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VirtuoZo在城市测绘中的应用.doc

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VIRTUOZO 城市 测绘 中的 应用
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目 录1引言 ..................................................................................11.1 国内外主要的数字摄影测量系统 ....................................................11.2 两种国产的数字摄影测量系统简介 ..................................................11.3 全数字摄影测量系统 VirtuoZo NT 系统简介 .........................................12 VirtuoZo AAT概述 .....................................................................22.1 VirtuoZo AAT 系统 ...............................................................22.2 VirtuoZo AAT 的主要功能 .........................................................22.3 VirtuoZo AAT的工作流程 .........................................................23 VirtuoZo AAT在福清市航测测绘中的应用 .................................................33.1 关于福清市航测项目概述 ..........................................................33.1.1 测区概况 ..................................................................33.2 数据准备 ........................................................................43.2.1 建立测区并设置测区参数 ....................................................43.2.2 设定相机检校参数 ..........................................................73.2.3 创建外业控制点 ............................................................73.2.4 影像格式转换 ..............................................................83.2.5 建立测区影像列表 ..........................................................93.3 自动内定向 .....................................................................103.4 确定航线间的偏移量 .............................................................103.4.1 量测航线间偏移量 .........................................................103.4.2 添加航线间偏移量 .........................................................123.5 自动转点 .......................................................................123.5.1 自动提取连接点 ...........................................................123.5.2 自动转点中的异常处理 .....................................................133.5.3 自动挑点 .................................................................143.6 空三加密 .......................................................................153.6.1 连接点的编辑 .............................................................153.6.2 量测控制点 ...............................................................163.6.3 加密点的生成 .............................................................184 结论与展望 ...........................................................................18致谢语 .................................................................................19参考文献 ...............................................................................2011. 引言1.1国内外主要的数字摄影测量系统 【1】世界上现有的数字摄影测量工作站有很多。比如美国的海拉瓦系统,欧洲著名的 Inpho软件,武汉适普公司的 VirtuoZo NT软件,鹰图中国地理资讯系统公司的 Intergraph软件和中国的四维测绘技术公司 JX-4软件等。这些软件的出现标志着摄影测量技术发展的新阶段,具有巨大的商业和产业化的应用前景。1.2两种国产的数字摄影测量系统简介 【2】1.2.1 VirtuoZo NTVirtuoZo NT是原武汉测绘科技大学研制的数字摄影测量系统VirtuoZo工作站版本在微机上的移植版,其功能目前与VirtuoZo工作站版本基本相同,作业流程也与VirtuoZo工作站版本基本相同。从工作站版本通过网络传送到微机上的数据,VirtuoZo NT 能从任何一步开始,继续进行后续处理,也可以再微机上完成全过程作业。能用于1:5万、1:1万、1:1000、1:500 等各种比例尺的数字测图与GIS数据采集。1.2.2 JX-4A(DPW)JX-4A(DPW)是中国测绘科学研究院研制的数字摄影测量系统,它由一台奔腾PRO-200或奔腾Ⅱ-266以上微机和两台显示器以及相应的数字摄影测量软件组成。1.3全数字摄影测量系统 VirtuoZo NT 系统简介 【3】VirtuoZo全数字摄影测量系统是一个功能齐全、高度自动化的现代摄影测量系统,能完成从自动空中三角测量(AAT)到测绘各种比例尺数字线画地图(DLG) 、数字高程模型(DEM) 、数字正射影像图(DOM)和数字栅格地图(DRG)的生产。VirtuoZo NT 采用最先进的快速匹配算法确定同名点,匹配速度高达500~1000点/s,可处理航空影像、SPOT 影像、IKONOS 影像和近景影像。VirtuoZo NT 系统具有自动化性能与工作站版本相同,地物数字化功能与解析测图仪相当和成本低的特点,不但能制造各种比例尺的测绘产品,也是三维景观、城市建模和 GIS空间数据采集等最强有力的操作平台。VirtuoZo全数字摄影测量系统改变了我国传统的测绘模式,提高了生产效率,在国民经济建设各部门得到了广泛的应用。VirtuoZo NT工作流程总图 【2】 :图 1-1 VirtuoZo NT 工作流程总图22. VirtuoZo AAT概述2.1 VirtuoZo AAT 系统空中三角测量 VirtuoZo AATM是摄影测量生产中的关键步骤,它利用少量的地面控制点来计算一个测区中所有影像的外方元素和所有加密点的地面坐标。自动空中三角量测(AATM)模块除半自动量测控制点之外,其他所有作业(包括内定向、选取加密点、加密点转点、相对定向、模型连接和生成整个测区像点网)都可以自动完成。PATB光束法区域网平差软件采用了理论上最严密、可补偿系统误差的自检校光束法平差算法,同时加入了先进实用的粗差检测算法,因而可获得高精度的平差结果,并具有高效的粗差检测功能。光束法区域网平差程序的特点包括:一个测区可采用多种不同的摄影机,进行机载 GPS数据的联合平差,适应交叉航线等各种航摄资料等。VirtuoZo AAT是 VirtuoZo AATM和 PATB有机地集成的一个整体,形成了世界上技术先进,功能完善,精度、效率、可靠性及自动化程度最高的测量系统。该系统强大功能可极大地提高整个数字测绘生产体系的效率和自动化程度,并为测绘生产体系的自动化管理奠定了强有力的基础,从而可创造出巨大的技术效益、经济效益和社会效益。2.2 VirtuoZo AAT 的主要功能① 自动内定向:自动识别影像像框以及自动计算内定向参数② 自动生成稳定的、可靠的测区像点网:基于高度自适应性的影像特性提取算法提取地物特征点;基于高精度、高可靠性影像匹配技术的自动转点功能;调用 PATB光束法区域网平差程序剔除像点网中的粗差③ 支持分屏和立体两种半自动或手工量测控制点模式,并支持控制点预测和自动匹配加以控制点的量测过程 ④ 支持在分屏和立体两种量测模式下编辑加密点:包括删除、移动点位和微调点位⑤ 完全支持 PATB的各项平差功能⑥ 支持测区之间自动接边和接边差检查⑦ 可将大测区分割为小的子测区或将若干小测区合并为一个整体进行平差计算2.3 VirtuoZo AAT的工作流程图 2-1 VirtuoZo AAT 的工作流程图3VirtuoZo AAT在现代测绘中得到了广泛的应用,下面以福清市的航测项目为例来阐述 VirtuoZo AAT在城市测绘中的应用。3. VirtuoZo AAT在福清市航测测绘中的应用3.1福清市航测项目概述 【4】3.1.1测区概况本航测项目位于福建省福清市。福清市位于福建省东部沿海,地理坐标为北纬 25°18′-25°52′,东经 119°03′-119°42′。北与长乐市、闽侯县、永泰县交界,西与莆田市毗邻,东隔海坛海峡与平潭县相望,南濒兴化湾与莆田市南日岛遥对,为福州市辖县级市。福清市地势由西北向东南倾斜,长乐——南澳大断裂带大致经融城至渔溪斜贯中部。西北部属戴云山脉东向支脉,多低山丘陵,山间谷地有洪积——冲积平原,全市最高峰古崖山尾海拔 1000米;东南部以台地、低丘为主,融城——海口,及江镜、渔溪为冲积——海积平原;南部龙高半岛楔入福清湾、兴化湾中。年平均气温 19.6℃;1 月平均气温 10.8℃,7 月平均气温 28.2℃;极端最高气温 38.7℃,极端最低气温-1.2℃。平均年降水量 1326毫米,无霜期 346天。图 3-1 全测区航测范围图4图 3-2 测区航线图图 3-3 全测区像片索引图5图 3-4 cq1 像片索引图测区航摄基本参数表 3-1 测区航测基本参数摄区名称: 福清四区面积(Km 2) 79 使用机场 长乐机场使用飞机 运-5 使用相机 DMC 230焦距(mm) 91.96 地面分辨率(cm) 4最高点高程(m) 50 基准面高程(m) 0绝对航高(m) 660 像幅大小 15552×14144航线条数 20 航线总长度(km) 237预计航摄小时 2.5h 预计飞行架次 1预计片数 1216 预计使用硬盘数 1块/套真彩(1000G)一般航向重叠 65% 一般旁向重叠 【6】 35%航向重叠范围 58%-68% 旁向重叠范围 30%-38%最大旋偏角 倾斜角 <3°分区覆盖情况 完全覆盖3.2 数据准备3.2.1 建立测区并设置测区参数参数设置之前先在本地磁盘新建一个测区文件夹 ,在本福清市的航测中,以一个小测区为例,命名为 cq1。测区文件夹中需要建立 images影像文件,相机参数 cmr文件,.ccd 文件,.grd控制点文件。其中的参数应根据设计书中提供的航摄基本参数设置。6如 cq1的相机参数文件为:图 3-5 相机参数文件cq1 的控制点文件为:图 3-6 控制点文件启动程序,进入自动空三的主界面,如图 3-7所示:图 3-7 主 界 面 窗 口选择菜单“File—>New Block”或选中工具按钮,即弹出如图 3-8所示的对话框:7图 3-8 测 区 参 数 设 置 对 话 框根据设计书与本测区的参考数据设置 Block Name等参数,其中限差设置保持默认值。注意测区名和相机名需与开始建立的文件名保持一致。3.2.2 设定相机检校参数 选择菜单“Setup—>Create Camera” ,即进入相机检校参数文件界面,界面如图 3-9所示:图 3-9 相机检校参数设置界面对照建立的相机参数文件对其中的参数进行检校。3.2.3 创建外业控制点 选择菜单中“Setup—>Control Points” ,直接输入控制点,或者从已有的控制点文件选择相应的grd文件中引入。界面右侧的按钮工具可对所引入的控制点进行修改。如图 3-10所示的对话框:8图 3-10 控 制 点 文 件 编 辑 对 话 框3.2.4 影像格式转换 选择主界面菜单中的“Tools —>Import images”,即弹出如图 3-11所示的对话框:图 3-11 影 像 转 换 对 话 框在影像格式转换之前,根据测区情况和程序要求设置相应的参数。参数设置完后,单击 Add按钮,引入 images文件中所有需要转换格式的 tif影像文件。选中所有加入的 tif影像文件,单击选项按钮 Option,进入转换设置菜单进行设置,如图 3-12:图 3-12 转 换 设 置 选 项在转换设置选项中对其中的输出路径等参数进行设置。9参数设置完成后,返回影像格式转换主界面,单击 Star按钮,界面上所有的文件将依次被转换成VirtuoZo 系统原始影像,即.vz 文件,并自动生成其影像参数文件,即.spt 文件,其参数记载了该影像的高、宽、扫描像素大小及相机文件名等。选好输入输出文件后,程序将自动计算输出文件的全路径。单击列表中的文件即可进行修改输出文件的属性,可使用 Add、Remove、Remove All 按钮来改变参与格式转换的文件列表。 3.2.5 建立测区影像列表 在主界面中选择“Triangulation—>Images List”项,将弹出如图 3-13所示的对话框,本对话框提供了建立和修改测区内航带和影像的信息的功能。图 3-13 影 像 列 表 参 数 设 置 对 话 框影像列表界面参数说明:Strip :设置航带号Group :将当前的航带分到某一组。一般都默认为第一组,除非存在交叉航带的现象。如图 3-14,该测区中共有 6条航线,其中航线 1~4为东西向飞行,航线 5和 6为斜飞航线,此时将航线 1~4设置为第一组,航线 5和 6设置为第二组。图 3-14 航 线 交 叉 示 例 图设置结束选择 Add 添加 vz影像文件到列表框中。为方便用户载入影像,影像文件的添加支持从资源管理器中拖拽。并使得所有加入的影像文件按文件名降序排列。完成全部的影像加载和分组之后将进入像片参数设置界面,如图 3-9,此界面中可对先前设置的像片参数检查和修改,若没问题则可以选择完成按钮结束影像列表的建立。
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