【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 網(wǎng)的方法有多種，最常用的是航帶法、獨(dú)立模型法和光線束法。這 3 種方法既可以在一條航帶上應(yīng)用，稱(chēng)為單航帶的解析空中三角測(cè)量，也可以將若干條航帶連接成一個(gè)區(qū)域進(jìn)行整體平差，稱(chēng)為區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量，或簡(jiǎn)稱(chēng)區(qū)域網(wǎng)平差。區(qū)域網(wǎng)平差不僅可以進(jìn)一步減少野外實(shí)測(cè)控制點(diǎn)的工作量，而且有內(nèi)部精度均勻的優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用最廣。本文主要應(yīng)用的就是這種方法 [5]。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介 測(cè)區(qū)介紹 測(cè)區(qū)為山東省淄博市周村區(qū)的部分區(qū) 域，測(cè)區(qū)內(nèi)有城鎮(zhèn)、村莊、農(nóng)田、林地等多種地形地貌，共 79 張影像。 測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)種類(lèi)及來(lái)源 數(shù)據(jù)種類(lèi)：數(shù)碼量測(cè)相機(jī)拍攝的 .tif 影像 數(shù)據(jù)來(lái)源： ? 影像是由大飛機(jī)搭載的數(shù)碼量測(cè)相機(jī)拍攝的； ? 控制點(diǎn)文件由外業(yè)實(shí)際測(cè)量得來(lái)，使用的是萊卡 GPS； ? 相機(jī)文件由航拍公司提供，根據(jù)相機(jī)具體參數(shù)計(jì)算得來(lái)。 空三加密的軟件支撐 VirtuoZo AAT 適普公司推出的空中三角測(cè)量系統(tǒng) VirtuozoAATPatb，利用了 VirtuoZo數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的核心技術(shù) 世界上最先進(jìn)、速 度最快的影像匹配算法，形成了一個(gè)功能強(qiáng)大、高效、快速、自動(dòng)化程度高的自動(dòng)空中三角測(cè)量系統(tǒng)。它具有全自動(dòng)內(nèi)定向 ,自動(dòng)識(shí)別和轉(zhuǎn)刺連接點(diǎn) ,半自動(dòng)量測(cè)控制點(diǎn) ,自動(dòng)構(gòu)建區(qū)域網(wǎng)，可與多種區(qū)域網(wǎng)平差軟件建立接口，以及加密成果自動(dòng)整理等先進(jìn)功能 [2]。 PATB PATB 是世界上最著名、應(yīng)用最廣泛的光束法區(qū)域網(wǎng)平差軟件包。由于采用了理論上最嚴(yán)密、可補(bǔ)償系統(tǒng)誤差的自檢校光束法平差算法，同時(shí)加入了先進(jìn)實(shí)用的粗差檢測(cè)算法，因而可獲得高精度的平差結(jié)果，并具有高效的粗差檢測(cè)功能。其它特點(diǎn)包括：一個(gè)測(cè)區(qū)可采用多種 不同的攝影機(jī)，進(jìn)行機(jī)載 GPS 數(shù)據(jù)的聯(lián)合平差，適應(yīng)交叉航線等各種航攝資料等。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 Photoshop Photoshop 可分為圖像編輯、圖像合成、校色調(diào)色及特效制作部分。主要是完成對(duì)照片實(shí)物還原、修飾、拼接等工作，即主要應(yīng)用圖像編輯與校色調(diào)色功能。圖像編輯是圖像處理的基礎(chǔ)，可以對(duì)圖像做各種變換如放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、傾斜、鏡像、透視等。也可進(jìn)行復(fù)制、去除斑點(diǎn)、修補(bǔ)、修飾圖像的殘損等。校色、調(diào)色是 photoshop 中較為常用的功能之一，可方便快捷地對(duì)圖像的顏色進(jìn)行明暗、色編的調(diào)整和校正，也可在不同 顏色進(jìn)行切換以滿(mǎn)足圖像在不同領(lǐng)域如網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、印刷、多媒體等方面應(yīng)用。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 3 VirtuoZo AAT 空三流程與方法 空三加密過(guò)程分為兩種，一種是單個(gè)測(cè)區(qū)的空三，另一種指的是兩個(gè)或多個(gè)測(cè)區(qū)的空三過(guò)程。單個(gè)測(cè)區(qū)的空三加密，按照 AAT 中空三菜單的順序，一步步往下進(jìn)行就可以，但是過(guò)程比較繁瑣，要求工作人一定要仔細(xì)耐心，按照要求一步步進(jìn)行，不能隨而為。 多個(gè)測(cè)區(qū)的空三就需要進(jìn)行接邊，建議的方法是每個(gè)測(cè)區(qū)分別進(jìn)行空三，然后將測(cè)區(qū)文件導(dǎo)入進(jìn)行接邊最后拼接成整個(gè)測(cè)區(qū)，整體進(jìn)行 PATB平差，檢查有沒(méi)有明顯的錯(cuò)誤，調(diào)整后 輸出平差報(bào)告，完成空三。空三的基本流程： 圖 31 空三流程圖 原始資料分析 創(chuàng)建測(cè)區(qū) 影像格式轉(zhuǎn)換 創(chuàng)建測(cè)區(qū)影像列表 自動(dòng)內(nèi)定向 確定航帶間偏移量 創(chuàng)建控制點(diǎn)文件 創(chuàng)建相機(jī)文件 連接點(diǎn)自動(dòng)提取 調(diào)用 PATB 平差 量測(cè)控制點(diǎn) PATB 平差 連接點(diǎn)編輯 人工干預(yù) 輸出加密點(diǎn) 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 完成整個(gè)空三過(guò)程需要的基本數(shù)據(jù)包括：原始影像（ .tif）、控制點(diǎn)文件（ .grd）、相機(jī)文件（ .cmr）。 原始影像 測(cè)區(qū)的原始影像共 79張，從淄博市周村區(qū)截取出來(lái)的，影像都是有大型飛機(jī)搭載的數(shù)碼量測(cè)相機(jī)拍攝的，像素值大小為 ，由于航拍時(shí)航帶的方向問(wèn)題，拍攝得來(lái)的影像在使用前需要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)（順時(shí)針 90176。），并將圖片解壓縮。 圖 32 利用 photoshop 旋轉(zhuǎn)影像 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 控制點(diǎn)文件 外業(yè)使用的是 GPS 測(cè)量， WGS84坐標(biāo)系，中央子午線 3176。帶。測(cè)量得到的是大地坐標(biāo)即經(jīng)緯度坐標(biāo)和高程信息，需要將大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)。 圖 33 控制點(diǎn)文件 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 建立測(cè)區(qū) 建立測(cè)區(qū) 打開(kāi) ，單擊 文件 → 新建測(cè)區(qū) ，彈出測(cè)區(qū)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框（如圖 33），設(shè)置測(cè)區(qū)參數(shù)，單擊確定。在測(cè)區(qū)根目錄下，會(huì)生成一個(gè)測(cè)區(qū)文件（畢業(yè)設(shè)計(jì) .blk）。 圖 34 測(cè)區(qū)參數(shù) 進(jìn)入 AAT/PATB 界面。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 導(dǎo)入影像 導(dǎo)入影像 單擊 空三 → 影像列表 （如圖 34），將測(cè)區(qū)影像導(dǎo)入，軟件中建立的航帶索引號(hào)與實(shí)際像片索引號(hào)應(yīng)該相反，同航帶所有像片應(yīng)該按照降序排列。 圖 35 影像列表 單擊 下一步 ，設(shè)置像片像元大 小 （如圖 35） 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 36 設(shè)置影像參數(shù) 完成后，會(huì)在 images 文件夾下生成 . 文件。 內(nèi)定向 單擊 空三 → 內(nèi)定向 → 內(nèi)定向 ，完成內(nèi)定向。 航帶間偏移量 單擊 空三 → 航帶間偏移量 （如圖 36），在四副圖像重疊部分分別加點(diǎn)，每條航帶大約間 隔五張加一次。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 37 航帶間偏移量界面 在四張圖片的重疊部分手動(dòng)大概位置單擊，點(diǎn) 編輯 ，進(jìn)入編輯頁(yè)面，手動(dòng)精確加點(diǎn)。確定點(diǎn)位精確后，點(diǎn)擊 id=,設(shè)定點(diǎn)號(hào)，此處應(yīng)注意的是，如果后期需要做測(cè)區(qū)接邊或者測(cè)區(qū)合并，航帶間偏移量點(diǎn)號(hào)不能重復(fù)，所以一般情況下，第一個(gè)測(cè)區(qū)點(diǎn)號(hào)用 1 開(kāi)頭，如 10001，第二個(gè)測(cè)區(qū)點(diǎn)號(hào)用 2開(kāi)頭，避免點(diǎn)號(hào)出現(xiàn)重復(fù)的情況。所有航帶加完點(diǎn)后推出此界面。 會(huì)在目錄下生成 ConnectBack 文件夾，里面存放的是剛剛的偏移點(diǎn)信息。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 連接點(diǎn)提取 自動(dòng)提取連接點(diǎn) 單擊 空 三 → 連接點(diǎn)提取 → 重新開(kāi)始提取連接點(diǎn) 。 圖 38 自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn) 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶(hù)剛剛手都提添加的航帶間偏移點(diǎn)，自動(dòng)匹配航帶間以及航帶自身的連接點(diǎn)，從而把測(cè)區(qū)連接起來(lái)，形成一個(gè)閉合的自游網(wǎng)。 調(diào)試報(bào)錯(cuò) 由于像片扭轉(zhuǎn)角過(guò)大或者模糊等原因，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在自動(dòng)生成連接點(diǎn)的時(shí)候，沒(méi)法在這些像片上正常的工作，不會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)點(diǎn)，同時(shí)由于沒(méi)有轉(zhuǎn)點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致與這張影片有關(guān)的航帶會(huì)斷開(kāi)，這些在轉(zhuǎn)點(diǎn)結(jié)束后系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)錯(cuò)中都會(huì)給出明確的提示（如圖 38），根據(jù)這些提示針對(duì)報(bào)錯(cuò)的單片或是像對(duì)進(jìn)行手動(dòng)的調(diào)整 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 39 自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)報(bào)錯(cuò)提示 點(diǎn)擊 模型 彈出像對(duì)模型對(duì)話框，有錯(cuò)誤的像對(duì)前會(huì)有 ―？ ‖點(diǎn)擊進(jìn)入進(jìn)行調(diào)試，手動(dòng)添加一個(gè)同名點(diǎn)后，點(diǎn)擊 處理 → 自動(dòng)匹配 ，系統(tǒng)根據(jù)手動(dòng)加的點(diǎn)進(jìn)行匹配（如圖 39）。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 310 相對(duì)定向界面 在下方點(diǎn)位坐標(biāo)和粗差對(duì)話框中，右鍵相對(duì)定向，然后按照粗差排列，有序的刪除粗差點(diǎn)，刪一次相對(duì)定向一次直至 q 在 內(nèi)。注意一次刪除的粗差點(diǎn)不要太多，當(dāng)殘差符合要求后還要檢查圖片上剩余的點(diǎn)是否夠密集和均勻。點(diǎn)擊保存，退出。 按照上述 方法調(diào)試所有帶？的像對(duì)，調(diào)試完畢后點(diǎn)擊繼續(xù)提取連接點(diǎn)。 自由網(wǎng)平差 自動(dòng)提取連接點(diǎn)完成后，大量密集均勻的連接點(diǎn)形成了一個(gè)閉合相連的自由網(wǎng)，利用自由網(wǎng)來(lái)控制測(cè)區(qū)的誤差是 AAT 系統(tǒng)特有的方式。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 自動(dòng)提取連接點(diǎn) 完成提取連接點(diǎn)的過(guò)程后，生成的大量密集的連接點(diǎn)中肯定有多錯(cuò)點(diǎn)和粗差點(diǎn)，這就需要進(jìn)行進(jìn)一步的篩選，調(diào)用 PATB 平差的自動(dòng)挑點(diǎn)過(guò)程就是系統(tǒng)自動(dòng)的進(jìn)行一輪輪的平差和篩選，挑出粗差點(diǎn)和錯(cuò)點(diǎn)并自動(dòng)刪除掉。點(diǎn)擊 空三 → 自動(dòng)挑點(diǎn) ，進(jìn)入自動(dòng)挑點(diǎn)界面（如圖 310）。 圖 311 自動(dòng)挑點(diǎn) 點(diǎn)擊 Execute PATB，進(jìn)行平差，注意界面中的提示，會(huì)顯示每次平差刪掉多少粗差點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)任務(wù)沒(méi)有粗差點(diǎn)后，自動(dòng)挑點(diǎn)會(huì)結(jié)束，不再調(diào)用 PATB（如圖 311）。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 312 自動(dòng)挑點(diǎn)結(jié)束。 自由網(wǎng)平差 點(diǎn)擊 空三 → 交互式編輯 ，進(jìn)入交互編輯界面，在這個(gè)界面中可以看到連接點(diǎn)的分布情況，在上一步的自動(dòng)挑點(diǎn)中，系統(tǒng)初步的挑選并刪除了大量的粗差點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致連接點(diǎn)的分布不夠均勻和密集（如圖 312）。山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 313 點(diǎn)位分布圖 這時(shí)候就要 求工作人員進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)點(diǎn)，在每張像片上沒(méi)有連接點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位進(jìn)行加點(diǎn)。 在右側(cè)點(diǎn)位分布界面中找到缺少連接點(diǎn)的像片，進(jìn)入右側(cè)對(duì)應(yīng)的像片中進(jìn)行手動(dòng)加點(diǎn)。手動(dòng)加點(diǎn)完畢后，進(jìn)行自由網(wǎng)平差。點(diǎn)擊 平差 → 自由網(wǎng)平差 ，然后點(diǎn)擊上方工具欄中的 PATB 按鈕 ，進(jìn)入PATB 界面進(jìn)行平差（如圖 313）。 圖 314 自由網(wǎng) 平差 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 這個(gè)過(guò)程 也是 PATB 平差 篩選粗 差點(diǎn) 的過(guò)程 ，平差 后調(diào)用 ，這個(gè)工具是可以直觀看到所有連接點(diǎn)的殘差，并可以按殘差大小排列并進(jìn)行刪除，注意刪除前首先要備份好工程目錄下所有的文件，以為如果刪除的點(diǎn)過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致自由網(wǎng)斷掉。打開(kāi)畢業(yè)設(shè)計(jì) .img（如圖 314）。 圖 315 界面 將連接點(diǎn)按殘差排列，刪除掉殘差大于 12 的點(diǎn)，注意要一部分一部分的刪除， 刪一次保存一次，然后自由網(wǎng)平差一次不斷重復(fù)知道沒(méi)有粗差點(diǎn) 自由網(wǎng)平差結(jié)束。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 帶控制點(diǎn)的平差 自由網(wǎng)平差后，進(jìn)入帶控制點(diǎn)進(jìn)行平差的過(guò)程，首先導(dǎo)入控制點(diǎn)文件，點(diǎn)擊 設(shè)置 → 控制點(diǎn) ，導(dǎo)入 畢業(yè)設(shè)計(jì) .grd（如圖 315） 圖 316 導(dǎo)入控制點(diǎn)文件 再次進(jìn)入交互式編輯界面，對(duì)照外業(yè)測(cè)量人員的刺點(diǎn)像片，在測(cè)區(qū)四周先加上四個(gè)左右的控制點(diǎn)（如圖 316）。注意點(diǎn)好要與控制點(diǎn)點(diǎn)好一致，系統(tǒng)才會(huì)識(shí)別為控制點(diǎn)。 圖 317 控制點(diǎn)分布圖 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 點(diǎn)擊 平差 → 帶控制點(diǎn)的平差 ，調(diào)用 PATB 進(jìn)行平差。 點(diǎn)擊 平差 → 控制點(diǎn) ，查看平差報(bào)告，看控制點(diǎn)精度（如圖 317）。 圖 318 控制點(diǎn)平差報(bào)告 如果控制點(diǎn)誤差較大，說(shuō)明加點(diǎn)有問(wèn)題，挨個(gè)進(jìn)入進(jìn)行調(diào)整和檢查后再次平差看平差報(bào)告，直到符合限差要求。如果控制點(diǎn)誤差很小在限差范圍內(nèi)，點(diǎn)擊預(yù)測(cè)控制點(diǎn)， AAT 將根據(jù)已有控制點(diǎn)和控制點(diǎn)文件預(yù)測(cè)其他控制點(diǎn)的位置（如圖 318）。 圖 319 預(yù)測(cè)控制點(diǎn)分布圖 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖中綠 色三角形為剛剛手動(dòng)加的控制點(diǎn)，紅色的是系統(tǒng)預(yù)測(cè)出的控制點(diǎn)位置，根據(jù)這些位置快速的加上剩余控制點(diǎn)（如圖 319）。 圖 320 控制點(diǎn)分布示意圖 進(jìn)行帶控制點(diǎn)的平差，注意 sigma 的值（如圖 320）。 圖 321 帶控制點(diǎn)的平差 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 此處 sigma 的值為 ，再次調(diào)用 PATB，在 Accuracy 中將 sigma 值改為 ，并將限差改為平面 ，高程 ，再次進(jìn)行平差。 打開(kāi)平差報(bào)告，看 所有的控制點(diǎn)誤差是否都在限差之內(nèi)（如圖 321）。 圖 322 所有控制點(diǎn)平差報(bào)告 對(duì)不符合要求的控制點(diǎn)進(jìn)行檢查和調(diào)整（如圖 322）。 圖 323 調(diào)試控制點(diǎn) 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 將所有控制點(diǎn)調(diào)整合格后，再進(jìn)行平差。 帶控制點(diǎn)的平差結(jié)束。 輸出結(jié)果 點(diǎn)擊 空三 → 生成加密點(diǎn) 點(diǎn)擊 平差 → 顯示 ATT 平差報(bào)告 ，選擇輸出目錄。打開(kāi) 檢查精度是否達(dá)到要求（如圖 323）。 圖 324 空三成果報(bào)告 可以看到像方誤差、控制點(diǎn)誤差全部在限差內(nèi)，成果符合要求，空三結(jié)束 [1]。 山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 4 基于 Virtuozo 進(jìn)行空中三角測(cè)量的常見(jiàn)問(wèn)題及