摄影测量实习报告

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1、VirtuoZo全数字摄影测量系统实习报告一、实习目的通过本次实习，了解4D产品的生产过程，熟悉使用VirtuoZo全 数字摄影测量系统生产4D产品的过程，掌握生产过程中各步骤的原 理，加深对有关理论知识的理解。(1) 了解VirtuoZo数字摄影测量系统的功能；(2) 掌握VirtuoZo数字摄影测量系统的作业流程；(3) 加深对数字摄影测量基本理论、方法和过程的理解；(4) 培养实际动手能力。二、实习过程1、了解 VirtuoZo 系统VirtuoZo系统是基于WindowsNT的全数字摄影测量系统，利用 数字影像或数字化影像完成摄影测量作业。由计算机视觉(其核心是 影像匹配与影像识别)代

2、替人眼的立体量测与识别，不再需要传统的 光机仪器。从原始资料、中间成果及最后产品等都是以数字形式，克 服了传统摄影测量只能生产单一线划图的缺点，可生产出多种数字产 品，如数字高程模型、数字正射影像、数字线划图、景观图等，并提 供各种工程设计所需的三维信息、各种信息系统数据库所需的空间信 息。VirtuoZo的主要软件模块包括:解算定向参数、自动空中三角测 量、核线影像重采样、影像匹配、生成数字高程模型、制作数字正射 影像、生成等高线、制作景观图、DEM透视图、等高线叠加正射影 像、基于数字影像的机助量测、文字注记、图廓整饰。VirtuoZo的作业方式为自动化与人工干预。系统在自动化作业状 态下

3、运行不须任何人工干预。人工干预是作为自动化系统的“预处理” 与“后处理”，如必要的数据准备、必要的辅助量测等及自动化过尚无 法解决的问题。人工干预不同于单的人工控制操作，而是尽可能达到 了半自动化。根据VirtuoZo制作4d产品的基本工作流程如下：2、数据准备（1）实习测区资料分析根据给定的实习的原始资料，了解测区的航线数、影像数、原始 影像的分辨率、像片比例尺、全测区控制点分布、控制点数据、相机 数据。（2）建立测区数据准备完善后，进入VirtuoZo主界面，首先要新建一个测区， 通过文件打开测区，新建一个测区名，系统默认后缀名为blk，默认 保存在系统盘下的wxf文件夹里。*.blk文件

4、其实只是个索引文件， 它最终指向的是设置测区里的测区主目录文件夹。*.blk文件建立好 之后，系统会自动弹出设置测区的对话框，按照原始数据提供的信息 填写相应的内容，之后保存退出。进入设置一相机文件，找到刚才在设置测区对话框中新建的相机 检校文件，双击进入参数设置界面,相机参数可以直接通过输入按钮, 输入原始数据里面已有的相机文件（一般格式为*.cmr）。(!Ci3聂怖iB* f fiWSTfrPt左劝 厂I?P與tkM細kwIt 佃|if却却昭巫i-.J Tr-tr- FUt* k“3 T J_i 血 -._J K*屯+ .jEDIjrn_jcgi cm _j弘卄 严 JjljrL lZJT

5、-Ji -J m皿鈕 * I W进入设置一地面控制点，可以逐点输入控制点文件，或者直接通 过输入按钮，直接读取一个控制点文件。参数设置完成之后，还需要对影像文件进行转换，将各种影像文 件转换成VirtuoZo支持的影像格式（VirtuoZo系统有其自有的影像 格式，文件格式为*.vz。进入文件_引入影像文件，进入输入影像对 话框，通过增加按钮，将所要处理的原始影像引入对话框，由于飞机 是循环飞行进行拍摄的，第二条航带的影像的相机文件需要进行旋 转：选中第二条航带的3张影像，点选项按钮，在弹出的对话框中将 相机旋转后面的选项选择是，确认之后即可看到需要进行相机旋转的 影像前有一个红色旋转的符号。

6、然后填写正确的像素大小，该像素大 小需要在原始数据里面给出，如果没有提供该数据，可以输入1， 系统会自动读取原始影像的头文件，然后给出一个像素大小。参数设 置完成之后点处理，影像开始进行转换，转换成的VZ影像将放在测 区主目录下的images文件夹里面，每生成一个VZ影像，程序还会 为该影像对应一个影像参数文件，文件格式为*.spt。(3 )建立模型进行模型的设置，现以157和156两张影像为例，介绍模型的 创建过程：通过文件-打开模型，可以建立一个新模型，命名为 157-156，默认后缀名为mdl，建立好157-156模型后，程序自动弹 出模型参数设置对话框，按照该模型的基本情况设置该对话框

7、，主要 设置左、右影像，其它可按程序默认参数设置，之后保存退出。同样 的操作，可以把其他模型都创建好，完成所有模型的参数设置。3、模型定向（1 ）内定向调用内定向程序（处理-定向-内定向），建立框标模板（若模 板已建立，则进入左影像的内定向）。为了从数字影像提取集合信息，必须建立数字影像中的像元素与 所摄物体表面相应的点之间的数学关系。内定向的目的就是确定扫描 坐标系与像片坐标系之间的关系以及数字影像可能存在的变形。不同型号的相机有着不同的框标模板。一般一个测区使用同一相 机摄影，所以只需在测区内选择一个模型建立框标模板并进行内定 向，其他模型不再需要重新建立框标模板,即可直接进行内定向处理，

8、 在做内定向处理时，系统会自动建立多个框标模板。界面右边小窗口 为某个框标的放大影像，其框标中心点清晰可见。界面左窗口显示了 当前模型的左影像，若影像的四角的每个框标都有白色的小框围住， 框标近似定位成功。若小白框没有围住框标，则需进行人工干预：移 动鼠标将光标移到某框标中心，单击鼠标左键，使小白框围住框标。依次将每个小白框围住对应的框标后，框标近似定位成功。选择 界面左窗口下的接受按钮。左影像内定向：该界面显示了框标自动定位后的状况。可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：自动方式：选择

9、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。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。右影像内定向：与左影像内定向相似，进行右影像的内定向。如果之前做过内定 向的，系统会弹出一个对话框，显示左像片的内定向参数(系统在完 成左像片的内定向后再启动右像片的内定向)，并询问是否重新进行 内定向。如果不想再进行内定向，选择否；退出内定向模块，进行相 对定向。(2)相对定向每张像片至少要有三个地面控制点，才能进行定向，但实际生产

10、 中，控制点数量不能满足定向要求。在内页求解定向所需控制点的过 程叫空中三角测量，其本质就是用尽可能少量的地面控制点，在内页 加密出每张像片或每个像对所需要的控制点。另一方面，为了获取更 高精度的地面控制点，采用光束法定向，利用光束法平差未知参数的 初值，从而进行高精度定向。在竖直航空摄影或已知倾角近似值的倾 斜摄影时，相对定向一般采用迭代解法。但是当不知道倾斜摄影中的 倾角近似值以及不知道影像的内方位元素时，则采用相对定向的直接 解法。进行模型的相对定向，主要是通过找同名点，来确定两张影像 之间的关系。相对定向的目的是为了恢复构成立体像对的两张像片的相对方 位，恢复摄影时相邻两影像光束的相互

11、关系，从而使同名光线对对相 交，建立被摄物体的几何模型。其数学模型是相应的摄影光线与基线 应满足共面条件，观测值为上下视差。步骤：选择菜单“处理一模型定向一相对定向”；在影像显示窗口内点击右键，选择“自动相对定向”；自动相对定向完成后，在定向结果窗口检查同名点的上下视差， 如果比较大，则比较大，则把它删除或进行调整；编辑完成后，保存， 退出。(3 )绝对定向相对定向建立的立体模型，是一个以相对定向中选定的像空间辅 助坐标系为标准的模型，比例尺也是未知的。要确定立体模型在地面 测量坐标系中的正确位置，则需要把模型点的摄影测量坐标转换为地 面测量坐标，这一工作需要借助于地面测量坐标为已知值的地面控

12、制 点来进行，这个过程称为立体模型的绝对定向。所以绝对定向的目的 就是将相对定西后求出的摄影测量坐标变换为地面测量坐标。模型的绝对定向，要求变换前后的坐标系大致相同。而地面测量 坐标是左手直角坐标系，摄影测量坐标系是右手直角坐标系。因此首 先应将点名测量坐标系转换为地面摄影测量坐标系。绝对定向前，我 们要以手工的方式在当前模型的左右影像上准确地定位一些控制点。一个像对的两张像片有十二个外方位元素，相对定向求得五个相 对定向元素后，要恢复像对的绝对位置还要解求七个绝对定向元素， 包括模型的旋转、平移和缩放参数。它需要地面控制点来解求。这种 坐标变换，在数学上成为三维空间相似变换。步骤：选择菜单“

13、处理-模型定向-绝对定向”；参照给出的控制点点位图，在相对定向界面中，寻找相应的控制 点，对控制点的点位进行精确调整，输入控制点相应的点号，点击“确 定”保存。4、生成核线影像非水平方式的核线重采样是基于模型相对定向结果，遵循核线原 理对左右原始影像沿核线方向保持X不变在丫方向进行核线重采样， 这样所生成的核线影像保持了原始影像同样的信息量和属性。步骤：定义作业区；生成核线影-非水平核线；保存；退出；按照同样的步骤，进行其他模型的内定向、相对定向、绝对定向、 核线影像生成，当每个模型的核线影像生成后则进行影像匹配计算。5、影像匹配及匹配后的编辑选择菜单“处理-影像匹配”项，出现影像匹配计算的进

14、程显示窗 口，自动进行影像匹配。匹配结果的编辑：6、生成单模型的DEM在系统主菜单中，选择“产品-生成DEM-生成DEM ( M )”项， 屏幕显示计算提示界面，计算完毕后，即建立了当前模型的DEM。在系统主菜单中，选择“显示-立体显示-透示显示”项，进入显示 界面，屏幕显示当前模型的DEM。7、多模型的DEM拼接在系统主菜单中，选择菜单“镶嵌-设置”项，屏幕弹出拼接与镶 嵌参数设置对话框。在系统主菜单中，选择“镶嵌-DE M拼接”项， 进入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。8、生成正射影像在主界面上，依次单击“产品一

15、生成正射影像”项，系统自动生成 正射，单击“显示”“正射影像”。三、实习总结通过此次实习，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。通过本次实习，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。实习中需要注意：定义核线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。