基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的不同格式空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入方法的研究與實(shí)現(xiàn)

1、1基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的不同格式空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入方法的研究與實(shí)現(xiàn)目 錄1 概 述.11.1 攝影測(cè)量的發(fā)展歷程.11.2 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量.21.2.1 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的概念 .21.2.2 全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)組成 .21.2.3 全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)的工作步驟 .31.2.4 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的主要功能及產(chǎn)品 .31.2.5 常用的全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) .31.2.6 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)特點(diǎn) .42 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用 .52.1 目前全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀.52.2 研究全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的目的.62.3 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)及存在的主要問(wèn)題.72.4 目前全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量

2、主要的功能模塊.72.5 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的產(chǎn)品模式及其應(yīng)用.83 空中三角形加密 .113.1 空中三角形測(cè)量的概念.113.2 空中三角測(cè)量的方法.113.2.1 解析法空中三角測(cè)量 .113.2.2 自動(dòng)空中三角測(cè)量 .123.2.3 GPS/POS 輔助全自動(dòng)空中三角測(cè)量 .133.3 空三加密的發(fā)展動(dòng)態(tài) .133.4 常用加密軟件.143.4.1 Virtuo-Zo AAT自動(dòng)空中三角測(cè)量軟件 .1423.4.2 Helava 空三加密軟件 HATS .153.4.3 ORIMA 加密軟件 .163.4.4 JX-4C 的 GXP-AAT (程序名為 PBBA) .173.4.5

3、自動(dòng)空中三角測(cè)量軟件 DMS-AAT .173.5 空三加密的作業(yè)過(guò)程和定向建模.183.5.1 理論基礎(chǔ) .183.5.2 數(shù)字空三的作業(yè)過(guò)程 .253.5.3 光束法嚴(yán)密解 .263.5.4 不同的加密軟件所需的數(shù)據(jù)格式 .273.5.4 加密軟件輸出的數(shù)據(jù)格式 .273.5.5 空三數(shù)據(jù)導(dǎo)入 .323.5.6 不同軟件對(duì)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入方法 .364 基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的不同格式空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入 .394.1 DMS 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入.394.2 JX-4C 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入.404.3 項(xiàng)目簡(jiǎn)介 .414.3.1 澄城工業(yè)園 1：1000 數(shù)字地形圖航

4、測(cè)工程 .414.3.2 法國(guó)項(xiàng)目-倫敦測(cè)區(qū) .504.3.3 sakuraUCD 佐倉(cāng)修補(bǔ)測(cè).554.4 總結(jié).595 總結(jié)與展望 .615.1 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì).615.2 空中三角測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì).635.3 總結(jié).64參考文獻(xiàn) .66致 謝 .68數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量被中國(guó)著名的王之卓教授稱之為全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，它是指基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論和方法，提取所攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的方法。即不僅產(chǎn)3品是數(shù)字的，而且其中間數(shù)據(jù)的記錄以及處理的原始資料均是數(shù)字的。它是一個(gè)功能齊全、高度智能化的現(xiàn)代攝影測(cè)量系統(tǒng)，能

5、夠完成從自動(dòng)空中三角測(cè)量（AAT）到測(cè)繪各種比例尺數(shù)字線劃地形圖（DLG） 、數(shù)字高程模型（DEM） 、數(shù)字正射影像圖（DOM）和數(shù)字柵格地形圖（DRG）的生產(chǎn)。一、全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題一、全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題 (1)對(duì)樹(shù)木、建筑物等不能自動(dòng)識(shí)別，生成 DEM 時(shí)出現(xiàn)與地形不符的柱狀凹凸現(xiàn)象。 (2)不能充分表示比較破碎的沖溝、雨裂等負(fù)向地貌，不能對(duì) DEM 直接進(jìn)行編輯修改。 (3)沒(méi)有圖幅拼接及接邊精度統(tǒng)計(jì)功能。 (4)質(zhì)量檢測(cè)功能不全。二、空中三角形測(cè)量的概念二、空中三角形測(cè)量的概念用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站進(jìn)行數(shù)字空中三角測(cè)量（數(shù)字空中三角加密），就是以數(shù)字影像為基

6、礎(chǔ)，以模式識(shí)別、多影像匹配和自動(dòng)相關(guān)等方法來(lái)完成同名像點(diǎn)的識(shí)別，替代了人工在數(shù)字影像上完成選點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)、相對(duì)定向和模型連接，從而自動(dòng)獲取像點(diǎn)坐標(biāo)。最終以外業(yè)控制測(cè)量獲取的平面控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)成果為基礎(chǔ)，由光束法平差軟件解算出所有像點(diǎn)的大地坐標(biāo)和定向參數(shù)。三、基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的不同格式空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入三、基于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的不同格式空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入（一）DMS 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入建立工程文件 打開(kāi)工程文件 設(shè)置模型定向參數(shù) 設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)建立核線影像 設(shè)置影像文件 絕對(duì)定向 裝入影像；卸載影像 相對(duì)定向 內(nèi)定向圖 1 DMS 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)定向建模主要過(guò)程在利用 D

7、MS 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)，主要有 PAT-B、外方位元素、旋轉(zhuǎn)矩陣等方式。不同的方法導(dǎo)入時(shí)要求的文件格式不同。 （二）JX-4C 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)空三加密數(shù)據(jù)導(dǎo)入建立新像對(duì) 4 內(nèi)定向 相對(duì)定向核線重采樣絕對(duì)定向 定義工作區(qū) 圖 2 JX-4C 定向建模主要過(guò)程如果利用批處理進(jìn)行，主要有定向批處理和整體批處理。在 JX-4C 中導(dǎo)入空三數(shù)據(jù)的方式可以有：jx4、pat-b、外方位元素、旋轉(zhuǎn)矩陣、Helava 等數(shù)據(jù)格式。（三）項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、澄城工業(yè)園 1：1000 數(shù)字地形圖航測(cè)工程(1)項(xiàng)目概況1000 航測(cè)成圖面積約 20km2 航攝資料澄城項(xiàng)目中航空攝影機(jī)檢定數(shù)據(jù)相

8、機(jī)類型：RC-10/152 ；鏡頭號(hào)碼： 13031； 航攝比例尺：1：4000； 像幅：2323cm； 主距：153.192mm； 自準(zhǔn)值和主對(duì)稱點(diǎn)參考中心十字，見(jiàn)下表 x（mm） y（mm） x0=-0.063 y0=0.006表 1 檢較后的框標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo) 序號(hào)x（mm）y（mm）1106.014-105.9932-106.014-105.9883-106.009105.9894106.012105.992 成圖規(guī)格及精度要求a. 坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用 1980 年北京坐標(biāo)系。 高程系統(tǒng)采用 1956 年黃海高程基準(zhǔn)，等高距為 0.5 米。b. 圖幅分幅在成圖范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)分幅，圖幅基本規(guī)格為

9、 500mm500mm。c. 基本等高距 1：1000 地形圖：0.5 米。d. 成圖精度圖上地物點(diǎn)對(duì)最近野外控制點(diǎn)的平面位置中誤差，不得大于下表規(guī)定。類 別限 差51：1000平 面加密點(diǎn)0.35m中誤差地物點(diǎn)0.6m（0.40）加密點(diǎn)0.35m高程注記點(diǎn)0.4m高程中誤差等高線0.7m (2).已有數(shù)據(jù)資料： . 澄城相機(jī)文件.ftc+ 澄城相機(jī)文件.ftc-153.192000 153.192 -105.946 105.995 -106.077 105.987 106.075 105.998 105.951 105.982 106.077 -105.987 105.946 -105.99

10、5 -105.951 -105.982 -106.075 -105.998 相機(jī)文件為空三加密后得到的文件，數(shù)據(jù)既為加密后得到的數(shù)據(jù)。第一行數(shù)據(jù)表示相機(jī)焦距，第二行起表示框標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo) X、Y 坐標(biāo)。. 澄城項(xiàng)目部分控制點(diǎn)469 0 P08011 3893008.649 401075.871 677.833 Z182E 3893358.340 400797.509 647.276 . pat-b 空三導(dǎo)入以一個(gè)像對(duì)的數(shù)據(jù)為例：80185 153192.0 1Z184B -81381.9 -8328.8 0184A -83180.1 76015.5 0-99.JX4 格式：以 JX4 方式導(dǎo)入，我們

11、要注意數(shù)據(jù)文件是否齊全，其中主要包含相機(jī)文件、*.kb、*.md、*.bmc 等。像片 80185 *.kb 的文件數(shù)據(jù)格式：1 4 -1 -1.140609e+002 2.501013e-002 -6.228818e-005 -1.048101e-0451.145313e+002 -6.256583e-005 -2.500365e-002 2.448880e-046 1 320.660 341.055 2 8797.126 319.772 3 8819.207 8797.833 4 340.688 8818.896 4569 4569像對(duì) 80185-80186.md 文件格式：1 9 11

12、86882 Z186B 7533.2341 5178.3392 4375.0000 4778.0000 8 Z185B 4517.0000 4621.0000 1395.8043 4208.4322 8 澄城項(xiàng)目部分控制點(diǎn)P07011 3893316.117 401808.730 685.334 Z186B 3893292.716 402236.487 683.028 控制點(diǎn)文件第一列代表像控點(diǎn)的編號(hào)，第二列表示 X 坐標(biāo)，第三列表示 Y 坐標(biāo)，第四列是 Z 坐標(biāo)。6(3)過(guò)程實(shí)現(xiàn)在 DMS 全數(shù)字平臺(tái)上空三導(dǎo)入a.內(nèi)定向在 DMS 上進(jìn)行內(nèi)定向時(shí)，要以此對(duì)左片、右片進(jìn)行定向，系統(tǒng)將自動(dòng)生成定

13、向計(jì)算結(jié)果，不同項(xiàng)目對(duì)計(jì)算精度要求不一樣，如果出現(xiàn)計(jì)算超限，則需要重新定向，直至計(jì)算合格。b.在 DMS 上導(dǎo)入 pat-b 圖 3 內(nèi)定向截圖 圖 4 在 DMS 上導(dǎo)入 pat-b 截圖導(dǎo)入 pat-b 時(shí)，需要導(dǎo)入加密生成的文件，文件格式根據(jù)需要調(diào)整。就一張像片而言，文件第一行的第一個(gè)數(shù)據(jù)是像片號(hào)，其次是像片焦距，第三個(gè)數(shù)據(jù)僅為一個(gè)標(biāo)識(shí)符，沒(méi)有很實(shí)際應(yīng)用的意義。第二行開(kāi)始是像控點(diǎn)及其坐標(biāo)。在 DMS 上通常導(dǎo)入的是 pat-b 文件。c.絕對(duì)定向圖 5 絕對(duì)定向時(shí)平面截圖JX4 方式空三導(dǎo)入圖 6 JX-4C 上 jx4 方式導(dǎo)入空三數(shù)據(jù)截圖2、法國(guó)項(xiàng)目-倫敦測(cè)區(qū)(1) 項(xiàng)目介紹法國(guó)項(xiàng)目

14、-倫敦測(cè)區(qū)是為了利用航測(cè)法獲取高精度數(shù)據(jù)指定的規(guī)格，獲取高精度三維數(shù)據(jù)產(chǎn)品，所以要求精度在 1 米以上，所以采集的精度要較高。在采集前要進(jìn)行數(shù)據(jù)7的導(dǎo)入，根據(jù)已有資料我們主要利用外方位元素進(jìn)行定向建模。(2)已有資料相機(jī)文件外方位元素加密數(shù)據(jù)格式如下：London_AT1 6041955512489.0663178861.4781 1828.429693 -0.1567000370.214994387 -178.6709177法國(guó)項(xiàng)目導(dǎo)入的是外方位元素，當(dāng)要導(dǎo)入前一定要調(diào)整好文件格式，第一個(gè)數(shù)據(jù)一般代表像片號(hào)，第二個(gè)起是六個(gè)外方位元素。(3)過(guò)程實(shí)現(xiàn)DMS 全數(shù)字平臺(tái)空三數(shù)據(jù)導(dǎo)入內(nèi)定向；導(dǎo)入外

15、方位元素；在 DMS 上進(jìn)行絕對(duì)定向。 JX-4C 全數(shù)字平臺(tái)導(dǎo)入在 JX-4C 上導(dǎo)入相機(jī)文件；在 JX-4C 上導(dǎo)入外方位元素文件。3、sakuraUCD 佐倉(cāng)修補(bǔ)測(cè)(1)項(xiàng)目簡(jiǎn)介日本項(xiàng)目主要用旋轉(zhuǎn)矩陣、外方位元素進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入。在進(jìn)行數(shù)字空三時(shí)，我們應(yīng)該注意其與國(guó)內(nèi)項(xiàng)目的區(qū)別與不同，選擇合理的方法，以減低工作量然后才能提高工作效率。(2)已有資料相機(jī)文件數(shù)據(jù)sakuraUCD 佐倉(cāng)修補(bǔ)測(cè)項(xiàng)目以旋轉(zhuǎn)矩陣或共線方程的方法的導(dǎo)入，其轉(zhuǎn)角系統(tǒng)為- K，在 DMS 中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矩陣的導(dǎo)入的是共線方程。一個(gè)像對(duì)的共線方程形成的數(shù)據(jù)格式如下：82 36561.87630 -27109.88596 1848

16、.521170.999946775497 0.004984840470 -0.009033135646 -0.004946301976 0.999978591872 0.004283677790 0.009054295713 -0.004238769177 0.999950025034 以上共線方程的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)編輯后得到的。該數(shù)據(jù)第一行是像片號(hào)，第二行是攝影中心在物方坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，第三行起代表3 個(gè)外方位元素組成的 9 個(gè)方向余弦。 (3)過(guò)程實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目與前兩個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過(guò)程大部分相同，在導(dǎo)入數(shù)據(jù)方法上有區(qū)別，采用旋轉(zhuǎn)矩陣導(dǎo)入數(shù)據(jù)。DMS 平臺(tái)空三數(shù)據(jù)導(dǎo)入設(shè)置影像定向參數(shù)；在 DMS 上導(dǎo)入共

17、線方程；絕對(duì)定向 。 JX-4C 上導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)矩陣數(shù)據(jù) 在這個(gè)項(xiàng)目中，空三導(dǎo)入在 JX-4C 上是旋轉(zhuǎn)矩陣，在 DMS 上是共線方程。四、總結(jié)本次實(shí)例分別闡述了澄城項(xiàng)目、法國(guó)項(xiàng)目、sakuraUCD 佐倉(cāng)修補(bǔ)測(cè)項(xiàng)目三個(gè)項(xiàng)目，在這里做一個(gè)簡(jiǎn)要的總結(jié)：(1) 在使用 JX-4C 中,定義測(cè)區(qū)信息數(shù)據(jù)時(shí),各項(xiàng)數(shù)據(jù)要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范,否則會(huì)產(chǎn)生一定的不良后果。如上下視差限差定義的不準(zhǔn)確,使最終加密結(jié)果精度較低,達(dá)不到測(cè)圖要求；8(2) 加密使用的相機(jī)文件一定要建立正確,否則在大比例尺成圖加密中,會(huì)影響成果精度。對(duì)于 RC、LMK 等類型的相機(jī),要按照其規(guī)律,根據(jù)攝影信息的方位和飛行方向,建立正確的相機(jī)文

18、件；(3) 在加密時(shí)可用適當(dāng)數(shù)目的外業(yè)控制點(diǎn)(如導(dǎo)線點(diǎn)) 做檢查點(diǎn),以檢核加密成果的精度；(4) 最終加密結(jié)果要以適當(dāng)?shù)姆绞奖４?便于管理與應(yīng)用,如:分測(cè)段建立文件夾,包括測(cè)圖定向數(shù)據(jù)文件夾、加密結(jié)果文件夾、結(jié)合圖文件夾、打印測(cè)圖手簿文件夾。以便數(shù)據(jù)導(dǎo)入中使用；(5) 每一個(gè)項(xiàng)目主要針對(duì)一種導(dǎo)入方法作說(shuō)明，澄城項(xiàng)目應(yīng)用 jx4 和 pat-b 格式，法國(guó)項(xiàng)目應(yīng)用外方方位元素，sakuraUCD 佐倉(cāng)修補(bǔ)測(cè)項(xiàng)目導(dǎo)入的是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩陣的格式；(6) 澄城項(xiàng)目中 pat-b 中數(shù)據(jù)順序我們比較常見(jiàn)，不容易出現(xiàn)問(wèn)題，但在另兩個(gè)項(xiàng)目中，外方位元素順序與澄城不同，它們采用的轉(zhuǎn)角系統(tǒng)是 - K，國(guó)外的項(xiàng)目利用外方位元素與旋轉(zhuǎn)矩陣的很多，所以在這方面應(yīng)該有更多的理解；(7) 在 JX-4C 上導(dǎo)入外方位元素，要注意外方位元素的格式，幾種常用的外方位元素文件的標(biāo)準(zhǔn)格式如：Albany 、PATB 、BINGO 和 DMC 等。因?yàn)閿?shù)據(jù)文本格式不盡相同，全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)要將外方位元素提取出來(lái)并化成適合本系統(tǒng)的文本格式