基于全数字摄影测量系统的不同格式空三加密数据导入方法的研究与实现

1、基于全数字摄影测量系统的不同格式空三加密数据导入方法的研究与实 现 目 录 1 概 述.1 1.1 摄影测量的发展历程.1 1.2 全数字摄影测量.2 1.2.1 全数字摄影测量的概念 .2 1.2.2 全数字化摄影测量系统组成 .2 1.2.3 全数字化摄影测量系统的工作步骤 .3 1.2.4 全数字摄影测量系统的主要功能及产品 .3 1.2.5 常用的全数字摄影测量系统 .3 1.2.6 全数字摄影测量技术特点 .4 2 全数字摄影测量系统的应用 .5 2.1 目前全数字摄影测量系统的开发现状.5 2.2 研究全数字摄影测量系统的目的.6 2.3 全数字摄影测量系统的优势及存在的主要问题.

2、7 2.4 目前全数字摄影测量主要的功能模块.7 2.5 全数字摄影测量系统的产品模式及其应用.8 3 空中三角形加密 .11 3.1 空中三角形测量的概念.11 3.2 空中三角测量的方法.11 3.2.1 解析法空中三角测量 .11 3.2.2 自动空中三角测量 .12 3.2.3 gps/pos 辅助全自动空中三角测量 .13 3.3 空三加密的发展动态 .13 3.4 常用加密软件.14 3.4.1 virtuo-zo aat自动空中三角测量软件 .14 3.4.2 helava 空三加密软件 hats .15 3.4.3 orima 加密软件 .16 3.4.4 jx-4c 的 gx

3、p-aat (程序名为 pbba) .17 3.4.5 自动空中三角测量软件 dms-aat .17 3.5 空三加密的作业过程和定向建模.18 3.5.1 理论基础 .18 3.5.2 数字空三的作业过程 .25 3.5.3 光束法严密解 .26 3.5.4 不同的加密软件所需的数据格式 .27 3.5.4 加密软件输出的数据格式 .27 3.5.5 空三数据导入 .32 3.5.6 不同软件对数据的导入方法 .36 4 基于全数字摄影测量系统的不同格式空三加密数据导入 .39 4.1 dms 全数字摄影测量系统空三加密数据导入.39 4.2 jx-4c 全数字摄影测量系统空三加密数据导入.

4、40 4.3 项目简介 .41 4.3.1 澄城工业园 1：1000 数字地形图航测工程 .41 4.3.2 法国项目-伦敦测区 .50 4.3.3 sakuraucd 佐倉修补测.55 4.4 总结.59 5 总结与展望 .61 5.1 全数字摄影测量的发展趋势.61 5.2 空中三角测量的发展趋势.63 5.3 总结.64 参考文献 .66 致 谢 .68 数字摄影测量被中国著名的王之卓教授称之为全数字摄影测量，它是指基于数字影 像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多 学科的理论和方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的方法。即不仅产 品是数

5、字的，而且其中间数据的记录以及处理的原始资料均是数字的。 它是一个功能齐全、高度智能化的现代摄影测量系统，能够完成从自动空中三角测量（aat）到 测绘各种比例尺数字线划地形图（dlg） 、数字高程模型（dem） 、数字正射影像图（dom）和数字 栅格地形图（drg）的生产。 一、全数字摄影测量系统存在的主要问题一、全数字摄影测量系统存在的主要问题 (1)对树木、建筑物等不能自动识别，生成 dem 时出现与地形不符的柱状凹凸现象。 (2)不能充分表示比较破碎的冲沟、雨裂等负向地貌，不能对 dem 直接进行编辑修改。 (3)没有图幅拼接及接边精度统计功能。 (4)质量检测功能不全。 二、空中三角形

6、测量的概念二、空中三角形测量的概念 用全数字摄影测量工作站进行数字空中三角测量（数字空中三角加密），就是以数 字影像为基础，以模式识别、多影像匹配和自动相关等方法来完成同名像点的识别，替 代了人工在数字影像上完成选点与转点、相对定向和模型连接，从而自动获取像点坐标。 最终以外业控制测量获取的平面控制点和高程控制点成果为基础，由光束法平差软件解 算出所有像点的大地坐标和定向参数。 三、基于全数字摄影测量系统的不同格式空三加密数据导入三、基于全数字摄影测量系统的不同格式空三加密数据导入 （一）dms 全数字摄影测量系统空三加密数据导入 建立工程文件 打开工程文件 设置模型定向参数 设置控制点参数

7、建立核线影像 设置影像文件 绝对定向 装入影像；卸载影像 相对定向 内定向 图 1 dms 全数字摄影测量系统定向建模主要过程 在利用 dms 全数字摄影测量系统进行空三加密数据导入时，主要有 pat-b、外方位 元素、旋转矩阵等方式。不同的方法导入时要求的文件格式不同。 （二）jx-4c 全数字摄影测量系统空三加密数据导入 建立新像对 内定向 相对定向 核线重采样 绝对定向 定义工作区 图 2 jx-4c 定向建模主要过程 如果利用批处理进行，主要有定向批处理和整体批处理。 在 jx-4c 中导入空三数据的方式可以有：jx4、pat-b、外方位元素、旋转矩阵、 helava 等数据格式。 （

8、三）项目简介 1、澄城工业园 1：1000 数字地形图航测工程 (1)项目概况 1000 航测成图面积约 20km2 航摄资料 澄城项目中航空摄影机检定数据 相机类型：rc-10/152 ；镜头号码： 13031； 航摄比例尺：1：4000； 像幅：2323cm； 主距：153.192mm； 自准值和主对称点参考中心十字，见下表 x（mm） y（mm） x0=-0.063 y0=0.006 表 1 检较后的框标点坐标 序号x（mm）y（mm） 1106.014-105.993 2-106.014-105.988 3-106.009105.989 4106.012105.992 成图规格及精度要

9、求 a. 坐标系 平面坐标系统采用 1980 年北京坐标系。 高程系统采用 1956 年黄海高程基准，等高距为 0.5 米。 b. 图幅分幅 在成图范围内标准分幅，图幅基本规格为 500mm500mm。 c. 基本等高距 1：1000 地形图：0.5 米。 d. 成图精度 图上地物点对最近野外控制点的平面位置中误差，不得大于下表规定。 类 别限 差 1：1000 平 面加密点 0.35m 中误差地物点 0.6m（0.40） 加密点0.35m 高程注记点0.4m高程中误差 等高线0.7m (2).已有数据资料： . 澄城相机文件.ftc+ 澄城相机文件.ftc- 153.192000 153.1

10、92 -105.946 105.995 -106.077 105.987 106.075 105.998 105.951 105.982 106.077 -105.987 105.946 -105.995 -105.951 -105.982 -106.075 -105.998 相机文件为空三加密后得到的文件，数据既为加密后得到的数据。第一行数据表示 相机焦距，第二行起表示框标点坐标 x、y 坐标。 . 澄城项目部分控制点 469 0 p08011 3893008.649 401075.871 677.833 z182e 3893358.340 400797.509 647.276 . pat-

11、b 空三导入 以一个像对的数据为例： 80185 153192.0 1 z184b -81381.9 -8328.8 0 184a -83180.1 76015.5 0 -99 .jx4 格式：以 jx4 方式导入，我们要注意数据文件是否齐全，其中主要包含相机 文件、*.kb、*.md、*.bmc 等。 像片 80185 *.kb 的文件数据格式： 1 4 -1 -1.140609e+002 2.501013e-002 -6.228818e-005 -1.048101e-045 1.145313e+002 -6.256583e-005 -2.500365e-002 2.448880e-046

12、1 320.660 341.055 2 8797.126 319.772 3 8819.207 8797.833 4 340.688 8818.896 4569 4569 像对 80185-80186.md 文件格式： 1 9 1186882 z186b 7533.2341 5178.3392 4375.0000 4778.0000 8 z185b 4517.0000 4621.0000 1395.8043 4208.4322 8 澄城项目部分控制点 p07011 3893316.117 401808.730 685.334 z186b 3893292.716 402236.487 683.0

13、28 控制点文件第一列代表像控点的编号，第二列表示 x 坐标，第三列表示 y 坐标，第 四列是 z 坐标。 (3)过程实现 在 dms 全数字平台上空三导入 a.内定向 在 dms 上进行内定向时，要以此对左片、右片进行定向，系统将自动生成定向计算 结果，不同项目对计算精度要求不一样，如果出现计算超限，则需要重新定向，直至计 算合格。 b.在 dms 上导入 pat-b 图 3 内定向截图 图 4 在 dms 上导入 pat-b 截图 导入 pat-b 时，需要导入加密生成的文件，文件格式根据需要调整。 就一张像片而言，文件第一行的第一个数据是像片号，其次是像片焦距，第三个数 据仅为一个标识符

14、，没有很实际应用的意义。第二行开始是像控点及其坐标。在 dms 上 通常导入的是 pat-b 文件。 c.绝对定向 图 5 绝对定向时平面截图 jx4 方式空三导入 图 6 jx-4c 上 jx4 方式导入空三数据截图 2、法国项目-伦敦测区 (1) 项目介绍 法国项目-伦敦测区是为了利用航测法获取高精度数据指定的规格，获取高精度三 维数据产品，所以要求精度在 1 米以上，所以采集的精度要较高。在采集前要进行数据 的导入，根据已有资料我们主要利用外方位元素进行定向建模。 (2)已有资料 相机文件 外方位元素加密数据格式如下： london_at1 6041955 512489.06631788

15、61.4781 1828.429693 -0.1567000370.214994387 -178.6709177 法国项目导入的是外方位元素，当要导入前一定要调整好文件格式，第一个数据一 般代表像片号，第二个起是六个外方位元素。 (3)过程实现 dms 全数字平台空三数据导入 内定向；导入外方位元素；在 dms 上进行绝对定向。 jx-4c 全数字平台导入 在 jx-4c 上导入相机文件；在 jx-4c 上导入外方位元素文件。 3、sakuraucd 佐倉修补测 (1)项目简介 日本项目主要用旋转矩阵、外方位元素进行数据导入。在进行数字空三时，我们应 该注意其与国内项目的区别与不同，选择合理的

16、方法，以减低工作量然后才能提高工作 效率。 (2)已有资料 相机文件数据 sakuraucd 佐倉修补测项目以旋转矩阵或共线方程的方法的导入，其转角系统为 - k，在 dms 中进行旋转矩阵的导入的是共线方程。一个像对的共线方程形成的数 据格式如下： 82 36561.87630 -27109.88596 1848.52117 0.999946775497 0.004984840470 -0.009033135646 -0.004946301976 0.999978591872 0.004283677790 0.009054295713 -0.004238769177 0.9999500250

17、34 以上共线方程的数据是经过编辑后得到的。 该数据第一行是像片号，第二行是摄影中心在物方坐标系中的坐标，第三行起代表 3 个外方位元素组成的 9 个方向余弦。 (3)过程实现 该项目与前两个项目实现过程大部分相同，在导入数据方法上有区别，采用旋转矩 阵导入数据。 dms 平台空三数据导入 设置影像定向参数；在 dms 上导入共线方程；绝对定向 。 jx-4c 上导入旋转矩阵数据 在这个项目中，空三导入在 jx-4c 上是旋转矩阵，在 dms 上是共线方程。 四、总结 本次实例分别阐述了澄城项目、法国项目、sakuraucd 佐倉修补测项目三个项目，在 这里做一个简要的总结： (1) 在使用

18、jx-4c 中,定义测区信息数据时,各项数据要严格按照技术规范,否则会产 生一定的不良后果。如上下视差限差定义的不准确,使最终加密结果精度较低,达不到测 图要求； (2) 加密使用的相机文件一定要建立正确,否则在大比例尺成图加密中,会影响成果 精度。对于 rc、lmk 等类型的相机,要按照其规律,根据摄影信息的方位和飞行方向,建立 正确的相机文件； (3) 在加密时可用适当数目的外业控制点(如导线点) 做检查点,以检核加密成果的 精度； (4) 最终加密结果要以适当的方式保存,便于管理与应用,如:分测段建立文件夹,包 括测图定向数据文件夹、加密结果文件夹、结合图文件夹、打印测图手簿文件夹。以便

19、 数据导入中使用； (5) 每一个项目主要针对一种导入方法作说明，澄城项目应用 jx4 和 pat-b 格式， 法国项目应用外方方位元素，sakuraucd 佐倉修补测项目导入的是转转矩阵的格式； (6) 澄城项目中 pat-b 中数据顺序我们比较常见，不容易出现问题，但在另两个项 目中，外方位元素顺序与澄城不同，它们采用的转角系统是 - k，国外的项目利用 外方位元素与旋转矩阵的很多，所以在这方面应该有更多的理解； (7) 在 jx-4c 上导入外方位元素，要注意外方位元素的格式，几种常用的外方位元素 文件的标准格式如：albany 、patb 、bingo 和 dmc 等。因为数据文本格式不尽相同， 全数字摄影测量系统要将外方位元素提取出来并化成适合本系统的文本