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摄影测量与遥感实习报告.doc

发布时间：2022-06-18 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.18M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    学号： 山西工程技术学院 摄影测量与遥感实习报告 2017--2018 学年第 2 学期 专业班级： 姓 名： 指导教师：______ 刘进军 ____ 实习日期：2018.7.11——2018.7.15
    一、实习目的与要求 摄影测量实习课程的任务是使学生通过实习掌握摄影测量的原理、影像处 理方法、成图方法和作业程序，系统地掌握摄影测量技术。通过实习使学生熟 练地掌握摄影测量，信息获取的途径，数字处理系统和应用处理方法。进一步 巩固和深化理论知识，理论与实践相结合。培养学生的应用能力和创新能力， 培养学生严肃认真、实事求是、吃苦耐劳、团结协作的精神。要求学生必须参 加每一个实习环节，协作完成实习任务，独立完成实习报告。 二、实习时间 2018.7.11——2018.7.15 三、实习地点 阳泉市郊区 四、实习项目简介 本次实习总共有四部分内容：摄影测量实习是测绘工程专业综合实习 体 系里一个重要的组成部分，主要包括以下内容： 1、利用 Pix4Dmapper 软件进行解析空中三角测量，完成空三加密处理。 2、利用 MapMatrix 生产 DEM、DOM 产品。 3、利用 FeatureOne 生产 DLG 产品。 4、将 4D 产品生产的全过程和实习成果报告上交。 五、实习过程（实习的具体内容与步骤） 1、pix4Dmapper 软件进行解析空中三角测量，首先对 pix4D 软件熟悉和了 解各功能的使用。认识和了解各个数据的英文名字，方便我们实习过程中能准 确的找到相应的数据。Pix4D 对航摄影像处理过程打开 Pix4Dmapper。 2.建立工程 选“项目 – 新建项目”，在弹出来的对话框中设置工程的属性，输入工程 名字，设置路径（工程名字以及工程路径不能包含中文）。“新项目”选上，然 后选择“下一步”。 3.添加图像 点击“添加图像”，选择加入的影像。影像路径可以不在工程文件夹中，路
    径中不要包含中文。点击“下一步”。 4.设置图片属性 图像坐标系：设置 POS 数据坐标系，默认是 WGS84（经纬度）坐标。 地理定位和方向：设置 POS 数据文件，点击“从文件中…”选择 POS 文 件。 相机型号：设置相机文件。通常软件能够自动识别影像相机模型。 确认各项设置后，点击“下一步”。 PS：一般情况下照片内置了 POS 位置信息，可以不用导入 POS 数据，但 也存在很多独立存储的情况。 5.设置输出坐标系 可以根据“自动检测”设置坐标系，亦可从.prj 类型文件导入、列表选择、 EPSG 列表选择等方式确定输出坐标系。 然后点击“结束”完成工程的建立。 控制点必须在测区范围内合理分布，通常在测区四周以及中间都要有控制 点。要完成模型的重建至少要有 3 个控制点。通常 100 张相片 6 个控制点左右， 更多的控制点对精度也不会有明显的提升（在高程变化大的地方更多的控制点 可以提高高程精度）。控制点不要做在太靠近测区边缘的位置，控制点最好能够 在 5 张影像上能同时找到（至少要两张）。 6.导入控制点 点项目，选择像控点编辑器。出现如下对话框。点击增加像控点后，图像 会出现在对话框中，可以逐个刺出控制点。 选择导入像控点。在出来的对话框中设置像控点坐标系、导入像控点文件 （csv、txt 等格式）。 7.刺控制点 在左侧的图像列表中选中图像，右侧就会显示出该图像。在对应的位置上， 鼠标左键击图像中的点，标出控制点位置。一个控制点最少要在两张图像上标 出来，通常建议标注在 3-8 张图像上。在质量报告中会显示是否需要在更多的 图像上标出控制点。 8.完成初步处理 点击菜单栏运行，选择本地处理，把初步处理以及高精度处理选上。点开 始进行处理。
    9.查看报告 可以看到计算的质量信息：GSD（地面分辨率）、面积、连接点数量、相机 畸变参数、控制点精度等信息…… 10.生成点云 11.生成正射影像图 MapMatrix 软件操作过程 1、创建新的文件夹，打开 mapmatrix 软件新建工程，然后点击 strip_0 添 加影像图，选中去过畸变的图片导入，随后进行像对排序。 2、点击 strip_0 修改扫描分辨率，在属性框中修改后点击保存。点击自己 创建的文件夹名编辑相机参数，修改给定的焦距。 3、进行内定向 4、右击影像，编辑外方位元素，点击引入按钮“打开”～external.txt 文件， 修改好参数。(外方位元素要修改格式，设置参数框时应从下往上设置，然后自 动关联，最后 PHI 取反，后取正即可。) 5、右击文件名，创建立体像对，对每张相片依次进行相对定向，点击“自 动”即可（注意每个像对都需要比较多的点数据，要是自动后数据太少应重新 相对定向。） 6、右击文件名，创建 DEM 文件，与像对一一对应，在立体像对下右击第 一张像片，依次点击核线重采样，核线影像匹配。 7、在 DEM 下的，右击像片依次选择生成，显示即可。如果出现条装彩色 影像，则调对象属性中的 X 和 Y 方向间距，右击文件名，创建 DOM，右击像片， 依次点击生成，显示即可。 8、点击 DLG，新建 DLG，加入立体像对，数字化。 9 、获取 DEM 的方法 9.1、直接从地面测量， 例如用 GPS、全站仪野外测量等， 这种方法外业 强度大、效率低、成本高。 9.2、根据航空摄影测量的方法， 即利用全数字摄影测量系统获取， 分为 有 DLG 成果和无 DLG 成果两种情况的制作。 9.3、基于已有矢量 DLG 数据，用编辑方法获得，这种方法效率低、精度 差。 10、制作 DEM 和 DOM 的流程 结合本次项目的经验，总结了上述第两种方法下 MapMatrix 平台制作 DEM 和 DOM 中一套提高生产效率和产品质量的方法及技术。
    10.1、制作 DEM 的具体步骤 （1）定向建模型：在 MapMatrix 系统下导入空三成果文件。为了保证数 据的准确性，整个测区的空三成果需导入外业控制点进行定向评估，如不能满 足规范限差要求，需要重新定向，直到满足精度要求为止。再进行绝对定向， 核线重采样，建立立体模型。（2）生成单模型 DEM：设置好相关参数，软件自 动生成 DEM。（3）DEM 拼接：将图幅所需的单模型 DEM 拼接在一起，根据 比例尺设置标准分幅或者任意分幅利用系统的 DEMX 模块裁切单幅 DEM。（4） DEM 编辑。DEM 生成后，将数字高程模型格网点或自动匹配结果映射到影像 立体模型上进行编辑，使数字格网点或匹配点、线尽量切准地面。预处理结束 后进行影像匹配以及对匹配结果进行编辑。编辑完后可作为成果输出。 10.2、DEM 的编辑技巧 DEM 编辑的质量好坏直接影响到 DOM 的成图质量，所以有粗差的 DEM 点必须反复匹配或编辑直至消除。MapMatrix 系统中的 DEM 编辑模块功能比 较强大，该程序利用立体模型中显示视差断面或等视差曲线以及系统认为是不 可靠的点，进行交互式机助编辑。编辑方法包括点、线、面、曲线等方式的立 体编辑。不同的地形情况运用不同的方法能得到高效、高精度的 DEM。如果是 个别点没有切准地面，就用点编辑方式来解决；如果是一块区域内，由于树、 房屋、色差等因素造成格网点没有切准地面，可以采用面编辑或是区域重构的 方式编辑 DEM。 如：a、在高程异常等高线处，借助该软件优越的编辑功能，在等高线附近 加测特征点线，利用局部重构功能，可以使等高线附近的 DEM 点匹配得更精 确，这样就解决了高程异常的问题。b、对于城市的人工建筑物和独立树木可采 用道路推平的方法使之产生更好的效果。c、对于大面积树林覆盖区，可圈定范 围后减去所需的树高，采用平滑处理。d、对大面积平地、沟渠及比较破碎的地 貌需要采用量测内插的方法进行编辑。 11、DOM 制作方法 11.1、制作 DOM 的具体步骤 由相应的单模型 DEM 经过数字微分纠正生成单模型的 DOM。在 DEM 成 果达到所需精度要求后创建像对正射影像，像元大小为图上 0.1mm。 12、利用 FeatureOne 生产 DLG 产品。
    12.1、DLG 数字化后打开 FeatureOne 软件，出现画图框后看各参数有无错 误，再点击 90 分钟的使用按钮。 12.2、在 FeatureOne 软件中的左边的每张立体像对依次打开原始核线像对。 由于两个窗口比较乱，所以点击窗口选项进行窗口垂直平铺。看到相片后进行 工作区的设定。这样开始戴上 3D 眼镜画图。 12.3、画完图片保存导出 DWG 格式的图片完成作业。 六、实习成果 七、实习心得（实习的收获、体会；对所学专业的认识和了解；对本专业 摄影测量和遥感学是一门艺术、科学和技术，通过使用无人操作的成像和其 他传感器系统进行记录和测量，然后对数据进行分析和表示，从而获得关于地 球及其环境和其他自然物体和过程的可靠信息。需要用不同的软件进行各种数 据的处理。 Pix4Dmapper 来自与瑞士的 Pix4D 公司，是世界级研究机构 EPFL 近 10 年的 研究成果；是目前市场上独一无二的集全自动、快速、专业精度为一体的无人 机数据和航空影像处理软件；它无需专业知识，无需人员干涉，即可将数千张 影像快速制作成专业的、精确的二维地图和三维模型。这是在实习中所了解的 Pix4D 软件一些资料信息。 摄影测量与遥感技术是属于现代测量的最先进的技术与方法，所以在实习前揣 着新奇的心去接触这个软件实习，在课上总是听老师说很多高深复杂的计算都 是有关相片确定地形图，说实话关于复杂的计算都听的不懂，但是对于一些原 理还是有了一定的了解。这次实习对于我来说是打开了新世界，因为比较懒， 没有主动积极的去搜索相关的软件及资料进行更深的学习，所以这次实习给了 我机会，一个软件能将航拍相片精度高达 5 米，这让我很惊讶。 此次实习我熟悉的掌握了 Pix4Dmapper 软件进行解析空中三角测量，完成空 三加密处理。以及利用 MapMatrix 软件生产 DEM、DOM 产品、利用 FeatureOne 生产 DLG 产品。Pix4Dmapper 软件对与操作过程很严格，要是有一点数据格式 不对就必须重新的全部重做，所以在实习过程中错了好多次，这让我知道不仅 外业需要对测量做到细致，内业的数据处理同样不能粗心大意，为了提高处理 的效率，这样牵一发而动全身的事情还是尽量避免为好。软件中几乎全是英文， 所以我们有必要好好地去研究一下这些有关代码的英文含义，还有数据也是全 英文版，为了实习过程中能更加便利的进行数据处理和加密我还特意的把相关 的名称的含义背了下来。虽然能将老师布置的作业完成，还是觉得有很多东西 要我们自己去摸索，它有一个好处就是感觉不用面对海量的数据，反而将数据 转化为相片或者图层让我们进行处理，觉得并没有那么的枯燥无味。在刺点阶 段感觉就在玩小游戏一般，挺有意思，但是我们不能随便来，要求必须精准的 刺中点中心，而且尽可能的把有像点的照片都刺完。
    MapMatrix 软件在实习的时候因为所需的运算量较大会经常的导致电脑无 响应，很多同学一看到无响应了几下就不想弄了，但在我处理的过程中不断的 反复重试后基本都可以处理成功，这很需要我们的耐心等待，同时细心也很重 要每做完一步就先全部保存一下，这样就算电脑卡死也可以快速的打开继续进 行数据的处理了，在处理的过程中我们要注意观察每个参数的正确与否，这关 系后面处理完的成果是否正确。所以实习后能清楚的记得每一步该如何操作， 电脑让我们重复的做这也间接的加深了我们对 MapMatrix 软件的了解和使用。 FeatureOne 软件在使用后第一感觉就觉得很像 CAD，所以操作起来画图也不 是很难。而且好像比 CAD 好画图，基本上就是在原图上对相应的地物地貌进行 相片上画图，画图时带着 3D 眼镜看着更加立体，对画图的精度提高了不少。让 我认识了这样的知识，这也是个不错的收获吧。 本次实习拓宽了我的视野，除了能完成作业外也能学到了以前从未看到过 的东西，也增强了自身的细心度，和耐心的等待，以上是我的实习感悟。 摄影测量与遥感技术的发展趋势：摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信 息科学,是地球空间信息学(geo spatial information ,或称 Geomatics) 的核心 。地 球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和应用的集 成科学与技术(见图) ,属于现代空间信息科学与技术的范畴[1]。2004 年,美国劳 动部把地球空间信息技术与纳米和生物技术一起列为当今最具发展潜力的三大 技术,其发展有以下几方面的趋势。 空间信息获取的发展趋势 地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、 高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。随着航天技术、通信技 术和信息技术的飞速发展,人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上 用紫、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器 获取多种比例尺的目标影像,大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率, 形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法,为人们提供愈来愈多的影像 和非影像数据。随着新一代全球卫星导航定位系统( GNSS)的发展,定位系统将 以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置姿态,从而实现无地面控制的高 精度、实时摄影测量与遥感。 空间信息处理的发展趋势 地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化 。 陆地空间数据分析与数据筛选的发展态势是即将跨进精准化、规范化、标准化 的新世界。但是，摄影测量和遥感技术的发展也存在着一定的不足之处。其中， 最大的问题就是数据系统庞大，关键数据缺乏、价值度不高。为了以更专业的 手段排除这一干扰，我们就需要抓住时代赋予给人类的资源，利用先进的网络 技术和计算方法[2]。摄影测量与遥感所存在的一个突出问题是数据量过大、信 息不足、知识难求。利用网格技术进行网格计算给解决这一问题带来了新的机 遇,为此,需要在网格计算环境下解决下列问题 : ①在统一时空基准下自动地、实时地确定各类传感器的空间位置和姿态;
    ②由各类接触和非接触传感器所获取的数据求解目标物理和几何特性的数学模 型和一体化求解方法; ③多平台、多传感器遥感影像网格计算与信息提取的自动化和智能化方法; ④多源大量空间信息集成与融合方法; ⑤空间信息自动变化检测与实时更新; ⑥空间数据认知模式以及从海量空间数据库进行数据挖掘,以发现用户需要的 知识。 解决以上六个方面的问题需要从时空基准、遥感成像机理、模式识别、计算机 视觉及数据挖掘等诸多方面取得突破,以实现几何与物理方程的整体反演求解, 才能实现空间信息处理和信息提取的定量化、自动化和实时化。 摄影测量与遥感技术的发展方向 当前摄影测量的方向便是由 DPW(数字摄影测量工作站)向 DPGrid(数字摄 影测量网格)发展，这个概念由来已久,“DPGrid"(用到计算机网络、刀片机)这 个概念最终是由李德仁院士提出的。武汉大学研制的 DPGrid 系统主要由两部 分构成:自动化部分和人机交互部分。硬件方面引入了集群处理系统、服务器和 节点机;软件方面实现了高精度全自动空中三角测量和基于网络的无缝图,DEM 与正射影像自动化处理效率提高到当前数字摄影测量.工作站效率的 8 倍以上。 首次建立了人机协同的网络全无缝测图系统,显著提高了人机协同的效率。 随着科技的进步，当代摄影测量正在不断的变化。在变化的同时测量技术的应 用前景又极为广泛，但确离不开数字化。在应用的同时,我们应到趋利避害,让它 为我们服务，并服务到我们最需要的地方物尽其用。当然，在此过程中,必然还 存在着许许多多的问题并出现许多新的要求,这些，便是摄影测量工作者需要去 研究和解决的。
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