1、 数字摄影测量生产的相关问题分析与探讨 学院： 武汉大学遥感院 专业： 航测 学号： 姓名： 指导老师姓名： 郑顺义 I 目 录 摘要 1 第 1 章 摄影测量学的发展阶段及现状 1 1.1 摄影测量学的发展阶段 1 1.2 数字 摄影测量的定义 1 1.3 数字 摄影测量的特点 2 1.4 摄影测量学的现状 2 第 2 章 全数字摄影测量的生产流程及技术要点 4 2.1 定向建模 4 2.1.1 生产流程 4 2.1.2 技术要点 5 2.2 数字线划图（ DLG） 6 2.2.1 生产流程 6 2.2.2 测图数据导出 AutoCAD 的数据以 *.dxf 格式为主 7 2.3 数字高程模
2、型（ DEM） 7 2.3.1 生产流程 7 2.3.2 技术要点 8 2.4 数字正射影像（ DOM） 9 2.4.1 生产流程 9 2.4.2 技术要点 10 2.4.3 参数设置 10 2.5 总结 10 第 3 章 DEM 和 DOM 的生产和质量控制 12 3.1 生产中影响 DEM 质量的因素及如何提高 DEM 的精度 12 3.2 DOM 的生产模式 13 3.3 生产中影响 DOM 质量的因素及如何提高 DOM 的精度 13 第 4 章 全数字摄影测量成果的要求与检查 14 4.1 DEM 的要求与检查 14 4.1.1 总体要求 14 4.1.2 精度控制及检查方法 15 4
3、.1.3 DEM 的精度测定 15 4.1.4 影响 DEM 精度的因素 16 4.2 DOM 的要求与检查 16 4.2.1 总体要求 17 II 4.2.2 质量控制与检查方法 18 4.2.3 DOM 的精度测定 19 4.2.4 影响 DOM 质量的因素 19 4.2.5 DOM 质量控制的原则 20 4.3 DLG 的要求与检查 20 4.3.1 总体要求 21 4.3.2 质量控制与检查方法 24 4.3.3 DLG 的精度测定 24 4.3.4 影响 DLG 质量的因素 24 4.4 DRG 的要求与检查 25 4.4.1 总体要求 25 4.4.2 质量分析 27 4.4.3
4、检查方法 28 第 5 章 结论 29 参考文献 30 1 摘 要 关键字：全数字摄影测量系统、生产流程、 DEM、 DOM、质量控制 1 第 1章 摄影测量的发展阶段及现状 1.1 摄影测量学的发展阶段 摄影测量学历史悠久，它从 19 世纪中叶发展至今已经历了三个阶段。即从模拟摄影测量阶段开始，经过解析摄影测量阶段的发展 ,现在已经进入到数字摄影测量阶段。数字摄影测量包括计算机辅助测图与影像数字化测图两方面的内容，随着计算机技术的发展和性能的提高以及全数字摄影测量工作站的功能完善，数字摄影测量的应用领域已远远的超出传统的摄影测量范围 。 表 1.1： 摄影测量三个阶段的特点 发展阶段 原始资
5、料 投影方式 使用仪器 操作方式 产品 模拟 摄影测量 航摄像片 机械投影 光学投影 模拟测图仪 作 业员 手工操作 模拟产品 解析 摄影测量 航摄像片 数字投影 解析测图仪 作业员 + 机助测图 模拟产品 数字产品 数字 摄影测量 数字影像 数字化影像 数字投影 计算机 自动操作 + 作业员干预 数字产品 + 模拟输出 现在数字摄影测量的基础理论已经成熟 ， 并且生产设备 全数字摄影测量工作站已经被广泛地应用于实际生产之中。不论国内、外都已停止了模拟测图仪、解析测图仪等传统的精密立体测图仪的生产，全数字摄影测量工作站正在逐步的替代航空摄影测量内业使用的传统测图仪，在不久的将来模拟测图仪、解析
6、测图仪会被逐渐的 停止使用并最终淘汰。 1.2 数字摄影测量的定义 数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论和方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。我国著名摄影测量学者王之卓教授称为全数字摄影测量 (All Digital Photogeammetry 或 Full Digital Photogeammetry)；在美国等国家称为软拷贝摄影测量（ Softcopy Photogrammetry）。这种定义认为： 全数 字摄影测量处理的信息是数字化的。它不仅可以是数字化像片而且更主要的是数字影
7、像（如 SPOT 影像）。 2 全数字摄影测量处理的过程是数字化的、自动化的。它以计算机自动化操作为主，作业人员人工干预为辅。 全数字摄影测量处理的结果是数字化的。全数字摄影测量的成果是数字产品，传统的产品只是该数字产品的模拟输出。 另一种广义的数字摄影测量定义则只强调其中间数据记录及最终产品是数字形式的，即数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量分支学科。这种定义的 数字摄影测量包括计算机辅助测图（数字测图）与影像数字化测图。 1.3 数字摄影测量的特点 数字摄影测量与模拟、解析摄影测量相比较的最大特点在于它最终是以计算
8、机视觉代替人眼的立体观测，因而它所使用的仪器将只是通用计算机及其相应的外部设备，特别是在当代，工作站以及高档次的多媒体计算机的发展为数字摄影测量的发展提供了越来越可靠的硬件设备。其次，全数字摄影测量工作站用户界面友好，具有多种数据接口，可方便的与其他软件交换、共享信息，成为 GIS 系统获取地理信息的数据源。另外，全数字摄影测量工作站系统的高自动化，模糊了专 业间的界限，使非航测专业人员通过短期培训就可以完成数字测图，对作业人员的摄影测量专业知识要求降低，对全数字摄影测量工作站的普及提供了有利条件。为原来不具备从事航空摄影测量工作的单位参与到数字摄影测量来提供了基础。 1.4 摄影测量学的现状
9、 二十世纪末，由于计算机办公自动化、国际互连网的普遍使用以及信息产业的迅速发展，传统的地图已不能满足需要，全社会向测绘工作者提出了更高的要求：采用多种形式的空间数据提供基础地理信息。特别是数字化的基础地理信息。 由于地理信息系统已成为许多机构必备的工作系统，尤其是政府决策部 门在一定程度上是根据地理信息系统提供的数据进行资源管理、环境规划和应急反应。社会对地理信息系统认识普遍提高，需求大幅度增加从而导致地理信息系统应用的扩大和深化。利用传统地图经过数字化后生产的电子地图或数字化地图，由于受生产周期、精度的影响不能从根本上满足需要，只能在一定的时期内应急。而随着计算机技术及其应用的发展以及数字影
10、像处理、影像匹配、模式识别、人工智能、地理信息系统、专家系统和计算机视觉等学科的不断发展，数字摄影测量能够在短时期内完成高精度基础地理信息数据的生产与更新。 我国的数字摄影测量无论在基础理 论的研究还是在应用软件的开发方面都处在世界的前沿，在国际上；国产的全数字摄影测量工作站凭借先进的技术出现在世界各地，其中数字摄影测量工作站 JX-4A DPW 及其数字化测绘技术体系关键技术集成及产业化项目获2001 年度国家科学技术进步一等奖； VirtuoZo 摄影测量系统已成为国际测量界公认的三大品牌之一。在国内 ， 仅有少数单位因科研生产的需要少量的进口了国外产的全数字摄影测量工作站。国产的全数字摄
11、影测量工作站与进口的同类产品相比在性能上无太大的差别，其操作3 方法更符合我国测绘工作人员的作业习惯而成果格式更符合 国家标准的要求。国产的全数字摄影测量工作站凭借其优惠的价格、良好的售后服务（包括能够根据用户的需求及时修改与完善相应的功能），赢得了国内的测量单位的信任。同时它为用户节约了成本、提高了效益，使得国内的测量单位普遍都在使用国产全数字摄影测量工作站，国产全数字摄影测量工作站已经牢牢的占领和控制着国内市场。测绘仪器设备从模拟时代的 90%进口变成了数字时代的90%国产化并批量出口，推动了测绘行业与国际接轨。 4 第 2章 全数字摄影测量的生产流程及技术要点 首先我们来了解 JX-4
12、全数字摄影测量工作站制作 3D 的生产流程 以及技术要点。 图 1：利用 JX-4 制作 3D 产品的流程图 2.1 定向建模 2.1.1 生产流程 定向建模的精度是影响整个产品精度的关键。定向建模的工作流程 ,如图 2 所示： 向量测图 创建 DEM 创建 DOM DLG 编辑 DEM 镶嵌 DOM 镶嵌 量测向量 定向建模 1 无空三导入数据 2 JX-4 空三数据导入 3其他系统空三数据导入 5 图 2： 定向建模的工作 流程 定向建模有 3 种空三方式 : 1)无空三加密成果导入数据 ， 直接在像对上定向建模 ； 2)JX-4 空三数据导入 ； 3)其它系统如 VirtuoZo、 HE
13、LEVA、 ImageStation 等数字化空三结果导入。 前两种形式的定向建模过程都可采用批处理来完成。 2.1.2技术要点 1.扫描数据要求 扫描像元大小不大于 0.025mm， 影像数据格式为 TIFF 格式 ， 扫描影像反差适中 ， 航片框标清晰 ， 影像直方图覆盖在 0 255 之间 ， 基本呈正态分布。 2.定向建模的精度保证 一是引入已有的空三成果 ， 内定向的框标坐标一定要与空三加密的框标坐标一致。为使核线质量更好以利于相关性匹配 ， 进行相对定向时选中 “ 空三导入后做自动定向 ” 的参数功能。二是做空三加密和测图若不是同一个作业 员 ， 空三导入后应该再观测一次大地控制点
14、并用黑白影像数据建立立体像对 进行手工或自动内定向 相对定向 核线重采样 绝对定向 裁切核线影像 立体模型建成 6 且再计算一次大地定向以消除人差。 3.工作区划定与核线影像的裁切 要重视 工作边划定和核线影像的裁切。定向完成后必须要对工作区进行划定 ， 工作区范围会影响每个像对的正射影像镶嵌的重叠度。 JX-4 全数字摄影测量的镶嵌过程能达到无缝拼接 ， 这是原手工镶嵌所无法达到的。影像裁切只能进行一次 ， 若已切过一次就不允许再切。如果确实需要重新裁切 ， 就必须再做一次核线重采样 ， 并且重新绝对定向和计算 ， 原有的可用数据将全部丢失。出现此种情况需从重采核线影像开始返工或者另建该像对
15、的模型 ， 补做裂缝处 的正射影像。通过一段时间探索 ， 以 1 10000 国际分幅标准图幅为例 ， 可认为在图幅中间的像对工作区的划定最好以像控点间连线为边为宜 ， 切记注意像对间采用同名像控点 ， 以此保证相邻像对间有重叠部分 ，又可避免重叠度过大或重叠度不足。在图幅边缘可参照地形图划定工作边 ,避免影像裁切过大 ,增加不必要的编辑工作量。 如果不是用控制点划定工作边界 ， 也不是自动划定工作边界 ， 那么一定要立体切准自定义的工作边界点。如果不是立体照准自定义工作边界点 ， 会导致裂缝或映射的图形误差。 2.2 数字线划图（ DLG） 数字线划图 (DLG)也称向 量测图 。 2.2.1 生产流程 在定向建模完成之后 ， 可直接进入向量测图模块进行测图。其工艺流程 ， 如图 3 所示。 定向建模 立体测图 JX-4 VTR 数据格式 导入编辑软件赋属性、数据编辑 符号化，数据转换为 DWG 格式 数据转换成 EOO 格式，用于建库 绘图输出 DLG
