Руководство - Цифровая фотограмметрическая система ЦНИИГАиК

Подождите немного. Документ загружается.

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ РОССИИ

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОРДЕНА “ЗНАК ПОЧЕТА”

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕОДЕЗИИ,

АЭРОСЪЕМКИ И КАРТОГРАФИИ им. Ф.Н.КРАСОВСКОГО

(ЦНИИГАиК)

Цифровая фотограмметрическая система ЦНИИГАиК

Программное обеспечение для создания и обновления

цифровых топографических карт и планов

Digitals для Windows 95/98/2000/NT

версия 5.0

Руководство оператора

Москва 2004

Основное назначение программного комплекса стерео ЦФС - фотограмметрическая

обработка одиночных и стереоскопических аэро и космических фотоснимков центральной и

нецентральных проекций с целью создания и обновления цифровых топографических карт и

планов. Программный комплекс обеспечивает ввод цифровых изображений, их визуализа-

цию на экране монитора с изменением масштаба, яркости, контраста и гамма-коррекции, из-

мерение координат точек одиночного снимка и снимков стереопары, внутреннее и внешнее

ориентирование одиночных снимков, взаимное ориентирование стереоскопических снимков,

внешнее ориентирование стерео модели, совмещение изображений снимка (снимков стерео-

пары) и цифровой карты (плана) для выявления изменений при их обновлении, сбор цифро-

вой информации о контурах с ее дешифрированием и семантическим кодированием, согла-

сованным с информационным обеспечением пользователя, контроль качества и интерактив-

ное редактирование результатов основных технологических процессов, сшивку цифровой

векторной информации по границам смежных снимков (стереопар), получение цифровых

топографических карт и планов в пределах принятой государственной разграфки и представ-

ления информации в графической форме.

Указанный программный комплекс состоит из двух частей: системной и технологи-

ческой.

Системное ПО обеспечивает пользователя средствами управления устройствами вво-

да-вывода, поддерживает выполнение системных команд через использующийся язык про-

граммирования и диалог с пользователем.

К системному ПО относится:

- операционные системы Windows 95, 98, 2000, NT;

- операционная среда Norton commander 5.0;

- среда программирования Pascal 7.0 и Delphi;

- ПО функционирования сети Ethernet;

- антивирусная защита aidstest.exe.

Технологическое ПО управляют работой ЦФС-стерео как фотограмметрическим ком-

плексом и реализует разработанные алгоритмы обработки снимков.

В настоящем документе приводится описание программного комплекса ЦФС-стерео,

предназначенного для создания и обновления цифровых топокарт и планов по аэрокосмиче-

ским одиночным и стерео снимкам.

Содержание

10.

11.

Общие сведения ............................................................................……………...

Функциональное назначение программ .......................................…………….

Принципы работы с программным комплексом……………………………...

Структура и содержание программного комплекса.....................…………….

4.1 Раздел "File"(Файл)………………………………………..…………

4.2 Раздел "Edit" (Правка) ………………………………………..…….

4.3 Раздел "View" (Вид) ……………………………………….………...

4.4 Раздел "Insert" (Вставка) …………………………………………...

4.5 Раздел "Groupe" (Группа)………………………………………….

4.6 Раздел "Map" (Карта) ……………………………………………….

4.7 Раздел "Raster" (Растр) …………………………….……………...

4.8 Раздел "Collect" (Сбор) …………………………….………………

4.9 Раздел "Ortho" (Орто) ………………………….………..…………

4.10 Раздел "DEM" (ЦМР) …………………………….……….……….

4.11 Раздел "Tools" (Сервис)..……………………….……….………..

4.12 Раздел "GPS" (Спутниковая навигационная система) ..….…

4.13 Раздел "Window" (Окна)…………………………….…….....……

4.14 Раздел "Help" (Помощь) ………………………….………...….…

Редактор изображений …......………………………………………………….

Обработка снимков .………………………………………………………….

6.1 Описание камер ……….…………………………………………..

6.2 Каталог опорных точек ……………………………………………

6.3 Ориентирование растровых снимков …………………………...

6.4 Архив ………………………….………………………………………

Обработка картографической информации…………………...………………

7.1 Сбор данных…….…………………………………………………….

7.2 Пометка объекта ……………..…………………………………….

7.3 Редакторование геометрии объектов ..…………………….....

7.4 Изображение карты на экране.…………………………………….

7.5 Создание и редактирование классификатора..………………...

7.6 Работа с параметрами ……………………………………………..

7.7 Подписи………………………………………………………………..

7.8 Операции с картами ..………………………………….……………

Создание ортофото ……………………………..………………………………

Используемые технические средства ...........................................…………….

Входные данные ............................................................................……………..

Выходные данные .........................................................................……………..

101

103

107

112

113

114

117

119

122

125

126

127

1 Общие сведения

Программное обеспечение стерео ЦФС разработано для реализации фотограмметри-

ческих процессов технологии создания и обновления цифровых топокарт и планов на циф-

ровой стереофотограмметрической станции по материалам аэрокосмического фотографиро-

вания. Оно позволяет выполнять создание цифровых топографических карт и планов по сте-

реоскопическим снимкам, а также их обновление на основе обработки одиночных и стерео-

скопических аэрокосмических снимков центральной и нецентральной проекции. Особенно-

стью алгоритма программного обеспечения является визуализация на экране монитора не

трансформированных или ортотрансформированных, а оригинальных исходных изображе-

ний снимков, каждая наблюдаемая точка которых в соответствии со строгими математиче-

скими зависимостями преобразуется из центральной или нецентральной проекции снимка в

заданную проекцию топографической карты или плана. При обновлении ЦТК (ЦТП) обра-

ботка выполняется на основании их совмещения на экране монитора с изображением цифро-

вого фотоснимка. Для этого в пределах рабочей площади монитора каждая точка ЦТК (ЦТП)

преобразуется в проекцию обрабатываемого фотоснимка.

Используя изменение масштаба, яркости и контраста изображения цифровых фото-

снимков, облегчается процесс дешифрирования при создании и выявления изменений при

обновлении цифровой информации.

Фотограмметрическая обработка снимков на ЦФС заключается в цифровой регистра-

ции пространственных координат и картографических характеристик топографических объ-

ектов при создании ЦТК (ЦТП). При их обновлении это касается вновь появившихся или из-

менившихся объектов, кроме этого выполняется удаление цифровой информации об объек-

тах, которые исчезли за время, прошедшее с момента создания ЦТК (ЦТП), а также обновле-

нии геометрии и характеристик изменившихся объектов. При этом цифровое описание кар-

тографических объектов может выполняться в соответствии с классификатором и информа-

ционным обеспечением, принятом Роскартографией в качестве отраслевого стандарта, или

какого-либо другого.

Программный комплекс собран в один дистрибутивный комплект на машинном носи-

теле информации (около 7 Мб). В процессе инсталляции происходит его запись на указан-

ный пользователем диск ПЭВМ и после установки электронного ключа программный ком-

плекс готов к работе (без установки электронного ключа функционирует как демонстраци-

онная версия).

Текст программ комплекса прилагается на машинном носителе.

2 Функциональное назначение программ

Функциональное назначение программного комплекса стерео ЦФС заключается в

цифровой фотограмметрической обработке аэро и космических одиночных и стерео фото-

снимков центральной и нецентральной проекций для создания и обновления цифровых топо-

графических карт и планов. С этой целью по оцифрованным на фотограмметрическом скане-

ре фотоснимкам (или полученным непосредственно в цифровой форме) с использованием

пространственных координат опорных точек или элементов внешнего ориентирования, по-

лученным из фототриангуляции, выполняется построение геометрической модели местно-

сти. По геометрической модели местности производится сбор цифровой векторной инфор-

мации при создании ЦТК и ЦТП или исправление цифровой векторной информации при об-

новлении ЦТК и ЦТП (на основе ЦМР, полученной по обновляемой ЦТК). Особенностью

программного обеспечения является преобразование координат точек цифровой топокарты

(плана) в систему координат снимка. При обновлении для преобразований каждой точки

ЦТК (ЦТП) используется значение третьей координаты (Н), которая для одиночного снимка

получается интерполированием между горизонталями ЦТК (ЦТП). Таким образом, на экране

монитора обеспечивается совмещение векторной цифровой информации обновляемой ЦТК с

растровой цифровой информацией обрабатываемого фотоснимка, по которому выявляются

произошедшие на местности изменения.

В процессе создания и обновления ЦТК и ЦТП выполняется семантическое кодирова-

ние картографических объектов и получают составленную (обновленную) ЦТК.

Внутренними форматами обработки данных на ЦФС являются:

• векторный формат цифровой топографической информации DMF, в который

преобразуются ЦТК (ЦТП) из других форматов;

• растровый формат цифрового фотоизображения TIFF, TIFF(JPEG), BMP, DIP.

Результатом фотограмметрической обработки снимков на ЦФС при создании

(обновлении) ЦТК (ЦТП) является цифровая векторная информация, представленная во

внутреннем формате, которая может быть конвертирована в обменный формат, форматы

DXF/DBF, MID/MIF, DGN, SXF Panorama и другие.

3 Принципы работы с программным комплексом

При выполнении операций в программном комплексе используются стандартные

соглашения и принципы, принятые в Windows. Ниже перечислены некоторые из основных

принципов работы:

1) Для получения контекстной помощи по любому элементу программы (пункт меню,

диалог и т.д.) нажмите клавишу F1 в то время, как этот элемент активизирован. Если в окне

присутствует кнопка Help (Помощь), нажмите ее щелчком мыши.

2) Большинство действий в программе: выбор и пометка объектов и элементов

списков производится нажатием левой кнопки мыши. Если выбор производится при нажатой

клавише Ctrl, то возможна пометка нескольких объектов или элементов списка. Во многих

списках допускается также использование клавиши Shift (или удерживание нажатой левой

кнопки мыши) для пометки нескольких последовательно расположенных элементов.

Все операции выполняются над помеченными объектами или элементами списка

(если явно не указано иное).

3) Точки помеченных объектов обозначаются "узелками". Если навести указатель

мыши на "узелок", указатель примет форму квадрата с исходящими от его углов стрелками.

Далее, удерживая левую кнопку мыши и одновременно перемещая указатель мыши, можно

перетаскивать "захваченную" точку. Если, перетаскивая точку, нажать и удерживать

клавишу Ctrl, то в позиции указателя мыши появится новая точка. Это удобный способ

добавления точек к объекту. В случае, если требуется добавить точку к объекту, отпускайте

клавишу Ctrl только после окончания перетаскивания, в противном случае новая точка

исчезнет, а перемещение повлияет на существующую точку.

Если необходимо переместить точку, находящуюся на стыке нескольких объектов так,

чтобы все объекты, прилегающие друг к другу в этой точке, изменили свои контуры, нужно

привести кнопку

"скрепка" на панели инструментов в нажатое состояние.

4) Правая кнопка мыши в большинстве случаев вызывает контекстное меню, которое

содержит основные операции, применимые к помеченным объектам или элементам списка.

Для разных типов курсора (сбор, перемещение точки, перемещение подписи и пр.)

существует свое контекстное меню с различными функциями.

5) При сборе и редактировании, помимо контекстного меню, возможно также

использование стандартных комбинаций клавиш для следующих функций :

Комбинация клавиш Описание функции

Shift+Del Cut (Вырезать) - удаляет и копирует выделенную область

текста в буфер обмена.

Ctrl+Ins Copy (Копировать) - копирует выделенную область текста в

буфер обмена.

Shift+Ins Paste (Вставить) - вставляет текст из буфера обмена в

позицию, указаную курсором.

Backspace удаление собираемого объекта.

Enter,Backspace удаление уже собранного объекта.

Alt+Backspace Undo (Отмена) - отменяет последнюю операцию,

произведенную над картой. Выбор нужного фрагмента при

заимствовании части площадного объекта.

Alt+Enter показать свойства карты.

Alt+9 установка значения высоты (горизонтали) при сборе.

Alt+лев.клав.мыши быстрая маркировка точек или линий при редактировании.

Ctrl+A вставка дуги при сборе по трем последним точкам.

Ctrl+D задание длины линии при сборе объекта.

Ctrl+V Save (Сохранить) – cохранить.

Ctrl+F поместить выделенный объект на передний план.

Ctrl+B поместить выделенный объект на задний план.

Ctrl+S сгладить выделенный объект.

Ctrl+O свойства выделенного объекта.

Ctrl+R выбрать текущую рамку.

Ctrl+W показать все.

Ctrl+P присоединение при сборе к ближайшей точке.

Ctrl+L присоединение при сборе к ближайшей линии.

Ctrl+I присоединение при сборе к ближайшему пересечению.

Ctrl+E в режиме сбора присоединение перпендикуляром к ближайшей

линии

Ctrl+лев.клав.мыши копирование подписи в режиме редактирования. Регистрация

конечной точки цепочки при заимствовании части объекта при

сборе.

Ins инвертировать помеченные объекты.

Esc отключение режима активного управления марками при сборе.

Пробел регистрация координат объекта.

D при подведении курсора в режиме правки к линии помеченного

объекта удаляет эту линию.

C в режиме сбора дает возможность начать сбор с последней точки

последнего зарегистрированного объекта.

в режиме правки при подведении курсора к точке помеченного

объекта, этот объект разделяется в этой точке на два

самостоятельных.

E в режиме правки продлевает помеченный объект до ближайшей

линии.

N создание полигона.

R реверс стереоочков.

S перекресток из трех помеченных объектов.

X в режиме стереосбора позволяет переместить точку выделенного

собранного объекта в новое место, определяемое стереомаркой.

Z изменение высоты точки при сборе.

F2 режим авторегистрации при сборе.

F3 замыкание объекта при сборе.

F4 вставка разрыва при сборе.

F5 запись объекта при сборе.

F8 удаление точки при сборе.

F9 быстрый вход/выход в режим сбора.

F12 открытие окна, в котором показывается размер пикселя

цифрового изображения снимка.

+ увеличение изображения карты и снимков.

- уменьшение изображения карты и снимков.

* изменение вида изображения снимков (позитив/негатив).

Page Up увеличение яркости изображений снимков.

Page Down уменьшение яркости изображений снимков.

Alt+ Page Up увеличение яркости правого снимка.

Alt+ Page Down уменьшение яркости правого снимка.

Ctrl+ Page Up увеличение яркости левого снимка.

Ctrl+ Page Down уменьшение яркости левого снимка.

Ctrl+Alt установка масштаба изображения снимков 1:8 к текущему (нави-

гационный режим).

Shift+ ←→ изменение типа измерительной марки.

Shift+↑↓ изменение цвета измерительной марки.

Ctrl+ Стрелки центрирование курсора левого снимка в режиме стереосбора.

Alt+ Стрелки центрирование курсора правого снимка в режиме стереосбора.

Двойной щелчок левой в режиме правки пометка в раскрывающемся окне одного из

клавишей мыши объектов, расположенных вблизи выделенного исходного

объекта. Предварительно помечается флажком функция Сервис |

Настройки | Правка | Выбор пометки двойным щелчком

Левая клавиша мыши пометка объектов внутри прямоугольника, русуемого при

удерживании нажатой левой клавишей мыши.

Текст, скопированный в буфер обмена, доступен другим приложениям. Аналогично,

текст, скопированный в буфер обмена из других приложений, может быть вставлен в любое

текстовое поле окна командой Paste (Вставить).

Фрагмент карты, скопированный в буфер обмена, может быть вставлен в любое

другое окно с картой формата ЦФС.

4 Структура и содержание программного комплекса

Взаимодействие оператора с программным комплексом ЦФС осуществляется через

программную оболочку с системой развертывающихся окон. Выбор нужной строчки меню в

программной оболочке осуществляет запуск соответствующего программного модуля. Про-

граммы содержат встроенную справочную информацию, помогающую оператору в процессе

работы.

Программная оболочка (запускается модулем GED/EXE) содержит основное стан-

дартное окно или меню, знакомое пользователям приложений Windows, содержащее в верх-

ней строке перечень следующих основных разделов:

File Edit View Insert Groupe Map Raster Collect Ortho DEM Tools GPS Window

Файл Правка Вид Вставка Группа Карта Растр Сбор Орто ЦМР Сервис GPS Окно

Еще один раздел "Help" (“Помощь”) содержит команды для вывода содержимого

этого файла справки (Help Contents) и команду, которая выводит на экран информацию о

программе (About (О программме)).

Кроме этого под верхней строкой основных разделов расположена главная панель

инструментов, на которой находятся кнопки-иконки - небольшие прямоугольные области с

изображениями, иллюстрирующими действие этих кнопок. Чтобы выполнить команду,

связанную с той или иной кнопкой, нужно щелкнуть на ней левой клавишей мыши.

Большинство кнопок главной панели инструментов дублируют основные команды меню,

например, для открытия, печати или записи карт и т.д., чтобы облегчить эти часто

повторяющиеся операции. Ниже приводятся изображения кнопок, которые находятся на

главной панели инструментов. Чтобы прочесть справку по кнопке, необходимо щелкнуть на

её изображении левой клавишей мыши.

4.1 Раздел "File" (Файл)

4.1.1 Команда "File | New" (Новый)

Эта команда создаёт новое окно с "пустой" цифровой картой. Если в основной

директории имеется файл normal.dmf, открытая карта будет содержать все информацион-

ное обеспечение этого файла (слои, характеристики, условные знаки). Для каждого масштаба

удобно иметь свой файл normal.dmf.

4.1.2 Команда "File | Open" (Открыть)

После активизации этой команды появится стандартный диалог отктрытия файлов

Windows, позволяющий выбрать имя и формат файла цифровой карты. После выбора файла

программа создаёт новое окно, в которое загружается выбранный вами файл. В текущей

версии возможно чтение файлов следующих форматов:

Формат файла Описание

Digitals for Windows Стандартный формат программы, который позволяет сохранить в

одном файле все настройки карты и атрибуты объектов.

DOS Digitals REF/MAP Формат DOS-версии пакета Стереоанаграф и SD с отечествен-

ным ПО.

MapInfo MID/MIF Обменный формат MapInfo.

AutoCad DXF Обменный формат системы AutoCad.

ASCll file Графический язык ASCll.

DAT file (NXYZ) Текстовый файл DAT.

IN4/GBD file

SXF Формат ГИС “Панорама”.

ArcViewShapefile Формат ArcView.

Microstation DGN-file Формат Microstation.

4.1.3 Команда "File | Close" (Закрыть)

Закрывает активное окно. В случае, если карта изменилась после последнего ее

сохранения, будет высвечен диалог о необходимости сохранения изменений.

4.1.4 Команда "File | Save" (Сохранить)

Сохраняет цифровую карту из активного окна на диске.

4.1.5 Команда "File | Save As..." (Сохранить как)

После активизации этой команды появится стандартный диалог сохранения файлов

Windows, позволяющий выбрать имя и формат файла цифровой карты. После выбора файла

программа сохранит в нём карту из активного окна. В текущей версии возможна запись

карты в файлы следующих форматов:

Формат файла Описание

Digitals for Windows Стандартный формат программы, который позволяет сохранить в

одном файле все настройки карты и атрибуты объектов.

DOS Digitals REF/MAP Формат DOS-версии пакета Стереоанаграф и SD с отечествен-

ным ПО.

MapInfo MID/MIF Обменный формат MapInfo.

AutoCad DXF Обменный формат системы AutoCad.

ASCll file Графический язык ASCll.

DAT file (NXYZ) Текстовый файл DAT.

IN4/GBD file

SXF Формат ГИС “Панорама”.

ArcViewShapefile Формат ArcView

Microstation DGN-file Формат Microstation.

При сохранении в формате DOS Digitals REF/MAP указывается произвольное имя файла,

поскольку в этом формате для хранения карты используется вся директория.

Сохранение карты в любом другом формате кроме Digitals for Windows вызовет

частичную потерю атрибутов и настроек карты.

4.1.6 Команда "File | Calibrate Printer"

(Калибровка принтера)

При активизации этой команды появится стандартное диалоговое окно печати

Windows, в котором с помощью кнопки Select (Выбор) выбирается тип используемого

плоттера (принтера), затем устанавливаются требуемые размеры планшета (в мм) по ширине