国家高程控制网由高精度的一、二等水准路线网构成。然后在此网内用三、四等水准网加密，以便控制地
6度带-以格林尼治零子午线为准,沿经线按6度经差分带。
3度带- 城市测量，工程测量等一般按3度带计算高斯平面直角坐标。
工程测量覆盖的范围，包括城市建设、工业企业、交通运输、水利工程等领域的勘察、设计、施工及运营
工程测量的主要内容，包括平面控制测量、高程控制测量、地形测量、施工测量、变形测量等。
工程测量中的平面控制测量，一般应与高等级国家三角点联测。平面 控制网可采用三角测量，导线测量或
三边测量，网的等级分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 等以及一、二级小三角、小三边。
高程控制测量，可采用水准测量和电磁波测距三角高程测量。高程控制测量的等级，划分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、
工程测量中的地形测量，包括测绘1：500，1：1000，1：2000，及1：5000比例尺的全要素地形图。
测绘的内容包括地貌、居民地、道路、水系、植被、行政区划、管线、工矿建筑物等。
施工测量是指工业与民用建筑，水工建筑，矿山建筑，及道路、桥梁、隧道等施工场地测量。施工测量包
括施工场地控制测量和施工放样测量。
变形测量的应用范围，包括工业与民用建筑物，地基基础，中小型水坝以及山体滑坡等。变形测量需要分
别建立水平位移检测网和垂直位移监测网，并进行周期性地变形观测。
a.使用地面摄影测量专用的摄影机;
b.在地面上对目标进行摄影,摄取立体像对;
c.实地测定摄影站点和控制点的地面坐标,即地面摄影像对的外方位元素皆是已知的;
d.使用摄影测量方法立体测绘地物地貌.有专门的地面摄影立体测图仪,某些航空摄影测量的全能型精密型
地理信息系统是以计算机软硬件为平台, 以地理信息为基础, 包括图形信息、图像信息和属性信息的空间
信息系统, 具有信息输入、存储、管理、分析、检索、输出等功能.
一般信息系统包括企业管理信息系统、金融信息系统、交通信息系统、经营信息系统、人事信息系统等等.
这些事务性的信息系统, 通常是以特定的属性信息数据库为基础,虽然也具有信息系统的基本功能,但并不
以地理空间信息为基础. 它们比地理信息系统的数据量要小得多, 复杂程度也要简单很多。
数字地图是GIS的重要数据源，也是GIS可视化产品的数字化表达形式。虽然使用地图数据库来管理数
字地图，也可以有空间查询、检索、分析功能，但是它仍不可能像GIS那样，综合图形数据、图像数据和
属性数据进行深层次的空间分析，提供规划、管理和决策信息。
数字地面模型（Digital Terrain Model）,简称数地模（DTM），是描述地表形态的一系列点坐标值（X，
Y，Z）的集合，即地形特征的空间分布。
数字地面模型这一概念，是由美国麻省理工学院教授Charles L. Miller于五十年代后期提出的，首先用于
数字地面模型，可根据其数据结构、建立方法、用途等进行分类。DTM 可以定义为二维区域上的地形、
地质、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息。
DTM 是以一系列三维坐标点（包括平面坐标X，Y和高程Z）表示的地形表面数字模型。
面位置，通常是按规则排列的，如矩形格网，其精确位置（坐标）可根据所在的行列序号、格网间距及起
始点的已知绝对坐标，快速计算出来。
离散点DTM，是指表示地表形态的地形点位置为随机的，不规则的。例如，沿等高线及地形特征线采样生
4）三角网数字地面模型TIN
按地形特征采集的点，连接成覆盖整个区域且互不重叠的三角形。建立TIN的规则，主要是基于最佳三角
形的条件，即尽可能使每个三角形保持锐角三角形或三边的长度近似相等，避免出现过大的钝角和过小的
三角网数字地面模型TIN由于能够很好地顾及地貌特征点、线，表示复杂地貌形态比矩形格网（Grid）更
精确，近年来得到了较快的发展和应用。TIN 的缺点在于，它比矩形格网DEM更复杂，它不仅要存储每
个点的高程，还要存储其平面坐标、网点连接的拓扑关系、三角形及邻接三角形等信息。
3．DEM 数据点采集方法
利用全站仪等带自动记录装置的地面测量仪器，在野外实地采集地形点。
a.利用数字化仪进行手扶跟踪；
b.利用扫描数字化仪扫描地形图，再半自动跟踪进行矢量化处理。
在模拟立体测图仪机助测图系统上，通常采用等高线方式采集DTM，同时量测地形特征点、特征线。
在解析测图仪上，可以较灵活地沿断面、等高线、离散点等多种方式进行DTM点采样。
高效、自动提取DTM/DEM，加上预处理和多种编辑功能，是数字摄影测量系统的突出优点之一。
6）GPS 全球定位系统
测量型的GPS全球定位系统，特别是带动态实时差分GPS，可以在野外采集DTM数据点。
数字地面模型DTM的理论和实践由数据采集、数据处理及应用三个部分组成。DTM的数据处理和应用，
需要专门的DTM软件完成。
DTM的数据处理，包括数据的组织、存储、抽取、内插，距离、面积、体积、断面、土方计算等。
国际上比较著名的DTM软件包，有德国斯图加特大学的SCOP程序，慕尼黑大学的HIFI程序，奥地利维
也纳大学的SORA程序，瑞士苏黎士工业大学的CIP程序等。
5．数字地形模型的应用
1）道路等工程计算机辅助设计
4）制作立体透视图和立体景观图
5）土石方工程数量计算
6）绘制坡度图、剖面图及地貌渲晕图
7）军事上用于巡航导弹地形配准制导
内定向是指根据量测的像片四角框标坐标和相应的摄影机检定植,恢复像片与摄影机的相关位置,即确定像
点在像框标坐标系中的坐标.
相对定向的含义是,恢复摄影瞬间立体像对内左右像片之间的相对空间方位. 确定两个像片的相对空间方
位需要5个参数. 相对定向的数学关系通常用同名光线共面条件表示,即左右摄影中心至地面点的两条光线
共面.相对定向一般假定左像片保持水平不变,右片相对左片的五个参数通常以基线分量Bx, By 和右片的
旋转角Ф,W,K表示. 相对
定向方程式为非线性函数,需要将其线性化. 相对定向至少需量测6个定向点,利用最小二乘法平差解算.
左核线 a a′ 右核线
图1. 立体像片对示意图
绝对定向也称大地定向,是指确定立体模型或由多个立体模型构成的区域的绝对方位,也就是确定立体模型
或区域相对地面的关系. 绝对定向参数为7个.
区域平差也称区域空中三角测量,俗称电算加密，是对整个区域网进行绝对定向和误差配赋.区域平差目前
一般采用独立模型法或光线束法.独立模型法是以单个立体模型为单元;而光线束法则以单张像片为单元。
联合平差是指，摄影测量数据与非摄影测量数据的整体联立解算。联合平差也称，带辅助数据的解析空中
三角测量。辅助数据系指大地测量观测数据，例如地面距离、水平角、方位角，像片外方位元素，湖面点
等高等条件。目前，联合平差主要是指，摄影测量数据与机载GPS精确定位数据的同时整体解算。这是解
析空中三角测量的一项重要进展，可以实现少地控或无地控空中三角测量。
解析空中三角测量的成果，包括所有加密点的三维坐标和像片的外方位元素。每张像片外方位元素有6个，
包括像片对应的摄影中心坐标和三个绝对角元素。
在立体测图仪上的内定向, 是通过严格的装片来实现的,即使用对点器―一种精巧的放大镜, 分别地将涤纶
像片上的框标精确对准承片盘上的相应框标. 从而就实现了恢复像片内方位元素.
对于解析测图仪, 则只需将像片的基线大致平行于仪器的X轴. 像片的内定向,是通过精确量测像片的四角
框标, 利用严密的解析公式计算求解, 同时进行像片的变形改正.
对于模拟型立体测图仪, 包括机助测图系统, 立体像片对的相对定向, 是通过左右像片车架的空间运动来
实现的, 以便消除立体模型内各点的上下视差, 从而实现恢复立体像对左右片在摄影瞬间的相对空间方位.
解析测图仪的相对定向, 与解析空中三角测量的相对定向算法相同, 而且可以利用加密成果中的像片外方
位元素直接进行安置, 可以加快相对定向的速度.
传统的模拟立体测图仪绝对定向, 通常分成高程置平和平面对点两个步骤来完成的. 立体模型的绝对定向,
通常需要6个已知平高定向点, 至少应有4个平高点.
解析测图仪和机助测图系统, 立体模型的绝对定向, 是按三维正形变换算法, 利用最小二乘法进行平差解
作业人员在完成立体模型的绝对定向后, 需经专职质量检查人员联机检查, 确认精度符合要求后, 方可进
行地物采集. 应参照外业调绘片，在立体模型上仔细辨认，分类进行测绘. 对于数字化测图, 应按统一的地
物编码系统分类进行采集,并且分层进行存储. 同时采集的数据还应加上地物属性, 以方便于同GIS建立
接口. 为了便于在采集和编辑中明显地区分不同的地物, 各种现状地物通常赋予相应的颜色.
在传统的模拟测图中，包括机助测图中，地貌采集是由等高线描绘和注记高程点两个部分组成的。等高线
的基本等高距，应按规范根据成图比例尺、地形类别及用图需要选定；计曲线则取基本等高距，即首曲线
高程注记点，一般选在明显地物点和地形点上，依据地形类别及地物点和地形点的多少，其密度规范规定
在解析测图仪上，地貌测绘可以有多种选择方式，除按等高线和高程注记点外，还可采用按程序控制的矩
形格网或断面方式采集地形点。
地形原图编辑包括，对原图中地物地貌表示不合理之处的处理，相邻图幅的接边处理，以及道路、河流、
在传统的模拟测图中，原图清绘的主要任务是在铅笔稿原图上进行清理着色，或者在聚脂薄膜上刻绘。
对于数字化测图，在经过图形编辑和审校后，可直接利用高精度绘图机绘制线划地形图，还可用磁介质提
对于航摄漏洞，像片在摄影时被烟云遮盖或地物为阴影所遮挡部分，以及城镇大比例尺测图中量注屋檐等，
均须实地进行补充调绘和地面测绘。在这种情况下，尚需进行二次编辑。
三． 数字摄影测量基本概念
目前，世界上对于数字摄影测量的定义，主要有两种观点。
a. 数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模
式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。
美国等国称之为软拷贝摄影测量（Softcopy Photogrammetry），我国王之卓教授称为全数字摄影测
量（Full Digital Photogrammetry）.这种定义认为，在数字摄影测量过程中，不仅产品是数字的，而且
中间数据的记录以及处理的原始资料均是数字的。
b. 另一种定义，则只强调其中间数据记录及最终产品是数字形式的，即数字摄影测量是基于摄影测量的基
本原理，应用计算机技术，从影像（包括硬拷贝，数字影像或数字化影像）提取所摄对像以数字方式表达
的几何与物理信息的摄影测量分支学科。
这种定义的数字摄影测量，包括计算机辅助测图（常称为数字测图）与影像数字化图。
影像数字化测图，是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，用计算机视觉（其核心是影像匹配与
影像识别）代替人眼的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。
还有一种类型称之为混合数字摄影测量，通常是在解析测图仪上安装一对ＣＣＤ数字相机，对要量测的局
部影像进行数字化，有数字相关（匹配）获得点的坐标。
2. 数字影像获取与重采样
数字影像是数字摄影测量的基础原始数据。数字影像是以像元（像素pixel＝picture element）为单位，
以灰度值表示的灰度矩阵。也就是说，在扫描过程中将光学影像抽像为像元的点阵，每个像元范围（一个
微小的区域）取灰度的平均值作为灰度值。
在解析摄影测量中，一个目标点向量Xap 是三维的
数字摄影测量与解析摄影测量及模拟摄影测量的根本区别, 在于对影像辐射信息的计算机数字化处理. 在
全数字化摄影测量中,目标点向量 Xdp 为 4 维
其中D = D(X , Y) 是该点的辐射量--影像的密度或灰度值,集合{D}就构成了数字影像.
数字影像可直接从装在飞行器上的传感器产生,记录在磁介质上; 也可以利用影像数字化器对摄取的光学
影像扫描来获取,即把原来模拟方式的信息转换成数字形式的信息.
通常的航空像片,均须利用高精度的专用扫描仪将其数字化.这种扫描仪一般是由CCD(Chauge Coupled
Device- 电偶合器件)阵列传感器组成,分为线阵列和面阵列两种排列方式.
目前,用于数字摄影测量的高精度扫描仪,主要有如下几种:
影像重采样,是指在原采样的基础上再一次采样,即当欲求不位于采样矩阵点的灰度值时,就需要进行内插,
乃称之为影像重采样.每当对数字影像进行几何处理时,就需要作影像重采,影像的旋转、核线影像排队以及
数字影像纠正,均属于影像重采样.
数字影像的每一个数据代表了被摄物体上一个点的灰度或辐射强度,此点称为像元素、或像素、或像元.
像素的灰度值常以8位二进制数表示,即一个字节(byte).
像素的间隔即采样间隔,根据采样定理由影像的分辨率确定.当采样间隔为0.05mm(响应于50μ)时,一张
据量为 70 M 左右. 一幅 SPOT 卫星影像约为 36 M 字节.这表明数字影像的数据量是非常庞大的.
影像匹配, 实质上是在两幅(或多幅)影像之间识别同名点. 它是计算机视觉研究的核心问题, 也是数字摄
数字影像匹配, 是利用计算机以数值计算方式,按特定的算法,根据一定的准则,比较左右影像的相似性,来
确定其是否为同名影像块, 从而确定相应同名像点.
影像匹配研究的内容, 涉及影像匹配的精确性, 可靠性, 算法的适应性, 以及匹配速度等.
_ 从粗到细的影像匹配;
_ 从单点匹配到整体匹配;
影像相关是利用两个相关函数,评价它们的相似性,以便确定同名点. 即首先取出以待定点为中心的小区域
中的影像信号,然后取出其在另一影像中相应区域的影像信号,计算两者的相关函数,以相应函数最大值对应
的相应区域中心点为同名点,即以影像信号分布最相似的区域为同名区域. 同名区域的中心点为同名点. 这
就是自动化立体量测的基本原理.
最初的影像匹配,是利用相关技术来实现的,随后发展了多种影像匹配方法,所以影像匹配常常被称为影像相
5. 二维相关与一维相关
二维相关一般先在左影像上确定一个待定点,称之为目标点,以此待定点为中心选取 M × N 个像素的灰
度阵列,作为目标区或称目标窗口. 在右影像上确定可能的搜索范围,相关过程就是依次在搜索区中取出 M
× N 个像素灰度阵列,此搜索窗口通常取 M = N,计算搜索窗口与目标区的相似性测度,当相似性测度取
得最大值时,该搜索窗口的中心像素,则认为是待求的同名点.
一维相关,是利用摄影测量中”核线”的特性,将二维相关简化为一维相关. 这里首先介绍核线的含义和特性.
核面是通过摄影基线(插图中SS’)和任一地面点的平面.核面与左右影像相交的线,称为同名像点的左、右
同名核线.由上述定义可知核线的特性为:同名像点必然位于同名核线上.根据核线的这一特性,同名像点在
右影像的搜索区,就可由面状区域缩小成一个线段 — 同名右核线.从而可大大提高影像相关的速度.
左核线 a a′ 右核线
图1. 立体像片对示意图
综合考虑相关结果的正确性(或称可靠性)与精度(准确性),得出目前广泛应用的从粗到精的相关策略.即先
通过低通滤波,进行初相关,找到同名点的粗略位置,将其结果作为预测值,逐渐加入较高的频率成分,然后在
逐渐变小的搜索区精确相关,最后用原始信号,以得到最好的精度.这就是分频道相关的方法.
对于二维影像逐次进行低通滤波,并增大采样间隔,得到一个像元总数逐渐变小的影像系列,依次在这些影像
中相关,即对影像的分频相关. 具体做法是,通过每 2 × 2 = 4 个像元平均作为一个像元,构成第二级影
像,如此下去,将这些影像叠置起来,很像一座金字塔,因此通常称之为金字塔影像(Pyramid),或分层结构影
1). 基于特征的影像匹配
前述的影像匹配算法,均是在以待定点为中心的窗口(或称区域)内,以影像的灰度分布为影像匹配的基础,故
根据所选取的特征,可以分为点特征匹配、线特征匹配及面特征匹配.
一般说来,特征匹配可分为三步:
b.利用一组参数对参数进行描述;
c.利用参数进行特征匹配.
多数基于特征的匹配方法,也使用金字塔影像结构,即将上一层影像的特征匹配结果,传到下一层作为初始值,
并考虑对粗差的剔除或改正. 由于基于特征的匹配,是以”整像素”精度定位,因而对于需要高精度的情况,
将其结果作为近似值,再利用最小二乘影像匹配进行精确匹配,取得”子像素”级的精度.
影像匹配 — 基于灰度或基于特征的匹配,均是解决影像与影像的匹配问题;
相关匹配 — 可以解决图形的匹配问题. 关系匹配(Relational Matching)的核心之一,是结构的描述—关
系. 这是关系匹配的基础. 影像通过特征提取,可以用它的结构来表示,从而可以直接解决影像和相应物体
关系匹配可以用于图像与图像之间的匹配,也可以用于图像与物体之间的匹配. 前者属于双像(或多像)匹配,
后者即为单像计算机视觉.
基于特征的影像匹配,考虑了目标窗口的信息量,遵循了先宏观、后微观,先轮廓、后细节,先易辨认的部分、
后较为模糊的部分这一人类视觉匹配的规律,因而能够提高影像匹配的可靠性.
无论是基于灰度的影像匹配,还是基于特征的影像匹配,都是基于单点的影像匹配,即以待匹配点为中心(或
边沿)确定一个窗口,根据一个或多个相似性测度,判别其与另一影像上搜索窗口中灰度分布的相似性,以确
定待定匹配点的共轭点(同名点).
整体影像匹配,由于考虑了与周围影像的相容性、一至性、整体协调性,可以纠正或避免错误的结果,从而可
提高影像匹配的可靠性.
整体影像匹配算法主要包括: 多点最小二乘影像匹配,动态规划影像匹配,松弛法影像匹配,人工神经元网络
以影像匹配为基础的数字摄影测量, 无论在量测的速度还是达到的精度,都创造了惊人的奇迹,具有速度快、
精度高、稳定性好、自动化程度高等特点.例如,利用采样间隔50μm的数字影像进行相对定向,其残差的
中误差(均方根误差)可达3―5μm,这相当于在分辨率为2μm的解析测图仪上人工量测的结果. 对于解
析测图仪,其点位观测精度通常为分辨率的2—3 倍.
影像匹配即使在定位到整像素的情况下,其理论精度也可达到 0.29 像素的精度,约为三分之一像素.
在提高量测精度方面,用于单像量测的”高精度定位算子”和用于立体量测的”高精度影像匹配”,其理论
精度均可达 1/10 像素,即达到子像素级精度.
航摄影像为中心投影，要将它变成正直投影，需要进行正射纠正。在模拟摄影测量中，使用纠正仪将航摄
像片纠正为像片平面图；在解析摄影测量中，利用正射投影仪，例如Leica 公司的OR1，Zeiss 公司的
Ｚ２，通过机控缝隙光学纠正，制作正射影像地图。这些作正射纠正的仪器，均为光机纠正仪器。
在数字摄影测量中，采用微分纠正方法获取正射影像，即按像点和物点的构像方程式，或按一定的数学模
型，根据数字地面模型（ＤＴＭ）及有关参数，对原始的非正射影像进行映射变换，获取正射影像。
数字微分纠正，依划分的最小纠正单元，可分为点元素纠正和线元素纠正两类。
数字微分纠正与光学微分纠正一样，其基本任务是实现两个二维图像之间的几何变换。
在数控正射投影仪中，是利用反算公式（共线方程式），解求缝隙两端点的对应像点坐标，然后由计算机解
求微分线段的纠正参数，通过控制系统驱动正射投影仪的光学、机械系统，实现线元素的纠正。在纠正运
算中，任一点的高程Ｚ，由ＤＥＭ内插求得。在数字纠正中，则解求对应像元素的位置，然后进行灰度的
数字纠正的实际解法，从原理上来说，是属于点元素纠正，但在实际的软件系统中，均是以“面元素”作
为纠正单元的，一般以正方形作为纠正单元。利用反算公式计算该单元４个“角点”的像点坐标，再沿X 和
Ｙ方向，在“面元素”内线性内插求得纠正单元的坐标，其实质仍为线元素纠正。
在遥感图像复合之前，首先应作图像的几何校正，使不同遥感图像在几何上能完全匹配，空间分辨率一致
化。例如，要把高分辨率黑白图像与低分辨率多波段图像进行复合，首先需利用控制点将两种图像纠正到
同一投影系统，并把低分辨率多波段图像按高分辨率图像像元大小进行重采样。
若集合A表示某区域D上各点三维坐标向量的集合
集合B为二维影像各像素坐标与其灰度的集合
其中d为与D对应的影像区域，则制作景观图实际就是一个A到B的映射，（X，Y，Z）与（x,y）及观
察点S（视点）满足共线条件。其原理与航空摄影完全相同，所不同的是航空摄影接近于正直摄影，而景
观图则是特大倾角“摄影”（将地面点投射到二维影像上），式中的g为像点（x,y）对应的灰度值，它可
以是航空（航天）影像中相应像素的灰度值，也可以是根据地形及虚拟光源模拟出的值。
模拟灰度景观图：在DTM透视图经过隐藏线、面的消隐处理之后，再用明暗度公式计算和显示可视面的
亮度或颜色，其真实感又进一步提高。
真实景观图：真实景观图的制作原理，和模拟景观图相似，即在DEM透视图的基础上，对每一像素赋予
一灰度值（或彩色），而且是取自对实地所摄影像的真实灰度值。
利用数字摄影测量系统自动提取ＤＴＭ和制作正射影像图，已成为成熟的技术。目前，研究重点是影像特
征的提取，以适应城市、工程等领域大比例尺数字测图地物的识别与提取。
摄影测量的两项基本任务，是对影像的量测与理解（识别）。基于立体像对的量测，是提取物体三维信息的
基础。常规摄影测量方法，采用人工目视在立体影像中识别判读物体。
数字摄影测量中，各种特征提取的算法很多，可分为点特征、线特征与面特征的提取。数字摄影测量中对
居民地、道路、河流等地面目标的自动识别与提取，主要是依赖于对影像结构与文理的分析。在该领域已
经有了较好的研究成果。VirtuoZo NT 数字摄影测量系统，在道路和房屋的半自动提取方面，已取得重大
突破性进展，达到了生产实用程度。
Ⅰ．世界上知名的数字摄影测量系统简介
精确度: 2μ (单轴中误差)
扫描速度：1M 字节/秒,
4分钟以15μm扫描一张23×23cm黑白像片
SUN 工作站专用的图形加速卡
3D 手动测绘台 及 手轮脚盘可选
SOCET SET ─ 数字摄影测量核心软件，包括：
精确度: 2μ (单轴中误差)
扫描速度：10分钟以14μm扫描一张23× 23cm黑白像片
扫描速度：6分钟以15μm扫描一张23×23cm黑白像片
液晶立体眼镜 或 偏振光屏幕立体眼镜
3D 鼠标 或手轮和脚盘可选
DTM 及图形编辑软件
自动相关提取DTM 软件
道路与房屋半自动提取软件
三维建模、纹理处理及立体景观动态显示软件
卫星及近景摄影测量软件等
全自动内定向 自动空中三角测量
自动相对定向 区域网平差
影像匹配 等高线及注记生成
数字影像纠正 线状地物半自动提取
等高线编辑 立体反光镜 立体眼镜 正射影像测图
正射影像修复 双屏幕 影像漫游测标漫游
正射影像 等高线要素 地 物 要 素
地 图 整 饰 与 输 出
航空影像通过高精度专用扫描仪将其数字化，得到以二维像元灰度矩阵表示的数字影像。可以接受的数据
自动空中三角测量，包括自动内定向，自动选点与转刺，自动相对定向，半自动控制点量测，区域网平差
解算全区加密点地面坐标，以及自动建立测区内各立体像片对的相关参数。
在数字摄影测量中，自动内定向是指框标的自动识别和定位。从而实现恢复单张像片的内方位元素。
VirtuoZo NT 的自动化程度很高，只需人工辅助精确识别任一个框标，自动作成模板，所有框标均自动识
别。利用影像匹配技术和模式识别方法确定框标坐标，根据框标检定坐标，用最小二乘平差方法计算扫描
坐标系与像片坐标系间的变换参数，自动完成单张像片的内定向。任一像元的影像扫描坐标，可利用内定
向参数变换成像平面坐标系的坐标。
系统同时具有人工交互后处理功能。
系统具有自动选点与刺点功能，即在基本影像上选择内业加密点并自动编号，通过影像匹配自动标识在相
邻的同名影像上，包括相邻航线的同名影像上。
首先在左（右）影像上分区提取特征点，然后利用二维影像匹配算法，自动在右（左）影像上寻找若干个
同名点（通常超过100个点），作为相对定向的定向点，确定这些点的像平面坐标，再按解析摄影测量的
相对定向算法，解求出立体像对的5个相对定向参数。根据相对定向参数就可确定立体影像对内左、右影
像的相对方位，计算出各点的模型坐标。
系统提供人工交互后处理功能。为了适应传统的模拟机助测图系统和解析测图系统加密控制点的要求，可
以将在涤纶片上已刺点的点位，标识在相应的数字影像上，并给予同名的点号，再利用自动相关转刺到相
控制点的半自动量测方法是，对照外业刺点像片上控制点的位置，在左（右）数字影像上准确标识其点位，
由影像匹配自动确定控制点在另一影像中的同名点。
区域网平差，是将量测的区域作为一个整体，利用最小二乘法进行平差处理，使得所有加密点和控制点均
满足相应的空间交会条件，例如模型（像片）的连接差为最小，控制点的平差坐标与地面坐标之差为最小
等。区域网平差的方法，主要有独立模型法和自检校光束法两种，世界上著名的相应软件包有 PAT-M 和
自检校光束法区域网平差，如 PAT-B，在理论上是最严密的算法，也是加密精度最高的方法。它可以通过
附加参数自动补赏系统误差，自动剔除粗差，进行机载 GPS 定位数据联合平差。
如果预先作了自动空中三角测量，则在 DEM 提取、正射影像纠正或地物采集前，均不需重做影像的内定
向、相对定向、绝对定向，相应的定向参数可直接由自动空三生成的结果文件中取得，大大简化了定向作
业过程，可明显提高生产效率。
a.内定向 （从略，参见自动空三）
b.相对定向（从略，参见自动空三）
c.绝对定向（从略，参见自动空三）
生成核线影像，就是将原始数字影像重新按核线方向，逐条核线进行排列，形成按核线排列的立体影像。
一般情况下，数字影像的扫描行与核线不重合，为了获取核线上点的灰度序列，必须根据原始影像灰度值
进行内差，即所谓沿核线进行影像灰度重采样。
当模型完成了相对定向后，就可以进行核线影像排列。
根据摄影测量空间点线面的关系，核面是指通过摄影基线和一对同名光线的平面。核面与左、右影像平面
所成的交线，称为左、右同名核线。为了保持同名光线相交，即满足同名光线共面条件，则同名像点只能
沿相应的同名核线移动。利用这一几何约束特性，可以将同名像点的二维影像匹配，简化为一维影像匹配。
也就是说，当左核线上选定一点作为目标区，则同名像点的搜索区，就限定在同名的右核线上。
在自动影像匹配之前，可以在立体模型中量测一部分特征线（山脊线、山谷线、陡坎、断裂线等），特征点
（山顶、鞍部点、变坡点等），特征面（湖面、阴影区、林区边界等），作为自动影像匹配的控制。经过上
述的预处理，可以明显改善影像匹配的效果。对于大比例尺测图，预处理是很重要的。
影像匹配，是沿核线进行一维影像匹配，自动确定同名点。影像匹配采用金字塔影像数据结构，基于跨接
VirtuoZo NT 能以每秒 500 个点的速度，自动匹配出成千上万各同名点。
在影像自动匹配完成后，系统根据相关系数对匹配结果进行统计分类，并以绿、黄、红三种区域，表示影
像匹配较好、一般、较差，当然这只能作为衡量匹配结果的参考。在立体模型中通过显示匹配后同名点的
视差（左右视差）断面或等视差曲线，可以发现粗差，显示出系统认为不可靠的点。
交互式机助编辑方式，有点编辑、线编辑及面编辑。通常先选择编辑范围，然后选择编辑方法，例如平滑
计算、表面拟合计算，或给定高程值水平面拟合等。
在完成绝对定向和匹配编辑后，根据编辑后的影像匹配结果（视差数据），定向结果参数及给定用于建立
DEM 的参数等，利用移动曲面拟合法，自动内插生成不规则格网的 DTM（影像上规则视差格网投影于地
面坐标系），以及规则格网的 DEM，即数字高程模型。
在生成单个数字高程模型后，再将单个模型的 DEM 拼接起来，建立图幅 DEM，也可采用多模型的批处
当DEM 建立后，可进行正射影像的生成。首先逐个模型进行影像的正射纠正。其处理方式，可按单模型，
也可按批处理方式对多个模型进行处理（DEM、正射影像及等高线的生成可同时在批处理中完成）。测区
的所有单模型处理完后，多影像的拼接工作，将在影像镶嵌中进行。
纠正后的正射影像，可以进行显示以及局部开窗放大检查。
在建立了DEM后，可自动进行等高线的生成。首先需输入测区的等高线参数，包括等高线数据文件名，
记曲线间隔，等高线宽度，等高线注记字高等。生成等高线，可以逐个模型进行，也可以对多个模型进行
批处理。等高线的拼接，将在影像镶嵌中进行。
当等高线生成后，可以显示当前模型的等高线全貌，也可以进行局部窗口放大检查。
等高线和正射影像分别生成以后，可将等高线叠合到正射影像上，获得带等高线的影像地形图。其处理方
式，可采用单模型，也可按批处理方式进行。镶嵌的等高线与镶嵌的正射影像的叠合，将在影像镶嵌中进
VirtuoZo NT 系统可对多个影像模型进行DEM拼接，对正射影像、等高线影像、等高线叠合正射影像进
行镶嵌。其拼接或镶嵌的作业流程如下：
.建立/选择多影像模型的相关文件
.输入拼接或镶嵌的参数
.选择拼接或镶嵌的范围
地物测绘也称数字测图，通常是基于数字立体影像，按类似于解析测图仪的作业方式，人工交互式地分类
测绘各种地物要素，辅以房屋、道路等线状地物的半自动提取，生成数字线划图或矢量图。
VirtuoZo NT 目前有基于MicroStation 的测图模块，IGS 地物测绘模块，以及房屋和道路的半自动提
地物测绘软件，一般都按国家统一地物编码系统建立完整的采集界面（下拉式菜单），地物符号库和线型库，
以及各种联机编辑功能。
测绘地物的立体观测方式，有如下几种模式：
在地物采集中，可以采用两种漫游方式，即影像漫游和测标漫游。
立体反光镜，是架在显示屏幕前的简易观测装置。其作用是利用光学目镜是使操作者的左右眼分别观测左
右影像，以便形成立体效应。
正射影像测图，是指在根据DEM 纠正后的正射影像上，采用非立体方式，人工在左影像上选定地物，利
用影像自动匹配功能，使右影像上的测标自动跟踪同名地物，实现地物采集。
地图编辑，是指对采集的原图中地物地貌表示不合理之处进行必要的处理，相邻图幅的接边处理，以及道
路、河流、街道等名称的注记。
对于数字化测图，在经过图形编辑和审校后，可进行地图分幅和图廓整饰，直接利用高精度绘图机绘制线
划地形图、正射影像图、影像地图，还可用磁介质提供数字地图产品。
