无人机摄影测量专用数据处理平台知识资料

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无人机摄影测量专用数据

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处理平台

操作手册

国网北京经济技术研究院

可可能

［选取日期］

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目录

第一部分系统简介............................................

第一章无人机摄影测量概述................................

第二章无人机摄影测量专用数据处理平台介绍................

第一节主要功能.........................................

第二节主要界面介绍.....................................

第三节作业流程图.......................................

第二部分空三数据准备........................................

第三章建立测区..........................................

第一节设置测区基本参数.................................

第二节建立相机文件.....................................

第三节输入外业控制点...................................

第四节设置影像.........................................

第五节设置航带.........................................

第六节影像处理.........................................

第四章内定向............................................

第一节内定向...........................................

第五章空三..............................................

第一节指定航带间点.....................................

第二节提取连接点.......................................

第三节自动选点.........................................

第四节交互编辑.........................................

第五节空三平差.........................................

第三部分生成DEM和正射影像..................................

第六章DEM生产...........................................

第一节DEM生产.........................................

第二节DEM编辑.........................................

第三节DEM拼接.........................................

第七章DOM生产...........................................

第一节DOM生产.........................................

第四部分数据处理.............................................

第七章创建模型...............................................

第一节创建OST模型.....................................

第二节创建OPD模型.....................................

第三节立体选线及平断面量测............................

第五部分专题数据输出.........................................

第八章出图...................................................

第一节裁剪影像.........................................

第二节出图.............................................

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第六部分三维漫游.............................................

第九章三维漫游...............................................

第一节创建三维漫游CVD文件............................

第二节三维漫游.........................................

第七部分附录.................................................

附录A许可（License）使用说明..................................

附录B调绘数据（dat,txt）格式说明...........................

附录C塔位数据（txt）文件格式................................

附录D交叉跨越塔基信息数据（ext）文件格式...................

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第一部分系统简介

第一章无人机摄影测量概述

随着GPS和摄影测量与遥感技术在电网工程勘测设计工作中的广泛应用，我

国的电网勘测设计的精细化程度和效率有了显着的提高，作业模式也发生了深刻

的变化。目前，在220kV及以上电压等级的输电线路工程勘测设计中，利用航空

摄影数据进行线路路径优化和定线、定位测量已经成为常态。但是，常规的航空

摄影手段存在以下问题：一是受天气条件制约很大，符合飞行和摄影标准的天气

很少，在我国的西南地区或空气污染严重的局部地区甚至整年都等不到合适的天

气；二是常规航空摄影受严格的空中管制，常常因为不能及时取得批文而影响工

程进度；三是常规航飞费用昂贵，限制了应用范围和深度，目前在短距离输电线

路和发电、变电工程中基本不采用航空摄影测量手段。

无人机航空遥感测量技术相对于传统航空摄影来讲，具有快速机动，成本低,

能云下摄影，成像比例尺大，分辨率高，无需调机费，机场协调费，可在多种场

地起飞，转场方便等特点，正好与传统航空测量形成互补。

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第二章无人机摄影测量专用数据处理平台介绍

无人机摄影测量专用数据处理平台主要基于利用无人机搭载数码相机获取

的输电线路及区域航空摄影数据，实现处理带状数据、全局性立体选线及平断面

图数据采集，是一个专业的整体数据处理平台。

第一节主要功能

1.主要功能

a.无人机航飞小影像数据畸变纠正处理

b.小影像空三加密：

•数据准备

•自动转点

•相对定向

•挑点

•模型连接

•平差处理与人工干预

c.DEM与DOM产品的高度自动化生产

d.DLG线划图量测

e.系统选线与平断面量测：

•二维选线功能一一主要应用于架空送电线路的可研、初设阶段

•三维选线功能一一主要应用于架空送电线路施工图前期阶段

•道亨与TL的连接功能

•专题数据输出功能

2.主要优点

a.自动化程度高，作业速度快，作业效率高，极大地减轻了作业员的劳动

强度；

b.高效、可靠的粗差检测功能和自动剔除粗差功能;

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C.加密精度高；

d.自动处理的过程中可进行人工干预；

e.影像处理的数量多于300的时候程序速度也不会很慢;

f.有很强的人机交互性。

第二节主要界面介绍

无人机摄影测量专用数据处理平台主要由空三定向、DEM生产、DOM生产、

DLG生产、立体选线、正射影像选线、创建0ST模型、创建0PD模型、三维漫游

和工具十个模块构成，其界面分别如图2-2-1至图2-2-所示。

图2-2-1

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第三节作业流程图

本平台的整个作业流程，如图2-3-1所示。

图2-3-1

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第二部分空三数据准备

第三章建立测区

第一节设置测区基本参数

如图3-1-1所示，单击VirtuoZoAT主菜单下的工程与新建，可以创建新测

区。新测区的参数设置界面如图3T-2所示。

图3TT

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图3-1-2

可以新建测区，也可以打开已有测区。

输入的参数包括：相机比例尺，横向影像重叠度，条带间影像重叠度，DEM

间距，DEM旋转角，等高线间距，正射影像参数。

第二节建立相机文件

如图3-1-3所示，单击VirtuoZoAT主菜单下的工程/相机参数，可以创建

相机文件。相机文件的参数设置界面如图3T-4所示。

图3-2-1

图3-2-2

界面共分为两个部分，左边的部分（以下简称左部）主要用于输入框标的像

点坐标。右边的部分（以下简称右部）用于输入像主点坐标、相机主距以及畸变

差改正参数等。现分别说明如下。

1.左部：

相机的框标分布主要有三种情况：4个角框标，4个边框标和8个框标。

系统提供了三个相应的选项供用户选择：

4cornermasks（4个角框标）

4bordermasks（4个边框标）

8masks（8个框标）

以4个角框标为例：当用户选中此项时，右方的四个角上的文本框中的数字

即可编辑，下面列表框中的框标名也将与之相对应，单击列表框中的任一栏（x

表示横坐标、y表示纵坐标。坐标单位为：mm）即进入编辑状态，可填入相应的

框标坐标值。最后一列（enable）用于设定该框标是否参与内定向：“1”表示

参与内定向。“0”表示不参与内定向。这种设定用在某个框标不清晰或者根本

没有时的特殊情形。

2.右部：

X0（mm）对应的编辑栏中填入相应的像主点横坐标值。

Y0（mm）对应的编辑栏中填入相应的像主点纵坐标值。

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FocalLength（mm）对应的编辑栏中填入相机的主距。

若存在畸变差的改正，用户可选中选项栏“HaveDistortParameters”,

此时下方的编辑栏即可编辑，用户可在此处输入相应的畸变差改正参数。

3.若用户想从已有的相机参数文件中引入，可单击Import按钮，然后选择相

应的相机参数文件即可。当所有的参数确认后，单击0K按钮即弹出保存对

话框，用户填入所要保存的文件名，即可保存。

第三节输入外业控制点

如图3-3-1所示，单击VirtuoZoAT主菜单下的工程/地面控制点，系统弹

出如图3-3-2所示的界面，用于输入外业控制点。

图3-3-1

图3-3-2

列表框中自左向右依次为控制点点号，控制点的X、Y和Z坐标，控制点

的平面号和高程组号。控制点的平面组号和高程组号都设置了10组：1〜9组

和X组。X组表示不作为外业控制使用。

若要从已有的控制点文件中引入，可单击Import按钮，选择相应的控制点

文件即可引入控制点文件。

当控制点的横、纵坐标输反时，可通过单击SwapX/Y按钮来交换其顺序。

同样的，还有SwapX/Y和SwapY/Z。

若要删除其中的某控制点或多个控制点，可选中该点或多个控制点，然后单

击Remove按钮，即可将其删除。

第四节设置影像

如图3-4-1所示，点击菜单项处理W设置影像，打开如图3-4-2所示的界面。

图3-4-1

图3-4-2

点击“Append”添加影像后，再点击“0K”键，开始处理影像。在处理之前，

也可修改已添加的影像的属性，例如“CameraName”等。

处理完以后会弹出去如下图3-4-3所示的txt文件。

图3-4-3

第五节设置航带

如图3-5T所示,点击菜单项处理药设置航带，打开如图3-5-2所示的界面。

图3_5_1

图3-5-2

对话框左边是已加载的影像，选择属于一条航带的影像移动到右边，增加带

号，选择属于另一条航带的影像，直到所有影像都设置了航带。保存以后的结果

如下图3-5-3所示。

图3-5-3

第六节影像处理

通过点击主菜单项的处理/影像处理，弹出如下图3-6-1的对话框，打开工

程，添加工程里的影像。

图3-6-1

点击弹出的对话框下的菜单项“处理”，选择想进行的操作名字，然后点击

“开始处理”，如下图3-6-2所示。

图3-6-2

•彩色变灰度：选择此选项可将原始彩色影像直接转换为黑白影像。

•旋转：相机是否进行反转。

•翻转：影像是否进行翻转。

•Wallis变化：是否运用wallis公式进行变换。

•备份原数据：保留原始数据。

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第四章内定向

第一节内定向

点击主菜单项上的“处理”题“内定向”，弹出如图3-7-1所示的对话框。

然后同上一节的操作一样，先打开工程，再添加影像，然后在处理菜单下选择要

进行的操作，如图4TT所示。

图4_1_1

图4-1-2

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第五章空三

做完上述数据准备工作后，就可以开始空三的一系列操作了。

第一节指定航带间点

在系统主菜单下，单击空三与指定航带间点，会弹出设定航带间点的模块,

如下5-1-1所示。

图5_1_1

在航带的最左边和最右边的两对上下航片上各选一对同名点，系统自动为中

间的几对航片匹配出同名点，其结果如下5-1-2所示。如果你觉得系统匹配得不

准，也可在其他航片对上进行人工选点，使匹配更准。

图5-1-2

处理完一条航带以后，点击处理好下一条航带，也可直接点击窗口上的“下

一条航带”的按钮，为下一条航带指定航带间点，直到处理完所有航带。保存结

果后退出。

第二节提取连接点

点击主菜单的空三/提取连接点，进入如下图5-2-1所示的模块。整个工程

里的影像全部自动加载进来。选中要处理的航片及操作，点击处理/自动处理,

系统便开始自动操作，此模块最大的亮点就是可以边处理边进行人工干预，对于

已经处理完的航片，若结果不符合要求，可以双击该行列表，进入对该行影像的

编辑。如下图5-2-2所示自动匹配；图5-2-3所示相对定向；图5-2-4所示模型

连接；图5-2-5所示航带连接。

图5-2-1

图5-2-2自动匹配

图5-2-3相对定向

图5-2-4模型连接

图5-2-5航带连接

在图5-2T所示的模块里，操作步骤的名称对应如下：

MReor：自动匹配

SReor：相对定向

ModelConnet：模型连接（3度点）

StripConnect：航带连接（6度点）

在图5-2-2所示的模块里。首先点击“删除所有"，将已匹配的点都删掉。

然后在像片对上选择同名点，在左下角的小窗口上可进行微调，然后点击小窗口

上的“加入”按钮，最后点击“自动匹配”。观察像片上的自动匹配结果，若不

满意可重新操作，也可多选几对同名点后再进行自动匹配。最后，保存结果退出。

第三节自动选点

点击主菜单下的空三切自动选点，弹出如下图5-3T所示的界面。根据作业

要求设置完相关参数后点击确认，完成自动选点。

图5-3-1

第四节交互编辑

点击主菜单上的空三句交互编辑，进入如下图5-4-1所示的界面。系统自动

将AT工程转换为PATB平差数据。

图5-4-1

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第五节空三平差

预平差解算

1）在VirtuoZoAT界面上单击空中三角测量/平差解算幺预平差解算菜单项进

行航带法区域网预平差解算。

2）单击空中三角测量好平差解算必剔除粗差菜单项，则系统在进行航带法区域

网预平差解算后，将自动剔除粗差较大的点。如果剔除了太多的连接点，则

可单击空中三角测量N平差解算/取消上次操作菜单项，取消最后一步的解

算与粗差剔除操作。

3）反复调整这些连接点并进行预平差解算，检查相对定向的残差和连接点的模

型连接差，直到绝大部分的连接点满足要求后，再量测控制点，剔除控制点

粗差。

4）量测控制点之后，再次进行预平差解算。待解算完成后，回到连接点交互编

辑界面中。

5）检查和调整控制点。若残差和中误差都很大，此时应注意检查控制点文件，

查看控制点的地面坐标是否已转换为摄影测量坐标系。检查或调整完成后，

重新进行平差计算，直到所有的残差和中误差都满足要求为止。

6）最后，检查并调整连接点，直到所有连接点的模型连接差都满足要求。

区域网平差后的成果整理

使用（光束法或独立模型法）区域网平差软件解算得到加密点的地面坐标后，

生成VirtuoZo格式的模型控制点文件（文件名在测区参数中已给定），它保存

在“<测区目录名〉”下。其数据格式如图5T-3所示。

图5-1-3

空中三角测量加密成果的输入和输出

在VirtuoZoAT界面上，单击空中三角测量/输出到菜单项，可将空中三角

测量的平差结果转换为相应的区域网平差程序格式的文件。单击空中三角测量为

输入自菜单项，可将使用区域网平差程序所得的加密结果，读入到VirtuoZo系

统中。

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第三部分生成DEM和正射影像

单击无人机摄影测量专用数据处理平台上“4D数据生产”按钮，弹出4D生

产的主窗口，如图6T-1所示：

图6-1-1

第六章DEM生产

第一节DEM生产

选择“文件”菜单中“打开测区”按钮，然后单击“文件”菜单中“打开模

型”按钮。

更具需求可进行手动生成DEM和批处理生成DEMo

手动生成DEM操作如下：

选择“处理”菜单中“模型定向”选项，执行“模型定向”按钮下“绝对定

向”操作，然后依次执行“处理”菜单中“批处理预处理”、“影像匹配”、“匹配

结果编辑”，最后选择“产品”菜单中“生成DEM”按钮下“DEM生成”按钮。即

可生成单一模型下的DEM文件。

批处理生成DEM操作如下:

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选择“工具”菜单中“批处理”按钮，弹出以下窗口，如图6-2-1所示:

图6-2-1

单击批处理对话框中“添加所有模型”或是“添加模型”按钮，将需批处理

生成DEM的立体模型添加进批处理列表中。然后选中批处理的立体模型，之后依

次修改批处理的任务“相对定向”、“绝对定向”、“核线影像”、“匹配”、“DEM”

（即是将以上任务的状态由“否”改为“是"），此时批处理对话框如图6-2-2所

示：

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图6-2-2

单击“执行”按钮，即可批处理自动生成立体模型的DEM文件。

第二节DEM编辑

选择“高级”菜单中“DEM编辑”按钮，打开DEM编辑窗口，如图6-3-1所

示：

图6-3-1

按照按钮功能同编辑菜单内容，具体使用方法如下：

•平滑：选择要编辑的区域，然后在右边的下拉列表中选择合适的平滑程

度（有轻度、中度和强度三种选项），再单击平滑按钮即可对所选区域进

行平滑。

•拟合：选择要编辑的区域，然后在右边的下拉列表中选择合适的拟合算

法（有平面、二次曲面和三次曲面三种拟合算法），再单击拟合按钮即可

对所选区域进行拟合。

•DEM点内插：选择要编辑的区域，然后在右边的下拉列表中选择上下方

向或左右方向，再单击DEM点内插按钮，即可对区域内的DEM点按

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•所选方向进行插值。

•量测点内插：选择要编辑的区域，再按下工具条上的添加量测点按钮）

量测一些供内插用的量测点（选择区域和量测点时应切准地面，即在立

体模式下量测点位时，应使测标的高度和地面高度保持一致），然后在右

边的下拉列表中选择合适的插值方式（三角网或二次曲面），再单击量测

点内插按钮即可。

•定值平面：选择要编辑的区域，单击定值平面按钮，在系统弹出的对话

框内输入高程值，则当前编辑范围内所有DEM点按此给定值赋高程。

•平均高（平面）：先选择要编辑的区域，再单击平均高（平面）按钮即可

将所选区域设置为水平面，其高程为所选区域中各DEM点高程的平均值。

第三节DEM拼接

选择“高级”菜单中“DEM拼接与剪裁”按钮，打开SpDemMx窗口，如图6-4-1

所示：

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图6-4-1

1）单击“文件”菜单中“打开DEM”按钮，选中“文件”菜单中“添加正射

影像”按钮，或是工具栏中“添加正射影像”按钮，添加接受拼接的正

射影像进影像列表中。

2）选择“处理”菜单中“设定范围”或“鼠标设定范围”按钮，或是单击

工具栏中“设定范围”按钮或是“用鼠标选择范围”按钮，然后输入拼

接的范围。

3）单击“处理”菜单中“拼接/剪裁”按钮，或是单击工具栏中“拼接/剪

裁”按钮，执行拼接或剪裁操作。

4）选择“文件”菜单中“图幅裁切”按钮，或是单击工具栏中“图幅裁切”

按钮，可执行对DEM的裁切功能。

5）选择“修补”菜单中“选择修补范围线”按钮，或是单击工具栏中“选

择修补范围线”按钮，然后对选中范围线进行修补。最后可选择是否更

新DEM。

6）选择“处理”菜单中“拼/裁报告”按钮，或是单击工具栏中“拼/裁报

告”按钮，可查看拼接或是裁剪报告。

7）选择“处理”菜单中“精度检查”按钮，或是单击工具栏中“导入检查

点进行精度检查”按钮，可对导入检查点进行检查。

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第七章DOM生产

第一节DOM生产

选择“高级”菜单中“正射影像制作”按钮，打开根据原始影像和DEM采集

正射影像对话框，如图6-5-1所示：

图6-5-1

•单击DEM文件后”按钮，添加测区DEM文件。

•单击“添加原始影像”按钮，根据弹出的原始影像添加对话框，选择需

要生成DOM的原始影像文件，然后添加进影像列表中。

•输入默认相机参数、结果文件的路径。

•选中是否在生成原始影像中是否“产生每个原始影像的正射影像”和

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•"GeoTIFF以象素边缘为起点”。

•单击“0K”按钮，执行DOM文件的生成。

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第四部分数据处理

第七章创建模型

第一节创建OST模型

单击系统主界面中的【工具】按钮，系统弹出工具管理器界面，如图7-1-0

所示：

图7T-0工具管理器

选中生成0ST工具项，单击【运行】按钮，或者直接双击生成OST工具选项，

系统弹出创建OST模型界面，如图7-1-1创建OST模型所示：

图7T-1创建OST模型

在界面中，用户需输入以下信息：

•正射影像正射影像文件路径

•DEMDEM文件路径

•OST模型指定生成的OST文件路径

•视角指定视线夹角。一般情况下，由卫星影像为数据源得到的正

射影像数据，视线夹角设置为5；由航空影像为数据源得到的正射影像

数据，视线夹角设置为30。

一般操作步骤

1.选择正射影像；

2.选择与正射影像相同地理范围的DEM；

3.选择生成的OST模型的保存路径和文件名；

4.选择立体模型的观测视角；

5.单击【添加任务】按钮；

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6.重复操作1到操作5,可以添加多个待处理的任务

7.双击任务栏的某个任务可以将其从任务栏中删除。

8.单击【处理】按钮，系统将自动处理生成OST模型

数据来源说明

正射影像来源：可以是从测绘生产单位购买的成果正射影像，也可是自己通过航

片数据生产得到的正射影像，也可是卫片经过处理后得到的正射影像。

DEM来源：可以是从测绘生产单位购买的成果DEM,也可是自己通过航片数据生

产得到的DEM,也可是卫片经过处理后得到的DEM。

格式说明：某些格式本系统不能识别，因此需要使用工具进行引入，转换为本系

统识别的格式。

OST模型的使用

OST模型主要用于电力线路设计阶段，提供观测用的立体观测环境。

第二节创建0PD模型

单击系统主界面中的【工具】按钮，系统弹出工具管理器界面，如图7T-0

所示。

选中创建OPD工具项，单击【运行】按钮，或者直接双击创建OPD工具选项，

系统弹出创建OPD模型文件选取对话框，如图7-2-2创建OPD模型文件对话框所

示：

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图7-2-1创建OPD模型文件对话框

选取保存文件名后，进入创建OPD模型界面，如图7-2-2创建OPD模型所

示：

图7-2-2创建OPD模型

在界面中，用户需输入以下信息：

•模型文件路径需要创建的OPD文件保存路径

•地面分辨率指定OPD模型的地面分辨率；填写规则为：0.1mm乘以比

例尺，如果比例尺是1:10000,那么就应该填写0.lmm*10000=lmo

•生成灰度影像指定是否生成灰度影像；如果生成灰度影像，将有助于

加快漫游速度。

•模型范围鼠标左键单击输入新的范围（默认为最大范围）

单击【完成】后程序按用户指定的范围、生成影像的地面分解率、是否生成灰度

影像，将模型拼成大场景立体配对片。生成的OPD模型将用电力线路设计，提供

立体场景。

操作方法：

1.选择生成的OPD模型的存储路径和文件名;

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2.设置地面分辨率；

3.选择是否生成灰度影像

4.添加模型

5.选择生成模型的地理范围：用户可通过按下鼠标左键不放，拖拉出范围框,

也可以通过选择三个点来生成最小外接矩形来进行范围选择。

6.单击【完成】按钮以创建OPD模型。

第三节立体选线及平断面量测

本模块主要用于在立体显示图像的界面中设计电力线路。

主界面

单击系统主界面中【立体选线】按钮，弹出如图7-3-1所示的打开矢量文

件的对话框：

图7-3-1真立体选线主界面中打开矢量文件对话框

选取相应的矢量文件*.JYY,单击【打开】，即可打开矢量文件。随即，

程序进入“真立体选线线路设计与量测”界面，如图7-3-2所示：

图7-3-2真立体选线线路设计与量测

系统菜单结构：

文件文件操作

新建新建真立体模型

打开打开真立体模型

退出退出真立体选线程序

查看查看窗口各部分

工具栏查看/隐藏工具栏

状态栏查看/隐藏状态栏

输出查看输出栏

快捷键设置设置常用操作快捷键

模型列表查看/隐藏模型列表栏

帮助

关于JYYDesign查看系统信息

导入真立体模型之后，主界面为如图7-3-3选线界面所示：

图7-3-3真立体选线界面

菜单结构变为：

文件设计文件操作

保存保存真立体模型

关闭关闭真立体模型

导入调绘地物导入外部调绘成果文件

导入等高线导入等高线文件

导入线路文件导入线路文件

导入道亨结果文件导入道亨结果文件

导出线路文件导出线路文件

导出选中的采集地物导出选中的地物文件

退出退出真立体选线程序

查看查看程序各部分

工具栏显示/隐藏工具栏

状态栏显示/隐藏状态栏

输出查看输出栏

模型列表查看/隐藏模型列表栏

视图控制影像显示状态

放大放大当前客户区

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缩小缩小当前客户区

全图显不显示全部影像

拉框放大显示矩形区域

1:1显示按照1:1的比例显示图像

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线路及其辅助矢量控制是否显示线路及其辅助矢量

设计线路控制是否显示线路

左右边线控制是否显示电力线路的左右边线

风偏线控制是否显示电力线路的风偏线

范围线控制是否显示电力线路的左右范围线

中心线的投影线控制是否显示中心线的投影线

左右边线的投影线控制是否显示左右边线的投影线

等高线控制是否显示等高线

历史路径控制是否显示电力线路修改过程中的历史

线路

采集

电力线路设计切换到设计电力线路

采集中心线切换到采集中心线断面

采集左边线切换到采集左边线断面

采集右边线切换到采集右边线断面

架空线采集切换到采集架空线地物

单位名称：深圳市*科技有限公司文档编号

文档密级★★★★★

文档文名称：★★★★★★★★★★

文档制订陈先生