探討4D產品生產流程

2021/5/91主要內容第一：什么是4D產品？第二：基于VirtuoZo的4D產品生產的技術理論以及主要流程。（

注：VirtuoZo是由武漢大學與適普公司聯合研制的一種攝影測量軟件）2021/5/924D產品DEM：數字高程模型DOM：數字正射影像圖DLG：數字線劃地圖DRG：數字柵格地圖第一講：什么是4D產品？2021/5/93DEM與DOMDEM：數字高程模型（DigitalElevationModel，縮寫DEM）是在某一投影平面（如高斯投影平面）上規則格網點的平面坐標（X，Y）及高程（Z）的數據集。DEM的格網間隔應與其高程精度相適配，并形成有規則的格網系列。根據不同的高程精度，可分為不同類型。為完整反映地表形態，還可增加離散高程點數據。DOM：數字正射影像圖（DigitalOrthophotoMap，縮寫DOM）是利用數字高程模型（DEM）對經掃描處理的數字化航空像片，經逐像元進行投影差改正、鑲嵌，按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數字正射影像數據集。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像，具有精度高、信息豐富、直觀真實等優點。2021/5/94DLG與DRGDLG：數字線劃地圖（DigitalLineGraphic，縮寫DLG）是現有地形圖要素的矢量數據集，保存各要素間的空間關系和相關的屬性信息，全面地描述地表目標。DRG：數字柵格地圖（DigitalRasterGraphic，縮寫DRG）是現有紙質地形圖經計算機處理后得到的柵格數據文件。每一幅地形圖在掃描數字化后，經幾何糾正，并進行內容更新和數據壓縮處理，彩色地形圖還應經色彩校正，使每幅圖像的色彩基本一致。數字柵格地圖在內容上、幾何精度和色彩上與國家基本比例尺地形圖保持一致。2021/5/95第二講：4D產品主要生產方法DEM生產方法：

數字高程模型的生產主要是用數字攝影測量方法，這是數據采集最常用最有效的方法之一。利用附有的自動記錄裝置接口的立體測圖儀或立體坐標儀、解析測圖儀及數字攝影測量系統,進行人工、半自動或全自動的量測來獲取數據。2021/5/96第二講：4D產品主要生產方法

制作DEM的兩種方法：自動相關獲取DEM和人工構建DEM

數據準本模型定向影像自動匹配匹配編輯自動生成DEMDEM拼接數據準備模型定向創建矢量文件人工方法加高程點和等高線矢量文件編輯運用DEMMaker內插DEM自動相關獲取DEM流程人工構建DEM流程2021/5/97第二講：4D產品主要生產方法

數據準備原始數字影像即是數字攝影測量所用的原始資料，有數字影像（如衛星影像）和數字化影像（如用模擬的航片經描而獲得的影像）影像的數據格式有多種（一般常用的有tif格式等）。備注：要轉換成軟件所識別的格式。一般步驟：第一、資料分析·查看原始數字影像的分辨率、比例尺等。·查看相機檢校參數，及其影像方位、框標的位置等。·查看地面控制點數據及其點位與分布。第二、創建新測區，設置測區參數文件。第三、相機參數文件的數據錄入。

第四、地面控制點文件的數據錄入。第五、原始影像的數據格式轉換。2021/5/98第二講：4D產品主要生產方法模型定向：分為內定向、相對定向和絕對定向內定向：簡單的說內定向就是根據像片的框標和相應的攝影機檢定參數，恢復像片與攝影機的相關位置，即建立像片坐標系。內定向的目的是將像片糾正到像片坐標，通常方法是像片的周邊有一系列的框標點，通常有4個或8個，它們的像片坐標是事先經過嚴格校正過的，利用這些點構成一個仿射變換的模型（或多項式），把象素糾正到像片坐標系。通過這一步基本上消除了像片因掃描、壓平等因素導致的變形。相對定向：解算立體像對相對方位元素的工作，恢復兩光束間相對方位的工作。相對定向不需要控制點，相對定向是兩張有一定重疊度的影像之間進行的。以第一張相片的相助點為坐標原點的坐標系為參照坐標系，來確定第二張照片相對于第一張照片的位置和姿態。絕對定向：絕對定向是指確定航片在攝影瞬間相對于地面的姿態。需要用到控制點，用來確定影像坐標系和大地坐標系之間的關系。

（立體像對兩張同一地區的遙感影像，從不同角度進行拍攝，獲得的具有重疊區域，在一定條件下，使用專業儀器或者肉眼可以看到立體影像，通過立體影像可以進行包括測量，生成DEM。）2021/5/99第二講：4D產品主要生產方法影像匹配及匹配后的編輯影像匹配是數字攝影測量系統的關鍵技術，是沿核線一維影像匹配，確定同名點。其過程是全自動化的。匹配后的編輯是影像匹配的后處理工作，是一個交互式的人工干預過程。在影像匹配中，有一些區域（例：水面、人工建筑、森林等）計算機難以識別，將出現不可靠匹配點，這將影響數字高程模型DEM的精度（此處要用到紅綠眼睛對不理想的地方修改）調用匹配編輯模塊顯示匹配結果調用編輯菜單調整參數選擇編輯范圍編輯匹配不好的點保存編輯結果存盤退出2021/5/910第二講：4D產品主要生產方法DEM生成VirtuoZo中完成影像匹配和匹配后編輯生成DEM的步驟：產品→生成DEM→DEMDEM顯示：用來檢查錯誤

DEM輸出拼接DEM前，需要生成單模型的DEM，拼接正射影像前需要生成相應的單模型正射影像。首先要進行多模型拼接拼接步驟：鑲嵌設置（選擇鑲嵌項目并設定鑲嵌范圍）

2021/5/911第二講：4D產品主要生產方法然后進行DEM拼接拼接操作：鑲嵌DEM拼接（系統將彈出DEM的拼接精度對話框）顯示了拼接的中誤差、總點數和誤差分布統計數據不同的顏色代表不同誤差的點：綠色：表示誤差小于一倍中誤差的點。藍色：表示誤差大于一倍中誤差但小于二倍中誤差的點。黃色：表示誤差大于二倍中誤差但小于三倍中誤差的點。

紅色：表示誤差大于三倍中誤

差的點。2021/5/912第二講：4D產品主要生產方法名詞：核線影像：從原始圖像沿核線重采樣得到的沒有上下視差的圖像。投影基線：兩攝站的連線核面：包含基線的任意平面。每個物點與基線決定一個核面，每個同名光線對也同樣決定一個核面。核線：核面與像面的交線。核點：基線的延長線與像面的交點。所有核面均通過基線，所以所有的核線均交于核點。立體測圖：利用兩個光學或機械投影器，將透明航片裝在投影器中，用燈光照射，模擬投影過程，重建一個與實地相似的縮小立體模型，在此模型上量測就相當于對原物體量測，所得到的結果可通過機械或齒輪傳動方式直接在繪圖桌上繪出各種地形圖或專題地圖。疊加：圖形制作制圖方法。是使預先生成并存儲的圖形、屬性特征等被調用并疊合在一個基本圖形上的過程或方法。2021/5/913第二講：4D產品主要生產方法DEM實施過程：第一步：模型定向與核線影像生成創建新模型自動內定向自動相對定向絕對定向生成核線影像第二步：影像匹配及匹配后的編輯自動影像匹配匹配結果的編輯第三步：生成單模型的DEM生成數字高程模型DEM顯示單模型DEM(檢查DEM)

DEM修正第四步：多模型的DEM拼接設置多模型拼接區域及參數DEM拼接及誤差檢查2021/5/914第二講：4D產品主要生產方法DOM生產方法：

數字正射影像圖可以利用全數字攝影測量系統,恢復航攝時的攝影姿態,建立立體模型,在系統中對進行檢測、編輯和生成,最后制作出精度較高的DOM。名詞：正射影像：正射影像是具有正射投影性質的遙感影像。正射投影又稱“直角投影”。屬任意性質的透視方位投影。即投影平面切于地球面上一點，視點在無限遠處，投影光線是互相平行的直線，并與投影平面相垂直。可顯示出半球。按投影面位置可分為正軸、橫軸與斜軸三種。投影中心無變形，離中心越遠變形越大，所有緯線圈（正軸）或等高圈（橫軸、斜軸）無長度變形。此投影變形較大，不適用于一般地圖，常用于天體圖，如月球圖或其他天體圖。2021/5/915第二講：4D產品主要生產方法制作途徑可分為：數字攝影測量、單片數字微分校正、模擬正射影像掃描、遙感影像處理數字攝影測量方法生產DOM流程:航片影像數字定向圖廓裁切數字立體建模自動獲取編輯DEM數字微分校正影像鑲嵌色彩調整輻射校正數字微分校正：根據有關的參數與DEM利用相應的構想方程式或按一定的數字模型用控制點解算從原始非正射數字影像獲取正射影像。2021/5/916第二講：4D產品主要生產方法DOM實施過程：數字正射影像的制作是基于DEM的數據，采用反解法進行數字微分糾正而制作。其過程也是全自動化的。當DEM建立后，可進行正射影像的制作。在系統主菜單中，選擇產品→生成正射影像項，自動制作當前模型的正射影像，屏幕顯示計算提示界面，計算完畢后，自動生成當前模型的正射影像。多模型DEM拼接后，才能在拼接區域內進行多張正射影像的鑲嵌。在系統主菜單中，選擇菜單鑲嵌→設置項，屏幕彈出拼接與鑲嵌參數設置對話框，設置鑲嵌項目。然后在系統主菜單中，選擇菜單鑲嵌→自動鑲嵌項，系統自動進行影像鑲嵌計算，完成多個正射影像的拼接。顯示測區正射影像：在系統主菜單中，選擇菜單顯示→顯示影象…項，屏幕彈出顯示影像界面，對于每個模型的接邊處應仔細檢查，影象有無變形及扭曲等錯誤。2021/5/917第二講：4D產品主要生產方法DLG生產方法：

數字線劃地圖可以利用全野外數字測量和GPS測量。全野外數字測量利用電子手簿、便攜機或掌上電腦與全站儀相連,測量結果直接以數字形式存儲,不需要經過內業數字化處理。GPS測量采用實時動態GPS測量系統,用兩臺或更多臺GPS接收機來協同工作,將一臺接收機作為基站,放在已知點上,其他接收機對空間目標測量,采集的數據存放便攜電腦或掌上電腦中。2021/5/918第二講：4D產品主要生產方法DLG實施過程：

先建一個測圖文件，設置圖廓范圍，載入立體模型，熟悉工作窗口內的各種工具，接著測繪地物，最后進行地物的編輯。測繪的具體步驟是：輸入地物屬性碼→進入量測狀態→根據需要選擇線型或輔助測圖功能→對地物進行量測。

數據準備模型定向，創建立體模型立體測繪地物編輯、注記整飾輸出DLG生產流程圖2021/5/919第二講：4D產品主要生產方法DRG生產方法：

數字柵格地圖是通過一張紙質或其他質地的模擬地形圖,由掃描儀掃描生成二維陣列影像,同時對每