(完整word版)遙感院攝影測(cè)量綜合實(shí)習(xí)報(bào)告

1、i 攝影測(cè)量原理綜合實(shí)習(xí) 實(shí)習(xí)報(bào)告 學(xué) 院： 遙感信息工程學(xué)院 班 級(jí): _ 1407 _ 學(xué) 號(hào)： 111 姓 名： 111 實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 325機(jī)房 指導(dǎo)教師： 段延松 王玥 ii 2017 年 1 月 14 日、實(shí)習(xí)目的 本次實(shí)習(xí)是將攝影測(cè)量原理的課堂理論與實(shí)踐相結(jié)合，深入掌握攝影測(cè)量學(xué)的基本 概念和原理，加強(qiáng)攝影測(cè)量學(xué)的基本技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 實(shí)習(xí)基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) VirtuoZo 平臺(tái)，制作數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像、數(shù) 字線劃圖等數(shù)字產(chǎn)品。通過對(duì) VirtuoZo 的應(yīng)用實(shí)習(xí)，熟悉攝影測(cè)量系統(tǒng)的的基本功能及操 作特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn) DEMDOMDLG 的過程

2、有了大致的了解，對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。 二、實(shí)習(xí)介紹 1、4D 產(chǎn)品概述1 4D 產(chǎn)品是指 DRG（數(shù)字柵格地圖）、DLG（數(shù)字線化圖）、DEM（數(shù)字高程模型）、DOM數(shù)字 正射影像圖）。4D 復(fù)合產(chǎn)品是將 4D 產(chǎn)品中的任意兩種或幾種產(chǎn)品模式，通過融合的方法生 成的疊加產(chǎn)品。其中 4 種地形數(shù)據(jù)的具體意義如下： 1、 DRG （數(shù)字柵格地圖） 數(shù)字柵格地圖是紙制地形圖的柵格形式的數(shù)字化產(chǎn)品。 可作為背景與其他空間信息 相關(guān)，用于數(shù)據(jù)采集、評(píng)價(jià)與更新，與 DOM DEM 集成派生出新的可視信息。 2、 DLG （數(shù)字線劃地圖） 現(xiàn)有地形圖上基礎(chǔ)地理要素分層存儲(chǔ)的矢量數(shù)據(jù)集。 數(shù)字線劃

3、圖既包括空間信息也包 括屬性信息，可用于建設(shè)規(guī)劃、資源管理、投資環(huán)境分析等各個(gè)方面以及作為人口、 資源、 環(huán)境、交通、治安等各專業(yè)信息系統(tǒng)的空間定位基礎(chǔ)。 3、 DEM （數(shù)字高程模型） 數(shù)字高程模型是以高程表達(dá)地面起伏形態(tài)的數(shù)字集合。 可制作透視圖、斷面圖，進(jìn)行 工程土石方計(jì)算、表面覆蓋面積統(tǒng)計(jì)，用于與高程有關(guān)的地貌形態(tài)分析、通視條件分析、 洪水淹沒區(qū)分析。 4、 DOM （數(shù)字正射影像圖） 利用航空相片、遙感影像，經(jīng)象元糾正，按圖幅范圍裁切生成的影像數(shù)據(jù)。 它的信 息豐富直觀，具有良好的可判讀性和可量測(cè)性， 從中可直接提取自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息。 2、4D 產(chǎn)品生產(chǎn)2 1.數(shù)字高程模型的生

4、產(chǎn)主要是用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法，這是數(shù)據(jù)采集最常用最有效的方 法之一。利用附有的自動(dòng)記錄裝置接口的立體測(cè)圖儀或立體坐標(biāo)儀、 解析測(cè)圖儀及數(shù)字?jǐn)z影 3 測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)行人工、半自動(dòng)或全自動(dòng)的量測(cè)來獲取數(shù)據(jù)。 2數(shù)字正射影像圖可以利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) ，恢復(fù)航攝時(shí)的攝影姿態(tài)，建立立體 模型,在系統(tǒng)中對(duì)進(jìn)行檢測(cè)、編輯和生成，最后制作出精度較高的 DOM 3. 數(shù)字線劃地圖可以利用全野外數(shù)字測(cè)量和 GPS 測(cè)量。全野外數(shù)字測(cè)量利用電子手簿、 便攜機(jī)或掌上電腦與全站儀相連，測(cè)量結(jié)果直接以數(shù)字形式存儲(chǔ)，不需要經(jīng)過內(nèi)業(yè)數(shù)字化 處理。GPS測(cè)量采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) GPS 測(cè)量系統(tǒng),用兩臺(tái)或更多臺(tái) GPS 接收機(jī)來協(xié)同工

5、作,將- 臺(tái)接收機(jī)作為基站,放在已知點(diǎn)上，其他接收機(jī)對(duì)空間目標(biāo)測(cè)量，采集的數(shù)據(jù)存放便攜電 腦或掌上電腦中。 4. 數(shù)字柵格地圖是通過一張紙質(zhì)或其他質(zhì)地的模擬地形圖 ，由掃描儀掃描生成二維陣 列影像，同時(shí)對(duì)每一系統(tǒng)的灰度或分色進(jìn)行量化 ，再經(jīng)二值化處理、圖形定向、幾何校正即 形成一幅數(shù)字柵格地圖，需要經(jīng)過圖形掃描、圖幅定向、幾何校正，色彩糾正等幾個(gè)步驟。 3、4D 產(chǎn)品的應(yīng)用2 數(shù)字高程模型 DEM 的應(yīng)用是十分廣泛的。在測(cè)繪上可用于繪制等高線、坡度坡向圖、 立體透視圖，生成正射影像、立體景觀圖，立體地圖修測(cè)和地圖的修測(cè)；在各種工程項(xiàng)目中 可用于計(jì)算面積、體積、 制作各種剖面圖和進(jìn)行線路的設(shè)計(jì)；

6、 在軍事上，可用于飛行體的導(dǎo) 航、通訊、戰(zhàn)略計(jì)劃等；在遙感中，可用于輔助分類；在環(huán)境與規(guī)劃方面，可用于土地利用 現(xiàn)狀分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)和水災(zāi)險(xiǎn)情預(yù)測(cè)等。 數(shù)字正射影像 DOM 在城市規(guī)劃和管理中的基本應(yīng)用有：將數(shù)字正射影像圖作為城市規(guī) 劃和管理的正式地形圖種類；以影像圖為背景，用來高速和控制規(guī)劃管理信息如道路紅線、 用地紅線等；編制各種類型的影像掛圖， 為領(lǐng)導(dǎo)及各部門的管理、 決策、宣傳提供直觀與相 對(duì)現(xiàn)勢(shì)的參考材料；建立數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)庫，在規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中應(yīng)用。 數(shù)字柵格地圖 DR 刖應(yīng)用于數(shù)字線劃圖的數(shù)據(jù)采集、評(píng)價(jià)和更新，還可與數(shù)字正射影 像圖、數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)集成使用，派生出新的可視

7、信息，從而提取、更新地圖數(shù)據(jù)，繪 制紙質(zhì)地圖和作新的地圖歸檔形式。 數(shù)字線劃地圖 DLG 作為矢量數(shù)據(jù)集，主要供地理信息系統(tǒng)作空間檢索、空間分析之用。 三、實(shí)習(xí)內(nèi)容： 1.DEM 與 DOM 生產(chǎn) 1.1 技術(shù)設(shè)計(jì)： 1）測(cè)區(qū)與資料分析 測(cè)區(qū)分析：生產(chǎn) DEM 的測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)是位于澳大利亞的一處名為 Hamme 的礦產(chǎn)，該礦 4 產(chǎn)地區(qū)地形復(fù)雜，底物多樣，北部地區(qū)多為居民區(qū)的平原，有較多的樓房和道路，中 部地區(qū)有一個(gè)巨大的礦坑和復(fù)雜的山地地貌，還有明顯的環(huán)山公路，是 DEM 的核心區(qū)5 域，南部為地形較緩的丘陵植被地貌。 資料分析：該測(cè)區(qū)的航側(cè)圖由兩條航帶組成， 每條航帶有三張圖像。 航高 300

8、0 米， 攝影主距 157.22mm,攝影比例尺為 1:15000，掃描影像像素大小 0.0445mm,航片的清 晰度較高，沒有明顯的輻射畸變。 2） 實(shí)習(xí)生產(chǎn)產(chǎn)品要求：DEM 要求精度內(nèi)定向拼接中誤差小于 0.005mm,相對(duì)定向精度： 每點(diǎn)殘差 0.020mm，中誤差 0.010mm，絕對(duì)定向精度中誤差小于 0.3mm,模型拼接 精度中誤差小于 2.0m,超過三倍中誤差的點(diǎn)不超過百分之一。 DEM 質(zhì)量檢查、控制點(diǎn) 的誤差不超過 0.5m，DOM 質(zhì)量檢查的各控制點(diǎn)的中誤差不超過 0.6m。 3） 實(shí)習(xí)技術(shù)路線：采用適普軟件有限公司與武漢大學(xué)遙感學(xué)院共同研制的全數(shù)字?jǐn)z影 測(cè)量系統(tǒng) Virt

9、uoZo 軟件進(jìn)行全數(shù)字化得攝影測(cè)量生產(chǎn)。 4） 生產(chǎn)流程框圖。 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 內(nèi)定向 相對(duì)定向 影像自動(dòng)匹 配 生成 DEMDEM 生成核線影 像 絕對(duì)定向 6 圖 1. DEM 自動(dòng)生成法流程圖 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 生成TIN文件 TIN文件轉(zhuǎn)DEM 圖 2.人工法創(chuàng)建 DEM 1.2 實(shí)施過程 DEM: 建立測(cè)區(qū)- 設(shè)置相機(jī)- 引入影像- 設(shè)置控制點(diǎn)- 建立模型- 設(shè)置成果 上述過程將原始航帶信息和航拍影像導(dǎo)入到數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)當(dāng)中， 然后需要對(duì)每張航 帶拼接影像進(jìn)行內(nèi)定向、相對(duì)定向和絕對(duì)定向： .影像內(nèi)定向- 相對(duì)定向- 絕對(duì)定向- 選取最大核線影像- 影像自動(dòng)匹配 在對(duì)四副匹配后的影像進(jìn)行拼接之前

10、，需要檢查每張影像的 DEM 合格情況，對(duì)于不符 合地形實(shí)際的錯(cuò)誤等高線進(jìn)行修正。 修正方法包括平滑， 擬合， 插值和斷面編輯。 處理合 格后進(jìn)行 DEM拼接檢查，符合要求則進(jìn)行 DEM 拼接。 以上所述的是 DEM 的自動(dòng)生成方法，還可以在核線影像的基礎(chǔ)上使用手工選點(diǎn)，描線 的方式繪制貼合地形的 TIN。 DOM: DOM 是在經(jīng)過改正且拼接好的 DEM 的基礎(chǔ)添加原始航拍影像，利用反解法進(jìn)行數(shù)字微分 糾而制作成的正射影像。當(dāng) DEM 建立完成之后，在系統(tǒng)主菜單中選擇生成 DOM 產(chǎn)品，之后 會(huì)自動(dòng)生成當(dāng)前模型的正射影像，之后對(duì)正射影像進(jìn)行拼接線生成，根據(jù)拼接線完成 DOM 的拼接。最后對(duì)結(jié)

11、果進(jìn)行變形糾正和勻光處理， 對(duì)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量檢查， 符合要求則完成 DOM 的制作。進(jìn)入圖幅整飾生成對(duì)應(yīng)區(qū)域的小范圍 DOM 圖幅。 7 1.3 質(zhì)量分析 1）質(zhì)量評(píng)定手段: 在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備部分要保證輸入的相機(jī)參數(shù)，航帶信息的精確性； .DEMI單獨(dú)模型的內(nèi)定向核絕對(duì)定向的誤差應(yīng)該嚴(yán)格控制在限差之內(nèi)； .DEM 自動(dòng)匹配后，要對(duì)整個(gè) DEM 拼接結(jié)果進(jìn)行精查，道路房屋處等高線要符合 實(shí)際地形要求；重疊部分的大坑需要仔細(xì)用斷面糾正后平滑處理，最終拼接的精度 誤差要保證在限差之內(nèi)； .DOM 生產(chǎn)中要嚴(yán)格檢查拼接線部分，對(duì)于嚴(yán)重的地形畸變需要使用相關(guān)工具改 正，最終DOM 質(zhì)量檢查控制點(diǎn)的誤差保證在限差

12、之內(nèi)； 2）產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定： 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 要求精度 測(cè)區(qū)精度（取平均值） 內(nèi)定向 Mxy0.005mm Mx=0.003,My=0.005 相對(duì)定向 每點(diǎn)殘差0.020mm ; 中誤差 ave_RS=0.008mm 絕對(duì)定向 每點(diǎn) Mxyzv 0.3m; Mxyz0.3m 穩(wěn)定在 0.221m DEM拼接 Mch2.0m 三倍中誤差少于 1% Mch=2.0 m 時(shí), 三倍中誤差為 0.90% DOM僉查 小于 1.0m DX=0.232m DY=0.301m DXY=0.380m 表 1.質(zhì)量評(píng)定結(jié)果一覽表 3）質(zhì)量分析： 最終 DEM 檢查中，房屋地區(qū)的等高線編輯相對(duì)較好，避免了房屋被等高線

13、穿過的問題， 道路上沒有明顯的小山包核凸起。主要問題是在 DEM 拼接之后，拼接線附近沒有仔細(xì)檢查， 造成部分拼接線附近的 DEM 變形嚴(yán)重，嚴(yán)重失真。此外 DOM 的修改仍然有瑕疵，部分模糊區(qū) 域沒有進(jìn)行好的修正和替換，拼接影像之間的勻光處理沒有做好，影響 DON幅的觀察。7 8 1.4 成果圖片 1）拼接精度圖一副（截屏） 圖 3. DEM 拼接精度結(jié)果圖 2） DEM 渲染結(jié)果圖（拼接后） 圖 4.拼接后的 DEM 宣染成果圖 3) TIN 編輯結(jié)果(在 AuyoCAD 中打開的透視圖)。 甘布愴況 - 1 總點(diǎn)數(shù): |2(Fi2S 3J中誤蚩 loon 詳細(xì)內(nèi)容| 重勤計(jì)篡 退tt I

14、 中諄星:|l 523196 n 中誤去限圭 |2 M I sU h ”嗎 ) ) _J U * *欣欣:0 hula j .帀帀千千 些些. I JZHKfWMrF I P 4 I： IlhJiw 口口.單單 9 R K*ri ivr 事 * D 心心 Vi r 匚略匚略 d 3 W i B wn t w A IM n an Hh n m rift kiij nna -rMta. n* r 直直 hdti I.M |1 H KW H JI 3 吟旳吟旳aJ 4 - 3 rip 圖 5. TIN 立體顯示結(jié)果圖 5） DOM 圖片二幅（帶圖廓整飾）。 2Of0毘扱）07 7 10 圖 6. D

15、OM 圖廓整飾成果圖 2. DLG 的生產(chǎn) 1 實(shí)習(xí)要求： 完成練習(xí)測(cè)區(qū)和考核測(cè)區(qū)的 DLG 各一幅。練習(xí)測(cè)區(qū) DLG 應(yīng)該完成主要的道路，房屋 和植被，以及八條間距為 5m 的等高線，不要求精確圖幅范圍。考核測(cè)區(qū)給定明確的圖幅范 圍，DLG跨越多幅航攝影像，需要繪制無縫 DLG，地物分類精確，角點(diǎn)選點(diǎn)符合實(shí)際的坐 標(biāo)，等高線間距 1m，從 42m 至 61m，包括計(jì)曲線和首曲線，需要標(biāo)記高程點(diǎn)和注記。 2測(cè)區(qū)介紹： 練習(xí)測(cè)區(qū)為廣東 0506 航片構(gòu)成的測(cè)區(qū)，該測(cè)區(qū)為城郊交接地帶，地形分布豐富，具有 較規(guī)則的地物塊和緩和的地形?？己藴y(cè)區(qū)為咸寧的一組大測(cè)區(qū)，實(shí)習(xí)中我需要完成位于 7273 和 9

16、190 航片的但家莊地區(qū) DLG。該測(cè)區(qū)位于咸寧市的村莊區(qū)域，具有較多的耕地，林園和 不規(guī)則農(nóng)居，以及復(fù)雜的山地地形， 在不同地塊的分界具有圍墻， 陡坎，壟和斷崖等分界地 貌，需要仔細(xì)地尋找和跟蹤繪制。影像總體清晰，立體效果良好。 3. 實(shí)施過程： (1) .新建測(cè)區(qū)文件，導(dǎo)入測(cè)區(qū)影像和相機(jī)參數(shù)，完成模型定向 (2) .依據(jù)測(cè)繪片和要求，確定圖幅范圍和地物類型，規(guī)劃繪測(cè)方案 (3) .使用滾輪調(diào)高程，物方測(cè)圖模式用點(diǎn)或線進(jìn)行地物采集， 對(duì)錯(cuò)誤區(qū)域使用編輯操 作。等高線輸入高程后鎖定，使用流線緊貼地形表面分段繪制等高線。 4. 質(zhì)量控制。 在 DLG 的生產(chǎn)中，必須要保證線劃地物對(duì)于實(shí)際地形的貼

17、合程度， 由于系統(tǒng)不具有智能 咬合和高程檢查的功能，因此在繪制過程中只能通過耐心的跟蹤與不斷的編輯修正來保證 DLG 的成圖質(zhì)量。好的心態(tài)與仔細(xì)的比較 DLG 實(shí)習(xí)的最重要的質(zhì)量保證。 觀察結(jié)果的 DLG 可以發(fā)現(xiàn)在右下角和上方各有一小塊的空缺，發(fā)生此問題的原因是在 生成核線影像的時(shí)候這部分和黑色框標(biāo)區(qū)域較近， 在自定義拉核線的時(shí)候沒有選入， 造成該 部分的空缺。此外等高線由于樹木的原因沒有能很好地貼合地表， 地塊在山地部分之間的分 界線不如平底清晰工整。 5. DLG 成果圖片11 圖 7.廣東練習(xí)測(cè)區(qū) DLG 吉果 12 圖 8.咸寧考核測(cè)區(qū) DLG 成果 四、實(shí)習(xí)體會(huì) 1實(shí)習(xí)總結(jié) 本次攝

18、影測(cè)量課程綜合實(shí)習(xí)為期兩周， 以內(nèi)業(yè)的軟件操作生產(chǎn) 4D 產(chǎn)品為實(shí)習(xí)內(nèi)容， 實(shí)習(xí)工作豐富充實(shí)，符合實(shí)際的測(cè)繪遙感行業(yè)的生產(chǎn)要求，教研組的實(shí)習(xí)教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn) 真，語言風(fēng)趣幽默，要求嚴(yán)格，使我熟悉攝影測(cè)量的各類產(chǎn)品生產(chǎn)流程和精度評(píng)定， 鞏固了對(duì)于平差處理和攝影測(cè)量理論課程的理解。 實(shí)習(xí)期間，我們實(shí)踐操作了 DEM 自動(dòng)生產(chǎn)，TIN 手動(dòng)生產(chǎn)，DOM 生產(chǎn)和 DLG 生 產(chǎn)四個(gè)內(nèi)容，每個(gè)內(nèi)容都緊密依照攝影測(cè)量共線方程、模型定向和平差處理的理論基 礎(chǔ)，在操作上需要運(yùn)用圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和測(cè)量學(xué)的相關(guān)知識(shí)，操作上需要操 作人員的耐心和嚴(yán)謹(jǐn)。 DEM 的生產(chǎn)和編輯是第一周實(shí)習(xí)的核心和難點(diǎn)，前面的測(cè)區(qū)模型建立，影像導(dǎo)入 和內(nèi)外方位元素的確定過程比較簡(jiǎn)單，但需要嚴(yán)格控制在精度范圍內(nèi)，保證匹配結(jié)果 的準(zhǔn)確性。進(jìn)入 DEM 編輯階段，主要是對(duì)四幅影像 DEM 在房屋，道路和山崖部分存 13 在的錯(cuò)誤進(jìn)行平滑擬合糾正，在匹配的重疊區(qū)域需要用斷面編輯來修正 DEM，降低拼 接后的誤差到限差以下。 TIN 的生產(chǎn)以手工選高程點(diǎn)繪制不規(guī)則三角網(wǎng)為核心， 要點(diǎn)就是選點(diǎn)要準(zhǔn)確， 要足 夠密，使得最終的不規(guī)則三角網(wǎng)可以高度逼真地表達(dá)實(shí)際地形。 DOM 的生產(chǎn)是基于 DEM 的，其生產(chǎn)過程的自動(dòng)化比較高， 在保證精度的情況下， 可以較