VirtuoZo3.6在自动空三测量及加密中的应用研究

2022-09-11

1 全数字化摄影测量系统VirtuoZo介绍

全数字化摄影测量系统VirtuoZo为用户提供了从自动空中三角测量到测绘地形图的全套整体作业流程解决方案。其可处理航空影像、近景影像、卫星影像、高分辨率的IKONOS、QuickBird、SPOT5卫星影像和可量测数码相机影像。其开放的数据交换格式也可与其他测图软件、GIS软件和图像处理软件方便的共享数据。

VirtuoZo大部分的操作不需要人工干预, 可以批处理地自动进行。我们也可以根据具体情况灵活选择作业方式。VirtuoZo拥有多种高效实用的测图模式以及Microstation接口测图模块, 切合测图生产的实际情况, 是采集三维基础地理信息的理想平台。它已经大大的改变了我国传统的测绘模式, 提高了行业的生产效率, 她不仅是制作各种比例尺的4D测绘产品的强有力的工具, 也为虚拟现实和GIS提供了基础数据, 是3S集成、三维景观和城市建模等最强有力的操作平台。

2 全数字化摄影测量系统VirtuoZo的主要优点

全数字摄影测量系统VirtuoZo具有以下特点。

(1) 全软件化设计:VirtuoZo是一个全软件化设计、功能齐全和高度智能化的全数字摄影测量系统。

(2) 高度自动化:影像的内定向、相对定向、影像匹配、建立DEM、由DEM提取等高线和制作正射影像等操作, 基本上不需要人工干预, 可以批处理地自动进行。

(3) 高效率:相对定向只需1~2分钟, 匹配同名点的速度达到每秒500点以上。

(4) 灵活性:系统提供了“自动化”和“交互处理”两种作业方式。用户可以根据具体情况灵活选择。

(5) 通用性。

采集三维基础地理信息的理想平台:基于MicroStation软件开发的数字测图接口模块Vlink, 实现了VirtuoZo和MicroStation之间的实时数据通讯。它在MicroStation基本功能的基础上针对测图生产的实际情况增加了新功能, 形成了一个采编一体化的数字测图系统。

3 空中三角测量的概念及原理

3.1 空中三角测量的概念

空中三角测量是利用少量的地面控制点来计算一个测区中所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标。它是摄影测量生产中的关键步骤, 其任务是利用少量的地面控制点计算测区中所有像片的外方位元素, 以及求得内业测图加密点的地面坐标, 为测制地图作业提供控制数据。

3.2 空中三角测量的方法

在传统作业方式下, 空三是一项非常乏味和耗时的工作, 它主要包括:选择、转测加密点, 量测加密点和控制点的像片坐标, 进行区域平差, 检测并剔除粗差等作业。

空中三角测量主要是利用VirtuoZo全数字摄影测量系统来实现, VirtuoZo的影像配准算法具有可靠, 快速和精确的优点。其中的自动空三测量模块除半自动测量控制点之外, 其他所有作业 (包括内定向, 选取加密点, 加密点转点, 相对定向, 模型连接和生成整个测区像点网) 都可以自动完成。PATB光束法区域网平差程序具有高性能的粗差检测功能和高精度的平差计算功能, 是目前国际上公认的著名平差软件。所以, 将上述两个软件的优点结合在一起, 即Virtuo Zo AATM和PATB集成后就成为功能强大的自动空中三角软件VirtuoZo AAT.

4 VirtuoZo 3.6进行空中三角测量的步骤

利用VirtuoZo软件进行自动空中三角测量的主要步骤见下图。

4.1 数据准备

主要完成创建测区、内定向和确定航线间偏移三部分工作, 为构网平差提供基础。

(1) 创建测试区; (2) 设置测区基本参数; (3) 影像格式转换及导入; (4) 创建影像列表。

4.2 确定航带的偏移

确定航线间偏移目的是建立相邻航线间的连接关系, 航线连接点就是传统空中三角测量中的拼接点。主要包括两个方面的内容:概略确定航线连接点;连接点的交互式编辑。

4.3 平差计算

它是空中三角测量中最关键的环节, 主要包括:交互式编辑、量测控制点和平差计算。

4.3.1 区域网平差

用鼠标左键点击连接点编辑主界面工具条按钮调用PATB进行区域网平差计算, 计算完毕后进入下步作业。

4.3.2 平差结果分析

在交互式编辑界面中执行菜单命令平差→显示PATB粗差报告, 系统会调用Windows的记事本打开PATB的平差报告。在PATB报告中, 精度超限的像点会作为粗差观测值不参与最后的平差计算, 下面显示的是PATB报告中的粗差报告部分。

4.4 加密文件的输出

当测区接边和相对定向成果均符合限差要求时, 在主界面中点击空三→生成加密点, 系统会自动将最终的加密点成果写入*.ctl文件 (如果加密文件是以*.pas命名, 则加密文件中会包含外业成果) 。

5 结语

通过VirtuoZo 3.6在空中三角测量工程中的应用, 我们发现, 尽管VirtuoZo 3.6有着其他的软件所不能比拟的优势外, 它仍有些不尽人意的地方, 如对加密点的要求非常高, 需要手动加入很多的点才能满足它的平差要求, 非常的耗费人力和时间;在平差的过程中, 有个别点位误差很大, 通过检查, 并不是人为原因造成的, 而软件又不能很好的对这些点进行编辑和修改, 因此只能剔除这些点, 造成外业工作的浪费。

总之, 使用VirtuoZo 3.6进行空中三角测量工作, 从整个工程来说, 完成的精度和速度, 都是其他的软件所不能媲美的。不管是VirtuoZo 3.6软件本身, 还是空中三角测量方法的使用, 都有其不完善的地方, 还有待今后的完善和改进。

摘要:笔者基于多年从事VirtuoZo 3.6应用的相关工作经验, 以其在自动空中三角测量和空三加密中的应用为研究对象, 深度探讨了基于VirtuoZo 3.6的空三三角测量的具体操作步骤, 全文是笔者长期工作实践基础上的技术经验总结和理论升华, 论文也证明了VirtuoZo 3.6的引入大大的提高了空中三角测量的速度和精度。相信本文的研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:空中三角测量,影像配准,VirtuoZo 3.6,空三加密