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原数字摄影测量与遥感图像处理实习指导书1


数字摄影测量与遥感图像处理

《数字摄影测量与遥感图像处理》 实习指导书(一)

指导教师:赵泉华、王丽英、王竞雪

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数字摄影测量与遥感图像处理

一、实习目的
“数字摄影测量测图”实习课程是测绘工程专业的一门重要专业课。数字摄影测量 测图实习是一个综合性很强的实习,它是对摄影测量课程中所学摄影测量及相关专业的 综合应用。该实习应用 VirtuoZo 系统来完成。通过该实习了解摄影测量的生产流程,并 掌握摄影测量的专业技能(立体观测),制作出符合生产要求的 4D 产品:数字高程模型 ( Digital Elevation Model , 缩 写 DEM ) ; 数 字 正 射 影 像 图 ( Digital Orthophoto Map,缩写 DOM);数字线划地图(Digital Elevation Model,缩写 DLG);数字栅格地 图(Digital Raster Graphic,缩写 DRG)。

二、实验项目的基本要求
⒈ 了解数字摄影测量的生产流程和对数字摄影测量系统的认识,了解 VirtuoZo NT 系统的运行环境及软件模块的操作特点,了解实习工作流程; ⒉ 掌握内定向、相对定向、绝对定向参数解算,沿核线重采样,为后面的立体量测 做好准备工作; ⒊ 熟悉测图、图形编辑; ⒋ 掌握 DEM、正射影像图制作。

三、计划和安排
实习一 实习二 实习三 实验四 实验五 实习六 预备知识(1 节) 数据准备(2 节) 制作数字高程模型(DEM)(4 节) 制作数字正射影像 (DOM) (2 节) 制作数字线划地图(DLG) (3 节) 4D 产品成果分析 (2 节)

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数字摄影测量与遥感图像处理

实习一

预备知识

数字摄影测量:由计算机视觉(其核心是影像匹配与识别)代替人眼的立体量测与 识别,完成影像几何物理信息的自动提取。 4d 产品生产实习是一个综合性很强的实习,它是对四年本科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,应用 VirtuoZo NT 系统来完 成。不仅要求掌握 4d 生产的基本原理与方法,而且强调摄影测量的专业技能(立体观 测),制作出符合生产要求的 4d 产品。

§ 1.1 目地与要求
本单元实习是通过阅读实习指导书,了解 4d 的基本概念,了解 VirtuoZo NT 系统的 运行环境及软件模块的操作特点,了解实习工作流程,从而能对 4d 产品生产实习有个整 体概念。

§ 1.2

实习内容

1.2.1 4d 的基本概念
数字高程模型(Digital Elevation Model,缩写 DEM)是在某一投影平面(如高斯 投影平面)上规则格网点的平面坐标(X,Y)及高程(Z)的数据集。DEM 的格网间隔应 与其高程精度相适配,并形成有规则的格网系列。根据不同的高程精度,可分为不同类 型。为完整反映地表形态,还可增加离散高程点数据。 数字正射影像图(Digital Orthophoto Map,缩写 DOM)是利用数字高程模型 (DEM)对经扫描处理的数字化航空像片,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本 比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和 影像特征的图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。

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数字摄影测量与遥感图像处理 数字线划地图(Digital Elevation Model,缩写 DLG)是现有地形图要素的矢量数 据集,保存各要素间的空间关系和相关的属性信息,全面地描述地表目标。 数字栅格地图(Digital Raster Graphic,缩写 DRG)是现有纸质地形图经计算机处 理后得到的栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后,经几何纠正,并进行内容更 新和数据压缩处理,彩色地形图还应经色彩校正,使每幅图像的色彩基本一致。数字栅 格地图在内容上、几何精度和色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。

1.2.2 了解 VirtuoZo NT 系统
VirtuoZo NT 系统是武汉大学遥感信息工程学院张祖勋院士研制的全数字摄影测量系 统,属世界同类产品的五大名牌之一。此系统是基于 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 NT 不仅在国内已成为各测绘部门从模拟摄影测量走向数字摄影测量更新换代的 主要装备,而且也被世界诸多国家和地区所采用。下面简要介绍一下 VirtuoZo NT 的运行 环境及软件模块等。 (1)运行环境及配置 VirtuoZo NT 基于 WindowsNT(4.0 以上版本)平台运行,基本配置为:Pentium Ⅱ 300/128MB RAM/9GBHD/20×CDROM;17 寸彩色显示器,1024×768 分辨率,刷新频率 大于 100Hz。另外还应有数字化影像获取装置(例高精度扫描仪)、成果输出设备以及立 体观察装置等附属配置。其中立体观察装置有偏振光、闪闭式、立体反光镜、互补色 (红绿镜)等四种。 (2)主要软件模块 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。

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数字摄影测量与遥感图像处理 (3)作业方式 自动化与人工干预。系统在自动化作业状态下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。

1.2.3 了解系统目录
·硬盘目录结构简图:

VirtuoZo
bin SymLib Mask.dir

Virlog
测区目录

Blocks

Images
模型目录 1(1157_1156) Product

Tmp
模型目录 2(1156_1155) Product

Tmp

·系统目录说明: Bin目录:执行程序目录,存放系统的所有可执行程序及框标模板文件。 Virlog目录:测区的路径文件(c:\Virlog\Blocks\<测区名>.blk) ·测区目录说明: 某测区用户目录(在创建一个新Block时,系统以用户所给的测区名自动产生该测区 目录),存放该测区所有参数文件及中间结果、成果等。

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数字摄影测量与遥感图像处理 Images目录:影像目录,存放VirtuoZo 影像文件、影像参数文件、内定向文件、影 像外方位元素文件。 模型目录:系统以所给的模型目录名自动建立 ( 如 37_38 目录 ) ,存放该模型所有信 息。 Product目录:产品目录,存放当前模型所有已生成的产品及输出文件。 TMP目录:核线影像目录,存放当前单模型的核线影像文件。

1.2.4 系统启动
运行bin目录下的VirtuoZoNT.exe程序(或直接选择系统快捷图标),进入 VirtuoZoNT系统,屏幕显示本系统主界面,如图1.1 所示。

图1.1 系统主界面 界面上方是主菜单条,中央为用户区,下方一行显示测区名和模型名。

1.2.5 4d 产品制作流程

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数字摄影测量与遥感图像处理 根据 VirtuoZo 制作 4d 产品的基本工作流程如下:

实习二 数据准备

§ 2.1

目的与要求

·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。 ·完成原始数字影像格式的转换。

§ 2.2

实习提示

·原始数字影像即是数字摄影测量所用的原始资料,有数字影像(如卫星影像)和数 字化影像(如用模拟的航片经扫描而获得的影像)影像的数据格式有多种(一般常

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数字摄影测量与遥感图像处理 用的有 tif 格式等)。这些影像格式 VirtuoZo NT 系统不能直接引用,必须转换为 VirtuoZo NT 所认识的 vz 格式。 ·参数文件的设置与基本数据的录入一定要正确,否则将无法进行后继的处理,或者 将出现错误。 ·创建测区(block)即是为将要进行测量的区域创建一个工作区目录。一个测区一般由 多个相邻的模型所组成。

§ 2.3
一、 资料分析

实习步骤

·查看原始数字影像的分辨率、比例尺等。 ·查看相机检校参数,及其影像方位、框标的位置等。 ·查看地面控制点数据及其点位与分布。 二、创建新测区,设置测区参数文件。 三、相机参数文件的数据录入。 四、地面控制点文件的数据录入。 五、原始影像的数据格式转换。

§ 2.4

实习指导

下面以实习的实例具体说明其步骤与操作。

2.4.1 实习测区资料
实习的原始资料是某矿区,名为“hammer”测区,有两条航线,六张影像,可建四 个模型,具体如下: ·原始影像的分辨率:0.045mm;像片比例尺为 1:15000; ·全测区控制点分布(见hammerIndex主页) ·控制点数据(见hammerIndex主页) ·相机数据(见hammerIndex主页)

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数字摄影测量与遥感图像处理

2.4.2 创建一个测区
测区是待处理的航空影像所对应的地面范围(或区域)。 本次实习的测区名为【班级学号】,在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择设置?测区参 数项,屏幕显示 [打开或创建一个测区 ] 文件对话框,输入测区名即【班级学号】,进 入测区参数界面,如图 2.1 所示。现以测区名为‘hammertest’为例。

图 2.1 测区参数界面 测区参数输入操作方法如下: (1)测区目录和文件 ·主目录行:输入测区路径和测区名,即 d:\<班级学号>。本系统自动在 d 盘建立名 为【班级学号】文件夹。 ·控制点文件行:输入控制点文件名,即 d:\ <班级学号>\hammer.grd ·加密点文件行:输入与上行相同,即 d:\ <班级学号>\hammer. grd ·相机检校文件行:输入 d:\ <班级学号>\Rc30<学号后两位>.cmr 注意:若以上文件已存在,可单击右边的文件查找按钮,查找当前文件。 (2)基本参数 ·摄影比例分母:输入‘15000’; ·航带数:输入‘2’; ·影像类型:选择‘摄影测量’;

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数字摄影测量与遥感图像处理 ·成图比例尺:10000 (3)缺省测区参数 ·DEM 间隔:10m ·等高线间距:5m ·分辨率(DPI):254(即正射影像的输出分辨率) (4)选择【保存】按钮,将测区参数存盘。其参数文件存放在【班级学号】文件夹中。

2.4.3 录入相机参数
相机检校数据用以做内定向计算。在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择设置?相机参数 项,屏幕弹出相机参数界面,如图 2.2 所示(注意:若新建时,界面中无参数,请输 入)。 相机检校文件名是在测区参数中生成的,即‘RC30<学号后两位>.cmr’。

图 2.2 相机检校参数界面 6, -110.001 7, -0.004 8, 109.997 0.002 110.004 0.0000

本次实习的相机数据为:(见 hammerIndex 主页) 由上已知资料的相机数据,在输入处双击鼠标左键,将相机数据对应填写到本界面 中,如图 2.2 所示。选择【确定】按钮,将参数存盘。

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数字摄影测量与遥感图像处理

2.4.4 录入控制点数据
控制点参数用以绝对定向计算。在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择设置?地面控制点 项,屏幕显示当前控制点文件,如图 2.4 所示(注意:若新建时,界面中无参数,请输 入)。 控制点文件名是在测区参数中生成的,即 ‘hammer.grd’。

图 2.4 控制点文件界面 控制点数据(见 hammerIndex 主页) 由上已知资料控制点数据,在输入处双击鼠标左键,将控制点数据依次填写到本界 中,如图 2.4 所示。选择【确定】按钮,将控制点参数存盘。

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数字摄影测量与遥感图像处理

2.4.5 原始影像的数据格式转换
本次实习所采用的原始资料是由航片经扫描而获得的数字化影像,为 tif 格式,要转 换为 vz 的格式。在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择文件?引入?影像文件项,屏幕显示输 入影像对话窗(图 2.5)。

图 2.5 输入影像对话窗 界面参数输入说明:
? ? ?

像素大小:指定影像的像素大小,输入 0.0045mm。 相机文件:系统默认值与测区参数中设定的值相同。 旋转相机:输入‘否’。

(1)增加:添加待转换的文件,在 4d 实习数据/ Hammer/ Images-tif 目录中选择‘01155_50mic.tif 等 6 个文件’添加到当前界面中如图 2.6。

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数字摄影测量与遥感图像处理 图 2.6 (2)选项:设置影像转换参数。 选中要转换的文件,单击选项按钮(若只需要修改单个文件的转换参数,可直接 在文件列表中双击该文件),可进入转换选项对话框来修改输出文件的属性。 第一条航带相机不旋转,选中列表中第一条航带的 3 个文件,单击选项按钮,单 击输出路径按钮,选择将选中的所有文件都输出到当前文件的输出路径上,如图 2.7 所示。 图

图 2.7 第二条航带相机旋转,选中列表中第二条航带的 3 个文件,单击选项按钮,输出 文件的属性修改后如图 2.8 所示。

图 2.8

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数字摄影测量与遥感图像处理 最后检查所有文件输出路径一定要在你测区的 Images 目录中。输入影像转换窗参数 完成后如图 2.9 所示。

图 2.9 处理:开始影像格式转换。系统将依次转换列表中的所有文件,并自动生成相应的影像参 数文件“<影像名>.spt”。该文件记录了影像的高、宽、扫描像素大小及相机文件名等信 息,次内容单击设置菜单项,系统弹出下拉菜单,单击影像参数项,可查看次信息。转后 的*.vz 文件存放在你测区目录下的 images 分目录中。 退出:退出输入影像对话框。

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数字摄影测量与遥感图像处理

实习三 制作数字高程模型(DEM)

数据准备完成后,就可进行 DEM 制作。DEM 制作基本流程如下:

数据准备

生成 DEM

§ 3.1

模型定向与核线影像生成

3.1.1 目的与要求
·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。

3.1.2 基本知识
·模型定向分为内定向、相对定向、绝对定向,解算其定向参数:

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数字摄影测量与遥感图像处理 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。 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。 绝对定向:人工在左(或右)影像上定位控制点,最小二乘匹配同名点,计算绝 对定向参数。 ·生成核线影像即是形成按核线方向排列的立体影像:同名核线影像灰度重排,形 成核线影像。

3.1.3 实习指导
一个测区是由多个模型组成,模型定向要逐个进行。每个模型定向的作业流程为: 创建新模型->内定向->相对定向->绝对定向。下面以实习的实例《1157-1156 模型》,叙 述其整个过程。每个过程按例 1、例 2、例 3、例 4 的形式具体说明其步骤与操作。首先 看看下面的作业流程图: 创建新模型 内定向 相对定向 绝对定向 存盘退出 一、创建新模型 新模型是指尚未在当前测区建立目录的模型,作业要从创建模型开始。在当前测区 ‘shixi.blk’下,创建《1157-1156 模型》。 在系统主菜单中,选择文件→打开模型项,屏幕显示[打开或创建一个模型] 文件对 话框,输入当前模型名即‘1157-1156’,进入模型参数界面,如图 3.1 所示。 核线影像的生成

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数字摄影测量与遥感图像处理

图 3.1-1 模型参数界面 其中模型目录、临时文件目录、产品目录均由程序自动产生,同学只需在左影像、 右影像栏分别引入左影像名及右影像名。影像匹配窗口和间距一般相同(其参数为奇 数,最小值为 5)。模型参数填写好后,选择保存按钮即可。 二、模型内定向 【例 1】对某个测区的某个新模型进行内定向。 ?作业步骤? 对于一个单模型,内定向的步骤如下: ·进入某测区,选择该测区内需要定向的某个模型; ·建立框标模板(若模板已建立,则进入左影像的内定向); ·左影像内定向; ·右影像内定向; ·退出内定向程序模块。 ?操作说明? 建立框标模板:
第一步

当模型打开后,在系统主菜单中,选择处理→定向→内定向项,程序 读入左影像数据后,屏幕显示建立框标模板界面,如图 3.2-1 所示。

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数字摄影测量与遥感图像处理

图3.1-2 框标模板界面 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红色的小框围住,框标近似定位成 功。 若小红框没有围住框标,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,使小红框围住框标。依次将每个小红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。

下一步

左影像内定向: 框标模板建立完成后,进入内定向界面,如图3.1-3所示。

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数字摄影测量与遥感图像处理

图 3.1-3 内定向界面 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。 ?注意????调整中应参看界面右上方的误差显示,当达到精度要求后,选择保存退出按钮。

右影像内定向:
下一步

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数字摄影测量与遥感图像处理 左影像内定向完成后,程序读入右影像数据,对右影像进行内定向。具体操作同上。 至此一个新模型的内定向完成。程序返回系统主界面。紧接着可进行模型的相对定 向。 三、模型相对定向 模型的相对定向主要通过找同名点,来确定两张影像之间的关系。模型的相对定 向、绝对定向和生成核线影像都可以在相对定向界面下完成 【例 2】 模型的相对定向。 ?作业步骤?? ·进入相对定向界面; ·自动相对定向; ·检查与调整; ?操作说明? 进入相对定向界面:
第一步

在系统主菜单中,选择处理→定向→相对定向项,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,如图 3.2-1 所示。

图 3.1-4 相对定向界面
下一步

自动相对定向:

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数字摄影测量与遥感图像处理 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)。

下一步

检查与调整: 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)。 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。 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。 ?注意???调整中应参看定向结果窗中的误差显示,以保证精度要求。当达到精度要求后, 单击鼠标左键弹出菜单,选择保存,则相对定向完成。 四、模型绝对定向 【例 3】 普通方式的模型绝对定向。 提示:普通方式是指控制点的量测在相对定向界面下进行。 ?作业步骤? ·量测控制点 ·绝对定向计算 ·检查与调整 ?操作说明?
第一步

量测控制点: 在相对定向的界面下,按照控制点的真实地面位置(参见

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数字摄影测量与遥感图像处理 《control_point_image 目录》中的图片点位),在影像上逐个量测。其量测方法一般采 用半自动量测,分述如下: 半自动量测: 1) 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。 2) 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(如图 )。 3) 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。 4) 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后(三个控制点不能位于一条线上),可进行 控制点预测:即单击鼠标右键弹出菜单,选择预测控制点。随即影像上显示出几个 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。

下一步

绝对定向计算: 控制点量测完后,单击鼠标右键弹出菜单,选择绝对定向→普通方式,随

即在定向结果窗中显示绝对定向的中误差及每个控制点的定向误差。另弹出控制点 微调窗(如图图 3.3-1),窗中显示当前控制点的坐标,且设置了立体下的微调按 钮。

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数字摄影测量与遥感图像处理

图 3.1-5 绝对定向界面

下一步

检查与调整: 根据误差显示可知绝对定向的精度如何,若某控制点误差过大,则可进行

微调。 其微调方法与步骤如下: 1) 在定向结果窗中对某控制点误差行单击鼠标左键,选中该点,弹出该控制点的微 调窗。 2) 立体影像微调 ?注意??在操作中随时参看定向结果窗中的误差变化,以确保控制点位和计算精 度要求。 3) 选中另一个需调整的点,进行微调。 4) 所需调整的点均完成后,选择控制点微调窗中的确定按钮,程序返回相对定向界 面。 至此,绝对定向完成。

五、生成核线影像

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数字摄影测量与遥感图像处理 【例 4】?按非水平核线的方式生成核线影像。 提示: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 Y 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。 ?作业步骤? ·定义作业区; ·生成核线影像; ·退出; ?操作说明?
第一步

定义作业区: 在相对定向界面,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,选择定义作业区,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。 如果在弹出的菜单中,选择自动定义最大作业区,程序将自动定义一个最大作业 区。
下一步

生成核线影像: 单击鼠标右键弹出菜单,选择生成核线影像→非水平核线,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。
下一步

退出: 单击鼠标右键弹出菜单,选择保存,然后再弹出菜单,选择退出,然后回答

界面上的提示,程序退出相对定向的界面,回到系统主界面。 以上的四个例子叙述了一个模型的定向与核线影像生成的最基本的作业与操作。 至此,该模型的内定向、相对定向、绝对定向及核线影像生成均已完成。同样,接 着可以建立第二个、第三个····第 n 个模型。当每个模型的核线影像生成后,则进 行影像匹配计算(见下章节)。

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数字摄影测量与遥感图像处理

§ 3.2

影像匹配及匹配后的编辑

3.2.1 目的与要求
·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。

3.2.2 实习提示
·影像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。 ·匹配窗口及间隔在模型参数中设置(参见实习三内容)。窗口设置的大,则数据量 小,但损失地形细貌;窗口设置的小,则数据量大,但能较好表示地貌。因此对平 坦地区,窗口可设置大些。 ·匹配后的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。 ·一般需要编辑的情况有以下几种: (1)由于影像中常有大片纹理不清淅的影像,如河流、沙漠、雪山等地方 出现大片匹配不好的点,则需要进行编辑。 (2)由于影像的不连续、被遮盖及阴影等原因,使得匹配点没切准地面,则 需要进行编辑。 (3)城市的人工建筑物、山区的树林等,使得匹配点不是地面上的点,而是 物体表面上的点,则 需要进行编辑。 (4)大面积平地、沟渠及比较破碎的地貌需要进行编辑。

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数字摄影测量与遥感图像处理

3.2.3 实习指导
以下将主要说明匹配编辑的操作方法。 一、自动影像匹配 在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择菜单处理→影像匹配项,出现影像匹配计算的进程 显示窗口,自动进行影像匹配。 二、匹配结果的编辑(编辑的过程如图 3.2-1 所示)。 调用匹配编辑模块

显示检查匹配结果

调用编辑主菜单调整其参数 选择编辑范围

对匹配不好点进行编辑

保存编辑结果 存盘退出 主要编辑过程: (1)进入编辑界面
图 3.2-1 编辑作业基本流程图

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数字摄影测量与遥感图像处理 在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择菜单处理→匹配结果编辑项,进入匹配结果编辑界 面,如图 3.2-2 所示。屏幕显示立体影像。 3.2编辑功能窗

2 匹 配编 辑界 面 (立 体显 示)

匹配 编辑 全局视图窗 界面 窗 被划 分为三个窗口: ·全局视图:显示左核线影像全貌。 ·作业编辑放大窗。 ·编辑功能窗:显示各编辑功能键。 (2)选择显示方式检查匹配结果 将光标移至编辑功能键窗口选择相应的显示按钮,通过下列各按钮来检查立体影像 的匹配结果。 ?选择影像按钮为开状态,打开立体影像。 ?选择等直线按钮为开状态,打开等视差曲线,检查不可靠的线。 ?选择匹配点按钮为开,即打开格网匹配点,其中绿点为好、黄点为较好、红点为 差点。 ?在全局视图窗,将光标移到黄色框上,按住鼠标左键,拖动黄色框至要显示的区 域。

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数字摄影测量与遥感图像处理 (3)调用编辑主菜单调整其参数 当显示比例、视差曲线间距等参数需要调整时,调用编辑主菜单调整其参数。在 ‘作业编辑放大窗’,单击鼠标右键,屏幕弹出编辑主菜单。

? 选择缩放比例行,调整编辑窗口影像显示的比例。
? 选择匹配点设置行,调整匹配点显示的大小和颜色。 ? 选择等高线设置行,调整等视差线的显示颜色和间距 等。

可经常在主菜单中选择高程模式关闭开关,通过来回切换检查匹配结果。 ?高程模式关闭(无‘?’)时,屏幕左上方显示当前光标点的 xyz 坐标; ?高程模式关闭(有‘?’)时,屏幕左上方显示当前光标点的视差值; (4)编辑范围的选择 方法一:选择矩形区域 光标移至‘作业编辑放大窗’内,按住鼠标左键拖动出一个矩形区域,松开左键即 矩形区域中的点变成白色点,即当前区域被选中。 方法二:选择多边形区域 ?在‘作业编辑放大窗’,按鼠标右键弹出编辑主菜单,选择菜单开始定义作业目 标 项。 ?再用鼠标左键逐个点出多边形节点(圈出所要编辑或处理的区域)。 ?在编辑主菜单,选择结束定义作业目标项,闭合多边形区域,区域中匹配点变成 白色,即当前区域被选中。 注意:当你的区域超出‘作业编辑放大窗’时,将光标至显示小窗口,移动黄色矩 形,继续选择你所需要的区域,直至沿着要选择的区域边界选中所有的多 边形节点,再闭合多边形。

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数字摄影测量与遥感图像处理 (5)对选中区域编辑运算 ? 平滑算法 ?选择编辑区域后,选择平滑档次(轻、中、重); ?再单击平滑算法按钮,即对当前编辑区域进行平滑运算。 ? 拟合算法 ?选择编辑区域后,选择表面类型(曲面、平面); ?再单击拟合算法按钮,即对当前编辑区域进行拟合运算。 ? 匹配点内插 ?选择编辑区域后,选择上/下或左/右项; ?单击匹配点内插项,被选区域边缘高程值对内部的点进行上下或左右插值运 算。 ? 量测点内插 选择多边形区域,单击量测点内插项,被量测的区域边缘高程值对内部的点进 行插值运算。 三、编辑用法举例 ·对河流编辑 因影像中的河流纹理不清淅,常有很多错误的匹配点,用多边形方法沿着河边边缘 量测出一个区域(量测时测标一定要切准),选择量测内查插算法按钮,再选择平滑算 法(重度)。 ·对闭合水面编辑:在编辑主菜单,选择高程模式关闭时,屏幕左上方显示当前光标点 为 xyz 坐标。在水崖线处移动光标,可水面四周的高程,寻找一合理高程值,选择定值 平面按钮,在屏幕提示框输入已知水平面高程值,确认后即可按该高程值拟合为水平 面。 ·房屋和建筑物 等高线常常象小山包一样覆盖在建筑物上,圈出这个区域,可用两种方法对其进行 编辑: a)采用平面拟合算法(平面)消除它; b)先采用插值算法,再用平滑算法即可。

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数字摄影测量与遥感图像处理 ·单独的树或一小族树 由于匹配点在树表面上,不在地面上,使树表面覆盖了等高线看上去象一个小山 包。用选择矩形区域的方法,圈出这个区域,用平滑方式或平面拟合方式处理,将其 “小山包”消除掉。 四、编辑结果及应用 在立体编辑工作完成后,一定要注意保存编辑结果再退出编辑程序,或在退出时要 保存。这时系统自动覆盖原<模型名>.plf 文件,其结果用于建立 DEM。

§ 3.3

生成单模型的 DEM

3.3.1 目的与要求
·掌握 DEM 格网间隔的正确设置,生成单模型的 DEM。 ·通过 DEM 透视图的显示,检查是否有粗差。

3.3.2 实习提示
·DEM 的建立是根据影像匹配的视差数据、定向元素及用于建立 DEM 的参数等,将匹配 后的视差格网投影于地面坐标系,生成不规则的格网。然后,进行插值等计算处 理,建立规则(矩形)格网的数字高程模型(即 DEM)。其过程是全自动化的。 ·DEM 格网间隔设置在 DEM 参数窗中进行。在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择 设置?DEM 参数项, 进入 DEM 参数对话窗。

3.3.2 实习指导
下面具体说明其操作过程。 一、生成数字高程模型DEM

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数字摄影测量与遥感图像处理 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。 产生的结果文件为: <立体像对名>.dtm — 各匹配点的地面坐标文件; <立体像对名>.dem — 矩形格网点的坐标文件; 结果文件***.dem存放于〈测区目录名〉/〈立体模型目录名〉/Product(产品) /……中。 二、显示单模型DEM (检查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(图3.3-1)。

图3.3-1 透视显示界面 将光标置于影像中,按住鼠标左键移动鼠标可对当前图像作旋转,纵向移动绕X轴旋 转,横向移动绕Y轴旋转。

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数字摄影测量与遥感图像处理 将光标置于影像中,按住鼠标右键移动鼠标可对当前图像推远或拉近,纵向向上移 动推远图像,纵向向下移动拉近图像,横向移动绕Z轴旋转图像。 通过缩放,旋转等显示功能,从不同角度观看地面立体模型。还可选择菜单设置中 的各项,来加强对 DEM 的显示,观察地面立体模型是否与真实地形相符(如河流、DEM 边 缘等)。 三、DEM 修正 通过 DEM 的透视显示,可检查出 DEM 是否存在粗差。例如,水面凸凹不平,模型边 缘有深坑或尖峰等等。如有粗差应进行修正,可重新进入影像匹配后的编辑模块对有粗 差的区域编辑后,再生成 DEM。

§ 3.4

多模型的 DEM 拼接

3.4.1 目的与要求
·掌握拼接区域的选定及确定拼接产品的路径。 ·掌握 DEM 拼接及分析拼接精度。

3.4.2 实习提示
·一幅完整的图幅或一个测区,一般都是由多个相邻模型或影像组成,必须将多个单 模型拼接起来,才是一幅完整的产品。 ·拼接与镶嵌应具备以下条件: (1)有多个相邻的Model(模型)及其影像,且必须互相有重叠。 (2)建立全区域每个模型的DEM,才能对它们进行拼接。 (3)DEM 拼接后,才能进行正射影像的镶嵌。

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数字摄影测量与遥感图像处理

3.4.3 实习指导
下面具体说明其操作过程。 一、设置多模型拼接区域及参数 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, 如图 3.4-1 所示。

图3.4-1 拼接与镶嵌参数设置对话框 该对话框即用于拼接镶嵌范围的选择,也用于镶嵌项目的选择。 对话框参数填写方法如下: (1)建立拼接镶嵌产品名及确定产品目录 在进行拼接的多模型行,用户输入当前拼接镶嵌产品名。若当前拼接镶嵌产品已存 在,则自动覆盖;否则生成新的拼接镶嵌产品。 在产品目录行,用户选定或输入拼接镶嵌产品目录,以存放拼接镶嵌后所生成的产 品文件。若所输入的目录不存在,则系统自动建立这一新目录。

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数字摄影测量与遥感图像处理 (2)选择镶嵌区域 方框为拼接镶嵌范围选择区:红色的方框为当前测区下已处理过的单模型DEM。蓝色 虚线组成的区域为用户选择的拼接镶嵌范围。 选择区域方法有两种: 方法一:无人工编辑(鼠标拉动范围) 用鼠标左键对准欲选区域任一角点,然后按住鼠标左键并拖动到对角线上另一点, 松开鼠标,即确定了新的拼接镶嵌范围,以蓝色虚线显示。 方法二:允许人工编辑(输入范围) 首先打开右边的允许人工编辑按钮(?即为选中状态)。此时被选区域打开,在编辑 框中输入确定的X、Y值。 在起始点 行,输入区域的起点大地坐标; 在终止点 行,输入区域的终点大地坐标。 输入完成后,点击 应用 按钮,则所输入的值自动反映到左上方的选择区中显示出蓝 色虚框。 (3)‘拼接选项’的选择 对话框右上方‘拼接选项’框,有四个选项:正射影像、等高线、正射影像与等高 线的叠合、重新生成正射影像。由鼠标左键单击‘?’,选中项为‘ ? ’。用户可选择是 否作正射影像、等高线、正射影像与等高线的叠合影像的镶嵌以及镶嵌之前是否重新生 成正射影像等。 (4)确认对话框内容 单击确定按钮,则系统接受用户所有输入参数并退出对话框。此后,可进行下面的 DEM拼接工作。 二、DEM拼接及误差检查 在系统主菜单中,选择镶嵌→DEM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,如 图3.4-2所示。

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数字摄影测量与遥感图像处理

图3.4-2 DEM拼接精度 如图3.4-2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。 其中各项显示数字含义说明如下: RMS: 拼接中误差 Limited RMS:输入拼接中误差限差,回车或选择ReCalculate后,系统按此限差重新进行误差 分布统计。 Total Points: █ █ █ █ < 1 X RMS: 拼接处的总点数 小于一倍中误差的点所占比率

1 X RMS--- 2 X RMS: 大于一倍中误差且小于二倍中误差的点所占比率 2 X RMS--- 3 X RMS: 大于二倍中误差且小于三倍中误差的点所占比率 > 3 X RMS: 大于三倍中误差的点所占比率

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数字摄影测量与遥感图像处理 弹击Quit按扭,退出,返回系统主菜单。 弹击Detail按扭,显示拼接误差的详情(包括每点的拼接误差)。 弹击ReCalculate按扭,按输入的拼接中误差限差重新进行误差分布统计计算。 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。

实验四 制作数字正射影像(DOM)

数字正射影像的制作是基于 DEM 的数据,采用反解法进行数字微分纠正而制作。其 过程也是全自动化的。DOM 制作基本流程如下:

数据准备

生成 DEM 生成 DOM 生成叠加影像

生成等高线

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数字摄影测量与遥感图像处理

§ 4.1

目的与要求

·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。 ·掌握等高线参数设置,生成等高线。 ·通过正射影像或叠加等高线影像的显示,检查是否有粗差。 ·掌握 DEM 拼接及自动正射影像镶嵌。

§ 4.2

实习提示

·数字正射影像的制作是基于DEM的数据,采用反解法进行数字纠正而制作。其过程 也是全自动的。 ·正射影像分辨率设置在正射影像参数窗中进行。在VirtuoZo NT主菜单中,选择设 置?正射影像参数项, 进入正射影像参数对话窗。 ·等高线参数设置在等高线参数窗中进行。在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择设置? 等高线参数项, 进入等高线参数对话窗。

§ 4.3

实习指导

下面具体说明其操作过程。

4.3.1 生成正射影像
当DEM建立后,可进行正射影像的制作。 在系统主菜单中,选择产品→生成正射影像项,自动制作当前模型的正射影像,屏 幕显示计算提示界面,计算完毕后,自动生成当前模型的正射影像。此为单影像处理方 式,即逐个模型进行。正射影像结果文件为: <立体模型名>.orl —左影像的正射影像文件 <立体模型名>.orr —右影像的正射影像文件 以上两种文件都存放于〈测区目录名〉/〈立体模型目录名〉/Product(产品) /……中。

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数字摄影测量与遥感图像处理

4.3.2 生成等高线并与正射影像叠加
当DEM建立后,可进行等高线的制作。 在系统主菜单中,选择产品→生成等高线项,屏幕显示计算提示界面,计算完毕 后,自动生成当前模型的等高线。 在系统主菜单中,选择产品→正射影像叠加等高线项,屏幕显示计算提示界面,计 算完毕后,自动制作当前模型的正射影像叠加等高线。 此为单影像处理方式,即逐个模型进行。结果文件为: <立体模型名>.cnt —等高线影像文件 <立体模型名>.cvf —等高线矢量文件 <立体模型名>.cor —正射影像叠加等高线文件 以上三种文件都存放于〈测区目录名〉/〈立体模型目录名〉/Product(产品) /……中。

4.3.3 显示正射影像(检查影像)
正射影像生成后,应显示其影像,检查正射影像是否正确或完整。在系统主菜单 中,选择显示→正射影像项,屏幕显示当前模型的正射影像。将光标移至影像中,按鼠 标右键弹出菜单,供选择不同的比例,可对影像进行缩放。 注意:显示正射影像时,可拉动上下左右滚动条,检查正射影像的每个部位的影像有无 变形。

4.3.4 正射影像的镶嵌
多模型DEM拼接后,才能在拼接区域内进行多张正射影像的镶嵌。 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, 设置镶嵌项目(参见§ 3.4章节内容)。 然后在系统主菜单中,选择菜单镶嵌→自动镶嵌项,系统自动进行影像镶嵌计算, 完成多个正射影像的拼接。

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数字摄影测量与遥感图像处理 镶嵌文件有: --拼接镶嵌参数(例:multi.dat,multi为镶嵌参数文件名) --数字高程模型拼接成果(例:multi.dem) --正射影像镶嵌成果(例:multi.orm) --等高线影像镶嵌成果(例:multi.cnt) --等高线矢量数据拼接成果(例:multi.cvf) --正射影像叠加等高线镶嵌成果(例:multi.orc)

4.3.5 显示测区正射影像

在系统主菜单中,选择菜单显示→显示影像?项,屏幕弹出显示影像界面,如图 4.3-1所示。

图4.3-1 显示影像界面

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数字摄影测量与遥感图像处理 在全图显示窗(左边的图框),按鼠标左键可拉一放大显示窗口,被放大的影象在 右边的图框中显示。 在放大显示窗,弹击鼠标右键可选择图框的放大比例。 对于每个模型的接边处应仔细检查,影象有无变形及扭曲等错误。

实验五 制作数字线划地图(DLG)

采用数字摄影测量的方法制作 DLG,其制作基本流程如下:

数据准备

立体测图
引入等高线矢量

生成 DLG

生成等高线 生成 DEM

§ 5.1 目的与要求
·掌握立体切准的基本专业技能 ·掌握地物数据采集与编辑的基本操作 ·掌握文字注记的方法

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数字摄影测量与遥感图像处理

§ 5.2 实习提示
·用数字摄影测量的方法制作 DLG,既是数字影像测图,是利用计算机代替解析测图 仪、用数字影像代替模拟相片、用数字光标代替光学光标,直接在计算机上进行解析 测图的作业方法。 ·本模块为交互式数字影像测图系统( IGS),主要用于地物量测。从立体影像或正 射影像上对目标进行数据采集及编辑,生成三维数字测图文件( ***.xyz),并按标 准的制图符号输出为矢量图。 ·等高线数据可由 DEM 自动生成后引入到测图文件中。 ·实习步骤:模型定向生成核线→进入测图界面→新建或打开测图文件→ 装入立体 模型→界面调整与功能设置→地物的测绘与编辑→文字注记

§ 5.3 实习指导
5.3.1 进入测图界面
在 VirtuoZo NT 系统主菜单中,选择数字测图→IGS 数字测图项,调用测图模块, 屏幕弹出测图界面。

5.3.2 新建或打开测图文件
·新建一个测图文件:选择 File→New Xyz File 项,屏幕弹出文件查找对话框,输入一 个新的 xyz 文件名,弹出测图参数对话框。在对话框中输入各项测图参数:成图比例尺 (分母);高程注记的小数位数;流数据压缩容限(单位:毫米);图廓坐标:Xtl、Ytl (左上角)、Xtr、Ytr(右上角)、Xbl、Ybl(左下角)、Xbr、Ybr(右下角)。选择 Save 按钮后,将创建一个新的测图文件。此时屏幕弹出矢量图形窗并显示其测图的图廓范 围。 ·打开一个测图文件:选择 File→Open 项,此时弹出文件查找对话框,选择一个已有 *.xyz 文件,打开后,屏幕显示当前的矢量图形文件。

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数字摄影测量与遥感图像处理

5.3.3 装入立体模型
当打开测图文件后,方可打开立体模型。在菜单栏中选择 File→Open 项,在文件查 找对话框中,选择一个模型***.mod(或*.set)文件,打开后,屏幕弹出影像窗显示立 体影像。

5.3.4 界面调整与功能设置
·激活当前工作窗 在测图界面内的影像窗或矢量图形窗内(最好在窗口顶上的标题条上)点击鼠标左 键,则该窗口被激活为当前工作窗(窗口顶上的标题条显示蓝色)。 ·影像与矢量图形缩放 ①工作窗均可在界面内通过拉伸、推缩及拖动改变窗口大小及位置。 ②工作窗中的影像或矢量图形可拉动本窗口的滚动条上下或左右移动。对于影像还可在 选择 按钮后,在影像窗中移动鼠标使窗中的立体影像移动。 、 、 、 、 进行放

③当前工作窗中的影像或矢量图形可由图标按钮 大或缩小等。 ·影像贴图与矢量图形的层控制 ①矢量贴图:按下

图标,可将测量的结果(矢量图形)显示在立体影像上,便于检查遗

漏和所测地物的精度。 ②层控制:在数字化测图中,同一种地物为一层,每一层都有一个属性码(或层号)。 所测的地物都被分层管理,层控制就是对地物分层管理的工具。 选择 图标(或选择菜单 Tools→Layer 项),可弹出层控制选择对话框 。选定某层

(由鼠标左键单击层控制选择对话框内左边地物显示窗中的某行地物,该行显示为蓝色 时则被选中),然后选择层操作按钮,则能对其进行层控制。层控制有以下五种: 层锁定:不能对选定层的已测地物进行编辑,但可显示、新增该类地物。 层冻结:不能对选定层作任何操作,既不能显示也不能编辑及新增该类地物。 层关闭:关闭或打开选定层图形的显示。

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数字摄影测量与遥感图像处理 设置层颜色:可设置选定层在影像上的贴图颜色,一次只能设定一层。 层删除:可删除一个或多个层的全部地物。 ·影像显示方式 ?左右影像分屏显示,由立体反光镜观测立体; ?立体显示双影像:通过硬件的支持,左右影像交替显示,戴上相应的立体眼镜,可 以进行立体观测。 激活影像窗后,选择菜单 Mode→Disp Stereo 项,两种显示方式可相互切换。 ·测标调整 测标有左右两个,分别显示于左右影像上。在数据采集时,通过调整测 标可测得地面高程。测标调整的方式: ?自动调整:选择功能工具条中的 标可随地面起伏自动调整。 ?人工调整:在影像窗中,按住鼠标中键左右移动;或按住键盘上的 Shift 键,左右移 动鼠标;还可用键盘的 PageUp 和 PageDown 两键微调,都可调整测标使之切于立体模型 的表面。若用手轮脚盘,可转动脚盘调整测标。 ·鼠标功能 鼠标左键:在测量中鼠标左键用于定位的确定。单击左键即记录了某点的坐标数据。 鼠标中键:在测量中鼠标中键用于调整测标的高程(或称测标视差)。 鼠标右键:在测量状态中,鼠标右键用于结束当前的操作。在无测量状态下,鼠标右键用 于测量和编辑两种状态的切换。在编辑状态下,鼠标右键用于弹出编辑菜 单。 图标,此时根据模型的 DEM 自动解算高程,则测

5.3.5 地物的测绘
地物量测的基本步骤: 输入地物属性码→进入量测状态→根据需要选择线型或辅助测图功能→对地物进行量测 ·输入地物属性码 每种地物都有各自标准的测图符号,而每种测图符号都对应一个地物属性码,数字 化地物时首先要输入将要测地物的属性码。

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数字摄影测量与遥感图像处理 方法一:直接输入。当你熟记了属性码,可在状态条的属性码显示框中输入当前码(见下 图)。

工具提示信息

当前测标的大地坐标

属性码 设置吻合

锁定高程

方法二:选择图标。按下
显示类别名称→ 页码选择按钮→ 测图符号图标按钮→

图标按钮,将弹出地物属性码选择框(见下图)。

←向前翻页按钮

←向后翻页按钮

·进入量测状态 按下

←显示选中符号的名称、属性码

图标按钮;或单击鼠标右键可将编辑状态切换到量测状态。

·选择线型和辅助测图功能 ①线型的选择 VirtuoZo NT 测图把数据表示的形状分为如下七种类型并统称为线型,在地物线型工 具条中有这七种类型的图标,说明如下: 点:用于点状地物,既只需单点定位的地物。只记录一个点。 折线:用于折线状地物,如:多边形、矩形状地物等。记录多个节点 曲线:用于曲线状地物,如:道路等。记录多个节点 圆:用于圆形状地物。记录三个点。 圆弧:用于圆弧状地物。记录三个点。 隐藏线:只记录数据不显示图形,用于斜坡的坡角线等。 同步线:用于小路、河流等曲线状地物,可加快测量速度。流数据模式记录。 ②辅助测图功能的选择

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数字摄影测量与遥感图像处理 自动闭合:对于需要闭合的地物,选择自动闭合功能,可将起点与终点自动连 线。 直角化与自动补点:对于房屋等直角的地物,选择直角化功能,可对所测点的平 面坐标按直角化条件进行平差,得到标准的直角图形;自动补点,对于满足直角化条件 的地物,最后一点不测,而由软件按平行条件进行自动增补。 高程注记:对高程碎布点,自动注记其高程。 ·基本量测方法 地物量测一般在影像窗中进行,通过立体眼镜(或立体反光镜)对需量测的地物进 行观测,用鼠标或手轮脚盘移动影像并调整测标,立体切准某点后,按鼠标左键或踩左 脚踏开关记录当前点,按鼠标右键或右脚踏开关结束量测。在量测过程中,可随时修改 线型或辅助测图功能,随时取消当前的测图命令等。 ·不同线型的量测

单点:按鼠标的左键(或踩左脚踏开关)记录单点。

单线:
?折线:单击鼠标左键记录所有节点,单击鼠标右键结束。对于线段一侧有短齿线等 附加线划时,应注意量测方向,一般附加线划绘于量测方向的左侧。

?曲线:单击鼠标左键记录所有曲率变化点,单击鼠标右键结束。 ?同步线:单击鼠标左键或左脚踏开关记录起点,由手轮、脚盘跟踪地物量测,最后 用右脚踏开关记录终点。

平行线:对于具有规则宽度的地物(如公路等)需要量测地物的平行宽度,先量测完地
物一侧的基线(单线量测),然后在另一侧量测一点(单点量测),即可确定平行线宽

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数字摄影测量与遥感图像处理 度,系统自动绘出平行线。 底线:对于有底线的地物(如斜坡等)需要量测底线来确定地物的范围。先量测完基 线,然后量测底线(一般测于基线量测方向的左侧)。在测底线前可选隐藏线型进行量 测,底线将不绘出。

圆: 在圆周上量测三个单点,用鼠标的右键结束。

圆弧:按顺序量测圆弧的起点、圆弧上的一点和圆弧的终点,用鼠标右键结束。
·测图命令的中断:在量测地物的过程中,可以按 ESC 键中断正在进行的量测。 ·点的回退:在量测地物的过程中,如测错了点,可以按键盘上的←键,回退到前一 点。

5.3.6 地物的编辑
地物编辑的基本步骤: 进入编辑状态→选择将要编辑的某个地物及某个点→选择所需的编辑命令→进行具 体的修测修改等 ·进入编辑状态 可用两种方式进入编辑状态:按下 可将量测状态切换到编辑状态。 ·选择地物及某个点(PICK 功能) ①选择一个地物:把光标对准要选择的地物,单击鼠标左键即选中地物,地物被选中 后,该地物图形上的所有节点将显示兰色标识框。 ②选择一个点:在被选中地物上,对某个兰色标识框单击鼠标左键,则该点被选中,该 点上原来的兰色标识框变为红色标识框。 · 编辑命令的使用 ①当前地物的编辑:选用编辑工具条上的图标对当前地物进行编辑。 图标按钮,即可进入编辑状态。单击鼠标右键

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数字摄影测量与遥感图像处理 移动地物:拖动当前地物移动至某处后,再单击鼠标左键,则当前地物被移动。 删除地物:当前地物被删除。 打断地物:鼠标左键点击断开处,则当前地物在某一点断开为两个地物。 地物反向:反转当前地物的方向。主要用于陡坎、土堆等。 地物闭合:当前地物未闭合则闭合,当前地物闭合则断开。 地物直角化:当前地物的相邻边修正为相互垂直。 房檐修正:选择修正边,输入修正值,修正当前房檐。 改变属性码:将当前属性码改为新的属性码,地物属性码与图形都随之改变。 ②当前点的编辑:选择弹出式菜单执行,也可由快捷方式执行。 在当前地物的某点上,单击鼠标右键,弹出菜单(如下图),可移动或删除当前点。 移动当前点:拖动测标移至某位置后,单击鼠标左键,则当前点被移 动。

删除当前点:选择此菜单后,则当前点被删除。

退出菜单。 在当前地物的两点之间,单击鼠标右键,弹出菜单(如下图所示),可在当前点与后 一点间插入一点;可改变当前点与后一点的连接码。

插入一点:拖动测标移至某位置后,单击鼠标左键,则插入一点。 改变连接码:在弹出的线型工具条上选择某项,改变当前点与后一点的连接 形式。

③编辑恢复(Undo)功能:选择

图标或快捷键 Ctrl+Z,可恢复编辑前的状态。

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数字摄影测量与遥感图像处理

5.3.7 文字注记
文字注记的基本步骤:进入注记状态→输入注记的参数→注记定位 ·进入注记状态 选择菜单 View→Text dialog 项或按下主工具条上的 ·注记的参数 ①注记的字符串:包括汉字、英文及数字等。输入汉字时由 Ctrl+空格 键切换。 ②注记的字高:字的大小,以毫米为单位。 ③注记的角度:注记与正北方向的角度,以度为单位。 ④注记的颜色:为 VGA 的 16 种颜色之一 ⑤注记的分布方式:给于注记控制点(定位点)的不同分布,可以确定注记的分布方式。 图标进入注记状态 。

单点方式(Point):单点方式只要一个控制点和一个角度。注记沿给定的方向分布。 布点方式(Points):每一个字符需要一个控制点,字头朝向只能是正北。 直线方式(Line):需要两个控制点,注记沿直线的方向分布,字间的距离由两点的长
度来计算。每个字的朝向根据直线的角度来确定。

任意线方式(Curve):任意线方式是利用若干个控制点来确定一个样条,注记沿样条分
布。每个字的朝向都需要根据该字在样条上的位置的切线来确定。 ⑥字头的朝向方式:字头朝北(North):字头朝正北方向;字头平行(Paralle):字头与定 位线平行;字头垂直(Perpenticular):字头与定位线垂直。 ⑦字体的变形:对于河流、山脉等的注记,经常用到左斜(Left Slant)、右斜(Right Slant)、 左耸(Left Shrug)、右耸(Right Shrug) 等字体的变形样式。 ·注记参数的输入 在参数对话框中,输入或选择相应的参数。 ·注记定位 输入注记的字符串及参数后,在影像或图形工作窗内单击鼠标左键,则当前注记在 该处定位并显示。 ·注记的编辑 注记的编辑要在编辑状态下,选择将要编辑的注记后,才能进行: ①注记参数的修改:在弹出的注记参数对话框中修改注记参数,即可修改当前注记。

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数字摄影测量与遥感图像处理 ②注记控制点的编辑:注记控制点(定位点)串可用常规的插入、删除、重测等编辑命令 对定位点进行任意修改。

实习六 4D 产品成果分析

实习成果完成后,要对其进行分析、总结,这是一项重要的实习内容。

§ 6.1

目的与要求

·通过对实习成果的分析,了解数字产品的基本质量要求。 ·总结实习中出现的问题以及实习成果的不足之处,并能分析其原因。

§ 6.2

实习成果分析

实习成果的分析,可从以下几个方面进行: (1)原始资料分析。主要分析原始影像的清晰度、分辨率等对产品成果的影响。 (2)基本数据分析。主要分析基本参数设置与基本精度。首先,生成质量报告,再对其 进行分析。 ·生成质量报告:在 VirtuoZo NT 主菜单中,选择工具?质量报告项,再分别选择定 向、匹配、DEM 等项,既可生成质量报告。 ·基本参数的分析。主要分析匹配窗口、DEM 格网间隔的大小;正射影像的分辨率;成 图比例尺等参数设置是否正确或合理。它们对产品有何影响。 ·基本精度分析。主要分析单模型定向精度、DEM 的精度;多模型的拼接精度等是否达 到了所要求的精度。 (3)成果的图形图像分析。主要分析 DEM 与正射影像。 ·显示 DEM 透视图,观察是否有错误或变形,例如:有多余的尖峰、河流中凸凹不 平、多模型拼接处有裂缝或错位等。

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数字摄影测量与遥感图像处理 ·显示正射影像,观察是否有黑洞或变形,例如:有黑块或黑条、房屋和桥 梁扭 曲、多影像接边处有错位等。

§6.3

实习总结

通过以上的成果分析,总结本人在实习中的收获与存在的问题或不足, 找出问题的原因,并提出解决的方法与步骤。 思考题: (1)用数字摄影测量方法制作 4D 有哪些优势。 (2)框标影像不清晰,可用什么方法解决。 (3)绝对定向误差很大,可能有哪些原因,应怎样解决。 (4)显示 DEM 时,发现河流中凸凹不平或阶梯状,是何原因,应怎样解决。 (5)什么是正射影像,它与原始的航摄影像有何区别。 (6)正射影像上的房屋、桥梁扭曲变形,是什么原因,应怎样解决。 (7)多模型拼接误差过大,可能有哪些原因,应怎样解决。 (8)你觉得 VirtuiZoNT 系统有哪些优点,还有哪些不足之处。 (9)你对 4D 产品生产实习有哪些要求或建议。

最后 4 个成果图片要求如下:
DEM 透视图图片如下:

1-50

数字摄影测量与遥感图像处理

DOM 图片如下:

1-51

数字摄影测量与遥感图像处理

DRG 图片如下:

1-52

数字摄影测量与遥感图像处理

DLG 图片如下:

七 补充说明 4D 产品格式输出

此内容可不具体操作,但必须阅读了解。

§ 7.1

目的与要求

·理解数据格式输出的意义

1-53

数字摄影测量与遥感图像处理 ·了解 VirtuoZo NT 系统的数据格式输出的具体操作。

§ 7.2

实习提示

·VirtuoZo NT 系统生成的数字产品均为本系统的数据格式,必须将其转换为通用的数 据格式,才便于在输出设备上进行输出,以及其他软件系统的引用。 ·VirtuoZo NT 系统数据格式输出转换分为两类: (1)影像数据格式转换:VirtuoZo NT 系统的影像数据格式可与多种影像数据格式 互相转换。 (2)矢量数据文件转换:VirtuoZo NT 系统的矢量数据文件可转换成 txt、dxf 等数 据文件格式。

§ 7.3

实习指导

当系统产品数据生成后,可将它们输出为通用的格式。下面说明其主要操作过程。

7.3.1 DEM 输出
在系统主菜单中,选择产品?输出?DEMs?项,即弹出 DEM 到 DXF 或文本格式转换 的界面,如图 8.3-1 所示。缺省类型换成了 DEM TO DXF or ASCll。

1-54

数字摄影测量与遥感图像处理

图 7.3-1 DEM 格式转换界面 首先选择输出类型,再弹击 增加 按钮,选择当前要转换的文件,弹击 处理 按 钮,界面显示兰色滚动条表示正在执行。 双击输出路径文件‘157-158’,弹击转换选项对话框供改变其输出路径。

7.3.2 等高线输出
在系统主菜单中,选择产品?输出?等高线?项,即弹出等高线的转换界面,大家 可以注意到,缺省类型换成了 CONTOUR TO DXF。其用法同上。

7.3.3 影像输出
在系统主菜单中,选择产品 ? 输出 ? 影像?项,即弹出影像输出的界面,它可将 VirtuoZo NT 及 VirtuoZo NT 系统所产生的全部无格式或有格式影像转成通用的 TIFF, TGA,SUN RASTER,SGI(RGB),BMP 等影像格式。其界面的用法同上。

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