基于GEOWAYDPS平台的立体模型创建方法

来源:南粤论文中心 作者:田方 发表于:2013-05-29 19:34  点击:
【关健词】GEOWAY DPS 立体模型 创建 方法 数字摄影测量系统
【摘 要】数字摄影测量技术在国民经济建设的诸多部门以及军事国防等方面所发挥着重要作用。立体模型的创建是数字摄影测量内业工作最重要的步骤之一。本文主要介绍了基于GEOWAY DPS平台立体模型的创建方法。

     一、引言
  随着信息技术和计算机技术的迅猛发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步。全数字摄影测量系统取代传统的摄影测量内业仪器,作为基础地理数据获取的作业平台,已成为必然的发展趋势。模型创建模块是全数字摄影测量系统中的重要组成部分,如何创建立体模型是中等职业学校的学生必须掌握的技能之一。
  二、数字摄影测量系统及GEOWAY平台简介
  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。传统的航测内业是一个复杂的系统工程,而且产品单一,功效落后。现在,运用全数字摄影测量系统,在一台微机上就能完成航测内业的各个工序的工作,而且操作简单,工效翻倍,精度可靠,产品多样。数字摄影测量系统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,它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。
  三、基于GEOWAY平台的立体模型创建方法
  (一) 数据准备:1.影像数据。航摄像片是航空摄影的产物,是进行航空摄影测量必备的基础资料。随着计算机技术和信息技术的飞速发展以及社会对数字产品需求的日益扩大,航空摄影测量与遥感技术也发生着显著的变化,常规的航空光学胶片摄影正逐步地向着高精度的数码航空摄影发展。2.像片控制点。航测外业的像片控制测量是以测区5″以上的平面控制点和等外水准以上的高程控制点为基础,采用地形控制测量的方法,在像片的规定范围内联测出像片上明显地物点(称为像片控制点)的大地坐标,并在实地把点位准确刺到像片上的整个作业过程。内业测图定向和数字微分纠正作业都需要控制点,另外内业加密计算也需要一定数量的控制点,而这些控制点正是由航测外业的像片控制测量提供的。
  (二)航空摄影机参数
  航摄仪与普通相机的主要区别之一是在其物镜的焦平面上(即镜箱与暗盒的衔接处)设置有一贴附框。框标是航测中建立像平面坐标系,进行像点坐标量测以及对像片进行变形改正的重要依据。
  此外,与普通摄影不同的还有航摄仪常使用主距的概念。所谓主距(f)是指像平面到物镜后主平面之间的距离。我们把摄影时航摄仪镜头中心到某一地面的垂直距离称为航高(H)。航高有绝对航高和相对航高之分,绝对航高(H0)是指航摄仪镜头中心到大地水准面的垂直距离;航摄仪镜头中心到某一基准面的垂直距离则称为相对航高。
  四、模型创建
  (一)新建工程:点击“文件-新建工程”命令,在弹出的对话框中设置工程目录和工程名称。点击“确定”按钮,可以看到作业引导区中的图标都被激活。1.工程管理。点击“工程管理”图标,在作业引导区中点击“方案管理”,在右侧作业区中点击右键,设置相机参数、定向精度、制作内定向模板;点击“影像管理”,加载影像并设置参数;点击“模型管理”,设置航带及左右片的关系,并设置参数;点击“控制点编辑”,导入空三加密成果中的控制点数据(*.adj)、点击“像点导入”,导入空三加密成果中的像点数据(*.im)。至此,定向相关的各种参数及数据已经设置完毕。2.模型解算。点击“返回主模块”,点击“模型解算”图标,点击“批处理”,在右侧作业区中选中需要进行批处理的模型,点击右键,选择“批处理解算”,将要解算的步骤打勾(内定向、相对定向、绝对定向、核线重采样)。
  为了从数字影像中提取所需要的几何信息,必须建立数字影像中的像元素与所摄物体表面相应的点之间的数学关系。由于经典的摄影测量学已经有一套严密的像点坐标与对应的物点坐标的关系式,因而只需要建立像素坐标系统与原有的像平面坐标系统的关系,就可以利用原有摄影测量理论,这就是数字影像内定向所要解决的问题。数字影像测图的第—步是内定向,这是因为在像片数字化时,像片的方位是任意的,因此必须进行内定向。
  通过一定手段恢复或确定摄影时像对的两张像片之间相对位置的工作称为相对定向。相对定向的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。解析法相对定向的理论基础是共面条件方程,利用共面条件方程式可以推导相对定向元素的解求公式,根据模型上同名光线产生的上下视差来计算相对定向元素,建立与实地相似的数字立体模型。
  经相对定向后,虽然已经建立起一个与实地相似的立体模型,但此时该模型的比例尺及其在空间的方位仍是任意的,为了能用以测制地形图,还须将该模型依据一定数量的已知控制点归化到要求的比例尺上,并使其置于大地坐标系的正确方位之中,该作业过程称为模型的绝对定向。绝对定向的实质是解求(确定)七个绝对定向元素,所以绝对定向时至少需要两个平、高控制点和一个高程控制点,且这三个已知控制点不应在一条直线上。
  数字影像通常是按扫描坐标系I和J方向按阵列形式排列的,要重新按核线方向排列,必须首先求出核线位置,然后按核线方向重采样,就可以得到按核线方向排列的数字影像。关键问题是如何确定同名核线。确定同名核线的方法基本上可以分为两种:一是基于数字影像几何纠正的核线解析关系;二是基于共面条件的同名核线几何关系。
  在解算过程中,右侧作业区中会出现红色或绿色的记录条,说明此步骤精度超限或未超限。当超限时,需要分步解算,分析超限原因并进行修改。
  (二)结果查看
  模型解算完毕后可以进行精度的查看。点击“返回主模块”,点击“结果查看”图标,可以查看各定向步骤的精度信息。
  五、结束语
  GEOWAY DPS是郑州测绘学校航测专业学生在进行数字摄影测量实习时使用频率最高的几个软件之一。GeowayDPStation平台(GWDPS)采用了流程引导的设计理念,并尽量将专业功能整合入后台。客户在前端仅需作简单的设置和操作即可完成专业人员处理的技术工作,辅以流程化的引导操作,使用户可以更多地关注生产流程控制,降低了劳动和管理要求。
  参考文献:
  [1]王树根.摄影测量原理与应用.武汉:武汉大学出版社,2009. (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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