4D产品设计书
一、产品概述
整个实验主要是制成了4D产品。4D产品指的是DEM(Digital Elevation Model 数字高程模型)，DOM (Digital Orthophotoquad Map 数字正射影象图)、DRG(Digital Raster Graph 数字栅格图)、DLG (Digital L inear Graph 数字线划图)。4D产品构成了地理信息系统的基础数据框架，是其他信息空间载体，用户可依据自身的要求，选择适合自己的基础数据产品，研制各种专题地理信息系统。
DEM 是一种用X 、Y、Z 坐标表达地表形态的数字形式, 它能反映区域内的地形条件且易于立体显示, 它是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息，也可与DOM或其它专题数据叠加，用于与地形相关的分析应用，同时它本身还是制作DOM的基础数据。数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合,可制作透视图、断面图，进行工程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、洪水淹没区分析等。可用解析摄影测量方法、全数字化摄影测量方法等方法生成DEM。
而DOM是按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集,它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。 它的信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和社会经济信息。可利用已有DEM数据，通过单片数字微分纠正生成DOM数据。
DLG是4D产品中的唯一一个矢量数据，保存各要素间的空间关系和相关的属性信息，满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策，可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础。DLG可以选择合适的计算机图形编辑软件，按GIS的要求对所采集的基础地理要素进行点、线、面几何特征、拓扑关系和属性的编辑，并经检查和修改，最终输出其模拟产品。
地图经扫描、几何纠正、图像处理及数据压缩处理，彩色地图应经色彩校正,使各幅图像的色彩基本一致。数字栅格 地图(DRG)在内容、几何精度和色彩上与同等比例尺地形图一致。本产品是模拟产品向数字产品过渡的产品,可作为背景参照图像与其它空间信息相关参考与分析。可用于数字线划地图的数据采集、评价和更新,还可与数字正射影像图、数字高程模型等数据集成,派生出新的信息,制作新的地图。
另外将以上的产品转换成为Arcgis中的合适的tin、shp等格式文件，把它们综合在一起，进行三维显示，制作虚拟现实的三维场景，并保存成为一个msd工程文件。
二、技术依据 1、软件功能：
VirtuoZo全数字摄影测量系统具有强大的功能，利用数字影像或者数字化影像完成摄影测量作业，包括从基本的数据管理、先进的定向计算、超快速的影像匹配处理，到高度自动化生产4D产品的全部实用功能，可以测绘各种比例尺数字线划地形图（DLG），高精度数字高程模型（DEM），高质量数字正射影像图（DOM）和数字栅格地图（DRG）等全线测绘产品。
全数字摄影测量系统可以对立体像对、立体模型进行预处理,在绝对定向的时候, 根据已知的控制点来确定其他未知点的坐标, 所以绝对定向决定着数字地形模型的精度. 在进
行影像相关匹配前,必须进行预处理。对山头/洼地/鞍部等地形特征点和山脊线/山谷线/断裂线/面状水域线等地形特征线进行立体三维数据采集。凡地形变换处,均应采集特征点/线;同图幅的DEM与等高线需要保持一致。其高程偏差不大于1个等高距;DEM图幅拼接处的同名点高程必须一致;达不到预定高程精度的区域应划定为高程推测去.预处理后的可以自动量测生成DEM。对于航空像片，利用全数字摄影测量系统，恢复航摄时的摄影姿态，建立立体模型，在系统中对DEM进行检测、编辑和生成，最后制作出精度较高的DOM。在新制作的数字正射影像图上，可以人工跟踪框架要素数字化，在图上进行相应要素采集，生成矢量格式的DLG文件。
2、测区及影像资料分析：
我们小组负责的是165、166立体像对的4D产品的生成。下面是其测去参数设置截图：
从这个区域的影像资料来分析，地形较为复杂，起伏有致，主要为山地，谷地，露天矿场，矿场公路，高差变化较大，地表主要为有林地，裸露地，房屋等建筑物基本没有，水系也没有，总的来说地物类型较为简单。
3、规范标准：
○1 内定向精度:中误差 0.005mm；
○2 相对定向精度:每点残差 0.020mm ; 中误差 0.010mm；
○3 绝对定向精度:每点平面及高程残差 0.3m; 平面及高程中误差 0.3m； ○4 匹配窗口及间隔为 9； ○5 DEM格网间隔为10m； ○6 正射影像分辨率 0.1mm； ○7 等高线间隔 5m；
○8 模型拼接精度:中误差小于 2.0m; 大于三倍中误差的点不超过百分之一；
4、4D产品后续处理：
在全数字摄影测量系统生成4D产品后导出，其中DEM和DLG转换成为dxf格式导出。DEM的DXF文件可以通过Arcmap转换成为Tin，DLG的DXF文件可以通过Arcmap转换成为shp文件。转换后的Tin、shp以及之前导出的数字正射影像图DOM（tif格式）一起进行坐标匹配和校正，之后可以在Arcsence一并打开，进行融合和匹配并产生三维显示效果,制作虚拟的三维场景。
三、技术方案
1、配置：pc机，全数字摄影测量系统（VirtuoZo），影像文件，三维眼镜。
2、步骤：
(1) 创建新测区，设置测区参数文件，包括影像分辩率，摄影比例尺，DEM间隔，成图比例尺，航带数，影像类型，等高线间隔等。
(2) 创建立体模型。在系统主菜单中，选择“文件”，“打开模型”，输入当前模型名，进入模型参数界面，这里主要是设置模型目录文件和影像匹配参数。模型参数填写完后，点击保存。
(3)内定向。在内定向工作环境下，分别对左右影像进行内定向通过框标调整使得十字丝中心对准框标中心。
(4)在相对定向界面下，按控制点的真实位置，在影像上依次量测。量测完后进行精度检查，可以进行微调和删除非控制点，使精度符合要求。
(5) 绝对定向。首先参看影像文件中的控制点的位置，移动鼠标将光标对准左影像上的控制点的点位，然后将光标移至点位放大影像窗，精确对准其点位单击鼠标左键，程序自动匹配到右影像的同名点后，弹出该点位的右影像放大窗以及点位微调窗；再在点位微调窗中可以鼠标左键点击左或右影像的微调按钮，精确调整点位直至满意；最后在点位微调窗中的点号栏中输入当前所测点的点号。另外，若控制点误差过大，也可进行微调。
(6) 生成核线影像。核线重采样是基于模型相对定向结果，遵循核线原理对左右原始影像沿核线方向保持X不变在Y方向进行核线重采样，这样所生成的核线影像保持了原始影像同样的信息量和属性。
(7) 影像匹配以及匹配结果编辑。利用影像匹配提取物体的几何信息，确定其空间位置后，尚有一些区域计算机难以识别，将出现不可靠匹配点，这将影响数字高程模型DEM的精度。这是可以通过使用立体眼镜来对高程有误的地物进行纠正，提高DEM精度。
(8) 编辑完成后，在“处理”项目下，依次生成单模型的DEM、正摄影像、等高线、等高线和正摄影像的叠合等产品。
(9) 导出产品，在这里注意格式的转换，Dem转换成为DXF格式输出。
(10)利用IGS测图模块建立一个XYZ工作空间，导入之前的立体模型，通过地物识别，在立体模型影像上跟踪地物地貌，手动描绘，生成相应的矢量文件，不同类的地物采用不同的图层绘制。最后保存成为DXF文件并导出。
(11)对从全数字摄影测量系统导出的产品在Arcmap中进行格式转换和坐标系统的校正和匹配，生成具有统一坐标的tin文件及数字划线图的shp文件。
(12)把生成的正射影像图、tin、shp等导入到Arcsence中，进行融合和匹配并产生三维显示效果，保存成为工程文件。
四．上交成果
上交的成果包括DEM(Digital Elevation Model 数字高程模型)及其转化的DXF文件、DOM (Digital Orthophotoquad Map 数字正射影象图)、DLG (Digital L inear Graph 数字线划图)转化的shp格式文件、Tin及msd工程文件。
五．成果评价
主要是产品的精度方面，可惜的是我们当初没有记录下来。