运用VirtuoZo制作DOM的技术探析.doc

1、运用 VirtuoZo 制作 DOM 的技术探析摘要：数字摄影测量是利用计算机对数字影像进行处理，并由计算机视觉，影响匹配和影像识别，代替人眼与仪器进行立体测量。目前，全数字摄影测量主要应用于生产数字高程模型（DEM）和数字正射影像图（DOM） 。本文主要对 VirtuoZo 全数字摄影测量系统制作数字正射影像图（DOM）进行了研究。 关键词：数字正射影像图；DOM；影像匹配 中图分类号：P283.49 文献标识码： A 引言 当今我国许多城市都开展了运用航空摄影测量技术测制城市大比例尺地形图，用于城市规划、建设和管理的城市大比例尺数字正射影像图DOM 需求量日益增多，且对其现势性要求也不断提

2、高。数字摄影测量技术的普及，早期是以 VirtuoZo、JX-4C 为代表，逐步发展到 VirtuoZo3.24及 VirtuoZo3.75 等等。数字摄影测量系统的广泛推广，为以摄影测量为主要手段的我国测绘行业带来了一场革命性变化。 一、资料准备及参数设置 1、相机文件：应提供相机主点理论坐标：X0，Y0。相机焦距：f。框标距或框标点坐标。 2、控制资料：外业控制点成果、外业控制片。内业加密成果,并制作成相应格式的控制点文件，*.pas。 3、航片扫描数据：需要符合 VirtuoZo 图像格式及成图要求扫描分辨率的扫描数据。VirtuoZo 可将多种图像格式，转换成 VirtuoZo 的*.

3、VZ数据格式。 VirtioZo 系统的参数较多，需在参数界面上逐一设置。需要设置的参数有测区参数(BlockParameters),模型参数(Model)，影像参数（Images）,相机参数（Camera）,控制点参数（GroundPoints),地面高程模型参数(DEMs),数字正射影像参数（Orthoimages)。 二、定向 定向分为内定向、相对定向、绝对定向三步。VirtuoZo 可自动识别框标点，自动完成扫描坐标系与相片坐标系间变换参数的计算，自动完成相片内定向，也可采用人工调整光标切准框标,完成内定向。 VirtuoZo 利用二维相关，自动识别左、右像片上的同名点，一般可匹配数十

4、至数百个同名点，自动进行相对定向。并可利用人机交互功能，人工对误差大的定向点进行删除或调整同名点点位，使之符合精度要求,完成相对定向。 VirtuoZo 可利用加密成果直接进行绝对定向。将加密成果中控制点的像点坐标按照相对定向像点坐标的坐标格式拷贝到相对定向的坐标文件（*.pcf）中，执行绝对定向命令，完成绝对定向，恢复空间立体模型。 VirtuoZo 也可利用人工定位控制点进行绝对定向。相对定向完成后，由人工在左、右像片上确定控制点点位，并用微调按钮进行精确定位，输入相应控制点点名。每个像对至少需要三个控制点，一般为六个。定位完本像对所有的控制点后，即可进行绝对定向。绝对定向完成后，影像按同

5、名核线影像进行重新排列，形成按核线方向排列的核线影像。以后的影像匹配、视差曲线编辑等，都将在核线影像上进行。 三、影像匹配、匹配结果编辑 首先要对影像进行匹配预处理，对于一些特殊地形的数据，如山脊、沟谷、黑影遮盖区、大片居民区或水域等地区的影像，仅仅靠系统的自动匹配，可能得到的匹配结果很差，会大大增加匹配结果编辑的工作量。因此，Virtuozo 提供了匹配预处理模块，利用该模块，用户可以打开有待自动匹配的模型，并在立体模型中补测一些特征点、特征线和特征面以辅助系统进行自动匹配，从而获得较好的匹配结果，大大减少对匹配结果编辑的工作量，生成核线影像后就可进行匹配预处理操作。按照参数设置确定的匹配窗

6、口大小和匹配间隔，沿核线进行影像匹配，确定同名点。 影像匹配完成后，需在立体下进行人机交互的视差曲线编辑，即对匹配结果进行编辑。这一部分是整个作业过程中人工干预最多，工作量最大的部分。尤其做大比例尺城市地区的正射影像，需要对整个模型的大部分影像进行视差曲线编辑，把缠绕在房屋等人工建筑上的视差曲线内插到地面，以避免纠正后房屋等人工建筑影像的扭曲变形。还有就是由于扫描影像质量问题引起的匹配错误，需进行人工编辑改正，编辑完成后即可生成 DEM。 该模块显示视差断面和等视差曲线，并显示系统认为不可靠的匹配点，以便用户发现粗差进行编辑，在立体的模式下，用点、线、面的编辑方式进行交互式编辑。 1、需要编辑

7、的内容 （1）影片中大片纹理不清晰的区域或没有明显特征的区域。例如，湖泊、大面积的水域、沙漠，可能出现大片匹配不好的点的区域，需要对其进行手工编辑。 （2）由于影像被遮盖和阴影等原因，使得匹配点不再正确的位置上，需要对其进行手工编辑。 （3）城市中的人工建筑物，山区中的树林影像，它们的匹配点不是地面上的点，而是地物表面上的点，需要对其进行手工编辑。 （4）大面积平地、沟渠和比较破碎的地貌等区域的影像，需要对其进行手工编辑。 2、编辑的方法 （1）平滑算法：选择编辑区域，选择合适的平化程度轻度、中度、和重度，对选中区域进行平滑。 （2）置平：将选中的区域置为平面，平面高成为各点高程的平均值。（3

8、）定值平面：将选中的区域拟合为给定高程的水平面。 （4）匹配点内插：上下内插、左右内插，所选编辑区域周围的匹配点质量好时，选择该内插方法，区域内的匹配点按所选方向进行差值计算。 （5）量测点内插：区域周围的匹配点质量不理想时，选择该内插方法。 四、数字正射影像（DOM）的制作 数字地面高程模型是制作正射影像的基础，中心投影的影像根据其数字地面高程模型就可纠正成正射影像。利用编辑好的匹配结果生成数字地面高程模型。此种方法适用于中、小比例尺的正射影像制作或大比例尺非城市自然地貌地区的正射影像制作，也可用于编辑好视差曲线的城市地区的正射影像制作。 生成 DOM 的一般步骤 1、生成正射影像：生成正射

9、影像时可以分别由单模型的 DEM 生成单个模型的正射影像。也可以将多个单模型的 DEM 拼接成一个多模型的DEM，一步生成所需的正射影像。 2、正射影像图的镶嵌及调色：单个像对的正射影像生成后，即可进行正射影像图的拼接或者说镶嵌,由系统进行单模型的正射影像的自动拼接。此种方式适用于小比例尺及大比例尺非城市自然地貌地区。由手工方式选择镶嵌线进行拼接。这种方式适合大比例尺城市地区，可有效的避免建筑物因中心投影倒向引起的拼接重影或模糊。如果制作没有绝对地理精度要求的正射影像图，可由单模型正射影像在 Photoshop 等图像处理软件下进行手工拼接，选取合理的镶嵌线，以避免镶嵌处有裂缝、模糊和重影的现

10、象发生这也是一种有效的拼图手段。正射影像调色要求影像纹理清晰、色调均匀、地物反差适中影像反差，这一步可以在VirtuoZo 软件下进行影像自动匀光，也可以在 Photoshop 等图像处理软件下进行手工调色。正射影像的质量除了取决于上述调色手段外，很大程度上也取决于原始影像的质量，这就要求我们在制作正射影像时从第一步原始影像的获取上就把好关，选取符合精度要求并且影像清晰、色彩丰富、没有云、云影、薄雾和大量积雪，且没有噪声、斑点的影像作为原始影像资料，这对正射影像的制作精度和质量的提高起到关键作用。3、正射影像图的裁切：VirtuoZo 软件可以利用数字正射影像的图廓坐标进行自动裁切，裁成分幅的数字正射影像。 结束语 总之，数字正射影像（DOM）以其直观、信息量丰富、美观和易于接受等优点，越来越引起人们的关注，社会需求量呈上升趋势。数字正射影像（DOM）是很多测绘项目必须提交的产品之一，此外数字正射影像作为外业调绘的调绘底图，更是被广泛应运于航空摄影测量的先内后外作业方式中。 参考文献 1戴小真.基于 INPHO 系列软件的数字正射影像图的制作J.现代测绘，2007. 2朱玲丽,李华,钟斌.利用 JX-4C 制作 DOMJ.测绘标准化，2005. 3贾秋菊.基于 VirtuoZo 全数字摄影测量系统的正射影像制作J.科技创新导报，2009.