攝影測量緒論00

1、課程名稱工具解算形式解算方法測量結(jié)果產(chǎn)品控制測量經(jīng)緯儀,水準(zhǔn)儀,全站儀控制網(wǎng)(三角網(wǎng),導(dǎo)線網(wǎng),水準(zhǔn)網(wǎng))最小二乘法X,Y,Z地形圖GPSGPS衛(wèi)星GPS接收機(jī)GPS控制網(wǎng)(環(huán))最小二乘法X,Y,Z地形圖攝影測量飛機(jī)航空攝影機(jī)前方交會,后方交會,光束法平差,空中三角測量最小二乘法X,Y,Z地形圖DEM (Digital Elevation Model)DOM (Digital Ortho Map)DOM (Digital Ortho Map)1.1 攝影測量學(xué)的定義與任務(wù)1.2 模擬攝影測量1.3 解析攝影測量1.4 數(shù)字?jǐn)z影測量1.5 當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測量的若干典型問題本章主要內(nèi)容:第一章 緒論定義

2、:國際攝影測量與遙感協(xié)會ISPRS（International Society of Photogrammetry and Remote Sensing）1998年給攝影測量與遙感的定義是：攝影測量與遙感是從非接觸成像和其它傳感器系統(tǒng)，通過記錄、量測、分析與表達(dá)等處理，獲取地球及其環(huán)境和其它物體可靠信息的工藝、科學(xué)與技術(shù).其中,攝影測量側(cè)重于提取幾何信息，遙感側(cè)重于提取物理信息。也就是說，攝影測量是從非接觸成像系統(tǒng)，通過記錄、量測、分析與表達(dá)等處理，獲取地球及其環(huán)境和其它物體的幾何、屬性等可靠信息的工藝、科學(xué)與技術(shù)。1.1 攝影測量學(xué)的定義與任務(wù)2. 攝影測量的主要方法：從二維影像重建三維模型

3、2D Image(x,y)3D Model(X,Y,Z)立體觀測Aa1a2S1S2攝影測量學(xué)的方法攝影測量學(xué)的方法3. 攝影測量的分類:攝影測量應(yīng)用對象地形攝影測量(Topography Photogrammetry): 地形圖和專題圖,為GIS提供3D數(shù)據(jù)非地形攝影測量: 工業(yè),建筑,考古,醫(yī)學(xué),生物,體育,變形觀測,公安偵破,事故調(diào)查.應(yīng)用廣泛攝影距離航天攝影測量, 航空攝影測量(Aerial Photogrammetry),近景攝影測量(Digital Close-range Photogrammetry),顯微攝影測量利用航空像片測制地形圖地形攝影測量應(yīng)用：測制地形圖近景攝影測量應(yīng)用舉

4、例: 生物(Biology)Digital CameraSea Lion近景攝影測量應(yīng)用舉例: 事故重建(Accident Reconstruction)Reconstructed CAD Model近景攝影測量應(yīng)用舉例: 考古(Archeology)近景攝影測量技術(shù)用于考古近景攝影測量應(yīng)用舉例: 犯罪偵察(Forensics)Reconstructed crime scene近景攝影測量技術(shù)用于人體運(yùn)動分析近景攝影測量應(yīng)用舉例: 變形監(jiān)測(Deformation Measurements)攝影測量發(fā)展的3個階段1.2 模擬攝影測量(Analog photogrammetry)1839年蓋達(dá)爾

5、發(fā)明攝影術(shù)，攝影測量已經(jīng)有160多年的歷史。將攝影技術(shù)真正用于測量的是18511859年法國陸軍上校勞塞達(dá)(Laussedat)，用地面正直攝影進(jìn)行交會攝影測量測繪建筑物。從空中拍攝地面的照片，最早是1858年納達(dá)在氣球上獲得的。1903年萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)后，才使航空攝影測量成為可能。在第一次世界大戰(zhàn)中，第一臺航空攝影機(jī)問世后，使航空攝影測量成為20世紀(jì)以后大面積測制地形圖最有效的快速方法。我國航空攝影測量開始于1930年，但進(jìn)入興旺發(fā)達(dá)時期是1949年新中國成立以后的事。Father of PhotogrammetryLaussedat(1819-1907) 模擬法立體測圖是用光學(xué)或機(jī)械投影

6、的方法模擬攝影過程，多數(shù)采用兩個投影器模擬攝影時相鄰兩像片的空間位置、姿態(tài)和相互關(guān)系，形成一個比實(shí)地縮小了的幾何模型。這一模擬過程就是實(shí)現(xiàn)攝影過程的幾何反轉(zhuǎn)。在此模型上量測，即相當(dāng)于對原物體的量測。所得到的結(jié)果，通過機(jī)械或齒輪轉(zhuǎn)動方式直接在繪圖桌上繪出各種地形圖與專題圖。如圖1-2-2所示。這個發(fā)展時期是模擬法航空攝影測量的黃金時代，在我國，它一直延伸到70年代。 Wild A8 模擬測圖儀 丘爾奇30年代開始研究解析法空間前方交會、后方交會和雙點(diǎn)交會，由于用手搖計(jì)算機(jī)進(jìn)行迭代運(yùn)算，速度與效益達(dá)不到實(shí)際的應(yīng)用。50年代發(fā)展了解析空中三角測量。1.3 解析攝影測量(Analytical Phot

7、ogrammetry)1957年海拉瓦(Helava)提出了利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行解析測圖的思想，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，經(jīng)過了近20年的研究和試用，到70年代中期，解析測圖儀才走上實(shí)用階段。 BrownKarara1.4 數(shù)字?jǐn)z影測量(Digital Photogrammetry) 數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測量學(xué)的分支學(xué)科。 Softcopy photogrammetry(U.S.A),full digital photogrammetry(China) 利用計(jì)

8、算機(jī)對數(shù)字化影像或數(shù)字影像進(jìn)行處理，由計(jì)算機(jī)視覺（Computer Vision）（其核心是影像匹配與影像識別）來代替人眼的立體量測與識別，完成影像幾何與物理信息的自動提取。 此時，不再需要傳統(tǒng)的光機(jī)儀器與傳統(tǒng)的人工操作方式，而是自動化的方式，處理的是數(shù)字影像 1.5 當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測量的若干典型問題一、輻射信息當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測量不僅要確定目標(biāo)的幾何信息（目標(biāo)點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)），還要確定目標(biāo)點(diǎn)的物理信息（紋理）。二、數(shù)據(jù)量與信息量1、數(shù)據(jù)的存儲量大2、像片的重疊度 傳統(tǒng)的航空攝影，在航向上的重疊度一般為60%，旁向重疊度一般為30%，這對于人工作業(yè)已經(jīng)足夠了。但是，對于計(jì)算機(jī)來說，幾乎沒有多余觀測

9、，由于相鄰影像的重疊度小，連影像匹配都很困難。因此，數(shù)字?jǐn)z影測量在攝影時，應(yīng)盡量加大重疊度。三、速度與精度數(shù)字?jǐn)z影測量已經(jīng)獲得了迅速的發(fā)展，無論量測的速度還是達(dá)到的精度，都大大超過了人們預(yù)期的想象。但是，由于數(shù)字?jǐn)z影測量中量測與識別的計(jì)算任務(wù)巨大，以目前的計(jì)算機(jī)速度還不能實(shí)時完成。因此，對許多需要實(shí)時完成的應(yīng)用，還需要一些快速算法。四、自動化與影像匹配自動化是當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測量最突出的特點(diǎn)，是否具有自動化（或半自動化）的能力，是當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測量與傳統(tǒng)攝影測量的根本區(qū)別。影像匹配的理論與實(shí)踐，是數(shù)字?jǐn)z影測量實(shí)現(xiàn)自動立體量測的關(guān)鍵，也是數(shù)字?jǐn)z影測量的重要研究內(nèi)容之一，影像匹配的精確性、可靠性、算法的適應(yīng)性與速度均是其重要的研究內(nèi)容，特別影像匹配的可靠性一直是其關(guān)鍵之一。數(shù)字?jǐn)z影測量的基本范疇還是確定被攝對象的幾何與物理屬性，即量測與理解。前者雖然有很多問題尚待解決，需繼續(xù)不斷研究，但已達(dá)到使用程度；而后者離使用的階段還有很大距離，尚處于研究階段。五、影像解譯參考書籍:張祖勛. 數(shù)字?jǐn)z影測量學(xué)， 武漢大學(xué)出版社金為銑. 攝影測量學(xué) , 武漢測繪科技大學(xué)出版社. 李德仁. 攝影測量與遙感概論 , 武漢大學(xué)出版社專業(yè)期刊:1、測繪學(xué)報2、武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版）3、遙感學(xué)報4、International Journal o