摄影测量学实验报告

《摄影测量学》实验报告

专 业 测绘工程

班 级

学 号

姓 名指导教师

辽宁科技学院资源与建筑工程学院

实验二、三 VirtuoZo NT上机实验——影像匹配、DEM和DOM生成

日期： 第 周、星期 、第 节

地点： 小组成员：

一、 实验目的：

根据所学摄影测量理论知识，运用VirtuoZo NT软件，进行影像匹配，并生成DEM和DOM图形生成。

二、 实验和要求：

掌握和熟悉VirtuoZo NT软件工作平台各菜单的功能，掌握VirtuoZo NT实现影像匹配和DEM和DOM图片形生成的步骤，要求没人做出一副DEM和DOM图。

三、 实验仪器和资料：

计算机、VirtuoZo NT、摄影测量图像

四、 实验步骤总结：

Step1新建或打开一个测区

和其他软件文件菜单下的新建和打开菜单项不一样，VirtuoZo主界面中的文件菜单下没有新建菜单项，而是将新建与打开合并为打开测区，如下图所示：

五、

单击打开测区菜单项，系统弹出打开或创建一个测区对话框，如下图所示：

测区名的叫法并不十分讲究，只要注意不要包含空格即可,您只要明白该测区名对应哪些待处理的航片即可。假设上面的航线所对应的是某一城市外围的一段环城公路，由于生产的需要，我们将其划分为四小段（每一段对应一个测区），并将第一段取名为gonglu1，取好名以后，我们可单击对话框中的打开，系统弹出设置测区对话框：

Step2 设置测区参数：路径设置

在测区设置对话框中可以看到如下几个编辑框：

测区目录和文件这一栏中的主目录路径是要将您的测区放在哪个磁盘，完全根据您的计算机上的磁盘空间而定。如果您的计算机上的E磁盘的剩余空间比较大，则可将主目录设为：E:\gonglu1。

控制点文件、加密点文件和相机检校文件应放在文件夹gonglu1下，可将它们分别命名为：E:\gonglu1\gl1.pas 、E:\gonglu1\gl1.ctl 和E:\gonglu1\gl1.cmr。至于文件名的后缀，完全可由您个人的爱好而定，没有一个统一的标准。

Step3 基本参数设定

测区设置对话框的左下角是基本参数设置区，这里有三个地方可 设置

摄影比例：是指摄影比例尺分母，摄影比例尺在航摄时就已确定，由执行航飞任务的单位为您提供，默认为30000。

航带数:测区内航带数目，默认为1条。

影像类型：用于影像的类型选择，VirtuoZo支持量测相机影像、非量测相机影像、卫星影像、IKONOS影像、QuickBird影像等，请确保测区的影像类型和您即将使用的影像类型一致。

Step4 成果参数设置

测区设置对话框的右下角提供一些和数据处理结果相关的设置：

这里的参数需根据您的用户所提出的生产要求而定。

设置完所有的参数后，单击保存按钮即可。

六、 准备测区数据

七、 当拿到一批航摄资料的时候，它已经被扫描仪扫描过了（已经是数字化影像了），也就是说它们已经能被计算机直接读入了。既然手上的数据能直接被计算机读入，那么，为什么还要准备数据，还要进行影像格式转换。其原因是：目前，市场上所使用的扫描仪对航空底片进行扫描，扫描后的数字化影像多数以TIFF格式存储（如果您不是一位研究图象格式的专家，请不要花时间去探讨影像的格式问题），而目前VirtuoZo在很多地方还不支持TIFF格式的影像，故在使用VirtuoZo对航空影像进行处理以前，要将TIFF格式的影像转换为VirtuoZo比较适合处理的一种VZ格式。

八、 Step1 启动引入影像功能

九、 在主菜单上单击文件→引入→影像文件菜单项

十、

十一、 系统弹出输入影像对话框：

十二、

十三、 对话框的右侧有一些功能可以选择：

十四、

十五、 Step2 加载要引入的影像

十六、 设置完相应的参数后，就可添加要处理的原始影像了。

十七、 具体操作是用鼠标左键单击增加按钮，系统弹出打开对话框：

十八、

十九、 如果该对话框尚未定位到您存放原始TIFF影像的文件夹，您

可以通过更改查找范围找到您存放原始TIFF影像的文件夹并将其打开。在对原始影像进行多选时，可配合使用键盘的Ctrl或Shift键，也可按住鼠标左键以拉矩形框的形式选择。选择好待转换的原始影像以后，用鼠标左键单击打开按钮，您所选择原始TIF影像被列入到输入影像对话框中，如下图所示：

二十、

二十一、

二十二、 设置影像转换参数，用鼠标选中要转换的影像文件（选

中后的影像文件以深蓝色显示），单击选项按钮，系统将弹出转换选项对话框：

二十三、

二十四、 点击输出路径项后的浏览按钮，系统弹出一浏览文件夹

对话框，在该对话框中找到您的测区文件夹下的Images文件夹E:\gonglu1\images，将它选中，然后确认。选择

二十五、 将输出路径作用于所有文件项，系统将会把所有转出的

VZ影像都放Images文件夹中。至于是否旋转相机，需要查看相机框标略图，若相机承片框方位与影像的方位相差180度，则要选中该项。初学者不要过多的去关心是否旋转相机，因为是否旋转相机并不是绝对的。取消选择旋转选中文件的相机项，用鼠标左键单击确定按钮，程序又回到输入影像对话框。

二十六、 Step3 引入影像

二十七、 用鼠标左键单击该对话框中的处理按钮，程序会自动将

原始的TIFF影像转换为适合

二十八、 VirtuoZo处理的VZ影像。

二十九、

三十、 影像转换完毕后，输入影像对话框如下图所示：

三十一、

三十二、 到此为止，测区已经有了适合VirtuoZo处理的VZ影像，

我们也就可以进行后期的工作了。

三十三、 设置相机参数

三十四、

三十五、 设置测区中的相机参数 选择设置菜单中的相机参数：

三十六、

三十七、 系统弹出相机检校参数对话框：

三十八、

三十九、 Step1 相机基本参数设置

四十、 对话框的右上角是设定相机的像主点和焦距的参数：

四十一、

四十二、 这些相机参数一般由执行航飞任务的单位提供。如三个

参数分别为：

四十三、 像主点坐标： x = 0.000000 y = 0.000000

四十四、 相机主距： 152.540000(mm)

四十五、 Step2 设置框标参数

四十六、 对话框的左下角是框标设置区：

四十七、

四十八、 对于框标参数，目前一般有两种：四框标相机和八框标

相机，若您所处理的航空影像是由四框标相机所拍摄的，那么，用鼠标左键点击相机检校参数对话框中的添加行按钮三次，于是我们就可填入相机框标参数了，对于NO.列中的数值，可任意给定。对于X列

四十九、 及Y列，我们要按航摄公司提供的具体数值填入，数值

的正负号由它们所在的“象限”而定。例如第一行位于第三“象限”，则X及Y的值均为负值，第三行位于第一“象限”，则X及Y的值均为正值。对于八框标相机，操作方法类似。

五十、 如各框标点坐标：

五十一、 框标点编号 x y

五十二、

五十三、

五十四、

五十五、 2 -106.000000 -106.000000 1 -106.000000 106.000000 4 106.000000 106.000000 3 106.000000 -106.000000

五十六、 建立控制点文件

五十七、 控制点文件存放的是测区中所使用的控制点坐标，建立

测区时需要一个控制点文件。

五十八、 选择设置菜单中的地面控制点：

五十九、

六十、 弹出一个控制点编辑窗口：

六十一、

六十二、 添加控制点，选择添加行，然后在控制点数据窗口进行

输入；删除控制点时，单击选中要删除的控制点，选择删除行。添加控制点时，输入控制点的点号（可任意取值，若为纯数值时，

最好大于1024，避免与系统自动相对定向时命名的同名点号相同，控制点的点号最好与外业人员给明显地物所编的序号相同，在以后对绝对定向的结果进行调整时，便于我们查找相应的控制点），输入X、Y、Z的值时，以GPS接受机量测的数值为准。

六十三、 打开模型

六十四、 打开测区以后就可以打开模型进行作业了。

六十五、 一个测区由多个模型组成，主要介绍如何创建一个模型，

即所谓的单模型。什么叫做模型，通俗的讲模型就是一个立体像对，是实际地物按一定的比例尺缩小而成的三维景物。

六十六、 用鼠标左键单击文件菜单下的打开模型菜单项，系统弹

出一打开或创建一个模型对话框，如下图所示：

六十七、

六十八、 如果只是打开一个已有的模型，就从列表里选择一个，

VirtuoZo就会把它加载入系统。选择设置菜单下的模型设置可是进行参数设置。

六十九、

七十、 如果要新建一个模型，请输入一个文件名，就像取测区名一

样，模型名的取法完全可以根据您自己的爱好而定，叫什么名字并不十分讲究，只要您知道该模型对应哪两张航片就行。以此原则，我们将模型名取为157―156（157对应左片的一部分，156对应右片的一部分），不过要注意，模型名中不要包含空格和反斜杠\，取好模型名以后，用鼠标左键单击打开按钮，系统将弹出设置模型参数对话框：

七十一、

七十二、 模型定向

七十三、 关于定向

七十四、 当我们创建好了一个单模型以后，就可对它进行定向处

理了。

七十五、 模型定向实际上包括三方面的内容：内定向、相对定向

和绝对定向。执行它们的先后顺序是一定的，即首先必须做内定向，之后才能做相对定向，最后才能做绝对定向。

七十六、 就一个单模型而言，内定向的步骤主要分：

七十七、 1．进入某测区，选择该测区内需要定向的某个模型。 七十八、 2．建立框标模板（若框标模板已建立，则直接进入内定

向界面）。

七十九、 3．左影像内定向。

八十、 4．右影像内定向。

八十一、 5．退出内定向程序模块。

八十二、 Step1 启动内定向模块

八十三、 选择菜单处理→模型定向→内定向：

八十四、

八十五、 系统将启动内定向模块。如果以前做过内定向，系统会

弹出一个对话框，显示模型左像片的内定向参数（系统在左影像内定向完成后再启动右影像的内定向），并询问是否重新进行内定向：

八十六、

八十七、 如果不想再进行内定向，选择否，退出内定向模块。进

行相对定向。

八十八、 Step2 设置框标模板

八十九、 不同型号的相机有着不同的框标模板。一般一个测区是

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，其他模型内定向就不再需要重新建立框标模板，直接进入内定向处理。若一个测区中存在多个相机，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。

九十、 如果模板已经建立，系统将直接进入内定向界面。 九十一、

九十二、 建立框标模板界面如下：

九十三、 左边的窗口显示了当前模型的影像，它的四角和四边上

的框标被小白框围住。右边的小窗口显示了某框标的放大影像。若小白框没有围住框标，则可在框标上单击，小白框将自动围住

框标。这样来调整小白框的位置，尽量使框标位于小白框的中心。然后单击接受按钮，完成框标定位。

Step3 进入像片内定向

九十四、 影像读入完成后，显示如下窗口：

九十五、

九十六、 左边窗口的中心是按钮面板，每个方块按钮对应于一个

框标。单击其中一个按钮，则右边微调窗口中将放大显示其对应的框标影像。左边窗口的四周是框标影像窗口，每个小窗口显示一个框标。

九十七、 右边窗口的上边是IO参数显示/修改窗口，可在此微调框

标坐标。上半部的参数显示窗口用来显示各框标的像片坐标、残差、内定向变换矩阵和中误差。下半部显示当前框标的放大影像。

九十八、 Step4 微调框标坐标

九十九、 为了使内定向的精度满足作业要求，我们要尽量使白色

的十字丝对准框标的中心。这时，要使用到框标的放大影像。 百、 具体操作是通过方块按钮选择第一个框标，然后利用右边窗

口中“左右上下”按钮。

百一、 进行微调，直到框标放大影像中的白色十字丝对准相机的框

标中心。

百二、 对其他的框标用同样的方法进行调整，将所有的白色十字丝

对相机准框标中心，然后选择保存退出，左影像内定向完成。 百三、 重复以上几个步骤对模型中的右影像做内定向操作。 百四、 做完以后，模型的内定向完成，可以进入相对定向。 百五、 模型的相对定向

百六、 模型的相对定向主要是通过找同名点，来确定两张影像之间

的关系。模型的相对定向、绝对定向和生成核线影像都可以在相对定向界面下完成，所以可以一直不关闭相对定向模块，完成模型的相对定向、绝对定向和生成核线影像。

百七、 选择菜单处理→模型定向→相对定向。

百八、 然后显示相对定向窗口：

百九、

百十、 Step1 自动相对定向

百十一、 相对定向提供了一个右键菜单，您可以通过菜单完成一

系列操作（比如相对定向、绝对定向等）。在影像显示窗口内点击右键，菜单就会弹出来：

百十二、

百十三、 选择自动相对定向，程序将自动进行相对定向，寻找左

右影像上合适的同名点，大约半分钟后，自动相对定向完毕，所有找到的同名点均以红色的“+”分别显示在左右影像上。 百十四、 Step2 检查和调整同名点

百十五、 自动相对定向完成后，在定向结果窗口检查同名点的上

下视差：

百十六、

百十七、 如果比较大，就把它删除。具体操作是用鼠标左键将该

点选中，然后再用鼠标左键单击窗口中的删除点按钮，即可将该点删除。

百十八、 选中某对同名点时，下面的点位放大窗口会显示出该同

名点在左右影像上的图像。如果点位没有对准相同的地面位置，可以通过点位放大窗口下的按钮进行调整。

百十九、 编辑完成后，在影像显示窗口中的任意位置单击鼠标右

键，选择弹出的右键菜单中的保存，然后再选择退出。至此模型相对定向完毕。

百二十、 模型的绝对定向

百二十一、 所谓绝对定向是根据有限的地面控制点的大地坐标解算

出其它所有地物的大地坐标。所以绝对定向前，我们要以手工的方式在当前模型的左右影像上准确的定位一些控制点（即通常所说的刺点，单模型至少要刺四个或四个以上的控制点）。

百二十二、 普通方式的绝对定向

百二十三、 绝对定向的方法有两种：普通方式和立体方式。普通方

式的具体操作是在模型的相对定向的界面下单击鼠标右键，在系统弹出的菜单中，用鼠标左键选择绝对定向子菜单中的普通方式，系统弹出调整控制点对话框，绝对定向的结果显示在右边的定向结果一栏中，如下图所示：

百二十四、

百二十五、 当解算出的控制点的大地坐标值的误差过大时，我们可

通过调整控制点对话框中的调节按钮对每个控制点进行调节。六个微调按钮分别用于对控制点的点位在X、Y、Z方向上移动。调整的步距分四档：0.01、0.1、1.0、10.0。

百二十六、 定向完成后，点击调整窗口的确定，点击右键，在弹出

的菜单中选择保存，然后退出相对定向。

百二十七、 生成核线影像

百二十八、 完成了模型的相对定向后就可以生成非水平核线影像，

但生成水平核线影像需要先完成模型的绝对定向。对于近景影像和卫星影像时，只能生成非水平核线。

百二十九、 核线影像的采样可以两种方法来完成。一是需要人工定

义作业区的，则必须在相对定向的界面下来完成。进入相对定向的界面，在影像显示窗口中单击鼠标右键，在系统弹出的右键菜单中单击定义作业区菜单项：

百三十、

百三十一、 然后，按住鼠标左键，在左影像显示窗口中拉矩形框选

择作业区。二由系统自定义最大作业区，在影像显示窗口中单击鼠标右键，在系统弹出的右键菜单中单击自动定义最大作业区菜单项，系统将自动生成最大作业区。

百三十二、

百三十三、 定义完作业区后，便可生成核线影像了。在影像显示窗

口中单击鼠标右键，在系统弹出的右键菜单中选择生成核线影像的子菜单中的一个子项（生成水平核线则便于匹配结果的编辑，但是速度会慢一些，在生产的来考虑和非水平核线并无质的区别）。

百三十四、

百三十五、 于是程序即自动完成生成核线影像。如果由系统自动生

成最大作业区，或在以前的作业中已经定义过作业范围，则不需进入相对定向界面，可直接在VirtuoZo主界面中单击处理菜单下的核线重采样的子菜单中的水平核线菜单项，系统将自动生成当前模型的核线影像。

百三十六、

百三十七、 影像匹配

百三十八、 生成核线影像后，即可进行影像匹配，选择菜单处理→

影像匹配，系统将自动进行影像匹配。

百三十九、

百四十、 匹配结果的编辑

百四十一、 影像匹配完成后，如果匹配结果不够理想的时候，需要

进行对匹配结果的编辑。这种情况一般是：

百四十二、 1．影像中有大片纹理不清晰的地方，如：湖泊、沙漠和

雪山等区域，会出现大片匹配不好的点，需要手工编辑。

百四十三、 2．由于影像不连续、被遮盖和阴影等原因，使匹配点不

在正确的位置上，需要手工编辑。

百四十四、 3．城市中的人工建筑物，山区中的树林等影像，他们的

不是在地面上的点，而是地物表面上的点，需要手工编辑。

百四十五、 4．大面积平地、沟壑和比较破碎的地貌等区域的影像，

需要手工编辑。

百四十六、 实验：VirtuoZo NT上机实验——

DEM和DOM生成

百四十七、 单模型的DEM生成

百四十八、 完成模型的影像匹配和匹配结果的编辑之后，可生成数字高程模型DEM。

百四十九、 单模型的DEM是指使用一个单模型的数据，生成的位于该单模型区域内的DEM。一般情况下生成的DEM都是单模型的DEM。

百五十、 Step1 打开DEM设置对话框

百五十一、 选择系统菜单设置→DEM参数：

百五十二、

百五十三、 系统会弹出一个对话框：

百五十四、

百五十五、 Step2 设置输出参数

百五十六、 对话框的上半部是DEM的输出参数，对于单模型的DEM来说，一般只需要设置这些就可以了。

百五十七、 输出文件编辑框用来指定输出的DEM路径，默认为模型的产品目录下与模型同名的DEM文件。

百五十八、 接着是DEM生成范围的指定，默认情况下，左下角和右上角坐标使用类似－999999，999999的数字，表示使用最大的可用范围来生成DEM。如果您知道大地坐标的话，可以手动输入坐标来指定DEM的范围。

百五十九、 DEM范围设置的右侧是DEM的格网间距设置，请在这里填入您认为合适的间距。

百六十、 DEM旋转角设定，如果您想让要生成的DEM有旋转角，请选中DEM旋转角，然后在后面的编辑框中指定旋转角的值，单位为弧度。

百六十一、 还有一个精度值设定，标示DEM高程值的精度。如果设

为1，最终输出的Dem精度将保留到小数点后1位（乘以10，取整，保存，在读取时除以10），如果设为2或以上，将按照实际数值保留相应位数，再存为浮点数。

百六十二、 设置完成后，点击保存退出。

百六十三、 Step3自动生成DEM

百六十四、 设置完DEM参数后，选择系统菜单产品→生成DEM→

DEM（M）,系统将开始自动生成DEM。

百六十五、

百六十六、 首先是生成DTM；然后是DEM。一般最后会有DEM拼

接进度显示。

百六十七、 使用DEM Maker

百六十八、 如果您需要精确调整DEM，可以使用DEM Maker。 百六十九、 单击产品→生成DEM→DEM Maker菜单项。 百七十、 DEM的显示

百七十一、 Drape工具的使用

百七十二、 生成DEM后，可以通过Drape工具来查看，选择菜单显

示→立体显示→

百七十三、 透视显示。

百七十四、 系统将启动Drape，并自动加载DEM。

百七十五、

百七十六、 正射影像的生成

百七十七、 系统自动生成正射影像之前，我们需设置正射影像参数。

具体操作是用鼠标左键单击设置菜单下正射影像参数菜单项：

百七十八、

百七十九、 系统将弹出设置正射影像对话框：

百八十、

百八十一、

百八十二、 Step1设置正射影像参数

百八十三、 当看到这个对话框时，它给人的第一印象是要设置的参

数较多，不过其实该对话框中大多数参数由系统默认即可，不必进行更改。

百八十四、 正射影像的输出路径可根据实际情况而定（若当前磁盘

的剩余空间比较小了，则可将输出的正射影像放到其它的磁盘中，正射影像的名称可任意给定。建议初学者不要改变正射影像的输出路径，避免以后其它的操作不能正常进行）。

百八十五、 正射影像GSD与分辨率是相关联的，设定其中的一个，

其它数值跟随而定（可根据绘图仪的输出分辨率而定）。至于成图比例，则要根据具体要求而定。

百八十六、 生成正射影像所需的DEM文件，您可通过按钮找到其位

置（系统默认路径及名称如上图，生成DEM时，若将其输出路径和名称改变的话，而在此处又没正确设定DEM的路径，则系统无法正常生成正射影像）。

百八十七、 影像列表中，您可选择左右两张原始影像共同生成当前

模型的正射影像，也可选择其中的一张原始影像来生成当前模型的正射影像，将不需要的那张原始影像选中，点击清除(R) 按钮即可将其删除，若需添加某张影像，单击

百八十八、 添加(A) 按钮，在弹出的打开对话框中找到所需的原始影

像，将其打开即可。至于我没有提到的一些参数，实际生产中，由系统默认即可，一般不需更改。

百八十九、 设置完正射影像的参数后用鼠标左键单击保存退出。 百九十、 Step2生成正射影像

百九十一、 设置完正射影像的参数后，在VirtuoZo主界面中，用鼠

标左键单击产品菜单下的生成正射影像菜单项，程序将会自动生

成当前模型的正射影像。

百九十二、 生成的过程中会有进度提示，首先是切割DEM；然后是

生成正射影像：

百九十三、 正射影像的显示

百九十四、 1．在VirtuoZo主界面中，选择显示菜单下的正射影像菜

单项，即可看到当前模型的正射影像了。

百九十五、 2．选择显示菜单下的立体显示→透视显示，可以看到正

射影像和DEM组成的三维景观图。

五、实验完成情况及提交成果

六、实验心得及遗留问题

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pa61.html