摘 要 本文簡單介紹了航空攝影測量地形圖成圖的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理步驟，并結(jié)合VirtuoZo.NT版數(shù)字?jǐn)z影測量軟件進(jìn)行了具體說明。

Abstract：this text to in brief introduce aviation to photograph to measure geography diagram to become diagram of inside industry data processing step, and combined a VirtuoZo.NT version number to photograph to measure software to carry on concrete elucidation.

關(guān)鍵詞 航空攝影測量地形圖數(shù)據(jù)處理數(shù)字?jǐn)z影測量

The keyword aviation photographs to measure the geography diagram data processing a number to photograph diagraph

中圖分類號(hào)：P217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

一、 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革的進(jìn)一步深入，國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了前所未有的發(fā)展，在講究速度效益的今天，利用傳統(tǒng)方式、手段測繪大面積地形圖已跟不上歷史的進(jìn)程。航空攝影測量成圖已經(jīng)在這方面顯現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢，我院在2001年購買了一批VirtuoZo航測成圖軟件，在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

二、原理概述

航空攝影測量制作地形圖大體上分三個(gè)階段：航空攝影、航測外業(yè)和航測內(nèi)業(yè)。航空攝影就是在航攝飛機(jī)上安裝航空攝影機(jī)，從空中對(duì)測區(qū)地面做有計(jì)劃的攝影，以取得適合航測制圖要求的航攝像片。航測外業(yè)是野外實(shí)地進(jìn)行像片聯(lián)測和判讀調(diào)繪，像片聯(lián)測的目的是利用地面控制點(diǎn)把航攝像片與地面聯(lián)系起來；像片的判讀調(diào)繪是在像片上補(bǔ)繪沒有反映出的地物、地類界等，并搜集地圖上必需有的地名、注記等地圖元素，此外，對(duì)于內(nèi)業(yè)難以施測的平坦地區(qū)的等高線、航攝漏洞以及大面積的云影、陰影、影像不清地區(qū)的補(bǔ)測工作，也是航測外業(yè)工作的任務(wù)。航測內(nèi)業(yè)就是根據(jù)航攝像片和航測外業(yè)成果，在室內(nèi)專用的航測儀器上測繪地形原圖。

三、地形圖的航測內(nèi)業(yè)制作方法和步驟

應(yīng)用航攝像片測繪地形原圖，無論是單張像片糾正或立體測圖都需要一定數(shù)量的控制點(diǎn)。在絕大多數(shù)的情況下，為了減少外業(yè)的工作量，在野外只測定少量必要的地面控制點(diǎn)，而采取在室內(nèi)利用像片之間內(nèi)在的相互聯(lián)系的幾何特性，用攝影測量的方法進(jìn)行增補(bǔ)，這種在室內(nèi)應(yīng)用攝影測量方法借助少量地面控制點(diǎn)求得測圖時(shí)所需控制點(diǎn)地面坐標(biāo)的工作，稱為地面控制點(diǎn)的攝影測量加密，控制點(diǎn)的攝影測量加密是攝影測量的一項(xiàng)主要內(nèi)容。隨著電子計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展，測繪計(jì)算也采用了電子計(jì)算機(jī)，控制點(diǎn)的攝影測量加密現(xiàn)今都使用解析空中三角測量。解析空中三角測量是將建立的投影光束、單元模型或航帶模型以至區(qū)域模型的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)少量地面控制點(diǎn)，按最小二乘法原理進(jìn)行平差計(jì)算，解求出各加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)，解析空中三角測量按加密區(qū)域分為單航帶法和區(qū)域網(wǎng)法兩類。

從80年代末進(jìn)入到信息時(shí)代，解析攝影測量的進(jìn)一步發(fā)展就是數(shù)字?jǐn)z影測量。數(shù)字?jǐn)z影測量是把攝影所獲得的影像進(jìn)行數(shù)字化，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字處理，從而提供圖解的或數(shù)字的地形圖與專題圖、數(shù)字地面模型、圖解的或數(shù)字的正射影像等各種產(chǎn)品。

數(shù)字影像測圖使用灰度元素?cái)?shù)字化了的航攝像片，利用電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，通過所建立的帶有像元素灰度的數(shù)字高程模型，形成線劃等高線和正射影像地圖。以數(shù)字高程模型為基礎(chǔ)可以突現(xiàn)等高線的自動(dòng)繪制，至于地物的問題是由正射影像圖完成的，在數(shù)字影像測圖中，用數(shù)字微分糾正的方法獲取正射影像。

四、VirtuoZo實(shí)現(xiàn)地形圖自動(dòng)成圖的步驟

VirtuoZo NT是基于Windows95/NT的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，全部攝影測量作業(yè)均由軟件支持，具有以下特點(diǎn)：

* 高度自動(dòng)化——其影像的內(nèi)定向、相對(duì)定向、相對(duì)糾正、影像匹配、建立DEM、繪制等高線、制作正射影像等完全不需人工操作，可以進(jìn)行批處理。

* 高效率——影像的相對(duì)定向僅需1-2分鐘，影像匹配達(dá)500點(diǎn)/秒。

* 可接全性——由于“交互處理”與“自動(dòng)化”兩種作業(yè)方式是分開的，因而系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)闊o法處理的問題而進(jìn)行不下去。

* 應(yīng)用面廣——能用于1:5萬、1:1萬、1:1千、1:500等各種比例尺的數(shù)字測圖與GIS數(shù)據(jù)采集。VirtuoZo NT系統(tǒng)為全數(shù)字化攝影測量系統(tǒng)，本系統(tǒng)是利用數(shù)字影像或數(shù)字化影像完成攝影測量作業(yè)，其功能如下：

1、輸入

數(shù)字影像輸入：通過影像數(shù)字化設(shè)備對(duì)航空影像進(jìn)行數(shù)字化，得到相應(yīng)的數(shù)字影像。可以接受的數(shù)據(jù)格式有：TIF、SGI(RGB)、BMP、TGA、SUNUaster、VIT、JFIF/JPEG、BSF格式。

地形信息輸入：已有地形信息(等高線、特征線、點(diǎn))輸入(DXF、美國USGS格式)構(gòu)造三角網(wǎng)并內(nèi)插矩形格網(wǎng)。

影像外方位元素的輸入：已有影像外方位元素，可直接輸入。

2、自動(dòng)空三量測

自動(dòng)內(nèi)定向、自動(dòng)相對(duì)定向、自動(dòng)選點(diǎn)、自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)、自動(dòng)量測、模型連接、構(gòu)網(wǎng)，半自動(dòng)控制點(diǎn)量測，用區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算解求全測區(qū)加密點(diǎn)大地坐標(biāo)。自動(dòng)生成測區(qū)內(nèi)各立體像對(duì)模型的參數(shù)。

3、內(nèi)定向(自動(dòng)空三后無需此項(xiàng)處理)

框標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別與定位。利用框標(biāo)檢校坐標(biāo)與定位坐標(biāo)，計(jì)算掃描坐標(biāo)系與像片坐標(biāo)系間的變換參數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)定向。提供人機(jī)交互處理功能。

4、相對(duì)定向(自動(dòng)空三后無需此項(xiàng)處理)

將左(右)影像分區(qū)提取特征點(diǎn)，利用二維相關(guān)信息尋找同名點(diǎn)，計(jì)算相對(duì)定向參數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行相對(duì)定向。提供人機(jī)交互處理功能。

5、絕對(duì)定向(自動(dòng)空三后無需此項(xiàng)處理)

現(xiàn)階段主要由人工在左(右)影像準(zhǔn)確定位控制點(diǎn)，由影像匹配確定同名點(diǎn)，計(jì)算絕對(duì)定向參數(shù)，完成絕對(duì)定向。

6、生成核線影像

在用戶選定的區(qū)域中，按同名核線將影像的灰度予以重新排列，形成按核線方向排列的立體影像。

7、預(yù)處理

在自動(dòng)影像匹配之前，可在立體模型中量測一部分特征點(diǎn)、特征面，作為自動(dòng)影像匹配的控制。

8、影像匹配

沿核線進(jìn)行一維影像匹配，確定同名點(diǎn)。采用金字塔影像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，基于跨接法的松弛法整體影像匹配，高速可靠。

當(dāng)自動(dòng)匹配工作完成后，可對(duì)自動(dòng)匹配結(jié)果進(jìn)行編輯。在立體模型中可顯示視差斷面或等視差曲線以便發(fā)現(xiàn)粗差，可顯示系統(tǒng)認(rèn)為是不可靠的點(diǎn)。交互式編輯點(diǎn)、線、面方式。

10、建立DTM/DEM

移動(dòng)曲面擬合內(nèi)插DTM。自動(dòng)生成精確的數(shù)字地面模型DTM(DEM)或被測目標(biāo)的數(shù)字表面模型。精度：1/3000-1/5000航高。

11、正射影像的自動(dòng)制作

采用反解法進(jìn)行數(shù)字糾正，比例尺由參數(shù)確定，自動(dòng)制作正射影像圖。

12、自動(dòng)生成等高線

由DEM自動(dòng)生成帶有注記的等高線圖，等高線間隔由參數(shù)設(shè)定。

13、正射影像和等高線疊合

將等高線數(shù)據(jù)疊入正射影像文件中，等高線疊合于正射影像，制作帶等高線的正射影像圖。

14、數(shù)字化地物

數(shù)字化地物是利用計(jì)算機(jī)代替解析測圖儀、用數(shù)字影像代替模擬像片、用數(shù)字光標(biāo)代替光學(xué)測標(biāo)，直接在計(jì)算機(jī)上對(duì)地物進(jìn)行數(shù)字化。

15、影像與立體影像顯示

可在屏幕上顯示當(dāng)前數(shù)字影像是否清晰，其方位是否正確，查看整個(gè)數(shù)字影像的完整性。在屏幕上直接顯示真實(shí)三維立體影像。

16、景觀圖或透視圖顯示

可在屏幕上直接顯示景觀圖或透視圖，真實(shí)透視，真實(shí)三維模型，其影像可無限縮入，任意角度控制動(dòng)畫。

17、DEM拼接與正射影像鑲嵌

對(duì)多個(gè)影像模型進(jìn)行DEM拼接，給出精度信息與誤差分布。對(duì)正射影像、等高線疊合正射影像鑲嵌。正射影像鑲嵌拼接無縫，色調(diào)平滑過度。

18、批處理

對(duì)多個(gè)模型一起進(jìn)行多項(xiàng)計(jì)算處理，由批處理參數(shù)選擇模型文件名、處理類型(核線、匹配、DTM/DEM、正射影像、等高線、正射+等高線)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行批處理。

19、輸出

提供靈活的圖形圖像輸出功能，可用各種計(jì)算機(jī)外設(shè)，輸出線劃圖、影像圖。可提供的數(shù)據(jù)格式有以下幾種：

(1) VirtuoZo Vetor-DXF,Text,ARC/INFO

(2) VirtuoZo DEM-Text,DXF

(3) VirtuoZo Contour-Text,DXF

(4) VirtuoZo Image-TIFF、RGB、BMP、TGA、SUN、JFIF/JPEG

五、小結(jié)

通過對(duì)航空攝影測量基本知識(shí)的學(xué)習(xí)和結(jié)合VirtuoZo軟件在實(shí)踐中的運(yùn)用，充分體會(huì)到了航測成圖手段在地形測繪中的巨大優(yōu)勢。軟件的運(yùn)用有其自身的約束，只要充分掌握其性能，就可以大大提高作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]朱肇光, 孫護(hù), 崔炳光 .《攝影測量學(xué)》,1984

[2]張劍清, 潘勵(lì), 王樹根 .《攝影測量學(xué)》,2003

[3]全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)(VirtuoZo NT)使用手冊(cè)

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数字化测图是利用计算机自动绘制地形图,运用VirtuoZo软件实现航空摄影测量数字化测图...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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