利用PAT-B空三数据建立立体模型的基本方法探讨

2022-09-11

目前, 我们使用的空三成果数据基本上是JX4-C下的空三程序TG-AT (光速法自动空中三角测量系统) 计算成果, 这个空三成果的最大优势是Virtuozo与JX-4航空摄影测量系统能够方便、快捷地建立立体模型像对。由于有时我们使用的空三成果是Virtuozo测量系统的空中三角测量成果, 其成果格式与JX4的空三成果格式是不一样的, 其主要是外方位元素的格式不一样。综合以前使用过的Virtuozo空三成果, 现就利用Virtuozo的空三成果如何建立立体模型作简单探讨。一般完整的Virtuozo空三成果, 包含的文件主要有:Backup、ConnectBak、Images、Pyramid、Relative woke、测区小影像等文件夹以及相机文件、外方位坐标文件、控制点文件、各加密精度文件等。如果空三数据完整, 其建立立体模型只要恢复测区, 即可自动建立立体模型。

可是, 有时Virtuozo空三成果不完整, 甚至有时只包含相机文件 (camera.cmr) 及外方位元素文件 (*.ori) , 无法恢复测区。这就要求我们利用其他的方法来建立立体模型。

1*.ori文件的格式介绍

*.ori文件是PAT-B格式的外方位元素文件数据, 包含相片号, X、Y、Z坐标以及角元素omega、phi、kapa值。

不带残差项的PAT-B格式的外方位元素文件, 每行末尾无效数的个数为0, 如下所示:

带残差项的PAT-B格式的外方位元素文件, 每行末尾无效数的个数为6, 如下所示:

下面介绍利用外方位元素文件 (*.ori) 进行立体模型的建立方法与步骤 (以Virtuozo3.5为例) 。

2 创建立体模型的基本步骤

2.1 建立测区

建测区前, 要检查相机文件与控制点文件, 其中控制点文件 (control.ctl) 可为空, 任意给定。

2.2 创建模型并进行内定向与相对定向

内定向通过对影像中框标点的自动识别与定位来建立数字影像中的各像元行、列数与其像平面坐标之间的对应关系。相对定向用特征点提取算子从相邻两幅影像的重叠范围内选取均匀分布的明显特征点, 并对每一特征点进行局部影像匹配, 得到其在另一幅影像中的同名点, 为了保证影像匹配的高可靠性, 所选的点应充分多。

定向前需要将影像转化为Virtuozo默认的影像格式 (.vz) , 相对定向进行自动相对定向即可。有时第一次自动相对定向时, 点数可能不多, 这要求继续进行自动相对定向, 其相对定向点数会增加。

2.3 引入PA T-B数据

找到*.ori文件, 并且导入影像文件 (.vz) , 如图1所示。

导入文件后, 需要输入索引号, 即.vz影像片号对应的*.or外方位元素文件中影像片号。这里可以一个一个进行输入, 但是如果是同一航线的相片, 相片号相连 (或等差递增、递减) , 可以进行设置开始片号和步长 (公差) 进行一次输入计算, 并确定。确定后, 在测区目录的images文件夹中生成影像的绝对定向数据文件.aop。这样, 就可以对全部的单张影像进行外方位元素的恢复。

2.4 进行绝对定向

绝对定向只要进行确认就可以了。并且在相对文件夹中生成像对绝对定向文件 (.aop) , 文件中只有外方位元素的恢复值。并不像JX4空三成果中有控制点的坐标数据。

2.5 进行核线采样

在完成绝对定向后就可以进行核线采样。作完核线后就可以进入立体测图。

但是, 有时因为相机旋转等原因, 需要对外方位元素的角元素进行还原。这时需要进行外方位元素的编辑。选择kapa进行编辑, 一般是进行π值 (3.14159265) 的加减运算。计算完成后只要进行绝对定向的计算, 并重做核线采样就可以了。

3 利用PAT-B空三数据建立立体模型的意义

(1) 像对的外方位元素是以直接恢复空三成果的外方位元素为基准的, 不造成人为的调点过程。这在一定程度上减小像对的接边误差。但是要求空三精度较高, 能够满足成图精度要求。 (2) 空三成果的保存文件简单。只需要保留相机文件和外方位元素坐标文件, 即camera.cmr与*.ori文件, 可以大大节省空三成果的存储空间。

摘要：利用Virtuozo航空摄影测量系统工作站的空中三角测量成果PAT-B文件, 在空三成果数据不完整的情况下, 通过恢复单张影像的外方位元素, 从而建立测区的立体像对。

关键词：PAT-B,空中三角测量,外方位元素,内定向,相对定向