全数字化摄影测量系统.doc
全数字摄影测量系统(VirtuoZo)数字化成图过程论文
全数字摄影测量系统(VirtuoZo)数字化成图过程摘要：随着社会的进步，计算机技术和数字图像处理技术的发展，使人类社会已经进入了数字化信息时代。
摄影测量已由原先的模拟摄影测量和解析摄影测量，发展到今天的数字摄影测量。
全数字摄影测量系统（virtuozo）不仅在国内已成为各测绘部门从模拟摄影测量走向数字摄影测量更新换代的主要装备，而且也被世界诸多国家和地区所采用。
关键词： virtuozo、空中三角测量、数字地面高程模型dem中图分类号：g623.58 文献标识码：a 文章编号：随着信息技术和计算机技术的迅猛发展，数字摄影测量已取代传统的模拟摄影测量和解析摄影测量，使摄影测量进入数字化时代。
全数字摄影测量系统（virtuozo）全是利用数字影像或数字化影像完成摄影测量作业。
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、中间成果到最后产品都是数字形式，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。
国家测绘局对各省级测绘局向数字化规模生产的转轨实施资金、技术上的大力扶持政策，有力地推动数字摄影测量系统在各地方局的推广应用，数字摄影测量系统的应用使得传统摄影测量生产发生了深刻的变革。
一、数字摄影测量系统的组成数字摄影测量系统主要由两部分组成：一部分是影象获取装置与成果输出设备；另一部分（也是其核心部分）是一台计算机、数字摄影测量软件及其它外围设备。
virtuozo全数字摄影测量系统由以下几个部分组成：高精度影象扫描仪。
sgi o2工作站（virtuozo unix工作站版本）512mb内存，mips r5000，rev2.1的cpu，主机速度200mhz，2l”彩色立体显示器，高档微（virtuozo nt版本）512mb内存，cpu为pⅱ－mmx300，21”彩色立体显示器，24bit真彩色（分辨率为1280×1024），20gb硬盘。
VirtuoZo教学手册
全数字摄影测量系统(VirtuoZo)教学手册目录前言 (3)一、数据准备 (4)二、建立测区与模型的参数设置 (6)三、航片的内定向、相对定向与绝对定向 (9)1．内定向作业流程： (10)2．相对定向作业流程： (13)3．绝对定向作业流程： (15)四、同名核线影像的采集与匹配 (17)1．生成核线影像 (18)2．影像匹配 (18)五、DEM、DOM与等高线等数字产品的生成 (21)前言全数字摄影测量系统（VirtuoZo）是武汉适普软件有限公司与武汉大学遥感学院共同研制的全数字摄影测量系统，属世界同类产品的五大名牌之一。
全数字摄影测量系统是利用数字影像或数字化影像完成摄影测量作业。
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、中间成果到最后产品都是数字形式，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。
全数字摄影测量系统（VirtuoZo）不仅在国内已成为各测绘部门从模拟摄影测量走向数字摄影测量更新换代的主要装备，而且也被世界诸多国家和地区所采用。
在对全数字摄影测量系统（VirtuoZo）的使用中，武汉适普软件有限公司摸索和总结出一套简单易学的基本作业流程，使初学者能够更快更好的掌握该系统。
该作业流程包括：数据准备、参数设置、定向、核线采集与匹配、DEM与DOM以及等高线生成、数字化测图、拼接与出图七个步骤。
一、数据准备数字摄影测量所需资料：相机参数：应该提供相机主点理论坐标X 0、Y 0，相机焦距f 0，框标距或框标点标 控制资料：外业控制点成果及相对应的控制点位图航片扫描数据：符合VirtuoZo 图像格式及成图要求扫描分辨率的扫描影像数据。
VirtuoZo 可接受多种图像格式：如TIFF 、BMP 、JPG 等。
全数字摄影测量系统VirtuoZo
全数字摄影测量系统VirtuoZo “全数字摄影测量系统VirtuoZo”使用操作指南时间:2009-5-20 17:18:33 点击:352“全数字摄影测量系统VirtuoZo”使用操作指南双击快捷图标或运行 Bin 目录下的可执行程序 VirtuoZoNT.exe。
屏幕将显示系统主界面，界面上方是菜单条，中央为工作区，下方为状态条。
一、设置测图区域单击“文件:打开测区”菜单项，系统弹出对话框，让用户输入(或选择)测区文件名。
若用户输入的测区文件 <测区文件名>.blk 不存在，系统弹出设置测区对话框，如图。
对话框中各参数的具体填写方法请参见参数设置说明。
参数输入成功后，系统将自动建立该新测区。
以后的操作均对此测区进行。
若输入的测区文件<测区文件名>.blk 已经存在，则系统打开该测区。
以后系统的操作均对此测区进行。
按照教员提供的参数设置测区相关文件。
1、测区目录和文件包括:主目录:输入测区所在的目录。
此项在测区建立后变灰，用户不能再进行修改。
控制点文件:输入控制点文件名。
可直接输入控制点文件名，或单击文本框右侧的文件查找按钮，选择已建立的当前测区的控制点文件。
加密点文件:输入模型控制点文件名。
可直接输入模型控制点文件名，或单击文本框右侧的文件查找按钮，选择已建立的模型控制点文件。
模型控制点通常就是空中三角测量平差解算出来的加密点。
相机检校文件:输入相机检校文件名。
建议根据使用的相机类型命名，如RC10.cmr。
2、基本参数摄影比例:摄影比例尺分母。
航带数:测区的航带数目。
影像类型:原始的影像类型有六种。
它们依次是量测相机、非量测相机、卫星影像、IKONOS 影像、QuickBird 影像和可量测数码相机。
3、缺省测区参数设置包括:DEM 格网间隔:设置 DEM 格网间隔，间隔的单位与控制点单位相同。
等高线间距:设置等高线间距，其单位与控制点单位相同。
DEM 旋转:设置 DEM旋转或不旋转。
VirtuoZo NT系统在高速公路中的应用
VirtuoZo NT系统在高速公路中的应用摘要：随着信息技术的迅猛发展，航空摄影测量已由数字摄影测量取代了传统的模拟摄影测量和解析摄影测量，使摄影测量进入数字化时代。
本文论述了virtuozo nt全数字摄影测量系统在高速公路测绘中的应用，主要利用virtuozo nt系统绘制数字线划图、数字高程模型关键词：数字线划图数字高程模型中图分类号：u412.36+6 文献标识码：a 文章编号：1. 简介航空摄影是快速获取地理信息的重要技术手段，是测制和更新国家地形图以及建立地理信息数据库的重要资料源，在空间信息的获取与更新中起着不可替代的作用。
随着信息技术和计算机技术的迅猛发展，现在航空摄影测量技术已由传统的模拟摄影测量和解析摄影测量阶段进入数字化摄影测量阶段，从而提高了生产效率，在国民经济建设各部门得到了广泛的应用。
现今virtuozo nt就是数字摄影测量主要使用的软件之一。
2．工程概况随着我国经济的迅猛发展，高速公路的建设也越来越广泛。
目前高速已延伸至山区，而山区的地形、地质、水文、气候等条件极为复杂，基础资料相对缺乏，造价高，设计周期长，高速公路路线选线难度大。
为了提高山区的测量精度和速度，在保证质量的前提下，现在已经采用航测数字化生成数字线化图、数字地面模型等先进技术加强对基础资料的勘测，从而对高速公路规划和建设的各方面取得了全面的提升。
3. 前期准备工作按任务要求准备测图所需的资料，下图为测图前的生产工序：4.数字线划图的制作virtuozont可以测绘各种比例尺的数字地形图，从1:10000、1:5000至1:500甚至更大比例尺的数字地形图。
本软件自带的数字测图模块，线划半自动提取功能，可大大提高作业员的作业效率。
通常根据高速公路的设计和测绘需要，确定好能满足其精度要求的比例尺，在确定了地形图的测绘范围后，我们对全测区进行了全野外像片控制和像片调绘。
然后利用已经建好的立体模型，使用virtuozont进行数字线划地形图测绘。
摄影测量系统分类与介绍
一VirtuoZo NT 系统国内单机VirtuoZo NT 系统是适普软件有限公司与武汉大学遥感学院共同研制的全数字摄影测量系统，属世界同类产品的五大名牌之一。
此系统是基于WindowsNT的全数字摄影测量系统，利用数字影像或数字化影像完成摄影测量作业。
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。
VirtuoZo NT 不仅在国内已成为各测绘部门从模拟摄影测量走向数字摄影测量更新换代的主要装备，而且也被世界诸多国家和地区所采用。
（本段摘自《VirtuoZo七步教学手册》）VirtuoZo软件的诞生，张祖勋院士功不可没。
可以说，整个软件的设计与开发，张院士起到带头作用。
张院士回忆起了将VirtuoZo推向世界的过程。
他告诉大家，VirtuoZo的推广和应用，彻底简化了数字摄影测量的仪器设备，改变了摄影测量的“贵族”身份。
过去只有极少数院校能进行摄影测量教学，而有了VirtuoZo，目前已有约４０所院校能进行这项教学。
它还促使中国摄影测量生产方式完全改变，生产规模扩大，产值大幅度提高，促进了摄影测量的跨越式发展。
２００２年国际摄影测量与遥感学会原主席、东京大学教授村井俊治在日本《测量》杂志撰文《中国的ＩＴ行业登陆日本》称：“最先商品化的软件是张祖勋教授开发的利用数字影像匹配进行数字摄影测量的软件，名称叫VirtuoZo，这个软件就是一个数字摄影测量的优秀产品。
我想我们已经到了该向中国学习的时候了。
”谈及此，张院士的脸上洋溢着无限的骄傲与自豪——不是因为个人的成绩与荣誉，而是为中华民族的扬眉吐气。
VirtuoZo NT 基本软件有：〃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〃图廓整饰二JX—4A（DPW）国内单机武汉大学于20世纪70年代中期在仅有256K内存的NOVA计算机上开展了全数字化自动测图系统的研究。
数字摄影测量系统
第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统
数字摄影测量系统的任务是利用数字影像或数字化影像完 成摄影测量作业。
根据所处理的影像是部分数字化还是全部数字化可分为混 合型( hybrid)数字摄影测量系统与全数字型数字摄影测量 系统。
在全数字型数字摄影测量系统中，若从影像获取到影像处 理获取目标的三维信息是在一个视频周期(1/30s)内完成， 则属于实时型数字摄影测量系统。
§2.8.1 数字摄影测量系统 四、软件
数字摄影测量系统的软件实际上是解析摄影测量软件与数字 图像处理软件的集合，其主要部分为： 1．定向参数的计算
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第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统
三、硬件
一般情况下，一台实用数字摄影测量系统的计算机应具有 不低于33MIPS与6MFLOPS的处理速度，配备32MB以上 的内存与1GB以上的硬盘及海量外存贮器（磁带机或光 盘），24bit彩色图像处理板（若希望有动画功能还应带有 Z-buffer）。
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第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统 三、硬件
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第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统 三、硬件
数字摄影测量系统主要由两部分构成：一部分是数字影像 获取装置与成果输出设备；另一部分（也是其核心部分） 是一台计算机及其他外设。实际上，数字影像获取与输出 设备也是计算机的外设。
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第八章 数字摄影测量系统
§2.8.1 数字摄影测量系统
二、作业方式
1．自动化与人工干预
在自动化作业状态下“作业”，应无须任何人工干预。系统无 法处理的问题应自动记录下来留给人工进行后处理，而不能因 此使整个系统停止工作去等待人工干预，系统应能继续正常地 运行下去。人工干预应是自动化处理的“预处理”与“后处 理”。这就意味着：自动化的作业过程与人工干预不是一个交 互的过程，而是分开来的两个部分。人工干预作为自动化系统 的“预处理”与“后处理”以交互方式为自动化作业作准备， 如必要的数据准备、必要的辅助量测工作等及处理自动化过程 所残留的尚无法解决的问题。按此策略设计的数字摄影测量系 统，虽还需要“人工干预”，但它采用批处理方式，能充分发 挥系统的效率。
Mapmatrix教学
全数字化测图培训教案目录一、教学性质 (1)二、教学目标 (1)三、教学内容 (1)四、教学安排 (2)五、教学方法 (3)六、教学纪律 (3)七、考核方式 (3)八、参考文献 (3)九、具体内容 (4)1、摄影测量学基本理论 (4)2、项目数据准备 (10)3、房屋采集教学 (36)4、栅栏围墙采集教学 (40)5、电杆路灯等采集教学 (43)6、道路采集教学 (48)7、水系采集教学 (56)8、地貌采集教学 (61)9、植被采集教学 (64)10、高程点采集教学 (67)11、接边教学 (68)12、全要素采集教学 (69)本次培训内容为航空摄影测量生产的基本技能，是多源地理数据综合处理的重要基础，是空间信息数字化的关键环节。
能否精确高效进行大量不同比例尺的全数字化测图，不仅是衡量一支航测作业团队的重要指标，更直接决定我们能否完成“为客户提供高效、专业、便捷的地理信息服务”的企业使命。
所以，做好本次培训工作，对公司人才储备和企业未来发展影响深远。
二、教学目标通过本次培训，使学员了解测绘学的基础知识和航空摄影测量的基本原理，掌握进行立体测图前数据准备的基本流程，熟练使用Mapmatrix和Feature one等软件进行全数字测图和特征采集工作。
学员应能够形成良好的测图习惯，了解测图的行业标准，并能根据实际生产中提供的数据，进行各种常见大比例尺测图工作。
三、教学内容本培训是全数字测图的重要内容，培训时间共八周。
先讲解摄影测量的基本理论知识以及培训的意义，让学员清晰学习目标，增加学习动力。
随后讲解项目数据的准备工作，开始进入为期五周的房屋、栅栏、围墙、道路、水系、地貌、植被、高程点的采集测图课程。
第六周到第八周进行1:500、1:1000、1:2000的全要素采集教学，让学员将之前所学融会贯通，并进一步接近生产线的实际需求。
注：本表格只对每周内容做宏观规划，教师可以根据实际情况对课时长短和顺序先后做具体调整。
10 第五章数字摄影测量(2)
g2(xi)
Xi
搜索窗
Xi -X0
目标窗
可有： 可有：
∆g ( xi ) = g 2 ( xi ) − g 1 ( xi ) = g1 ( xi − x0 ) − g1 ( xi ) + n 2 ( x i ) − n1 ( x i ) g1 ( xi − x0 ) = g1 ( xi ) − (
2
σ gg' = σ gg =
1 n
2
∑∑(g
i =1 j =1 n n
n
n
ij
′ − g)(gij − g′)
1 n
2
∑ ∑
i=1
n
n
∑∑
i=1 j =1 n n
(g − g)2
ij
g
n
ij
j =1
1 n
2
∑ ∑
i =1
n
g i′ ,
σ g'g' =
j
1 n
2
∑∑
i=1 j =1
′ (gij − g′)2
.
.
5.4 同名核线与核线匹配
一、 二、 三、 四、 核线及性质 相对水平像对同名核线获取 核线重采样 核线匹配
cj
一、 核线及性质
1、核线定义 、 2、核线性质 、
cj
倾斜影像
水平影像
左核 线
cj
S1
a
1
S2 核 面
A′ A
x(p) a2′ a
2
右核 线
a2〞
左右视 差
y(q) 地表
二、相对水平像对同名核线获取
x = − f d1xt + d 2 d 3xt + 1 e1 x t + e 2 y = − f e3 xt + 1
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A1包、全数字化摄影测量系统
一、供应商资格要求
1、符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条的规定。
2、供应商的资质要求：无
二、技术要求
三、服务要求：
1、质保三年。
软件生产厂家提供免费安装、调试，3年内免费升级，终身免费维护。
2、软件生产厂家免费培训，每种软件不少于8小时的现场培训。
四、投标保证金
1、投标保证金数额：人民币零圆整(￥0.00)。
2、投标保证金交纳采用下列形式之一：电汇、银行本票、银行汇票、现金、投标担保函。
投标保证金为电汇形式的，汇款单上须注明采购项目编号、包号。
若交款人名称与投标人名称不一致，投标人须出具加盖公章的书面材料，退款时，款项退至投标人帐户。
收款单位：山东省省级机关政府采购中心
开户银行：建行济南市高新支行黄金时代分理处
银行帐号：99999
大额联行号：1111111111
采用投标担保函形式交纳的，按山东省财政厅《关于印发（山东省政府采购信用担保试点方案）的通知》（鲁财采[2011]49号）规定执行。
A2包、办公设备
一、供应商资格要求
1、符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条的规定。
2、供应商的资质要求：无
二、技术要求
三、投标保证金
1、投标保证金数额：人民币零圆整(￥0.00)。
2、投标保证金交纳采用下列形式之一：电汇、银行本票、银行汇票、现金、投标担保函。
投标保证金为电汇形式的，汇款单上须注明采购项目编号、包号。
若交款人名称与投标人名称不一致，投标人须出具加盖公章的书面材料，退款时，
款项退至投标人帐户。
收款单位：山东省省级机关政府采购中心
开户银行：建行济南市高新支行黄金时代分理处
银行帐号：99999
大额联行号：111111
采用投标担保函形式交纳的，按山东省财政厅《关于印发（山东省政府采购信用担保试点方案）的通知》（鲁财采[2011]49号）规定执行。
A3包、工程算量软件
一、供应商资格要求
1、符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条的规定。
2、供应商的资质要求：无
二、技术要求
三、服务要求：
1、以上三个软件须同一品牌。
2、质保三年。
软件生产厂家提供免费安装、调试，3年内免费升级，终身免费维护。
3、软件生产厂家免费培训，每种软件不少于8小时的现场培训。
四、投标保证金
1、投标保证金数额：人民币陆仟捌佰圆整(￥6800.00)。
2、投标保证金交纳采用下列形式之一：电汇、银行本票、银行汇票、现金、投标担保函。
投标保证金为电汇形式的，汇款单上须注明采购项目编号、包号。
若交款人名称与投标人名称不一致，投标人须出具加盖公章的书面材料，退款时，款项退至投标人帐户。
收款单位：山东省省级机关政府采购中心
开户银行：建行济南市高新支行黄金时代分理处
银行帐号：99999
大额联行号：111111111
采用投标担保函形式交纳的，按山东省财政厅《关于印发（山东省政府采购信用担保试点方案）的通知》（鲁财采[2011]49号）规定执行。