数字摄影测量系统
全数字摄影测量系统VirtuoZoNT
VirtuoZoNT
内容结构
一、摄影测量基本原理 二、数字摄影测量 三、VirtuoZoNT的基本操作流程 四、单模型4D产品的制作 五、多模型的拼接 六、交互式矢量测图系统
第十一章 摄影测量的外业
§11－1 像片控制点的联测
数字摄影测量
-----几个基本概念
内定向:建立影像扫描坐标与像点坐标的转换关系，
相对定向：通过量取模型的同名像点， 解算两相邻影像的相对位置关系；
VirtuoZo；利用二维相关，自动识别左 、右像片上的同名点，一般可匹配数十 至数百个同名点，自动进行相对定向。 并可人工对误差大的定向点进行删除。 并用微调按钮进行控制点精确定位，理 论上需要3个控制点，一般为6个。
绝对定向：通过量取地面控制点或内业 加密点对应的像点坐标，解算模型的外 方位元素，将模型纳入到大地 坐标系中 。
求取转换参数，通常选取像片的四个框标点，组成误 差方程、平差求解；
相对定向：确定摄影时像对的两张相片之间的相对
位置关系，其目的就是使得同名光线对对相交，建立 起一个与实地相似的立体几何模型；
绝对定向：相对定向建立的模型没有比例尺和坐标
系，为了测制地形图，需要将模型依据一定数量的已 知控制点归化到要求 比例尺上，并将其置于大地坐标 系的正确方位中，这个过程为绝对定向。 其实质是解求7个绝对定向元素，一般用4个角点求取；
以上DEM、DOM、DRG、DLG被合称为4D 数字产品 返回
数字摄影测量 -----基本流程
原始影像
扫描
扫描影像
内定向
相对定向
核线影像 绝对定向 核线影像匹配
匹配编辑
DEM生成
DOM生成 内插等高线
引入等高线矢量
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。
摄影测量系统
摄影测量系统摄影测量系统是一种用于测量和分析地物和地形的工具，利用摄影机和相关软件技术对地面进行高精度的测量和分析。
摄影测量系统已经被广泛应用于地理信息系统、测绘工程、城市规划、土地利用等领域，其应用范围越来越广泛，成为现代测绘与地理信息科学的重要组成部分。
摄影测量系统主要包括摄影测量仪、数字相机、图像处理软件以及相关配套设备。
摄影测量仪是摄影测量系统的核心部件，它通过测量摄影机的姿态和位姿，获取摄影机与地面目标的空间关系，然后通过图像处理软件对相片进行处理和分析，得到地面地物和地形的几何信息。
数字相机是摄影测量系统的改进之一，相较于传统的相机，数字相机能够提供更高分辨率的图像，更准确的颜色信息和更好的图像稳定性。
摄影测量系统的工作原理是基于摄影测量原理，包括单片影像的内方位元素测量和外方位元素测量。
内方位元素测量是指通过摄影机的焦距、主点坐标和畸变参数等参数，确定相片中各个点在影像坐标系下的位置。
外方位元素测量是指通过对同一地物在不同影像上的投影坐标进行测量，确定摄影机在空间坐标系下的位置和方位。
在摄影测量系统中，图像处理软件起着至关重要的作用。
图像处理软件能够对摄影测量仪获取的相片进行校正、畸变校正、匹配、投影等操作，从而获取地面地物的几何信息。
图像处理软件也支持立体视觉和三维模型的生成，为地物注释、测量和分析提供了强大的功能。
摄影测量系统的应用非常广泛。
在测绘工程中，摄影测量系统可以用于获取地形高程数据、地物分布信息以及地物三维建模等。
在城市规划中，摄影测量系统可以用于提供城市地标和建筑物的高度、轮廓和立面信息，以及道路和水域等的分布情况。
在土地利用和环境保护中，摄影测量系统可以用于监测和分析土地利用的变化、植被的生长与退化情况等。
此外，摄影测量系统还可以应用于地质勘探、交通规划、遥感影像分析等领域。
虽然摄影测量系统在测量和分析地物地理信息方面具有很大的优势，但也存在一些挑战和限制。
首先，摄影测量系统的高精度和高分辨率要求较高的硬件设备和软件支持，成本较高。
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。
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
数字摄影测量系统+MapGIS+ENVI软件介绍
摄影测量系统软件：JX-4C数字摄影测量工作站JX-4C数字摄影测量工作站是由中国测绘科学研究院刘先琳院士主持研制开发的一套半自动化的微机数字摄影测量工作站。
该工作站结合生产单位的作业经验，主要用于各种比例尺的数字高程模型、数字正摄影像、数字线划图生产，是一套实用性强，人机交互功能好，有很强的产品质量控制的数字摄影测量工作站。
JX-4C特点：〃精度高。
子像元级的观测平台保证向量测图可达到很高的精度；采用Tin的立体编辑生成特征线、特征点，使DEM精度高，等高线形态好；由于DEM精度高加上正射纠正采用严密公式解算，使DOM达到很高的质量。
〃JX-4C采用1024 X 768高分辨率的24bit 专业彩色立体图形图像漫游卡，双屏幕显示。
使得系统处理立体影像时，立体影像清晰、稳定，具有不可比拟的优势。
〃JX-4C采用硬件漫游，并行数据传输，传输速率快，漫游速度快，且影像漫游非常平稳。
〃JX-4C在测大比例尺的矢量图时高程可达到很高精度，满足大比例尺规范要求。
〃系统所用的数据格式都采用开放的国际常用的格式。
JX-4C的功能模块：〃3D输入、3D显示驱动模块；〃全自动内定向、相对定向及半自动绝对定向模块；〃影像匹配模块；〃核线纠正及重采样模块；〃Tin及DEM立体编辑模块；〃自动生成DEM及DEM拼接模块；〃自动生成等高线模块；〃自动生成DOM及DOM无缝镶嵌模块；〃整体批处理模块（内定向、相对定向、核线重采样、DEM及DOM等）；〃等高线与立体影像套合及编辑模块；〃向量测图模块；〃地图符号生成器模块；〃栅格地图修测模块；〃Microstation 实时联机测图接口软件和数据转换模块；〃AutoCAD实时联机测图接口模块；〃由Tin生成正射影像模块；〃空三加密数据导入模块；〃摄影中心参数直接安置模块；〃三维立体景观图模块；〃影像处理ImageShop模块；〃数据转换和DEM裁切等多个实用小工具软件。
ImageStation SSK摄影测量系统Intergraph 是目前世界上最大的摄影测量及制图软件的提供商，提供完整的摄影测量解决方案，其ImageStation系列软件已推出二十年以上，具有深厚的理论基础。
摄影测量系统
摄影测量系统
摄影测量系统是一种利用数字摄影测量技术进行测量和建
模的系统。
它通过摄影测量的原理，利用摄影测量仪器
（如数码相机）拍摄物体或场景的照片，并通过图像处理
和测量算法，获取物体或场景的空间位置和尺寸等测量信息。
摄影测量系统广泛应用于地理测绘、工程测量、地质勘探、建筑设计、文物保护等领域。
它具有非接触性、高效性、
高精度等特点，能够快速获取大量的测量数据，并进行三
维建模、变形监测、移动性分析等应用。
摄影测量系统一般由硬件设备和软件系统组成。
硬件设备
包括摄影测量仪器（如数码相机、全景相机）、激光扫描
仪等。
软件系统包括图像处理软件、测量算法、三维建模
软件等。
摄影测量系统的工作流程一般包括相机标定、图像采集、
图像匹配、测量计算和三维建模等步骤。
通过对图像进行
处理和测量算法的运算，可以得到物体或场景的三维坐标、尺寸、形状等信息，并进行可视化展示和分析。
总之，摄影测量系统是一种利用数字摄影测量技术进行测
量和建模的系统，具有广泛的应用领域和重要的科学研究
价值。
VirtuoZo全数字摄影测量系统系列产品及模块
VirtuoZo全数字摄影测量系统系列产品及模块VirtuoZo全数字摄影测量系统系列产品及模块1. VirtuoZo Classic－－全数字化摄影测量软件标准版2. VirtuoZo Lite－－全数字化摄影测量软件普及版3. VirtuoZo Education－－全数字化摄影测量软件教育版4. VirtuoZo OrthoKit－－制作正射影像软件5. VirtuoZo MapEngine－－数字化测图软件6. VirtuoZo MSMapper－－MicroStation 测图接⼝软件7. VirtuoZo EPMapper－－电⼒选线与量测三维可视化平台8. VirtuoZo OrthoMapper－－正射影像数字测图软件9. VirtuoZo CADMapper－－AutoCAD 测图接⼝软件10. VirtuoZo AAT－－⾃动空中三⾓测量系统-----------------------------------------------------------------------------------------------VirtuoZo Classic－－全数字化摄影测量软件标准版VirtuoZo标准版，⽣产DEM、DOM、 DLG 和 DRG 产品的全数字摄影测量软件。
其中还包括基于第三⽅DEM数据(USGS格式)制作正射影像、基于正射影像的数字测图以及与 Microstation 接⼝的⽴体数字测图和正射影像测图等功能。
VirtuoZo Lite－－全数字化摄影测量软件普及版VirtuoZo 系列产品功能⾮常强⼤，同时也需要较⾼的硬件配置做⽀撑，但是对于部分教育⽤户，他们不需要系统达到数据⽣产的标准，对于去野外作业的⽤户，他们携带⾼配置的计算机⾮常不⽅便，只需要携带笔记本更为合适。
针对这⼀情况，适普公司开发了 VirtuoZo Lite，该版本是 VirtuoZo 的普及版本，提供 VirtuoZo 标准版本的所有功能，⽤户可使⽤传统的红绿眼镜进⾏⽴体观测。
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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
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。
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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
2．人工干预与半自动化
在数字摄影测量系统中，人工的干预不应与模拟与解析测图中 的相同，即完全由人工控制，而应尽可能地达到半自动化。即 在大多数情况下，只须作业人员给出一简单的“指示”、或概 略位置、或近似值，系统就能自动地处理。此时虽然不是全自 动化地进行处理，仍然属于半自动化，但这种半自动化比起解 析测图与计算机辅助测图（数字测图）中的半自动化，其自动 化的程度则更进了一步。特别需要指出的是，在数字摄影测量 系统中，大部分的人工干预与半自动化的处理，依然是借助于 影像匹配来代替人眼的立体观测及借助于特征提取与定位来代 替人工的实时量测。
数字摄影测量系统
12121230 王浩宇
1
第八章 数字摄影测量系统
数字摄影测量系统的产生由来已久。 早在60年代，第一台解析测图仪AP-1问世不久，美
国的全数字化测图系统DAMCS也有了初步的试验结 果。其后先后出现了多套数字摄影测量系统（参考本 章绪论）， 至1988年京都国际摄影测量与遥感协会第16届大会 上展示出DSP-l型为代表的数字摄影测量工作站，基 本上都是属于体现数字摄影测量工作站概念的试验系 统。尽管DSP-1是作为商品推出的，但实际上并没有 成功地销售。
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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
原则上，数字摄影测量系统是对影像进行自动化量测与识别的 系统。但数字摄影测量现在正处于发展的早期，对影像物理信 息的自动提取——自动识别方面的研究还非常粗浅，即使是对 影像几何信息的自动提取——自动量测，也还存在许多需要研 究与解决的问题，因此，在现阶段其作业方式只可能是全自动、 半自动及人工操作三种方式相结合。
对数字影像的立体观察，可将立体反光镜置于显示屏幕前， 对并列显示的两幅影像进行观察；或者利用互补色影像显 示，如左片为红色、右片为绿色并叠加在屏幕上，然后利 用红绿眼镜进行观察；或者利用偏振光及闪闭法进行立体 观察，这种专用于立体观测的监视器已得到迅速发展，它 必将替代前两种立体观测方式。
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第八章 数字摄影测量系统
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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
一、主要功能与产品
1．立要功能 ·影像数字化 ·影像处理 ·单像量测：特征提取与
定位 ·多像量测：影像匹配 ·摄影测量解算：与解析
摄影测量相同，如空中 三角测量 ·数字表面内插：如DEM 建立 ·等值线自动绘制 ·机助量测与解译 ·交互编辑
2．主要产品 ·空中三角测量加密成果 ·数字表面模型：如数字地 面模型DEM ·数字线划图：如数字地图 ·数字正射影像图 ·景观图 ·透视图 ·立体模型 ·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
全数字型的数字摄影测量工作站的一个重要特点是无需专 门设计的高精度光机部件，但混合型的系统一般是在现有 解析测图仪或坐标仪上加装CCD数字相机构成。
早期的一些系统需要专门的硬件相关器以弥补计算机速度 低不能满足处理要求的缺陷。后来的一些系统利用现成的 图像处理系统来构成，或者利用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ处理器的模块式方法构 成。由于计算机技术的飞速发展，其速度与容量均得到了 很大的提高，因而目前许多系统硬件就是一台工作站，甚 至是386微机或486微机。
2
第八章 数字摄影测量系统
数字摄影测量系统的产生由来已久。 到1992年8月在美国华盛顿第17届国际摄影测量与遥
感大会上，已有较为成熟的产品，其型式很像1976年 赫尔辛基第13届国际摄影测量大会上展出的解析测图 仪，它表明了数字摄影测量系统正在由试验阶段步入 摄影测量的生产阶段。 1996年7月，在奥地利首都维也纳18届国际摄影测量与 遥感大会上，展出十几套数字摄影测量工作站，这表 明数字摄影测量工作站已进入了使用阶段。