摄影测量基础实验报告

发布 2022-09-06 06:00:28 阅读 7894

一、像对的立体观察。

一、实验目的。

1、了解人造立体视觉的原理。

2、掌握观察人造立体的四个条件。

3、掌握人造立体观察方法,借助仪器进行立体观察。

二、实验内容。

借助立体镜观察正立体、反立体、零立体。

三、实验原理。

用双眼观察空间物体时,可以容易地判断物体的远近,得到景物的立体效应,这种现象称为人眼的天然立体视觉(如图1)。人造视觉的过程:空间景物在感光材料上构像,人眼观察构像的像片而产生生理视差,重建空间景物立体视觉。

图1人造立体视觉的条件:

1、两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对;

2、每只眼睛必须只能观察像对的一张像片;

3、两像片上相同景物(同名像点)的连线和眼睛基线应大致平行;

4、两像片的比例尺相近(差别<15%),否则需要zoom系统等进行调节。

四、实验仪器。

桥式立体镜、反光立体镜。

五、实验步骤。

1、理解人造立体观察的原理和方法,了解人造立体视觉的条件,和人造立体视觉的条件。

2、区分立体像对的左片和右片;

3、将航空像对置于立体镜下,像对的基线应与眼睛平行,即找出立体像对的同名像点的连线方向与眼睛基线大致平行,同名像点重合。每只眼睛分别看一张像片,即左眼看左像片,右眼看右像片。

4、注意使像片上地形地物的阴影投向自己。因为人对物体的立体感觉习惯与光源来自前方,阴影投向自己,这样才能是判读效果正确,否则会引起反立体效应。

5、用左右手的食指分别指向两张像片上的共同标志点,然后移动其中一张像片,使两手指重合,即表示两像片的共同标志一只眼分别看一张像片。

6、按照以下方式观察立体像对:

左眼看左像片,右眼看右像片;结果:正立体效应;

左眼看右像片,右眼看左像片;结果:反立体效应;

左片逆时针旋转90度,右片顺时针旋转90度,左眼看左像片,右眼看右像片;结果:零立体效应。如图2所示:

六、实验结果。

通过认真的操作,清晰观察到了像片的三种立体视觉(正立体、反立体、零立体)。

二、航空影像的4d产品生产。

一、实验目的。

通过本次实验,了解4d产品的生产过程,熟悉使用virtuo nt全数字摄影测量系统生产4d产品的过程,掌握生产过程中各中步骤的原理,加深对有关理论知识的理解。

1、了解virtuo nt数字摄影测量系统的功能;

2、掌握virtuo nt数字测量系统作业流程;

3、加深对数字摄影测量基本理论、方法和过程的理解;

4、培养实际动手能力。

二、实验内容。

完成virtuo nt系统的一些简单操作,例如:内定向、相对定向、绝对定向;借助virtuo nt系统生成4d产品。

三、实验原理。

virtuoso nt系统是基于 windowsnt 的全数字摄影测量系统, 完成摄影测量作业。由计算机视觉(其核心是影像匹配与影像识别)代替人眼的立体量测与识别,不再需要传统的光机仪器。从原始资料,中间成果及最后产品等都是以数字形式,克服了传统摄影测量只能生产单一线划图的缺点,可生产出多种数字产品,如数字高程模型, 数字正射影像,数字线划图,景观图等,并提供各种工程设计所需的三维信息,各种信息系统数据库所需的空间信息。

virtuo nt 的主要软件模块包括:解算定向参数,自动空中三角测量,核线影像重采样, 影像匹配,生成数字高程模型,制作数字正射影像,生成等高线,制作景观图,dem 透视图, 等高线叠加正射影像,基于数字影像的机助量测,文字注记,图廓整饰。

virtuo nt 的作业方式为自动化与人工干预。系统在自动化作业状态下运行不须任何人工干预。人工干预是作为自动化系统的"预处理"与"后处理" ,如必要的数据准备,必要的辅助量测等及自动化过尚无法解决的问题。

人工干预不同于单的人工控制操作, 而是尽可能达到了半自动化。 根据 virtuo nt 制作 4d产品的基本工作流程。如图:

图14d产品是指数字高程模型dem是在某一投影平面(如高斯投影平面)上规则格网点的平面坐标(x,y)及高程(z)的数据集。dem的格网间隔应与其高程精度相适配,并形成有规则的格网系列。根据不同的高程精度,可分为不同类型。

为完整反映地表形态,还可增加离散高程点数据;数字正射影像图dom是利用数字高程模型(dem)对经扫描处理的数字化航空像片,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点;数字线划地图dlg是现有地形图要素的矢量数据集,保存各要素间的空间关系和相关的属性信息,全面地描述地表目标;数字栅格地图drg)是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件。每一幅地形图在扫描数字化后,经几何纠正,并进行内容更新和数据压缩处理,彩色地形图还应经色彩校正,使每幅图像的色彩基本一致。

数字栅格地图在内容上、几何精度和色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。

四、实验仪器。

virtuo nt系统、一组航摄影像对。

五、实验步骤。

1、数据准备

实习测区资料分析

根据给定的实习的原始资料,了解原始影像的分辨率、像片比例尺、影像方位、框标的位置、全测区控制点分布、控制点数据,相机参数。

2、建立测区

创建新测区。

数据准备完善后,进入 virtuo nt 主界面,首先要新建一个测区,在主菜单中,选择“设置”→“测区参数”项,屏幕显示“打开或创建一个测区”文件对话框,输入测区名,进入测区参数界面,按要求输入个参数,之后保存退出。

录入相机参数。

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,将相机数据对应填写到界面中,选择“确定”按钮,将参数存盘。

录入控制点坐标。

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。

原始影像的数据格式转换。

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 virtuo nt 支持的影像格式。进入“文件” →引入” →影像文件”项,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,然后选择“处理”按钮,即可。

3、建立模型

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。

4、模型定向

1)自动内定向

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)。程序读入左影像数据后,屏幕显示建立框标坐标模板界面。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白色的小框围住,框标近似定位成功。若小白框没有围住框标,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,使小白框围住框标。

首先进行左影像内定向: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。

右影像内定向:右影像内定向与左影像内定向相似,进行右影像的内定向。如果之前做过内定向的,系统会弹出一个对话框,显示左像片的内定向参数 (系统在完成左像片的内定向后再启动右像片的内定向),并询问是否重新进行内定向。

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。

2)自动相对定向。

步骤:选择菜单“处理”→“模型定向”→“相对定向”;

在影像显示窗口内点击右键,选择“自动相对定向”;

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,如果比较大,则比较大,则把它删除或进行调整;编辑完成后,保存,退出。

3)自动绝对定向。

步骤: 选择菜单“处理”→“模型定向”→“绝对定向”;参照给出的控制点点位图,在相对定向界面中,寻找相应的控制点,对控制点的点位进行精确调整,输入控制点相应的点号,点击“确定”保存。

4)自动生成核线影像。

步骤:在相对定向界面,单击鼠标右键弹出菜单,选择“全局显示” →自动定义最大作业区” →生成核线影”→“非水平核线”→“保存”→“退出”;按照同样的步骤,进行其他模型的内定向,相对定向,绝对定向,核线影像生成,当每个模型的核线影像生成后,则进行影像匹配计算。

5、影像匹配与匹配后的编辑。

选择菜单“处理”→“影像匹配”项,出现影像匹配计算的进程显示窗口,自动进行影像匹配。匹配结果的编辑:(如图)

图26、生成单模型的dem

生成单模型dem在系统主菜单中,选择“产品”→“生成 dem”→“生成 dem(m)”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。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dem。

7、生成正射影像。

在主界面上,依次单击“产品”→“生成正射影像”项,系统自动生成正射,单击“显示”→“正射影像”。生成的影像如图:

图3六、实验总结。

通过此次实习,了解了使用 virtuo nt 全数字摄影测量系统生产 4d 产品的过程,熟悉了 virtuo nt全数字摄影测量系统的使用,加深了对相关知识的理解。4d产品生产实习是一个综合性很强的实习,它是对所学摄影测量及相关专业的综合应用。该实习在数字摄影测量实习的基础上进行。

通过本次实习,了解到了 virtuo nt 全数字摄影测量系统的功能强大,在4d产品生产实习的过程中自动与半自动的快速生成功能。实习中需要注意:定义核线范围以将控制点划在作业区范围内为宜,但不能超控太多;其次应结合实际地形情况,如高山地或大比例城区,由于左右像片视差较大,就应适当将核线范围划大些。

三、像片的调绘和地形图编辑。

一、实验目的。

1、加强对摄影测量内、外业工作的理解;

2、初步掌握全野外调绘的基本方法;

3、掌握调绘的综合取舍及居民地、道路等九大地理要素的调绘;

4、培养在实践中灵活运用所学知识,独立解决具体问题。

二、实验内容。

采用全野外调绘方法,利用航摄像片分小组完成测区内规定区域的像片调绘工作。

三、实验仪器。

航片;测区地形图及相关资料;野外袖珍立体镜;《航空摄影测量外业规范:2000地形图图式》等。

四、实验原理。

航片外业调绘是利用地物在像片上的影像特征与构像规律来识别、选调地形图上应表示的地理要素,按图式规定绘制到像片上,从而解决像片与地形图在表示方面的差别。地形图在内容表示上的正确性与合理性主要取决于调绘质量的优劣。

四、实验步骤。

外业工作实测:外业调绘按照“资料准备”→“设计调绘路线” →现场调绘” →调绘像片的清绘整饰”这一顺序进行。

1、准备工作。

调绘面积划分。按图幅分工,采用航片;每片的调绘面积分界线选在航向、旁向重叠中线的附近。平坦地区用直线;起伏地区,像片东南边用直线,西边由邻边立体转绘得到。

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