《数字摄影测量学》 Digital Photogrammetry
第 19讲 数字摄影测量系统 Digital Photogrammetric System (DPS) a 数字摄影测量系统的发展历程 b 数字摄影测量系统的组成 c 数字摄影测量系统的软件功能模块 d 数字摄影测量的主要作业过程及产品 e 国外的数字摄影测量系统介绍 f 国内的数字摄影测量系统介绍
一、数字摄影测量系统的发 展过程 • 在 60年代，第一台解析测图仪AP-1问世不久， 美国也已研制了全数字化测图系统DAMC。 • 1988年京都国际摄影测量与遥感协会第 16届大 会 上 展 出 了 商 用 数 字 摄 影 测 量 作 站 DSP-1 (Digital Stereo Photogrammetric System), 由 瑞 士 Kern厂与英国剑桥GEMS公司共同研制。
一、数字摄影测量系统的发 展过程 • 1992年 8月在美国华盛顿第 17届国际摄影测量与 遥感大会上，已有多套较为成熟的产品展示，数 字摄影测量 作站正在由试验阶段步入摄影测量 的生产阶段。 • 1996年 7月，在维也纳 18届国际摄影测量与遥感 大会上，展出十几套数字摄影测量 作站，这表 明数字摄影测量 作站已进入了实用阶段。
二、数字摄影测量系统的组成 1. 硬件 ① 计算机 ② 立体观测设备 立体观察设备： 互补双色镜片眼镜 l立体反光镜 l闪闭式液晶眼镜系统 l偏振显示屏、偏振光眼镜 l 操作控制设备： 手轮、脚盘 l三维鼠标 l ③ 输入、输出设备
二、数字摄影测量系统的组成 2. 软件 （1）数字影像处理软件主要包括： 影像旋转 影像滤波 影像增强 特征提取
二、数字摄影测量系统的组成 （2）模式识别软件主要包括： 特征识别与定位，包括框标的识别与定 位 影像匹配（同名点、线与面的识别） 目标识别
二、数字摄影测量系统的组成 (3)数字摄影测量软件主要包括： 定向参数计算、坐标计算与变换 l数字空中三角测量 l基于单像的数字矢量地图数据采集 l基于双像（立体量测）数字矢量地图数据采集 l. DEM制作 l数字微分纠正 l
二、数字摄影测量系统的组成 （4）辅助功能软件主要包括： 数据输入输出 数据格式转换 注记 质量报告 图廓整饰 人机交互
三、数字摄影测量系统的软件功能模块 影 像 数 字 化 影 像 处 理 量 测 单像 双像 多像 影 像 定 向 核 线 影 像 内定向 相对定向 绝对定向 影 像 匹 配 自 动 空 中 三 角 测 量 建 立 数 字 高 程 模 型 选点、转点 模型连接、 区域网平差 粗差剔除等
自 动 绘 制 等 高 线 两种 方法 制 作 正 射 影 像 镶 嵌 与 修 补 几何 色彩 无缝镶嵌 数 字 测 图 制 作 影 像 地 图 矢量数据 等高线 正射影像 制 作 透 视 图 、 景 观 图 制 作 立 体 匹 配 片
d 数字摄影测量的主要作业过程及产品 数字摄影测量-----基本流程 原始影像 DEM生成 扫描 DOM生成 扫描影像 内定向 内插等高线 引入等高线矢量 相对定向 核线影像匹配 绝对定向 匹配编辑 立体测图 叠加影像生成 DLG生成 DRG生成
d 数字摄影测量的主要作业过程及产品 2、数字摄影测量的主要产品 p 数字空中三角测量的加密成果 p DEM 或DSM(Digital Surface Model) p 各种数字线划图 p 数字正射影像图 p 三维景观图，如地形三维可视化显示等 p 各种 程设计所需的三维信息 p 各种信息系统所需的基础地理空间数据
d 数字摄影测量的主要作业过程及产品 2、数字摄影测量的主要产品 v v 4 D产品 DRG（Digital Raster Graphic） DLG （Digital Line Graphic） DOM（Digital Orthophoto Map） DEM（Digital Elevation Model） DSM (Digital Surface Model)
d 数字摄影测量的主要作业过程及产品 2、数字摄影测量的主要产品
d 数字摄影测量的主要作业过程及产品
五、国外的数字摄影测量系统介绍 1、SOCET SET • SOCET SET（Soft. Copy Exploitation Tool SET）是由已故的芬兰著名摄影测量学家海 拉瓦（U. Helava）及其追随者于八十年代 末首创，由BAE System公司在北美分部的 Geospatial e. Xploitation Products(GXP) 公司的研制、生产、销售和支持，是全球 市场首屈一指的数字摄影测量软件系统。
五、国外的数字摄影测量系统介绍 1、SOCET SET主要模块 SOCET SET Core SOCET SET AT SOCET SET Ortho Mosaic SOCET SET Feature Extraction SOCET SET Auto Terrain Extraction 核心模块 自动 空三包 正射影像镶 嵌包 要素提取包 自动 地形提取包 SOCET SET Professional Clear. Flite Bundle 专 家包 航行障碍物自动 提取 包 Arc. GIS包 SOCET SET for Arc. GIS
五、国外的数字摄影测量系统介绍 2、Leica photogrammetry suite(LPS) • Leica Photogrammetry Suite (LPS)--徕 卡遥感及摄影测量系统是各种数字化摄影 测量 作站所适用的软件产品系列，为地 球空间影像的广泛应用领域提供了精密和 面向生产的摄影测量 具。它可以处理来 自多种航天、航空传感器，多种格式，包 括黑/白、彩色和最高至 16 bits的多光谱等 各类数字影像。
五、国外的数字摄影测量系统介绍 2、Leica photogrammetry suite(LPS) • 该软件的主要功能有： – 作业项目设置与管理。 – 影像处理能力。 – 定向功能。 – 空三点的自动量测。 – 多传感器空中三角测量 – 核线重采样。 – 立体显示。 – 地物采集。 – 正射纠正。
五、国外的数字摄影测量系统介绍 2、Leica photogrammetry suite(LPS) 名称 LPS Core LPS Stereo LPS Automated Terrain Extraction (ATE) 模块 功能 主体核心模块 立体视测 模块 自动 提取数字地模 模块 LPS ORIMA LPS Terrain Editor(TE) LPS PRO 600 Developer Kit 空三加密模块 数字地模编辑 模块 数字测图 模块 开发 具
五、国外的数字摄影测量系统介绍 3、inpho摄影测量系统 • inpho摄影测量系统作为欧洲最著名的航空 摄影测量与遥感处理软件，全面系统地处 理航测遥感、激光、雷达等数据。inpho的 业务涵盖整个摄影测量系统的 作流程， 包括空中三角测量、三维立体编排、地形 建模、正射影像处理和图像获取。其中空 三和正射影像处理在欧洲占有最大的市场 份额。
五、国外的数字摄影测量系统介绍 3、inpho摄影测量系统 http: //www. meridianspace. com/
五、国外的数字摄影测量系统介绍 空中三角测 量 MATCH-AT in. Block MATCH-T DSM 全自动 空三（支持推扫 式相机 ADS 40） 光束法区域网平差 自动 生成DSM/DTM 地形建模 DTMaster SCOP++ 正射影像处 理 Ortho. Master 生成真正射影像 Ortho. Vista 几百幅图 像一起匀色和镶 嵌 Summit Evolution Ultra. Scan 5000 数据获 取 图 像扫 描 DTM/Li. DAR点编辑 DTM 内插，Li. DAR处 理，全国性的 DTM管理
五、国外的数字摄影测量系统介绍
六、国产的数字摄影测量系统介绍 1、武大的数字摄影测量 作站Virtuo. Zo
六、国产的数字摄影测量系统介绍 1、武大的数字摄影测量 作站Virtuo. Zo • 全数字化摄影测量系统 Virtuo. Zo是由张祖 勋院士牵头、武汉适普软件公司（ www. supresoft. com. cn）研制的，它为用 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。
六、国产的数字摄影测量系统介绍 1、武大的数字摄影测量 作站Virtuo. Zo 软件 Virtuo. Zo S/M Virtuo. Zo Lite Virtuo. Zo Classic Virtuo. Zo Ortho. Kit Virtuo. Zo Map. Engine Virtuo. Zo CADMapper 主要功能 Virtuo. Zo调绘测图 一体化版 Virtuo. Zo普及版 Virtuo. Zo标 准版 正射影像制作软 件 数字化测图软 件 Auto. CAD 测图 接口软 件 Virtuo. Zo AAT Virtuo. Zo EPMapper 自动 空中三角测 量系统 电 力选线 与量测 三维 可视 化平 台
Virtuo. Zo 作流程总图
自动空中三角 测量 作流程 （Virtuo. Zo）
六、国产的数字摄影测量系统介绍 2、中国测绘科学研究院的JX－4 • JX-4数字摄影测量 作站是由刘先林院士 牵头、北京四维远见信息技术有限公司（ www. jx 4. com）研制的一套半自动化、实用 性强、人机交互功能好、有很强的产品质 量控制 艺的基于普通微机的数字摄影测 量系统
六、国产的数字摄影测量系统介绍 2、中国测绘科学研究院的JX－4
六、国产的数字摄影测量系统介绍 2、中国测绘科学研究院的JX－4
六、国产的数字摄影测量系统介绍 3、GEOWAY DPS数字摄影测量软件 • GEOWAY DPS数字摄影测量软件是由吉威数源（ www. geoway. com. cn）研发的数字摄影测量软件系 统，将三维编辑技术与立体模型技术结合了起来， 将GEOWAY强大的采编功能迁移到数字摄影测量环 境下，就是最初的GEOWAY DPS软件。
六、国产的数字摄影测量系统介绍 3、GEOWAY DPS数字摄影测量软件
六、国产的数字摄影测量系统介绍 3、GEOWAY DPS数字摄影测量软件 Geoway DPS数字摄影测量软件系统结构 观测 系统 Stereo for Aero. Photo Stereo for ADS 40 Stereo for IKNOS 处 理系统 SII 立体采编 模块 Auto. DEM 自动 DEM模块 Auto. Ortho 正射纠 正模块 Stereo for SPOT 5 3 D Checker 三维质检 模块 质 量管理 管理系统 网络 管理 数据管理 任务 管理
六、国产的数字摄影测量系统介绍 4、多基线数字近景摄影测量系统Lensphoto • 多基线数字近景摄影测量系统Lensphoto是由 武汉朗视软件有限公司（ www. lensoft. com. cn）开发的具有自主核心 技术的高技术含量和自动化的产品----基于 普通数码相机拍摄的影像进行测量的多基线 数字近景摄影测量软件(Lensphoto)
Lensphoto软件数据处理流程图 外业摄影 数据输入 控制点 空三匹配 空三测量及区域网光束法平差 全自动化 加密匹配 输出：DXF格式 DEM---点云---等高线 输出：SCS格式 三维表面模型重建 立体测图、平面测图
七、新一代的数字摄影测量系统 n 当代数字摄影测量系统是基于计算机网络、集群 处理技术 《多核、多CPU、多GPU》《云计算 》的出现－－正在改变摄影测量
七、新一代的数字摄影测量系统 1、海量影像自动处理系统“像素 厂” 像素 厂( Pixel Factory ，简称PF) 是由法 国Infoterra公司研制的当今世界一流的遥感影像 自动化处理系统，集自动化、并行处理、多种影 像兼容性、远程管理等特点于一身，代表了当前 遥感影像数据处理技术的发展方向。
七、新一代的数字摄影测量系统 n n n 该系统采用并行计算技术，大大提高了系统的处 理能力，缩短了项目周期； 该系统具有强大的自动化处理技术，比市场上现 有的遥感影像处理软件具有更多的自动化能力， 在少量人 干预的情况下，能迅速生成正射影 像等产品； “像素 厂”生产的数字表面模型包含了地表建筑 物、桥梁和树木等高度，与数字高程模型相比， 进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高 程。在一些对建筑物高度有需求的领域，得到 了很大程度的重视。
七、新一代的数字摄影测量系统 n n “像素 厂”能够实现自动生成数字高程模型的功能， 只需要少量的人 干预，便能够批量地生产出高质 量的数字高程模型数据。 “像素 厂”生产的真正射影像，即数字真正射影像 图。（True Ortho- True Digital Ortho Map，TDOM） 是利用数字表面模型，利用数字微分纠正技术，改 正原始影像的几何变形。 “像素 厂”还实现了对正射影像的自动拼接，并具 有强大的匀色功能。对于大面积区域的处理更能体 现该套系统的高效率和高质量。 “像素 厂”生产的测绘产品将会改变传统的作业模 式。利用真正射影像和
七、新一代的数字摄影测量系统 n 数字地表模型进行叠加可以很方便地生成三维城 市立体模型。由于建筑物以及高大树木等已经 被纠正到垂直视角，所以三维建筑等的顶部影 像能够和数字地表模型完美叠加。三维模型的 快速建立对防震、防洪、灾害评估以及数字城 市建设等都将发挥不可限量的作用。 n 此外，像素 厂能够兼容当前主流的各种航空航 天传感器（需要输入传感器检校文件），并提 出了“与传感器无关”的概念。
七、新一代的数字摄影测量系统 n ü ü 像素 厂品牌下主要有四个生产线： Sky Factory：航空/UAV（无人机）镶嵌系统 Space Factory：多种卫星镶嵌系统 Street Factory： 3 D倾斜/地面系统 和通用的Pixel Factory。
七、新一代的数字摄影测量系统 2、DPGrid 自动化部分＋人机交互部分 集群处理系统 服务器＋节点机
DPGrid(刀片机)系统
DPGrid. AT
DPGrid. DOM
网络/无缝测图DPGrid. SLM 周 周 王 王
七、新一代的数字摄影测量系统 n n 系统具有以下特点： 1）DPGrid 是完整的摄影测量系统，而以往的数 字摄影测量 作站（DPW）仅仅是一个作业员作 业的平台； 2）应用先进高性能并行计算、海量存储与网络通 讯等技术，系统效率大大提高； 3）采用改进的影像匹配算法，实现了自动空三、 自动DEM与正射影像生成，自动化程度大大提高；
七、新一代的数字摄影测量系统 n n 4）采用基于图幅的无缝测图系统，使得多人合 作协同 作，避免了图幅接边等过程，生产流程 大大简化，从而大大提高作业效率； 5）系统为地图自动修测与更新、城市三维建模 等留有接口，具有一定的前瞻性。 6）系统结构清晰－－－自动化、人机交互彻底 分割； 7）系统的透明性：相邻接边的作业员之间，作 业员对检查员，相互协调，在一个环境下完成。
思考题 1. 数字摄影测量系统有哪几部分组成？应具 备哪些功能？ 2. 目前有哪些数字摄影测量系统? 3. 以Virtuozo软件为例，叙述数字摄影测量 生产 4 D产品的主要 作流程和步骤。
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