全数字摄影测量系统VirtuoZoNT

1、 全数字摄影测量系统VirtuoZoNT内容结构摄影测量基本原理返回六度重叠区三度重叠区四度重叠区航向重叠度航向重叠度60旁向重叠度旁向重叠度20航向重叠航向重叠旁向重叠旁向重叠To be continued摄影测量基本原理To be continued摄影测量基本原理n通过在相邻两张影像上量取至少三对同名点的像点坐标，可以解算出两相邻像片的相对位置关系；量取的同名点越多，平差后的结果越稳定；n在影像的三度重叠区内选取同名点，可解算出相邻模型间的相对位置关系；量取的同名点越多，平差后的结果越稳定，模型连接越牢固；如此连接可以确定整个航带所有影像的相对位置关系；n在相邻航带间量取同名点，可以确定

2、航带间的连接关系，量取的同名点越多，平差后的结果越稳定，航带连接越牢固；如此连接可以确定整个测区所有影像的相对位置关系；n若已知部分像点对应到地面的大地控制点坐标（至少两个平高控制点、一个高程控制点），即可将该测区纳入到大地坐标系中（若已知像点对应的大地坐标越多，平差解算的结果将越稳定）；这样，我们可计算出每对像点对应的地面点坐标。以上即为空三加密的基本任务摄影测量基本原理-几个基本概念n空间后方交会：恢复摄影时的光束，即将空间的模型纳入到大地坐标系中，通过已知的像点坐标及其对应的大地坐标系下的坐标求解出相应的外方位元素（摄站坐标：Xs、Ys、Zs；三个转角：、；）；n空间前方交会：在恢复摄影

3、时的光束的前提下，通过共线方程求解出像点对应的大地坐标系下的坐标；因此，我们要求取地面上任一点的大地坐标，可通过航空摄影的方式，首先得到该点的像点坐标，再通过相应的投影转换即可求得该点在大地坐标系下的坐标；返回摄影测量基本原理摄影测量基本原理像方像片（中心投影）像方像片（中心投影）正射投影（地图）正射投影（地图）物方地形物方地形光照光照航空像片航空像片地表地表地图地图从地表经过摄从地表经过摄影处理得到航影处理得到航空影像空影像摄影测量基本原理摄影测量基本原理像方像片（中心投影）像方像片（中心投影）正射投影（地图）正射投影（地图）物方地形物方地形通过航空影像通过航空影像恢复地面信息恢复地面信息从

4、而得到地图从而得到地图航空像片航空像片地表地表地图地图摄影测量基本原理摄影测量基本原理fcyycxxcfbyybxxbZZYYfcyycxxcfayyaxxaZZXXSSSS30201302013020130201)()()()()()()()()()(coscossincossincossincossinsincoscoscossinsinsincossinsincoscossinsincossinsinsincoscos333222111cbacbacba旋转矩阵参数（a1/b1/c1/a2/b2/c2/a3/b3/c3）共线方程S S（摄站）（摄站）x0 fO y0大地坐标：X、Y、Z摄

5、站（S）坐标：Xs、Ys、Zs旋转角： 、像点坐标：x、y像主点坐标： x0 、y0摄影主距：f内方位元素摄影测量基本原理摄影测量基本原理 XYZx y aAS(XS , YS ,ZS )外方位元素：外方位元素：XS 、YS 、 ZS 、 、 、 x-x0=-fa1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)/ a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)y-y0=-fa2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)/ a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)共线方程：摄影测量与其发展摄影测量与其发展模拟摄影测量模拟摄影测量2020世纪初世纪初-8080年代年代解析

6、摄影测量解析摄影测量6060年代初年代初-8080年代末年代末数字摄影测量数字摄影测量8080年代初年代初-现在数字产品现在数字产品A10C130VirtuoZo NT数字摄影测量返回数字摄影测量-几个基本概念n内定向:建立影像扫描坐标与像点坐标的转换关系，求取转换参数；n相对定向：通过量取模型的同名像点，解算两相邻影像的相对位置关系；n绝对定向：通过量取地面控制点对应的像点坐标，解算模型的外方位元素，将模型纳入到大地坐标系中；n核线影像：在一个立体模型中，地面上任意一点与两摄站中心构成的平面（核面）与左右影像面的交线称为左右核线，沿核线方向对原始影像重新采集的影像称为核线影像，（见下图），由

7、此可见，位于同名核线上的像点，不存在上下视差；数字摄影测量-几个基本概念上下视差S1S2a1a2A核面左核线右核线a2Ax(p)y(q)左右视差地表返回上页a2数字摄影测量-几个基本概念nDSM：数字表面模型(Digital Surface Model)；nDEM：数字地面（高程）模型(Digital Elevation Model)；nDOM：数字正射影像模型(Digital Ortho-Image Model )；nDRG：数字删格地图(Digital Raster Graphics)；nDLG：数字线划（矢量）图(Digital Line Graphics) ；以上DEM、DOM、DRG

8、、DLG被合称为4D数字产品返回数字摄影测量-基本流程原始影像扫描影像扫描内定向相对定向绝对定向核线影像核线影像匹配匹配编辑DEM生成立体测图内插等高线引入等高线矢量DOM生成叠加影像生成DLG生成DRG生成VirtuoZoNT基本操作流程返回VirtuoZoNT基本操作流程1.数据的准备：1. 建立测区：输入测区的相应参数（给出测区路径及测区名称、控制点文件路径及文件名、加密点文件路径及文件名、相机参数文件路径及文件名等）；2. 引入扫描影像：将扫描后的影像转化为VZ格式的影像数据；3. 建立控制点文件：将该测区已知的地面控制点坐标输入相应的控制点文件中；4. 建立相机参数文件：将相机参数输

9、入相应的文件中保存；To be continuedVirtuoZoNT基本操作流程2.自动空三加密：1. 建立影像列表：将转换过的影像按从左至右、由上而下（按航带）的顺序排列；2. 内定向批处理：对所有影像作内定向处理3. 确定航带的偏移：在每相邻两航带间选取至少两对航带偏移点；4. 自动转点：5. 交互式编辑：刺出控制点对应的像点坐标，平差解算，剔除粗差；6. 创建立体模型：生成该测区的立体模型，创建加密点文件；To be continuedVirtuoZoNT基本操作流程3.单个立体模型分别处理：1. 生成核线影像；2. 匹配前的预处理；3. 影像匹配；4. 匹配结果的编辑；5. 生成DE

10、M;6. 生成单模型正射影像（DOM）、等高线影像；7. 生成叠合影像；8. 数字测图（此项处理在生成核线影像之后即可进行）To be continuedVirtuoZoNT基本操作流程4.多个模型的拼接、成果输出：1. 按图幅范围拼接（或裁切）DEM、输出拼接（或裁切）后的成果；2. 按图幅范围拼接（或裁切）正射影像（DOM）、输出拼接（或裁切）后的成果；3. 按图幅范围拼接（或裁切）矢量数据（DLG）、输出拼接（或裁切）后的成果；4. 按图幅范围套合矢量数据和正射影像，输出套合后的成果（DRG）；返回VirtuoZoNT单模型4D产品的制作返回1.建立测区u 打开主界面程序，选择菜单“文件

11、打开测区”；见图1：( 在弹出的对话框中输入相应的测区名，即可新建一个测区，也可选择一已存在的测区打开；见图2：( 若为新建一测区，输入相应的测区名确认后，将出现如图3所示的对话框；填入相应的测区路径、控制点文件路径及文件名、加密点文件及文件名、相机参数文件及文件名、摄影比例尺、总航带数、成图比例尺、DEM采样间距、等高线间距等参数后确认即可；( 若要对建立的测区参数进行修改，可选择“设置测区参数”；见图4,将弹出如图3所示对话框，可对此测区参数进行修改；2. 引入影像( 选择“文件-引入-影像文件”；见图5：( 在弹出的对话框中填入相应的参数，如相加参数文件、影像是否反转、转换的原始数据格式

12、类型、影像的扫描分辨率（若不知道原始影像的扫描分辨率，可在此栏中输入参数1,部分原始影像的扫描分辨率可直接从影像中获取）等参数，然后载入相应的原始影像文件，编辑影像的输出路径，即可开始转换；见图6：3. 建立模型( 打开主界面程序，选择菜单“文件打开模型”；见图7( 在弹出的对话框中输入相应的模型名，即可新建一个模型，也可选择一已存在的模型打开；见图8( 若为新建一模型，输入相应的模型名确认后，将出现如图9所示的对话框；填入相应的模型路径、左右影像文件路径及文件名、临时文件存放路径、产品文件存放路径等参数后确认即可；( 若要对建立的模型参数进行修改，可选择“设置模型参数”；见图9,将弹出如图9

13、所示对话框，可对此模型参数进行修改；4. 检查（修改）影像参数( 选择“设置影像参数”；见图10( 在弹出的对话框中将缺省显示模型左影像的参数（影像路径、文件名、相机参数文件名、影像行列数、分辨率、影像类型、颜色类型、相机是否反转），可对此参数进行修改或检查，若要查看其他影像，可点击相应的浏 览按钮，选择相应的影像文件打开查看；见图115. 建立相机参数文件( 选择“设置相机参数”；见图12( 在弹出的对话框中将缺省显示当前测区的相机参数文件内容，若当前相机参数文件内容为空，可填入相应的参数（像主点坐标、相机主距、各框标 点编号及坐标、相机畸变差改正数）；见图136. 建立加密点文件( 选择“

14、设置地面控制点”；见图14( 在弹出的对话框中将缺省显示当前测区的加密点文件内容，若当前加密点文件内容为空，可填入相应的参数（点位编号、地面坐标X、Y、Z）；见图15L 注意：控制点的编号最好为纯数字编号，为免与相对定向点重名，编号位数最好为512位；7. 设置成果输出参数To be continued( 选择“设置DEM参数”；见图16( 在弹出的对话框中将缺省显示DEM的输出路径及文件名为“模型名product模型名.DEM”，输出的DEM范围为当前模型的核线影像范围（设定范围为(-999999,999999)(-999999,999999)），DEM格网间距及旋转角与测区所设一致，缺省输

15、出DEM保留一位小数（整型存储格式），参与输出DEM的为当前模型；用户可根据实际情况选择其他的输出路径及输出文件名、设定DEM的输出范围、格网间距及旋转角、DEM的小数保留位数（浮点型存储格式；最多仅保留7位小数）、选择多个模型生成DEM（此时会在每个模型下生成当前模型的DEM，然后对每个模型的DEM进行自动拼接，生成一个拼接后的DEM）；见图177. 设置成果输出参数( 选择“设置正射影像参数”；见图18( 在弹出的对话框中将缺省显示当前模型正射影像的输出路径及文件名为“模型名product模型名.orl（以左片为主片时为此后缀，若已右片为主片时后缀为orr）”，输出的正射影像范围与当前模型

16、的DEM范围一致（缺省设定范围为(-999999,999999)(- 999999,999999)），正射影像的输出比例尺、分辨率与测区参数一致，选择影像顺序缺省为“按输入顺序”，正射影像背景缺省为白色，重采样方式缺省为“双线性插值”，所需相应的DEM缺省为当前模型的DEM，重采样所需影像缺省为当前模型的左右片；用户可根据实际情况选择其他的输出路径及输出文件名，设定正射影像的输出范围，设定选择影像顺序，正射影像背景，重采样方式，对应的DEM，对应的原始影像；见图19To be continued7. 设置成果输出参数( 选择“设置等高线影像参数”；见图20( 在弹出的对话框中将缺省显示当前模型

17、等高线影像的输出路径及文件名为“模型名product模型名.cnt”，输出的等高线影像范围与当前模型的DEM范围一致（缺省设定范围为(-999999,999999)(-999999,999999)），等高线影像的计曲线间距、等高线间距与测区参数一致，线宽为1，背景为黑色，生成方式为矩形格网内插，缺省生成相应的注记，注记字高为3，间距为500，叠加正射影像的分辨率及比例尺与测区参数一致，等高线叠加在正射影像上的颜色缺省为绿色，所需相应的DEM缺省为当前模型的DEM；用户可根据实际情况选择其他的输出路径及输出文件名，设定等高线影像是否输出注记，背景颜色，叠加在正射影像上时的颜色，生成方式，对应的D

18、EM等；见图218. 模型影像内定向( 选择“处理模型定向内定向”；见图22( 若相机参数文件未生成相应的框标模版文件，此时将弹出寻找框标模版的界面，见图23；选择相应的模版后（或已存在框标模版），将自动寻找定位框标中心，见图24；若自动匹配的框标中心不准确，用户可通过“上”“下”“左”“右”四个按钮来调整测标对准框标中心；9. 模型的相对定向( 选择“处理模型定向相对定向”；见图25( 进入相对定向界面后，鼠标右键选择菜单“自动相对定向”，即进行影像的自动匹配，自动寻找同名点；自动匹配完成后，用户可检查同名点的误差，对误差较大的点进行调整或删除；当左右影像差别较大时，直接自动匹配可能效果较差

19、，此时可将右键菜单中的“选项”栏中的“寻找近似值”、“自动精确定位”功能取消，手工在影像左边缘添加2、3对同名点后再做自动匹配，效果可能会好一些；当影像质量实在太差时，只能全手工添加6个以上同名点，方可相对定向；见图26、图279. 模型的绝对定向( 在相对定向界面中，在右键菜单中选中功能选项“寻找近似值”、“自动精确定位” ，在左片中找出控制点对应的像点位置，使用鼠标左键在该区域点取，在弹出的1:1影像显示窗口中精确刺准后，右片上将自动匹配出相应的同名点，在弹出的对话框中精确调整左右片的像点位置（或使用右下角的微调按钮调整），使左右测标分别对准控制点，给出相应的控制点点名（与在加密点文件中的

20、点名对应）；同样的方法刺出其他控制点点位，模型的绝对定向至少需要刺出3个控制点；刺完足够控制点后，可选择右键菜单“绝对定向普通方式”，即显示绝对定向的结果和各控制点误差，可点击“立体显示”按钮，检查控制点是否刺准；见图28、图29( 控制点的添加也可在立体方式下进行：选择右键菜单“立体方式”（或“绝对定向立体方式”），即进入立体显示绝对定向界面，用户可在此模式下切准每个控制点的立体，调整绝对定向的误差，同时也可通过看立体显示来检查相对定向点是否正确；见图30、图31( 除此以外，用户若已在相对定向界面中刺出了足够的控制点，也可退出相对定向界面，选择“处理模型定向绝对定向”，此时会弹出绝对定向对

21、话框，显示绝对定向的后的结果及中误差；见图32、图3310.核线影像生成( 在相对定向界面中，作完相对定向后，选择右键菜单“定义作业区”，然后在左影像上用鼠标左键拉框选择核线影像的生成范围，存盘；若不想手工设定，可选择右键菜单“自动定义最大作业区”，系统会自动找出可生成核线影像的最大范围，存盘；选择右键菜单“生成核线影像非水平核线（或水平核线；注：要生成水平核线影像，必需在作完绝对定向后方可；非水平核线则无此限制）”，即可生成核线影像；见图34、图35、图36、图37( 此外，也可在主界面下完成核线影像的生成；若未在相对定向界面中指定核线范围，在退出相对定向界面时，系统会自动设定核像影像的生成

22、范围为最大范围，选择“处理核线重采样非水平核线（或水平核线）”，即可生成当前模型的核线影像；见图36、图3711.匹配预处理( 选择主界面菜单“处理匹配预处理”，即进入匹配预处理界面；打开需要作预处理的模型，即可作预处理操作；见图38( 在预处理界面中，可在影像上手工添加部分特征点、特征线、特征面；这些添加的点、线、面，将会作为匹配的约束条件；见图39( 另外，若用户在测图模块中测取过部分特征地物，在匹配预处理中可引入这些矢量信息，以避免重复操作；见图3912.影像匹配( 选择主界面菜单“处理影像匹配”，系统将自动对该模型作影像匹配；见图40、图4113.匹配结果的编辑( 选择主界面菜单“处理

23、匹配结果的编辑”，将进入匹配编辑的界面，系统显示当前模型的立体影像，用户可在此立体影像上叠加显示等视差曲线（或等高线）及匹配点，检查匹配结果是否正确，对匹配不好的区域，可通过提供的平滑、内插、拟合、置平等工具进行编辑，直至等视差曲线（或等高线）正确叠加显示在立体影像上；见图42、图4314.DEM生成( 选择主界面菜单“产品生成DEM DEM(M)”，系统会根据匹配（编辑后）的结果按照当前设定的参数自动生成相应的DEM；见图44、图4515.DOM及等高线影像生成( 选择主界面菜单“产品生成正射影像”，系统会按照当前设定的参数，通过DEM将原始影像纠正为正射影像；见图46、图47( 选择主界面

24、菜单“产品生成等高线”，系统会按照当前设定的参数，通过DEM自动内插生成相应的等高线影像；见图48、图4916.叠加影像生成( 若当前已生成正射影像及相应的等高线影像，此时可选择主界面菜单“产品等高线叠和正射影像”，系统会按照当前设定的参数自动生成相应的叠加影像； 见图50、图5117.矢量测图（DLG生成）( 选择主界面菜单“测图IGS数字化测图”，系统会弹出相应的测图界面，首先新建一个矢量文件或打开一个已存在的矢量文件，然后，载入所有测取矢量的立体模型，设定矢量窗口的坐标范围，确保所有测取的矢量在此范围内，即可开始矢量测图； 见图52、图5318.图廓整饰（DRG生成）( 选择主界面菜单“

25、工具图廓整饰”，系统会弹出图廓整饰界面，载入相应的矢量文件、正射影像，设定相应的图廓参数，即可生成DRG；见图54、图55多模型的拼接返回1. 拼接参数设置( 选择主界面菜单“镶嵌设置”，系统会弹出参数设置对话框，用户可在此对话框中设定DEM拼 接的范围、是否输出拼接后的正射影像、是否输出拼接后的等高线影像、是否输出拼接后的叠合影像、拼接工程名、拼接结果的存放路径等；见图56、图57( 缺省时，拼接预览框中显示当前测区中所有DEM的边界范围，且均已红色虚线表示，在边界上单击鼠标右键，可显示当前边界所对应的DEM路径及模型名，同时也显示当前模型是否参与拼接；在边界上双击鼠标右键可切换当前模型是否参与拼接（红色虚线框表示参与拼接；黄色的虚线框表示不参与拼接。）；见图572. 拼接DEM( 当设定了拼接参数后，即可选择“镶嵌DEM拼接”，此时系统将按照设定的参数拼接DEM，拼接完后，若存在拼接差，会自动显示拼接误差预览图，用户可根据实际情况设定拼接限差，重新计算；见图58、图59、图603. 拼接DOM（