，将其打开。（5）点击确定按钮确认已引入的相机参数文件。创建像控点文件：（1）选择主界面下的设置地面控制点来设置像控点。（2）在弹出的对话框中选择输入按钮。（3）选择样本数据目录下的hammer.ctl文件，将其打开。（4）点击确定按钮确认已引入的外控点数据。4.创建模型（1）选择主界面下的文件新建/打开模型，弹出打开或创建一个模型对话框。（2）在打开或创建一个模型对话框的文件名一栏输入模型名称155-156，用影像编号为155、156的像片创建一个模型。（3）在设置模型参数对话框中设置左右影像，打开hammerIndex.html文件查看可知，156为左影像，155为右影像。（4）按默认参数保存，完成模型创建。5.内定向内定向：框标自动识别与定位。利用框标检校坐标与定位坐标计算扫描坐标系与像片坐标系间的变换参数（1）建立框标模板当模型打开后，在系统主菜单中，选择模型定向影像内定向，程序读入左影像数据后，屏幕显示建立框标模板界面，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：a.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。b.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。6.模型定型相对定向：利用二维相关，自动在相邻影像上识别同名点（几十至上百个点），计算相对定向参数。在系统主菜单中，选择模型定向模型定向，系统读入当前模型的左右影像数据，屏幕显示相对定向界面。(1)自动相对定向单击鼠标右键，弹出菜单，选择自动相对定向，程序将自动寻找同名点，进行相对定向。完成后，影像上显示相对定向点（红十字丝）。(2)检查与调整相对定向点在界面的定向结果窗中显示相对定向的中误差等。拉动定向结果窗的滚动条可看到所有相对定向点的上下视差。如某点误差过大，可进行调整（删除或微调）。a.删除点：选中（将光标置于定向结果窗中该点的误差行再点击鼠标左键）要删除的点后，选择界面上的删除点按钮，删除该点。b.微调点：选中（将光标置于定向结果窗中该点的误差行再击鼠标左键）要微调的点后，分别选择界面右下方的左影像或右影像按钮，然后对应按钮上方的两个点位影像放大窗中的十字丝，分别点击向上、向下、向左、向右按钮，使左、右影像的十字丝中心位于同一影像点上。(3)量测控制点按照控制点的真实地面位置（参见hammerIndex.html和《PointPos目录》中的图片点位），在影像上逐个量测。采用半自动量测：(a)移动鼠标将光标对准左影像上的某个控制点的点位，单击左键弹出该点位放大影像窗。(b)再将光标移至点位放大影像窗，精确对准其点位单击鼠标左键，程序自动匹配到右影像的同名点后，弹出该点位的右影像放大窗以及点位微调窗。(c)在点位微调窗中可以鼠标左键点击左或右影像的微调按钮，精确调整点位直至满意。(d)在点位微调窗中的点号栏中输入当前所测点的点号，然后选择确定按钮，则该点量测完毕。此时该点在影像上显示黄色十字丝。按以上操作依次量测三个控制点1157、1156、6157后（三个控制点不能位于一条线上），系统自动预测其余控制点，显示蓝色小圈，以表示待测控制点的近视位置。然后继续量测蓝圈所示的待测控制点。(4)核线影像在模型定向界面，单击鼠标右键弹出菜单，选择全局显示，界面显示模型的整体影像，然后再弹出菜单，选择取最大核线范围；或者选择自定义核线范围，随之将光标移至右影像窗中，置于作业区左边一角点处，按下鼠标左键，然后拖动鼠标朝对角方向移动，当屏幕显示的绿色四边形框符合作业区范围时，停止拖动，松开鼠标左键，则作业区定义好，显示为绿色四边形框。（5）生成核线影像单击鼠标右键弹出菜单，选择生成核线影像，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。7.DEM生产在完成上述5～7的全部流程后，即可进行影像自动匹配，接着对匹配不好的点进行编辑（可选），然后用匹配点生成单模型的DEM。(1)影像匹配影像自动匹配是数字摄影测量系统的关键技术，是沿核线一维影像匹配，确定同名点。其过程是全自动化的。选择系统菜单DEM生产影像自动匹配，进度条结束后即完成。(2)匹配结果编辑匹配结果编辑是影像匹配的后处理工作，是一个交互式的人工干预过程。目前，在影像匹配中，尚有一些区域（例：水面、人工建筑、森林等）计算机难以识别，将出现不可靠匹配点（没有匹配在地面上），这将影响数字高程模型DEM的精度。因此,对这些区域进行人工干预是必要的。(3)匹配点生成DEM当DEM建立后，可进行正射影像的制作。选择系统菜单DEM生产匹配点生成DEM，进度条结束后即完成。8.DOM生产选择主界面下的DOM生产生成正射影像，进度条结束后即完成，结果存放在模型文件的产品目录下，如\157-156\product\157-156.orl。9.输出DEM（1）DEM拼接检查生成四个模型的DEM后，先进行DEM拼接检查，选择系统主菜单DEM生产DEM拼接检查。在选择拼接区域框中用鼠标拉框选择范围，单击开始拼接入DEM的拼接计算，屏幕弹出拼接进展显示条。当拼接完成后，将显示拼接中误差、总点数、误差分布统计及误差分布图如图上图所示，显示窗的上部所显示的图形表示DEM重叠度与接边误差，绿色表示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。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。主要检查红色接边处（大于三倍中误差的点），一般原因是两个模型DEM的边缘有错误的匹配点，进入匹配编辑对精度不好的DEM进行重新检查编辑，重新生成DEM和拼接工作。(2)DEM分幅输出对符合精度要求的DEM分幅输出，选择系统主菜单DEM生产DEM拼接与裁剪。选择文件新建，打开工程目录\Mosaic\Hammer.dem，设置分幅方式，如按块大小划分，设置块大小。单击处理菜单下的执行划分，选择存放目录输出。10.输出DOMDOM拼接生成四个模型的DOM后，对DOM进行拼接，选择系统主菜单DOM生产正射影像拼接。新建文件工程，添加四个模型的DOM文件，单击处理生成拼接线菜单，显示红色拼接线。单击处理编辑拼接线菜单，鼠标在红色拼接线上单击，显示红色节点，可以移动节点或单击拼接线移动鼠标增加节点。单击处理拼接影像菜单，输出拼接正射影像。实习心得体会通过此次实习，我进一步地了解了使用VirtuoZo全数字摄影测量系统生产4D产品的过程，熟悉了VirtuoZo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。同时，我了解到了VirtuoZo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。其中主要有掌握创建/打开测区及测区参数文件的设置。掌握参数文件的数据录入。通过对模型定向的作业，了解数字影像立体模型的建立方法及全过程，并能较熟练地应用定向模块进行作业，满足定向的基本精度要求。掌握核线影像重采样，生成核线影像对。掌握匹配窗口及间隔的设置，运用匹配模块，完成影像匹配。掌握匹配后的基本编辑，能根据等视差曲线(立体观察)发现粗差，并对不可靠区域进行编辑，达到最基本的精度要求。掌握DEM格网间隔的正确设置，生成单模型的DEM。掌握正射影像分辨率的正确设置，制作单模型的数字正射影像。通过DEM及正射影像的显示，检查是否有粗差。掌握拼接区域的选定及确定拼接产品的路径。掌握DEM拼接及自动正射影像镶嵌。分析拼接精度。理解数据格式输出的意义。了解VirtuoZoNT系统的数据格式输出的具体操作。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。在实习过程中不免出现些错误和困难，但是我们都没有因此而放弃。我个人觉得在实习过程中细心是非常必要的，例如在选择同名点时，一不小心就有可能将同名像点找错。还有在影像匹配后编辑时，如果我们不细心，在没有保存我们成果的情况下就关闭了窗口，我们的成果就会因我们的粗心大意而失去。所以我认为养成一个细心严谨的态度是非常必要的，这将减少一些不必要的错误和损失。其实，我觉得本次实习没有什么特别困难的地方，只要大家能够做到认真细心，我们的实习就会很顺利。这次实习内容丰富，使我学到了不少东西。它不仅让我认识到了Virtuozo的各种功能和工作流程及部分原理，还让我对数字摄影测量数据获取有了更深刻的了解，同时也使我对数字摄影测量课程有了一个整体的概念虽然这次做的成果并不是很完美，与实验指导中的还存在一定的差距。但通过对实习成果的分析，了解数字产品的基本质量要求，对其进行一定的改善，使其精度有一定的提高。而且通过这次实习，我对数字摄影测量数据获取有了更深刻的了解，同时对摄影测量课程有了更深更具体的体会。质量报告VirtuoZo质量报告内定向信息：(E:\1304010116\165-166)------------------------------------------------------------------左原始影像(E:\1304010116\Images\01-165_50mic.vz)：起点坐标[行数X列数]：2558.8252559.495[x0Xy0]：0.0000.000RMS:Mx=0.008My=0.007残差:点号dxdy10.0040.00620.0090.0043-0.011-0.00240.004-0.0085-0.011-0.00460.003-0.00770.0090.0158-0.007-0.003右原始影像(E:\1304010116\Images\01-166_50mic.vz)：起点坐标[行数X列数]：2558.9062559.513[x0Xy0]：0.0000.000RMS:Mx