摄影测量实验报告
一、实验目的
1、通过阅读实习指导书，了解4d的基本概念，了解VirtuoZo NT系统的运行环境及软件模块的操作特点，了解实习工作流程，从而能对4d产品生产实习有个整体概念。
2、掌握创建/打开测区及测区参数文件的设置，掌握参数文件的数据录入完成原始数字影像格式的转换。
3、通过对模型定向的作业，了解数字影像立体模型的建立方法及全过程，并能较熟练地应用定向模块进行作业，满足定向的基本精度要求，掌握核线影像重采样，生成核线影像对。
4、掌握正射影像分辨率的正确设置，制作单模型的数字正射影像，掌握等高线参数设置，生成等高线，通过正射影像或叠加等高线影像的显示，检查是否有粗差，掌握DEM拼接及自动正射影像镶嵌。
5、掌握立体切准的基本专业技能，掌握地物数据采集与编辑的基本操作，掌握文字注记的方法
6、学会使用图廓整饰模块，掌握图廓整饰中各项参数的意义及其设置方式，生成图廓参数文件，制作完整的DOM图幅产品，生成图廓参数文件，制作完整的DRG图幅产品。
7、通过对实习成果的分析，了解数字产品的基本质量要求，总结实习中出现的问题以及实习成果的不足之处，并能分析其原因。
8、理解数据格式输出的意义，了解VirtuoZo NT系统的数据格式输出的具体操作。
二、实验步骤及方法
1、建立测区与模型的参数设置
数据准备完善后，进入VIrtuoZo主界面，首先要新建一个测区，通过文件－打开测区，我们可以新建一个名为hammer的测区，系统默认后缀名为blk，默认保存在系统盘下的Virlog文件夹里。这个blk文件其实只是个索引文件，它最终指向的是测区设置里面的测区主目录文件夹。建立好blk文件之后，系统会自动弹出“设置测区”的对话框，我们按照原始数据提供的信息，相应填写该对话框，填写好之后保存退出。
进入“设置－相机文件”，找到刚才在设置测区对话框中新建的相机检校文件，双击进入参数设置界面，相机参数可以直接通过输入按钮，输入原始数据里面已有的cmr文件。
编辑界面。
进入“设置－地面控制点”，可以逐点输入控制点文件，或者直接通过“输入”按钮，直接读取一个控制点文件。
参数设置完成之后，还需要对影像文件进行转换，将各种影像文件转换成VirtuoZo支持的VZ格式的影像。进入文件－引入－影像文件，进入输入影像对话框，通过“增加”按钮，将所要处理的原始影像引入对话框，由于飞机是循环飞行进行拍摄的，第二条航带的影像的相机文件需要进行旋转。
具体操作：选中第二条航带的3张影像，点“选项”按钮，在弹出的对话框中将“相机旋转”后面的选项选择“是”，确认之后即可看到需要进行相机旋转的影像前有一个红色旋转的符号。然后我们填写正确的“像素大小”，该像素大小需要在原始数据里面给出，如果没有提供该数据，可以输入－1，系统会自动读取原始影像的头文件，然后给出一个像素大小。
参数设置完成之后点“处理”，影像开始进行转换，转换成的VZ影像将放在测区主目录下的images文件夹里面，每生成一个VZ影像，程序还会为该影像对应一个影像参数文件，后缀名为*.spt。
影像转换完成之后，开始进行模型的设置，现以157和156两张影像为例，介绍模型的创建过程：通过“文件－打开模型”，可以建立一个新模型，命名为157-156，默认后缀名为mdl，建立好157-156模型后，程序自动弹出模型参数设置对话框，按照该模型的基本情况设置该对话框，主要设置左、右影像，其它可按程序默认参数设置，之后保存退出。
同样的操作，可以把156-155、164-165、165-166这三个模型都创建好，完成所有模型的参数设置。
2、航片的内定向、相对定向与绝对定向
1．内定向作业流程：
a) 调用内定向程序（“处理－定向－内定向”），建立框标模板（若模板已建立，则进入左影像的内定向）；
不同型号的相机有着不同的框标模板。一般一个测区使用同一相机摄影，所以只需在测区内选择一个模型建立框标模板并进行内定向，其他模型不再需要重新建立框标模板，即可直接进行内定向处理。若一个测区中存在着使用多个相机的情况，则需要在当前测区目录中建立多个相机参数文件，在做内定向处理时，系统会自动建立多个框标模板。
界面右边小窗口为某个框标的放大影像，其框标中心点清晰可见。界面左窗口显示了当前模型的左影像，若影像的四角的每个框标都有红色的小框围住，框标近似定位成功。若小红框没有围住框标，则需进行人工干预：移动鼠标将光标移到某框标中心，单击鼠标左键，使小红框围住框标。依次将每个小红框围住对应的框标后，框标近似定位成功。选择界面左窗口下的“接受”按钮。
b) 左影像内定向；
该界面显示了框标自动定位后的状况。可选择界面中间小方块按钮将其对应的框标放大显示于右窗口内，观察小十字丝中心是否对准框标中心，若不满意可进行调整。
框标调整有自动或人工两种方式：
自动方式：选择自动按钮后，移动鼠标在左窗口中的当前框标中心点附近单击鼠标左键，小十字丝将自动精确对准框标中心。
人工方式：若自动方式失败，则可选择人工按钮，移动鼠标在左窗口中的当前框标中心点附近单击鼠标左键，，再分别选择“上、下、左、右”按钮，微调小十字丝，使之精确对准框标中心。
c) 右影像内定向；
与左影像内定向相似，进行右影像的内定向
d) 退出内定向程序模块；
“内定向”菜单项时，系统会弹出上次的内定向处理结果并询问是否重新进行内定向处理。
若对此结果满意，则单击否按钮退出内定向。如果对结果不满意，则单击是按钮重新进行内定向处理。
这种情况很常见，比如我们进行模型157-156内定向的时候，完成了影像157和156的内定向工作，当进行156-155模型内定向的时候，156影像将会弹出类似的对话框询问是否重新量侧。
2．相对定向作业流程：
a) 调用相对定程序（“处理－定向－相对定向”）
b) 量测同名点（一般在对非量测相机获取的影像进行相对定向时进行此项操作）。
对于非量测相机获取的影像对，由于左右影像重叠区域的投影变形较大，在自动相对定向之前一般要量测1对同名点（点位应选在左、右影像重叠部分左上角位置的附近）。若当前模型的影像质量比较差，则需量测3～5对同名点（点位均匀分布），以保证可靠地完成自动相对定向。对于航空影像，一般不需要这一操作，可直接进行自动相对定向。
手工量测同名点：首先确认鼠标右键菜单选项菜单项下的子菜单项全都处于未选中状态，然后分别量测同名点的左、右像点坐标。分别在左右两张影像上找到同名点，先点取左影像的同名点，在同名点位置点击鼠标左键，此时系统弹出像点量测窗，放大显示该点点位及其周边的原始影像。然后精确调整点位，也可以通过右边的微调按钮进行调节。同样，右影像的操作也这样进行。当在左右影像上找到一对同名点时，程序弹出“输入点号”对话框，输入点号并确认，完成量侧一对同名点的操作。
c) 进行自动相对定向：
在相对定向界面点鼠标右键，选择自动相对定向，程序将自动寻找同名点，进行相对定向。完成后，影像上显示相对定向点（红十字丝）。
d) 检查与调整
在界面的定向结果窗中显示相对定向的中误差等。拉动定向结果窗的滚动条可看到所有相对定向点的上下视差。我们可以根据实际情况进行调整或者删除，对于点位有偏差的点，我们可以同右边的微调按钮进行响应的调整，而对于一些匹配错误的点，比如某些点匹配到地物的影子上，这些点是需要进行删除的。
3．绝对定向作业流程：
a) 在相对定向界面里面量侧控制点，方法与量侧同名点类似，只是在输入点号的时候，需要输入与控制点文件相对应的点号，在影像上，控制点是显示为黄色的大十字丝。
当量测三个控制点后（三个控制点不能位于一条线上），可进行控制点预测：即单击鼠标右键弹出菜单，选择“预测控制点”。随即影像上显示出几个蓝色小圈，以表示待测控制点的近视位置。然后继续量测蓝圈所示的待测控制点。
b) 进入普通方式的绝对定向（在相对定向界面点击鼠标右键，选择“绝对定向－普通方式”），程序进行绝对定向计算，在定向结果窗中显示绝对定向的中误差及每个控制点的定向误差。另弹出控制点微调窗，窗中显示当前控制点的坐标，且设置了立体下的微调按钮。
c) 检查与调整
根据误差显示可知绝对定向的精度如何，若某控制点误差过大，则可进行微调。
其微调方法与步骤如下：
在定向结果窗中对某控制点误差行单击鼠标左键，选中该点，弹出该控制点的微调窗。
立体影像微调。
选中另一个需调整的点，进行微调。
所需调整的点均完成后，选择控制点微调窗中的“确定”按钮，程序返回相对定向界面。
至此，绝对定向完成。
4．同名核线影像的采集与匹配
A 生成核线影像
a) 定义一个作业区
在相对定向界面点击鼠标右键，选择“全局显示”，界面显示模型的整体影像，然后再弹出菜单，选择“定义作业区”，然后用鼠标在影像上拖出一个作业区域，作业区用绿色的线条显示其边框。(注意保证自定义区域内都有影像，即不超过最大作业区)
也可以选择“自动定义最大作业区”，程序将自动定义一个最大作业区。
b) 生成核线影像
单击鼠标右键弹出菜单，选择“生成核线影像－非水平核线”，程序依次对左、右影像进行核线重采样，生成模型的核线影像。
c) 退出
单击鼠标右键弹出菜单，进行“保存”，选择“退出”
B 影像匹配
a) 匹配预处理
（1）点击处理－匹配预处理，进入匹配预处理模块，利用该模块，用户可以打开有待自动匹配的模型，并在模型中加测一些特征点、特征线和特征面以辅助系统进行自动匹配，从而获得更好的匹配结果，大大减少对匹配结果编辑的工作量。
（2）在匹配预处理窗口中单击文件－打开模型菜单项，在系统弹出的打开模型对话框中选择需要进行匹配预处理的立体模型文件（*.mdl 或 *.ste），然后单击打开按钮打开一个模型；
通过立体显示按钮
，我们可以通过立体眼镜观察立体显示，从而使测标切准地面，进行（3）我们根据地物的不同，选择不同的特征表现方式
从左导右分别为特征点、特征线、特征面。
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，仅仅依靠系统的自动匹配，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。这就需要在匹配预处理里面利用特征点、线、面，切准地形，绘制相应的特征文件，在程序进行自动影像匹配的过程中，参与影像匹配并干预匹配结果。
（4）保存匹配预处理结果，退出
b）影像匹配
影像匹配的过程是全自动的，点击“处理－影像匹配”，程序自动完成该操作
c) 匹配结果编辑
（1）单击“处理－匹配结果编辑”，进入匹配结果编辑界面。
（2）对一些容易出现匹配错误的地物，选择相应的编辑方式进行编辑，使匹配点切准地面。
我们在编辑窗口点鼠标右键，可以看到很多设置，为了方便观察匹配有问题的区域，我们可以利用等高线的分布去检查，我们选择“等高线设置”，设置一个合适的等高距和等高线的颜色，这样我们就可以根据等高线的走向来检查匹配点是否正确。
当发现有匹配错误的时候，我们首先要选择这个区域，选择的方式有很多，可以用鼠标拖动一个矩形框进行矩形选取，也可以点鼠标右键的“开始定义作业区”（或点空格键），然后依次点击鼠标左键，待选择完成后，点鼠标右键的“结束定义作业区”（或点空格键），选取完成。
区域选好之后，该区域的匹配点处于选中状态，我们就可以运用左边的编辑工具进行相应的编辑工作了。
（3）一般需要编辑的情况有以下几种：
由于影像中常有大片纹理不清淅的影像，如河流、沙漠、雪山等地方出现大片匹配不好的点，则需要进行编辑。
由于影像的不连续、被遮盖及阴影等原因，使得匹配点没切准地面，则需要进行编辑。
城市的人工建筑物、山区的树林等，使得匹配点不是地面上的点，而是物体表面上的点，则 需要进行编辑。
大面积平地、沟渠及比较破碎的地貌需要进行编辑。
五、DEM、DOM与等高线等数字产品的生成
1.生成DEM
在系统主菜单中，选择“产品-生成DEM-DEM生成”项，屏幕显示计算提示界面，计算完毕后，即建立了当前模型的DEM。
2.查看DEM
单模型透视景观：建立数字地面模型后，在系统主菜单中，选择“显示-立体显示-透示显示”项，，进入显示界面，屏幕显示当前模型的数字地面模型。
3.生成单模型的正射影像
在系统主菜单中，选择“产品-生成正射影像”项，自动制作当前模型的正射影像，屏幕显示计算提示界面，计算完毕后，自动生成当前模型的正射影像。
可以通过“显示-正射影像”，查看生成的正射影像
4．生成等高线
在系统主菜单中，选择“产品-生成等高线”项，自动制作当前模型的等高线。可以通过“显示-等高线影像”，查看生成的等高线。
上面操作生成的DEM，正射影像，等高线文件均保存在相应模型的模型文件夹的product文件夹下。格式如下表所示：
5．使用DEMMaker生成DEM
a) 数据准备，调用DEMMaker，运行主界面下的“产品－生成DEM－DEM制作”，调用DEMMaker界面。
b) 装在立体模型，运行菜单装载－立体模型，选择相应的模型装载到DEMMaker里。
c ) 量测地物，编辑特征文件。
d ) 引入第三方 DEM（即由非 DEMMaker 模块生成的 DEM 文件）或利用自动匹配的结果所生成的 DEM。
e ) 自动匹配效果不好时，可加测部分特征地物，进行局部匹配。
f ) 其他区域可用三角网直接内插 DEM 格网。
g) 编辑 DEM 格网点。
h ) 生成该区域的 DEM。
i ) 退出 DEMMaker 模块。
六、基于立体影像的数字化测图（IGS数字测图）
1．进入IGS测图界面
单击“测图－IGS数字化测图”，进入IGS界面。
2．新建一个矢量文件（*.xyz文件）
点击“文件－新建XYZ文件”，设置相应的参数和坐标范围。
3．装载相应的立体模型
建立好矢量文件之后，点击“装载－立体模型”，现在在ＩＧＳ打开了矢量窗口和立体模型窗口两个窗口，我们通过“窗口－横向排列”。
4．选择相应的地物符号，进行地物的绘制。
七、多个模型的拼接、成果图输出
1．设置拼接区域及参数
在系统主菜单中，选择菜单“镶嵌－设置”项，屏幕弹出拼接与镶嵌参数设置对话框。
在“拼接选项”栏里面选择要拼接的产品，现在需要进行拼接的模型以及拼接的范围，最后确定生成拼接成果的名称和存放路径。参数设置完成后“确定”，关闭对话框。
2．拼接区域的多模型DEM拼接
参数设置好之后，我们就可以进行DEM的拼接以及正射影像等产品的拼接，选择菜单“镶嵌－DEM拼接”项，完成DEM的拼接，并生成拼接报告。
3．检查DEM的拼接误差
我们通过上图所示的DEM拼接精度可以很直观的看出来哪些地方拼接出现了问题，从而可以返回到匹配编辑对这部分进行处理。
4．拼接区域内的正射影像镶嵌
选择菜单“镶嵌－自动镶嵌”，程序将完成在镶嵌设置“拼接选项”里面勾选的产品，均放到拼接设置的产品目录里。
5．显示全区域的正射影像，检查是否有拼接缝隙等误差。
进入主程序显示－显示影像，打开刚才生成的多模型的正射影像进行查看。
6．矢量数据接边
三、实验中遇到的问题
1、使用测区参数界面下的重置模型参数功能应当注意哪些问题？
答：首先测区参数界面的参数项中不能有空白项；在填入参数时控制点文件、加密点文件、相机参数文件的名字可任意命名，但是要切记不能使得这三者的名字重名，否则，可能会导致文件的冲突，，影响到内定向、绝对定向的成果，甚至无法正常的采集核线影像；另外，原来版本的程序会出现正 射影像参数无法重置的情况，需手工先删除*.OTP文件后再重置，新版本程序中已 无此问题。
2、有多个相机的测区如何处理？
答：分别在测区目录下建立多个相机参数文件（注意影像参数要与之对应），分别作内定向即可。
3、定义核线影像范围应注意那些事项？
答：首先：定义核线范围以将控制点划在范围内为宜，但不能超控过多；其次：应结合实际地形情况，如高山地或大比例尺城区，由于左右片视差较大，就应适当将核线范围划大些。
4、DEM旋转角设为0与不旋转有何区别？
答：当将DEM旋转角设为0时，系统将自动计算旋转角度。
5、为什么有时候恢复测区的功能不起作用？
答：使用恢复测区功能时要注意：
a. 当测区的路径参数与模型的路径参数均一致时，使用恢复测区功能才有效。
b. 当测区的路径参数与模型的路径参数不一致时，使用此功能，仅能恢复测区的路径参数，模型的路径参数。不会随之进行修改
c. 当影像不在当前测区的预设路径下时，使用恢复测区功能，系统并不会自动修改相应的?
品路径参数（*.otp、*.cpd、*.dtp），这些参数必需手工修改，否则会出现不良后果。
6、如何利用图廓整饰程序作影像裁切？
答：选择需要裁切的正射影像，新建一个图廓文件，在选择输出时，注意一定要选择输出到DXF 格式，这样，才是对正射影像直接做裁切。
7、模型参数中匹配窗口与格网大小如何给定？
答：匹配窗口与格网大小的确定与很多因素有关，例如：像素的大小、地型的类型和摄影比例尺的大小等因素。一般可考虑，匹配窗口在原始影像上的大小应0.25 mm ～ 0.50mm，然后再根据像素大小，计算数字影像的窗口大小。具体情况可按下列原则确定︰
a. 地面平坦影像变形较小时，匹配窗口可大一些。反之，当地面起伏较大时，影像变形较大，匹配窗口应小些。
b. 中、小摄影比例尺，匹配窗口应小一些。反之，大比例尺摄影，匹配窗口应大一些。
c. 匹配窗口长或宽都是奇数，最小窗为：5×5。
d. 匹配格网的间隔应小于或等于匹配窗口的数值（奇数），且应小于DEM间隔在影像上对应的像素数。
四、实验心得
通过这次实验，我系统学习了VirtuoZo的使用操作流程，了解了VirtuoZo的基本功能，一般作业过程及主要产品的制作过程。其中主要有掌握创建/打开测区及测区参数文件的设置。掌握参数文件的数据录入。通过对模型定向的作业，了解数字影像立体模型的建立方法及全过程，并能较熟练地应用定向模块进行作业，满足定向的基本精度要求。掌握核线影像重采样，生成核线影像对。掌握匹配窗口及间隔的设置，运用匹配模块，完成影像匹配。掌握匹配后的基本编辑，能根据等视差曲线（立体观察）发现粗差，并对不可靠区域进行编辑，达到最基本的精度要求。掌握DEM格网间隔的正确设置，生成单模型的DEM。掌握正射影像分辨率的正确设置，制作单模型的数字正射影像。通过DEM及正射影像的显示，检查是否有粗差。掌握拼接区域的选定及确定拼接产品的路径。掌握DEM拼接及自动正射影像镶嵌。分析拼接精度。理解数据格式输出的意义。了解VirtuoZo NT系统的数据格式输出的具体操作。
虽然这次做的成果并不是很完美，与实验指导中的还存在一定的差距。但通过对实习成果的分析，了解数字产品的基本质量要求，对其进行一定的改善，使其精度有一定的提高。而且通过这次实习，我对数字摄影测量数据获取有了更深刻的了解，同时对摄影测量课程有了更深更具体的体会。