詳解傾斜攝影中分辨率與比例尺的關(guān)系.doc

傾斜影像分辨率與比例尺的關(guān)系前 言三維前沿認(rèn)為要理解傾斜影像的分辨率與矢量數(shù)據(jù)比例尺之間的關(guān)系，我們首先得明白：地理空間數(shù)據(jù)最基本的兩種數(shù)據(jù)格式就是矢量和柵格，以及無人機(jī)航攝時(shí)航高與地面分辨率的關(guān)系。當(dāng)然，你說這些我都還不太清楚，那么你應(yīng)該先熟悉了解傾斜攝影測量高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)指南。01| 航高與地面分辨率的關(guān)系據(jù)低空數(shù)字航空攝影規(guī)范，相對(duì)航高的計(jì)算公式如下：H=fGSD/a式中，H為相對(duì)航高，f為攝影鏡頭的焦距，GSD為影像的地面分辨率，a為像元尺寸的大小。那么假設(shè)（可能不合理）一個(gè)相機(jī)像素為2000萬，焦距為20mm，感光元件尺寸大小為6mm4mm，分辨率為40003000，如果要求地面分辨率達(dá)到20cm，航高最高能到多少。首先計(jì)算象元尺寸a：可以通過6mm/4000或4mm/3000得到為1.5um。然后帶入公式反算航高即可。02| 什么是柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)？我們經(jīng)?？吹降挠跋駡D、DOM、航片衛(wèi)片這些都是柵格數(shù)據(jù)。它是以二維矩陣的形式來表示空間地物或現(xiàn)象分布每個(gè)矩陣單位稱為一個(gè)柵格單元（cell）。因此柵格數(shù)據(jù)有屬性明顯，定位隱含的特點(diǎn)。而矢量數(shù)據(jù)呢？最常見的就是數(shù)據(jù)線畫圖、DLG是利用點(diǎn)，線，面的形式來表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界，具有定位明顯，屬性隱含的特點(diǎn)。對(duì)于矢量數(shù)據(jù)，我們通常用比例尺來描述其精度，對(duì)于影像圖及模型，我們通常用分辨率來描述其精度。03| 如何描述柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的精度？矢量數(shù)據(jù)用比例尺來描述其精度：要講矢量數(shù)據(jù)比例尺之前，我們要先了解一下比例尺精度的概念：通常人眼能分辨的兩點(diǎn)間的最小距離是0.1mm，因此，把地形圖上0.1mm所能代表的實(shí)地水平距離稱為比例尺精度，1:500DLG的比例尺精度就為0.1mm*500=0.05m。那么再來看一下1:500DLG數(shù)字線劃圖的成圖規(guī)范：上圖為 CHT-9008.1-2010-1：500-1：1000-1：2000基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果數(shù)字線劃圖(DLG)的規(guī)范要求，我們可以看出1:500DLG的平面精度0.3m，高程精度0.2m。因?yàn)閷?duì)于各種比例尺的DLG都有著明確的精度規(guī)范要求，因此我們通常就用比例尺來描述矢量數(shù)據(jù)的精度。柵格數(shù)據(jù)一般用分辨率來描述其精度：我們先了解一下概念：以下地圖分辨率（Resolution），也稱地面分辨率或空間分辨率，表示屏幕上一個(gè)像素（pixel）所代表的實(shí)際地面距離（米）。形象地講：在arcgis中打開30m分辨率的DOM柵格數(shù)據(jù)，不斷就會(huì)呈現(xiàn)馬賽克的畫面，放至最大，就會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)的小方格子，這個(gè)小方格子就是像元，測量其值，每個(gè)像元代表30m*30m的地物，這就是分辨率。那我們的傾斜攝影模型呢，也通常就用分辨率來描述其精度：我們把數(shù)據(jù)不斷放大，直至看到由多個(gè)像元組成的馬賽克，然后測量其值，每個(gè)像元所代表的實(shí)際地物為3cm*3cm那么我們就說傾斜影像模型的數(shù)據(jù)精度為5cm。：那么講傾斜攝影模型精度也就是分辨率，為什么要跟比例尺扯在一起？原因就在于，好多甲方單位想要做傾斜攝影實(shí)景建模，想和已有數(shù)據(jù)做結(jié)合，對(duì)外提需求就是，能否做到1：500的精度？我們現(xiàn)在有很多1：500的DOM/DLG，能否做到完美結(jié)合？如果只是單純做實(shí)景建模的同學(xué)可能一聽就懵逼了，你直接告訴我需要幾厘米的模型精度不就完了嗎？所以我們接下來就看下分辨率和比例尺之間的關(guān)系。04| 比例尺和分辨率之間的換算關(guān)系簡單粗暴地先上幾個(gè)公式：1英寸（in）=96像素（piexl）1英寸（in）=0.0254m=96像素那么1像素=0.0254/96=2.65*10(-4) m我們都知道：電子產(chǎn)品是以英寸為長度計(jì)量單位，數(shù)據(jù)圖像的像素顯示也不例外，看到上面幾個(gè)式子我們已經(jīng)知道了1像素有多少米。那么就可以得到：比例尺=圖上距離/實(shí)際距離=1 : 分辨率 /2.65*10(-4)，也就是他們之間大致的換算關(guān)系。對(duì)于5cm分辨率的傾斜影像，我們很容易可以算出他的大致比例尺為1:180，也就是說他可以滿足1:200大比例尺地形圖的要求，以其衍生產(chǎn)品DSM可以得到1:200大比例尺的數(shù)字線畫圖。05| 傾斜影像的模型精度我們?cè)谶@里講的模型精度即為傾斜影像數(shù)據(jù)的測量值與真實(shí)值之間的差值：檢測實(shí)景三維模型的精度要利用GPSRTK在測區(qū)外業(yè)實(shí)地測量若干個(gè)特征點(diǎn)，并記錄WGS84坐標(biāo)、橢球高及需要拍攝的每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)地位置。將從實(shí)景三維模型中提取每個(gè)檢查點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的模型坐標(biāo)與檢查點(diǎn)的測量坐標(biāo)作對(duì)比進(jìn)行精度評(píng)估。這是嚴(yán)格計(jì)算傾斜影像模型精度的方法。