航測(cè)基本知識(shí)培訓(xùn)手冊(cè)新編

1、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基本知識(shí)培訓(xùn)手冊(cè)1999年2月數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基本知識(shí)培訓(xùn)手冊(cè)目錄測(cè)繪基本概念I(lǐng) . 一些常用術(shù)語(yǔ).誤差.精度（精確度）.測(cè)量平差.三角測(cè)量. 4D產(chǎn)品.三Sn .坐標(biāo)系統(tǒng).大地坐標(biāo)系.高斯平面直角坐標(biāo)系.其它坐標(biāo)系：.高程基準(zhǔn)田.常用測(cè)量?jī)x器. 經(jīng)緯儀.水準(zhǔn)儀.激光測(cè)距儀.全站儀.全球定位系統(tǒng).立體測(cè)圖儀.解析測(cè)圖儀.正射投影儀.航空攝影機(jī).編輯工作站.數(shù)控繪圖機(jī)IV .大地測(cè)量1.1、 II 等三角點(diǎn).大地三角網(wǎng).國(guó)家高程控制網(wǎng).大地坐標(biāo)帶V .工程測(cè)量.工程測(cè)量的應(yīng)用范圍.工程測(cè)量的內(nèi)容.平面控制測(cè)量.高程控制測(cè)量.地形測(cè)量.施工測(cè)量.變形測(cè)量VI.地面攝影測(cè)量和近景攝影測(cè)量.地

2、面攝影測(cè)量的特點(diǎn).地面攝影測(cè)量的應(yīng)用范圍 vn .全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位的基本原理GPS衛(wèi)星定位的分類GPS的用途GPS的精度皿.遙感.傳感器的類型.常用的衛(wèi)星圖象.遙感圖像處理.遙感的主要應(yīng)用領(lǐng)域IX .地理信息系統(tǒng).基本概念.地理信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng). GI S與數(shù)字地圖4.國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣泛的GI S軟件平臺(tái)X。數(shù)字地面模型及其應(yīng)用1數(shù)字地面模型的概念2數(shù)字地面模型的種類3 DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)采集方法4數(shù)字地形模型軟件5數(shù)字地形模型的應(yīng)用.航空攝影測(cè)量.航空攝影.外業(yè)控制測(cè)量與調(diào)繪.解析空中三角測(cè)量.數(shù)據(jù)采集一測(cè)圖5原圖編輯6原圖清繪.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基本概念.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的定義.數(shù)字影像獲取與重采樣

3、.影像匹配的基本概念.影像相關(guān)原理.二維相關(guān)與一維相關(guān).金字塔影像.特征匹配與整體匹配.影像匹配的精度.數(shù)字微分糾正原理.遙感圖像的復(fù)合.景觀圖的制作原理2影像解譯一地物提取四.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)I .世界上知名的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介n . Vi rt uoZo NT 生產(chǎn)作業(yè)流程一.測(cè)繪基本概念.一些常用術(shù)語(yǔ).誤差 errora.系統(tǒng)誤差 systematic error測(cè) 量的誤 差在大 小和符 號(hào)上趨 于一致，或 按一定 規(guī)律變 化，或保持為常數(shù).b.偶然誤差 random error偶然誤差也叫隨機(jī)誤差.其誤差量值和符號(hào)的變化是沒(méi) 有規(guī)律的.c.粗差 Gross error or blu

4、nder粗差也稱錯(cuò)誤，一般大于5倍的中誤差.精度(精確度) accuracy評(píng)定測(cè)量成果質(zhì)量的數(shù)量指標(biāo).a.平 均誤差 average errorM av = E A / n;b.中 誤差 RM SE (R oot Mean Square Error)M = sq rt(E A A / n );c.極限誤差 Limit error2Md.相對(duì) 誤差 relative error中誤差與觀測(cè)值之比叫做相對(duì)中誤差.航測(cè)中常用航高的幾千分之一來(lái)表示高程精度，例如H / 8000.e.標(biāo) 準(zhǔn)偏差 standard devi ati on與中誤差類似，歐美國(guó)家常用的評(píng)定精度指標(biāo).測(cè)量平差 Survey

5、adj ustm ent對(duì)一組觀測(cè)值的誤差進(jìn)行合理配賦，求出最可靠的計(jì)算值作為終值，并對(duì)結(jié)果的精度進(jìn)行評(píng)定最小二乘法(Least Square M ethod )是測(cè)量平差的基礎(chǔ)。其基本原理是：E PVV = minimum;.三角測(cè)量 Triangulation通過(guò)觀測(cè)三角網(wǎng)內(nèi)各三角點(diǎn)上所有三角形的內(nèi)角，并測(cè) 定三角網(wǎng)的一些邊，由某一三角點(diǎn)的已知坐標(biāo)及一邊的方 位角，根據(jù)三角形的幾何關(guān)系，推算其他點(diǎn)的坐標(biāo)，這些 測(cè)量與計(jì)算工作叫做三角測(cè)量。. 4D 產(chǎn)品 4D productsDEM ( DT M ) D igital Elevation Model ( D i gitalTerrain M

6、odel)數(shù)字高程模型(數(shù)字地面模型)DOM ( Digital Orthophoto Map ) 數(shù)字正射影象圖D L G ( Digital Line Graph ) or D TI ( Digital T hem ati c I nfor mation ) 數(shù)字線劃圖或數(shù)字專題信息 d. D RG ( Digital Raster Graphic ) 數(shù)字柵格圖.三 S GPS, G IS, RSGPS-Global Positioning System 全球定位系統(tǒng)GIS-Geographic Inform at ion Sy stem 地理信息系統(tǒng)RS-Remote Sen sing

7、 遙感H .坐標(biāo)系統(tǒng) Coordinate systems.大 地坐 標(biāo) 系 G eod et i c coordi n ate system大地參考ref erence system: 克拉索夫斯基參考橢球體大地經(jīng)度 longitude大地緯度 latitude大地方位角 azimuth.高斯平面直角坐標(biāo)系 Gauss planar rectangular coordinate system投影面 project plane： 高斯-克呂格正形投影面，一種 橫軸圓柱投影.1954北京坐標(biāo)系.其它坐標(biāo)系：UTM 墨卡 托投影坐標(biāo)系：Universal Tr ansverse M ercat o

8、 r Projecti onWGS 84坐標(biāo)系.高程基準(zhǔn) Vertical d at u m1 956, 1 985黃海高程系m .常用測(cè)量?jī)x器.經(jīng)緯儀 theodoli te.水 準(zhǔn)儀 level or level ing i nstr ument.激光 測(cè)距儀 Laser geodi meter5.全球定位系統(tǒng).全站儀 total stati onGPS- G lobal Positioning System6.立體測(cè)圖儀Stereopl otter7.解析測(cè)圖儀Analyti cal stereopl otter8.正射投影儀O rthophoto projector9.航空攝影機(jī)Ari

9、 al cam era1 0.編輯工作站Editing workstation11.數(shù)控 繪圖機(jī) Digital plotterIV .大地測(cè)量 G eod esy. I , n 等 三角點(diǎn) Triangulation points of grade1,ni、n等三交點(diǎn)，是構(gòu)成國(guó)家大地三角網(wǎng)的高等級(jí)埋石標(biāo)志點(diǎn) 0. 大地三角網(wǎng) Geod eti c triangulation network大地三角網(wǎng)，是指由i、n等三交點(diǎn)組成的國(guó)家I等骨 架三角鎖和n等三角網(wǎng)。.國(guó)家高程控制網(wǎng) National E l evat i on Control N etwork國(guó)家高程控制網(wǎng)由高精度的一、二等水準(zhǔn)路

10、線網(wǎng)構(gòu)成。 然后在此網(wǎng)內(nèi)用三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)加密，以便控制地形測(cè)圖。.大地坐標(biāo)帶G eodet i c zone6度帶-以格林尼治零子午線為準(zhǔn)，沿經(jīng)線按6度經(jīng)差分帶。3度帶-城市測(cè)量，工程測(cè)量等一般按3度帶計(jì)算高斯 平面直角坐標(biāo)。V .工程測(cè)量 Engin eer i n g Survey.工程測(cè)量的應(yīng) 用范圍 Appli cation area of engi neering su r vey工程測(cè)量覆蓋的范圍，包括城市建設(shè)、工業(yè)企業(yè)、交通 運(yùn)輸、水利工程等領(lǐng)域的勘察、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)階段的 測(cè)繪工作。.工程測(cè)量 的 內(nèi) 容 Content s of en g i n eer i n g sur

11、vey工程測(cè)量的主要內(nèi)容，包括平面控制測(cè)量、高程控制測(cè) 量、地形測(cè)量、施工測(cè)量、變形測(cè)量等。.平面控制 測(cè)量 Planimetric control survey工程測(cè)量中的平面控制測(cè)量，一般應(yīng)與高等級(jí)國(guó)家三角 點(diǎn)聯(lián)測(cè)。平面 控制網(wǎng)可采用三角測(cè)量，導(dǎo)線測(cè)量或三邊 測(cè)量，網(wǎng)的等級(jí)分為n、m、iv 等以及一、二級(jí)小三角、 小三邊。.高 程控制 測(cè)量 Vertical control survey高程控制測(cè)量，可采用水準(zhǔn)測(cè)量和電磁波測(cè)距三角高程 測(cè)量。高程控制測(cè)量的等級(jí)，劃分為n、m、iv、 v等。.地形測(cè)量 Topographic survey工程測(cè)量中的地形測(cè)量，包括測(cè)繪1: 500, 1: 1

12、 000, 1: 2000,及1 : 5000比例尺的全要素地形圖。測(cè)繪的內(nèi)容包 括地貌、居民地、道路、水系、植被、行政區(qū)劃、管線、 工礦建筑物等。.施 工測(cè)量 Construction su r vey施工測(cè)量是指工業(yè)與民用建筑，水工建筑，礦山建筑， 及道路、橋梁、隧道等施工場(chǎng)地測(cè)量。施工測(cè)量包括施工 場(chǎng)地控制測(cè)量和施工放樣測(cè)量。.變形測(cè)量 Deformation survey變形測(cè)量的應(yīng)用范圍，包括工業(yè)與民用建筑物，地基基 礎(chǔ)，中小型水壩以及山體滑坡等。變形測(cè)量需要分別建立 水平位移檢測(cè)網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)，并進(jìn)行周期性地變形VI.地面攝影測(cè)量和近景攝影測(cè)量 Ground andClose-

13、range Photogrammetry.地 面攝 影測(cè)量 的特點(diǎn) Characteristics of ground photogram m et rya.使用地面攝影測(cè)量專用的攝影機(jī)；b.在地面上對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攝影，攝取立體像對(duì)；c.實(shí)地測(cè)定攝影站點(diǎn)和控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)，即地面攝影像 對(duì)的外方位元素皆是已知的；d.使用攝影測(cè)量方法立體測(cè)繪地物地貌.有專門的地面攝 影立體測(cè)圖儀，某些航空攝影測(cè)量的全能型精密型立體測(cè) 圖儀以及解析測(cè)圖儀，也可以作地面攝影測(cè)繪.e.攝影方式：正直攝影，等偏攝影，交向攝影以及等傾攝影.地面 攝影測(cè) 量的應(yīng) 用范圍 Application area of ground p

14、hotogram m et rya.陡峻的山區(qū)等特殊地區(qū)；b.鐵路站場(chǎng)、橋梁、隧道、泵站、礦井等須測(cè)繪 1:500 或更大比例尺的工點(diǎn)圖；c.航空攝影漏洞地面補(bǔ)充測(cè)量.近 景攝 影測(cè)量 的特點(diǎn) Characteri sti cs of cl ose-ran g e p h otog ram m et r ya.近景攝影測(cè)量一般屬于地面攝影測(cè)量的范疇；b.攝影距離一般在100米以內(nèi)；c.可使用量測(cè)攝影機(jī)和非量測(cè)攝影機(jī)；d.非量測(cè)攝影機(jī)通常需經(jīng)專門的試驗(yàn)室檢定；e.直接線性變換解析算法，不需要像片上有框標(biāo)，也不需 要攝影機(jī)的內(nèi)方位元素和外方位元素，但須有較多的控 制點(diǎn).近景攝影測(cè)量的應(yīng)用范圍 Ap

15、plication area of close-range photogrammetrya.結(jié)構(gòu)物的變形測(cè)量；b.古建筑的現(xiàn)狀測(cè)繪；c.人類軀體測(cè)繪；d.需精確測(cè)求物體大小、形狀或體積的其它測(cè)繪項(xiàng)目.VH .全球定位系統(tǒng)GPSGlobal Positioning System衛(wèi) 星定 位的基 本原理 Basic principle of satel lite posi ti o ni n g地面接收機(jī)同時(shí)接收4顆以上的衛(wèi)星信號(hào)，可以記錄求 出每個(gè)衛(wèi)星信號(hào)傳至接收機(jī)的時(shí)間 t,將 t乘以光速即 可得到衛(wèi)星至接收機(jī)的距離，而衛(wèi)星的位置是已知的，從 而可計(jì)算出接收機(jī)所在地面位置的三維坐標(biāo)。當(dāng)然，實(shí)際

16、 算法是很復(fù)雜的而且需要加入一系列的補(bǔ)賞改正。GPS 衛(wèi)星定位的分類 GPS Cl assi f i cat i ona.靜態(tài)定位 St at i c posi t i oni ngb.動(dòng)態(tài)定位 Dynamic posi t i oni ngc.單 點(diǎn)定位 Si ng l e poi nt pos i t i oni ngd.相 對(duì)定位 Re l a t i v e positioninge.實(shí)時(shí)差分定位 RTK Real t i me k i ne ma t i caldi f f er ent i al posi ti oni ngf. 單頻接收機(jī) Si ngl e frequency r

17、eceiverg.雙頻接收機(jī) Dual f r equency r ecei verGPS 的用途 GPSappli cat ionsa.飛機(jī)、 艦船導(dǎo)航 Pl ane and ship navigationb.導(dǎo)彈制導(dǎo) Mssile gui di ngc.精 密定位 Pr ec i si on posi t i oni ngd.大地測(cè)量 Geo det i c s u r vey i nge.工程測(cè)量 Eng i nee r i ng su r v ey i ngf. 動(dòng) 態(tài)監(jiān)測(cè) Dynamic super vi si onGPS 的精度 GPS accuracya. 單點(diǎn)定 位精度 (Ac

18、curacy of s i ng l e poi ntpos i t i on i ng) : 1020 mb.基線測(cè)量精度(Accuracy o f b as el i ne ) :5 mm+1 ppmc. RTK 實(shí)時(shí)測(cè) 量精度(Accur acy of RTK GPS) : 1 CM+2PPMW .遙感 Remote Sensi ng遙感與攝影測(cè)量即航測(cè)的關(guān)系非常密切。1 980年“國(guó)際 攝影測(cè)量學(xué)會(huì)”，正式改名為“國(guó)際攝影測(cè)量與遙感學(xué)會(huì)”. 并且在第14屆大會(huì)上提出了攝影測(cè)量與遙感的新定義：“使用一種傳感器，根據(jù)電磁波的輻射原理，不接觸物體而通過(guò)一系列的技術(shù)處理，獲得物體的物理與幾何性

19、質(zhì)。”.傳感器的類型 Ty pe of sensorsa.多光譜掃描儀系統(tǒng) MSS M ulti-spectral Scanni ngSy stemb.全景 攝影機(jī)Panoramic cam erac.紅外掃描儀I nfrared scannerd.彩紅外攝影機(jī) Color i nfrared cam erae. CCD (電耦合器件)陣列掃描儀 CCD matrix scan nerf.合成孔徑雷達(dá) SAR Synthetic Aperture Radarg.側(cè)視雷達(dá) Side-looking Radar.常用 的衛(wèi)星圖象 Main satel l i t e imagesMSS多光譜衛(wèi)星圖

20、象(陸地衛(wèi)星) 分辨率79m M SS (LAN D SAT) satel li te i m age resol ut ion 79mTM (專題制圖)衛(wèi)星圖象(陸地衛(wèi)星) 分辨率30mTM (LAND SAT T hemati c m appi ng) satel lite i mage resol ut ion 30mSPOT (CCD)衛(wèi)星圖象分辨率10mSPO T ( CCD) satell ite i m age resolution 10mI SR衛(wèi)星圖象分辨率5mIndia Rem ote Satel lite I mage resolution 5m.遙感 圖像處理 Rem

21、ote sen si n g i m ag e p ro cessi n ga.圖像幾 何糾正 Image geomet r i c cor r ect i onb.圖像增強(qiáng)處理 I mage enhancement pr ocessi ngc.數(shù)據(jù)復(fù)合 Dat a synt hesi se.特征提取 Feat ur e ext r act i on;f.數(shù)據(jù)分類 Dat a cl assi fi cati ong.圖像濾波 I mage f i l t er i ng4.遙感的主要應(yīng)用領(lǐng)域Main ap p l i cati on area ofrem ote sen sing礦產(chǎn)資 源勘查

22、 Mi ne resource explorationb.農(nóng) 作物產(chǎn)量估算 Estimation of grain out putc.林業(yè)資源分類和森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)Re sourceclassification and fire super vision of forests環(huán) 境監(jiān)護(hù) Env i r on me nt al super vi s i on and pr ot ect i one.專題制圖 Themat i c ma ppi ng地質(zhì)水文勘察 Geol ogi c a nd h y dr ogr aphi c s ur veyg.災(zāi)害的預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè) Di sast er pr edi

23、 ct and s u per v i s i onh. 軍事偵察 Military r econnai ssanceIX . 地理信息系統(tǒng) GIS Geographi c I nf ormat ion System.基 本概念 B asi c concept地理信息系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)軟硬件為平臺(tái)，以地理信息 為基礎(chǔ)，包括圖形信息、圖像信息和屬性信息的空間信息 系統(tǒng)，具有信息輸入、存儲(chǔ)、管理、分析、檢索、輸出等 功能.地理信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng) G I S and affai r i nform ati on system一般信息系統(tǒng)包括企業(yè)管理信息系統(tǒng)、金融信息系統(tǒng)、 交通信息系統(tǒng)、經(jīng)營(yíng)信息系統(tǒng)

24、、人事信息系統(tǒng)等等.這些 事務(wù)性的信息系統(tǒng)，通常是以特定的屬性信息數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，雖然也具有信息系統(tǒng)的基本功能，但并不 以地理空間信 息為基礎(chǔ).它們比地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量要小得多，復(fù)雜 程度也要簡(jiǎn)單很多。.GIS 與數(shù)字地圖 GISand digital map數(shù)字地圖是GIS的重要數(shù)據(jù)源，也是GIS可視化產(chǎn)品 的數(shù)字化表達(dá)形式。雖然使用地圖數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理數(shù)字地圖， 也可以有空間查詢、檢索、分析功能，但是它仍不可能像 G I S那樣，綜合圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層 次的空間分析，提供規(guī)劃、管理和決策信息。.國(guó)內(nèi) 應(yīng)用較廣泛的 GI S軟件平臺(tái) Main GI S softwarep l

25、atf orm sa.b.c.d.ARC/ I nfo M apInfo MGE (including M GA) G enaM apESRI (US)MapI nfo (US) Intergrap h (U S)GEN ASYS (Australia)e.MAPGI S武漢地質(zhì)大學(xué)f.GeoSt ar （吉奧之星）武漢測(cè)繪科技大學(xué)X 。 數(shù)字地面模型及其應(yīng)用 Digital Terrain Model and Appl i cat i ons1.數(shù)字地面模型的概念 Concept of DTM數(shù)字地面模型（Di gital Terrain Model），簡(jiǎn)稱數(shù)地模（DTM）,是描述地表形態(tài)的

26、一系列點(diǎn)坐標(biāo)值（X, Y, Z）的集合，即地形特征的空間分布。數(shù)字地面模型這一概念，是由美國(guó)麻省理工學(xué)院教授 Charles L. Miller于五十年代后期提出的，首先用于公路工程設(shè)計(jì).數(shù)字地面模型的種類 Classification of DTM數(shù)字地面模型，可根據(jù)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、建立方法、用途 等進(jìn)行分類。 DTM 可以定義為二維區(qū)域上的地形、地 質(zhì)、資源、環(huán)境、土地利用、人口分布等多種信息。.數(shù)字地面模型DTMDTM 是以一系列三維坐標(biāo)點(diǎn)(包括平面坐標(biāo) X, Y 和高程Z)表示的地形表面數(shù)字模型。.數(shù)字高程模型DEMDEM ( Di gi t al El evat i on Model )

27、 是 DTM 的特例或子 集，定義為二維區(qū)域上的高程。DEM中點(diǎn)的平面位置， 通常是按規(guī)則排列的，如矩形格網(wǎng)，其精確位置(坐標(biāo)) 可根據(jù)所在的行列序號(hào)、格網(wǎng)間距及起始點(diǎn)的已知絕對(duì) 坐標(biāo)，快速計(jì)算出來(lái)。數(shù)字高程模型也叫 DHMDigital Hei ght Model.離散點(diǎn)DTM離散點(diǎn) DTM,是指表示地表形態(tài)的地形點(diǎn)位置為 隨機(jī)的，不規(guī)則的。例如，沿等高線及地形特征線采 樣生成的DTM。4)三角網(wǎng)數(shù)字地面模型TIN三角網(wǎng)DTM,是指按一定規(guī)則構(gòu)成的不規(guī)則三角網(wǎng)TI N (Triangulated I rregular Net work).通常是將按 地形特征采集的點(diǎn)，連接成覆蓋整個(gè)區(qū)域且互不

28、重疊的 三角形。建立TIN的規(guī)則，主要是基于最佳三角形的條 件，即盡可能使每個(gè)三角形保持銳角三角形或三邊的長(zhǎng) 度近似相等，避免出現(xiàn)過(guò)大的鈍角和過(guò)小的銳角。三角網(wǎng)數(shù)字地面模型TI N由于能夠很好地顧及地 貌特征點(diǎn)、線，表示復(fù)雜地貌形態(tài)比矩形格網(wǎng)(Grid) 更精確，近年來(lái)得到了較快的發(fā)展和應(yīng)用。TI N的缺 點(diǎn)在于，它比矩形格網(wǎng)DEM更復(fù)雜，它不僅要存儲(chǔ)每個(gè) 點(diǎn)的高程，還要存儲(chǔ)其平面坐標(biāo)、網(wǎng)點(diǎn)連接的拓?fù)潢P(guān)系、 三角形及鄰接三角形等信息。. DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)采集方法) 地面測(cè)量利用全站儀等帶自動(dòng)記錄裝置的地面測(cè)量?jī)x器，在 野外實(shí)地采集地形點(diǎn)。既有地形圖數(shù)字化a.利用數(shù)字化儀進(jìn)行手扶跟蹤；b.利用掃描數(shù)

29、字化儀掃描地形圖，再半自動(dòng)跟蹤進(jìn) 行矢量化處理。模擬機(jī)助測(cè)圖系統(tǒng)在模擬立體測(cè)圖儀機(jī)助測(cè)圖系統(tǒng)上，通常采用等高線方式采集 DTM,同時(shí)量測(cè)地形特征點(diǎn)、特征 線。在解析測(cè)圖儀上，可以較靈活地沿?cái)嗝?、等高線、 離散點(diǎn)等多種方式進(jìn)行DTM點(diǎn)采樣。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)高效、自動(dòng)提取DTM/ DEM,加上預(yù)處理和多種編 輯功能，是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)之一。GPS全球定位系統(tǒng)測(cè)量型的GPS全球定位系統(tǒng)，特別是帶動(dòng)態(tài)實(shí) 時(shí)差分GPS,可以在野外采集DTM數(shù)據(jù)點(diǎn)。.數(shù)字地形模型軟件數(shù)字地面模型DTM的理論和實(shí)踐由數(shù)據(jù)采集、數(shù) 據(jù)處理及應(yīng)用三個(gè)部分組成。DTM的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用， 需要專門的DTM軟件完成。DTM

30、的數(shù)據(jù)處理，包括數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、抽取、 內(nèi)插，距離、面積、體積、斷面、土方計(jì)算等。國(guó)際上比較著名的DTM軟件包，有德國(guó)斯圖加特 大學(xué)的SCOP程序，慕尼黑大學(xué)的HI FI程序，奧地利 維也納大學(xué)的SORA程序，瑞士蘇黎士工業(yè)大學(xué)的CIP 程序等。.數(shù)字地形模型的應(yīng)用道路等工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)生成等高線) 制作正射影像圖制作立體透視圖和立體景觀圖土石方工程數(shù)量計(jì)算繪制坡度圖、剖面圖及地貌渲暈圖軍事上用于巡航導(dǎo)彈地形配準(zhǔn)制導(dǎo)制作軍事電子沙盤建立地形數(shù)據(jù)庫(kù)等二.航空攝影測(cè)量Aerial Photogrammetry1.航空攝影 Aerial p h otog rap hya.航空攝影機(jī) Aer i

31、al cameraLeica: RC10, RC30Zeiss: RMK, LMKb.航攝儀焦距 Focal l engt h窄角：300 mm常角：210 mm寬角：153 mm特寬角：70 - - 1 00 mmc.像幅 For mat 1 80mm* 180mm23 0mme 2 30mmd.像片傾斜角 Phot o tilts and r ot at es angl e航向和旁向傾角： 3- - 5度航偏角： 1 5度e.像片重疊度 Photo over l ap航向：=60 %旁向：=30 %f.攝影比例尺 Phot o scaleM圖：M像 =5倍左右.外 業(yè)控 制測(cè)量 與調(diào)繪 F

32、ield control survey and I dentif i cati ona. 控制 點(diǎn)布設(shè) Co nt r o l planning平面控制點(diǎn)一般布設(shè)在所測(cè)區(qū)域的四角及周邊，高程 控制點(diǎn)則根據(jù)精度要求按基線數(shù)敷設(shè)高程導(dǎo)線.b.地面標(biāo) 志布設(shè) Ground mark arrangement對(duì)于高精度的測(cè)繪項(xiàng)目，在航空攝影前應(yīng)在計(jì)劃的平 面控制點(diǎn)位置布設(shè)特定形狀的標(biāo)志.c.控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)Cont r ol s u r vey i ng一般應(yīng)先與高等級(jí)的國(guó)家三角點(diǎn)聯(lián)測(cè)，控制點(diǎn)實(shí)測(cè) 可用全站儀，激光測(cè)距儀，GPS全球定位系統(tǒng)等儀器進(jìn) 行.d.野外調(diào)繪 Field I dent i f i ca

33、t i on外業(yè)調(diào)繪系指利用航攝像片，放大像片或地形原圖， 實(shí)地辨認(rèn)并繪注植被邊界，電力線，通訊線，以及道路， 居民地，水系的名稱等.解析 空中 三角 測(cè)量 Anal yti cal aeri al triangulationa.刺點(diǎn) Point marking在滌綸像片上利用精密刺點(diǎn)儀，將選定的內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)刺出并編號(hào)標(biāo)注.b.立 體觀測(cè) Stereo observation在精密立體坐標(biāo)量測(cè)儀或解析測(cè)圖儀上，立體量測(cè)加密 點(diǎn)及框標(biāo)在左右像片上的坐標(biāo).當(dāng)作業(yè)人員通過(guò)觀測(cè)系統(tǒng)使左右眼分別觀察左片和 右片，則可看到重建的立體光學(xué)模型。其他建立立體視覺(jué)的方法，包括：互 補(bǔ)色法 (Complement

34、color);偏 振光立 體眼鏡 (Polarized stereo eyeglasses and emitter)法；液 晶 立 體 眼鏡(liquid crystal eyeglasses and emitter) 法等。c.內(nèi) 定向 Internal orientation內(nèi)定向是指根據(jù)量測(cè)的像片四角框標(biāo)坐標(biāo)和相應(yīng)的攝 影機(jī)檢定植，恢復(fù)像片與攝影機(jī)的相關(guān)位置，即確定像點(diǎn)在 像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo).d.相對(duì) 定 向 Relative ori entation相對(duì)定向的含義是，恢復(fù)攝影瞬間立體像對(duì)內(nèi)左右像片 之間的相對(duì)空間方位.確定兩個(gè)像片的相對(duì)空間方位需 要5個(gè)參數(shù).相對(duì)定向的數(shù)學(xué)關(guān)系通常用

35、同名光線共面條 件表示，即左右攝影中心至地面點(diǎn)的兩條光線共面.相對(duì)定 向一般假定左像片保持水平不變，右片相對(duì)左片的五個(gè)參 數(shù)通常以基線分量Bx, By 和右片的旋轉(zhuǎn)角中，W,K表示. 相對(duì)定向方程式為非線性函數(shù)，需要將其線性化.相對(duì)定向 至少需量測(cè)6個(gè)定向點(diǎn)，利用最小二乘法平差解算.ZZY fY/s基為S X，左a a右核線圖1. 立多瑪盧對(duì)示意圖絕對(duì)定向 Absolute o ri en tat i on絕對(duì)定向也稱大地定向，是指確定立體模型或由多個(gè)立 體模型構(gòu)成的區(qū)域的絕對(duì)方位，也就是確定立體模型或區(qū) 域相對(duì)地面的關(guān)系.絕對(duì)定向參數(shù)為7個(gè).區(qū)域平差 Block adjustment or

36、Block aerotriangulation區(qū)域平差也稱區(qū)域空中三角測(cè)量，俗稱電算加密，是對(duì) 整個(gè)區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行絕對(duì)定向和誤差配賦.區(qū)域平差目前一般 采用獨(dú)立模型法或光線束法.獨(dú)立模型法是以單個(gè)立體模 型為單元；而光線束法則以單張像片為單元。g.聯(lián) 合平 差 Simultaneous adjustment聯(lián)合平差是指，攝影測(cè)量數(shù)據(jù)與非攝影測(cè)量數(shù)據(jù)的整 體聯(lián)立解算。聯(lián)合平差也稱，帶輔助數(shù)據(jù)的解析空中三角 測(cè)量。輔助數(shù)據(jù)系指大地測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)，例如地面距離、 水平角、方位角，像片外方位元素，湖面點(diǎn)等高等條件。 目前，聯(lián)合平差主要是指，攝影測(cè)量數(shù)據(jù)與機(jī)載 GPS精 確定位數(shù)據(jù)的同時(shí)整體解算。這是解析空中

37、三角測(cè)量的一 項(xiàng)重要進(jìn)展，可以實(shí)現(xiàn)少地控或無(wú)地控空中三角測(cè)量。h.加 密成果 Triangulation results解析空中三角測(cè)量的成果，包括所有加密點(diǎn)的三維坐 標(biāo)和像片的外方位元素。每張像片外方位元素有6個(gè)，包 括像片對(duì)應(yīng)的攝影中心坐標(biāo)和三個(gè)絕對(duì)角元素。.數(shù)據(jù)采集一測(cè)圖 Data collection-Mappinga.內(nèi) 定向 Inner orientation在立體測(cè)圖儀上的內(nèi)定向，是通過(guò)嚴(yán)格的裝片來(lái)實(shí)現(xiàn) 的，即使用對(duì)點(diǎn)器一一種精巧的放大鏡，分別地將滌綸像 片上的框標(biāo)精確對(duì)準(zhǔn)承片盤上的相應(yīng)框標(biāo).從而就實(shí)現(xiàn) 了恢復(fù)像片內(nèi)方位元素.對(duì)于解析測(cè)圖儀，則只需將像片的基線大致平行于儀 器的X

38、軸.像片的內(nèi)定向，是通過(guò)精確量測(cè)像片的四角框 標(biāo)，利用嚴(yán)密的解析公式計(jì)算求解，同時(shí)進(jìn)行像片的變 形改正.b.相對(duì)定 向 Rel ati ve or ientat ion對(duì)于模擬型立體測(cè)圖儀，包括機(jī)助測(cè)圖系統(tǒng)，立體像 片對(duì)的相對(duì)定向，是通過(guò)左右像片車架的空間運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，以便消除立體模型內(nèi)各點(diǎn)的上下視差，從而實(shí)現(xiàn) 恢復(fù)立體像對(duì)左右片在攝影瞬間的相對(duì)空間方位.解析測(cè) 圖儀的相對(duì)定向，與解析空中三角測(cè)量的相對(duì)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 進(jìn)行安置，可以加快相對(duì)定向的速度.c.絕對(duì)定 向 Absolute ori entati on傳統(tǒng)的模擬立體測(cè)圖儀絕對(duì)定向，通常分成

39、高程置平和平面對(duì)點(diǎn)兩個(gè)步驟來(lái)完成的.立體模型的絕對(duì)定向 通常需要6個(gè)已知平高定向點(diǎn)，至少應(yīng)有4個(gè)平高點(diǎn).解析測(cè)圖儀和機(jī)助測(cè)圖系統(tǒng)，立體模型的絕對(duì)定向 是按三維正形變換算法，利用最小二乘法進(jìn)行平差解算 的.d.地物采集 Feature collection作業(yè)人員在完成立體模型的絕對(duì)定向后，需經(jīng)專職質(zhì) 量檢查人員聯(lián)機(jī)檢查，確認(rèn)精度符合要求后，方可進(jìn)行 地物采集.應(yīng)參照外業(yè)調(diào)繪片，在立體模型上仔細(xì)辨認(rèn)， 分類進(jìn)行測(cè)繪.對(duì)于數(shù)字化測(cè)圖，應(yīng)按統(tǒng)一的地物編碼 系統(tǒng)分類進(jìn)行采集，并且分層進(jìn)行存儲(chǔ).同時(shí)采集的數(shù)據(jù) 還應(yīng)加上地物屬性，以方便于同GIS建立接口.為了便于 在采集和編輯中明顯地區(qū)分不同的地物，各種

40、現(xiàn)狀地物 通常賦予相應(yīng)的顏色.e.地貌采集 Capture of topographic d at a在傳統(tǒng)的模擬測(cè)圖中，包括機(jī)助測(cè)圖中，地貌采集是 由等高線描繪和注記高程點(diǎn)兩個(gè)部分組成的。等高線的基 本等高距，應(yīng)按規(guī)范根據(jù)成圖比例尺、地形類別及用圖需 要選定；計(jì)曲線則取基本等高距，即首曲線的5的倍數(shù)。高程注記點(diǎn)，一般選在明顯地物點(diǎn)和地形點(diǎn)上，依據(jù) 地形類別及地物點(diǎn)和地形點(diǎn)的多少，其密度規(guī)范規(guī)定圖上 每 10cmX10cm 為 520個(gè)點(diǎn)。在解析測(cè)圖儀上，地貌測(cè)繪可以有多種選擇方式，除 按等高線和高程注記點(diǎn)外，還可采用按程序控制的矩形格 網(wǎng)或斷面方式采集地形點(diǎn)。.原 圖編輯 Editing o

41、f original map地形原圖編輯包括，對(duì)原圖中地物地貌表示不合理之 處的處理，相鄰圖幅的接邊處理，以及道路、河流、街道 等名稱的注記。.原圖清繪 Map drafting在傳統(tǒng)的模擬測(cè)圖中，原圖清繪的主要任務(wù)是在鉛筆稿原圖 上進(jìn)行清理著色，或者在聚脂薄膜上刻繪。對(duì)于數(shù)字化測(cè)圖，在經(jīng)過(guò)圖形編輯和審校后，可直接 利用高精度繪圖機(jī)繪制線劃地形圖，還可用磁介質(zhì)提供數(shù) 字地形圖產(chǎn)品。.夕卜業(yè) 補(bǔ)測(cè)、 補(bǔ)調(diào) Field additional identif icati on and su r vey對(duì)于航攝漏洞，像片在攝影時(shí)被煙云遮蓋或地物為陰 影所遮擋部分，以及城鎮(zhèn)大比例尺測(cè)圖中量注屋檐等，均

42、須實(shí)地進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)繪和地面測(cè)繪。在這種情況下，尚需進(jìn) 行二次編輯。三.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量基本概念Basi c concept of di gi t alphot ogr ammet r y數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的定義 D ef i n i t i on of digital photogrammetry目前，世界上對(duì)于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的定義，主要有兩種 觀點(diǎn)。a.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影象和攝影測(cè)量的基本 原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影象處理、影象匹配、模式 識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對(duì)象以數(shù)字方式表 達(dá)的幾何與物理信息的攝影測(cè)量學(xué)的分支學(xué)科。美國(guó)等國(guó)稱之為軟拷貝攝影測(cè)量 （Softcopy Photogra

43、mmetry）,我國(guó)王之卓教授稱為全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量 （Full D igital Photogrammetry）.這種定義認(rèn)為，在數(shù)字?jǐn)z 影測(cè)量過(guò)程中，不僅產(chǎn)品是數(shù)字的，而且中間數(shù)據(jù)的記錄 以及處理的原始資料均是數(shù)字的。b.另一種定義，則只強(qiáng)調(diào)其中間數(shù)據(jù)記錄及最終產(chǎn) 品是數(shù)字形式的，即數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于攝影測(cè)量的基本 原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，從影象（包括硬拷貝，數(shù)字影象 或數(shù)字化影象）提取所攝對(duì)象以數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物 理信息的攝影測(cè)量分支學(xué)科。這種定義的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，包括計(jì)算機(jī)輔助測(cè)圖（常 稱為數(shù)字測(cè)圖）與影像數(shù)字化圖。影象數(shù)字化測(cè)圖，是利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字影象或數(shù)字化 影象進(jìn)行處理，用計(jì)算機(jī)視覺(jué)

44、（其核心是影象匹配與影象 識(shí)別）代替人眼的立體量測(cè)與識(shí)別，完成影象幾何與物理 信息的自動(dòng)提取。還有一種類型稱之為混合數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，通常是在解析測(cè)圖儀上安裝一對(duì)C C D數(shù)字相機(jī)，對(duì)要量測(cè)的局部影象 進(jìn)行數(shù)字化，有數(shù)字相關(guān)(匹配)獲得點(diǎn)的坐標(biāo)。數(shù)字影象獲取與重采樣 Acquiring and resampling of digital image1 )。數(shù)字影象數(shù)字影象是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)。數(shù)字影象是 以象元(象素 pi xel = pi cture element) 為單位，以灰度 值表示的灰度矩陣。也就是說(shuō)，在掃描過(guò)程中將光學(xué)影象 抽象為像元的點(diǎn)陣，每個(gè)像元范圍(一個(gè)微小的區(qū)域)取

45、灰度的平均值作為灰度值。在解析攝影測(cè)量中，一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)向量Xap是三維的Xap = (X , Y, Z)t數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與解析攝影測(cè)量及模擬攝影測(cè)量的根本 區(qū)別，在于對(duì)影象輻射信息的計(jì)算機(jī)數(shù)字化處理.在全 數(shù)字化攝影測(cè)量中，目標(biāo)點(diǎn)向量 X dp為 4維Xdp = (X, Y, Z, D) t其中 D = D(X , Y)是該點(diǎn)的輻射量-影象的密度或 灰度值，集合D就構(gòu)成了數(shù)字影象. 數(shù)字影象獲取 Digital i mage col l ect i on數(shù)字影象可直接從裝在飛行器上的傳感器產(chǎn)生，記錄 在磁介質(zhì)上；也可以利用影象數(shù)字化器對(duì)攝取的光學(xué)影 象掃描來(lái)獲取，即把原來(lái)模擬方式的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字形

46、式 的信息.通常的航空像片，均須利用高精度的專用掃描儀將其 數(shù)字化.這種掃描儀一般是由 CCD (Chauge Coupled D evice-電偶合器件)陣列傳感器組成，分為線陣列和面 陣列兩種排列方式.目前，用于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的高精度掃描儀，主要有如下幾 種：Leica-Helava 公司的 DSW 300 掃描儀Z ess-I ntergraph 公司的 PhotoScan 掃描儀Vexcel VH4000 掃描儀. 影象重采樣 Image Resampling影象重采樣，是指在原采樣的基礎(chǔ)上再一次采樣，即當(dāng) 欲求不位于采樣矩陣點(diǎn)的灰度值時(shí)，就需要進(jìn)行內(nèi)插，乃 稱之為影象重采樣.每當(dāng)對(duì)數(shù)字

47、影象進(jìn)行幾何處理時(shí)，就 需要作影象重采，影象的旋轉(zhuǎn)、核線影象排隊(duì)以及數(shù)字影 象糾正，均屬于影象重采樣.影象數(shù)據(jù)量數(shù)字影象的每一個(gè)數(shù)據(jù)代表了被攝物體上一個(gè)點(diǎn)的灰 度或輻射強(qiáng)度，此點(diǎn)稱為像元素、或像素、或像元.像素的灰度值常以 8位二進(jìn)制數(shù)表示，即一個(gè)字節(jié) (byt e).像素的間隔即采樣間隔，根據(jù)采樣定理由影象的分辨 率確定.當(dāng)采樣間隔為0. 05mm(響應(yīng)于50醫(yī))時(shí)，一張23cm X 23cm的影象約包含21 M(兆)字節(jié)(1M=1 000000). 若 采樣間隔為 15醫(yī)時(shí)，一幅影象的數(shù)據(jù)量為 70M左右.一幅 SPOT衛(wèi)星影象約為 36 M字節(jié).這表明數(shù)字影象的 數(shù)據(jù)量是非常龐大的.影象

48、匹配的基本概念 Basi c Concept of I mage Mat chi ng.影象匹配的定義 Definition of I mage Mat chi ng影象匹配，實(shí)質(zhì)上是在兩幅(或多幅)影象之間識(shí)別同 名點(diǎn).它是計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究的核心問(wèn)題，也是數(shù)字?jǐn)z影 測(cè)量的核心問(wèn)題.數(shù)字影象匹配，是利用計(jì)算機(jī)以數(shù)值計(jì)算方式，按特 定的算法，根據(jù)一定的準(zhǔn)則，比較左右影象的相似性，來(lái)確 定其是否為同名影象塊，從而確定相應(yīng)同名像點(diǎn).影象匹配研究的 內(nèi)容： Concerning Contents ofI mage Mat chi ng影象匹配研究的內(nèi)容，涉及影象匹配的精確性， 可靠性，算法的適應(yīng)性，以及

49、匹配速度等.影象匹配策略： Strategy of I mage Matching多級(jí)影象匹配；從粗到細(xì)的影象匹配；從單點(diǎn)匹配到整體匹配；影象相關(guān)原理 Principle of I mage Matching影象相關(guān)是利用兩個(gè)相關(guān)函數(shù)，評(píng)價(jià)它們的相似性，以 便確定同名點(diǎn).即首先取出以待定點(diǎn)為中心的小區(qū)域中 的影象信號(hào)，然后取出其在另一影象中相應(yīng)區(qū)域的影象信號(hào)，計(jì)算兩者的相關(guān)函數(shù)，以相應(yīng)函數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的相應(yīng)區(qū)域中心點(diǎn)為同名點(diǎn)，即以影象信號(hào)分布最相似的區(qū)域?yàn)?同名區(qū)域.同名區(qū)域的中心點(diǎn)為同名點(diǎn).這就是自動(dòng)化 立體量測(cè)的基本原理.最初的影象匹配，是利用相關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，隨后發(fā)展 了多種影象匹配方法，

50、所以影象匹配常常被稱為影象相 關(guān).二維相關(guān)與一維相關(guān) 2 Dimensional Correlation and Li near Correlation二維相關(guān)一般先在左影象上確定一個(gè)待定點(diǎn)，稱之為 目標(biāo)點(diǎn)，以此待定點(diǎn)為中心選取 MX N個(gè)像素的灰度 陣列，作為目標(biāo)區(qū)或稱目標(biāo)窗口.在右影象上確定可能的 搜索范圍，相關(guān)過(guò)程就是依次在搜索區(qū)中取出 M X N 個(gè)像素灰度陣列，此搜索窗口通常取 M = N,計(jì)算搜索窗口 與目標(biāo)區(qū)的相似性測(cè)度，當(dāng)相似性測(cè)度取得最大值時(shí)，該 搜索窗口的中心像素，則認(rèn)為是待求的同名點(diǎn).一維相關(guān)，是利用攝影測(cè)量中“核線”的特性，將二維相 關(guān)簡(jiǎn)化為一維相關(guān).這里首先介紹核線的

51、含義和特性.核 面是通過(guò)攝影基線（插圖中 SS）和任一地面點(diǎn)的平面.核 面與左右影象相交的線，稱為同名像點(diǎn)的左、右同名核線. 由上述定義可知核線的特性為：同名像點(diǎn)必然位于同名核 線上.根據(jù)核線的這一特性，同名像點(diǎn)在右影象的搜索區(qū)， 就可由面狀區(qū)域縮小成一個(gè)線段一同名右核線.從而可綜合考慮相關(guān)結(jié)果的正確性（或稱可靠性）與精度（準(zhǔn)確 性），得出目前廣泛應(yīng)用的從粗到精的相關(guān)策略.即先通過(guò) 低通濾波，進(jìn)行初相關(guān)，找到同名點(diǎn)的粗略位置，將其結(jié)果 作為預(yù)測(cè)值，逐漸加入較高的頻率成分，然后在逐漸變小的 搜索區(qū)精確相關(guān)，最后用原始信號(hào)，以得到最好的精度.這 就是分頻道相關(guān)的方法.對(duì)于二維影象逐次進(jìn)行低通濾波，

52、并增大采樣間隔，得 到一個(gè)像元總數(shù)逐漸變小的影象系列，依次在這些影象中 相關(guān)，即對(duì)影象的分頻相關(guān).具體做法是，通過(guò)每 2 X 2 =4 個(gè)像元平均作為一個(gè)像元，構(gòu)成第二級(jí)影象，如此下去， 將這些影象疊置起來(lái)，很象一座金字塔，因此通常稱之為金 字塔影象（Pyramid）,或分層結(jié)構(gòu)影象（Hierachical Structure）,其每級(jí)（層）影象的像元個(gè)數(shù)，均是其下一層的 四分之一.特征匹配與整體匹配Feature Based I mageMat chi ngand I ntegrated（ Global） I mage Matching. 基于特征的影象匹配 Feature Based I

53、mage Mat chi ng前述的影象匹配算法，均是在以待定點(diǎn)為中心的窗口 (或稱區(qū)域)內(nèi)，以影象的灰度分布為影象匹配的基礎(chǔ)，故稱 之為灰度匹酉己(Area Based I mage Matching).特征匹配或基于特征的匹配(Feature Based M at chi ng, 在計(jì)算機(jī)界也稱為 Primitive Based Matching),根據(jù)所 選取的特征，可以分為點(diǎn)特征匹配、線特征匹配及面特征匹 配.一般說(shuō)來(lái)，特征匹配可分為三步：特征提取；禾I用一組參數(shù)對(duì)參數(shù)進(jìn)行描述；禾1J用參數(shù)進(jìn)行特征匹配.多數(shù)基于特征的匹配方法，也使用金字塔影象結(jié)構(gòu)，即 將上一層影象的特征匹配結(jié)果，傳到

54、下一層作為初始值，并 考慮對(duì)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，因而對(duì)于需要高精度的情況，將其結(jié)果 作為近似值，再利用最小二乘影象匹配進(jìn)行精確匹配，取得 子像素”級(jí)的精度. 關(guān)系匹配與單像計(jì)算機(jī)視覺(jué) Relational I mageMatching and Monocular I mage Computer Vision影象匹配一基于灰度或基于特征的匹配，均是解決 影象與影象的匹配問(wèn)題；相關(guān)匹配 一 可以解決圖形的匹配問(wèn)題. 關(guān)系匹配(Rel at i onal Mat chi ng)的核心之一，是結(jié)構(gòu)的描述一關(guān)系. 這是關(guān)系匹配的基礎(chǔ).影象通過(guò)特征提取，可以用它的

55、結(jié) 構(gòu)來(lái)表示，從而可以直接解決影象和相應(yīng)物體的配準(zhǔn).這 就是所謂單像計(jì)算機(jī)視覺(jué)(Monocul ar I mage Co mpu t er Vi s i on).關(guān)系匹配可以用于圖象與圖象之間的匹配，也可以用于 圖象與物體之間的匹配.前者屬于雙像(或多像)匹配，后 者即為單像計(jì)算機(jī)視覺(jué). 整體影 象匹配 I nt egr at ed( Gl obal ) I mage Mat chi ng基于特征的影象匹配，考慮了目標(biāo)窗口的信息量，遵循 了先宏觀、后微觀，先輪廓、后細(xì)節(jié)，先易辨認(rèn)的部分、后 較為模糊的部分這一人類視覺(jué)匹配的規(guī)律，因而能夠提高 影象匹配的可靠性.無(wú)論是基于灰度的影象匹配，還是基于

56、特征的影象匹配， 都是基于單點(diǎn)的影象匹配，即以待匹配點(diǎn)為中心(或邊沿) 確定一個(gè)窗口，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)相似性測(cè)度，判別其與另一 影象上搜索窗口中灰度分布的相似性，以確定待定匹配點(diǎn) 的共輾點(diǎn)(同名點(diǎn)).整體影象匹配，由于考慮了與周圍影象的相容性、一 至性、整體協(xié)調(diào)性，可以糾正或避免錯(cuò)誤的結(jié)果，從而可提 高影象匹配的可靠性.整體影象匹配算法主要包括：多點(diǎn)最小二乘影象匹 配，動(dòng)態(tài)規(guī)劃影象匹配，松弛法影象匹配，人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò) 影象匹配等方法.影象匹配 的精度 Accuracy of I mage Mat chi ng以影象匹配為基礎(chǔ)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量，無(wú)論在量測(cè) 的速度還是達(dá)到的精度，都創(chuàng)造了驚人的奇跡，具

57、有速 度快、精度高、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn).例如，利用采樣間隔50dm的數(shù)字影象進(jìn)行相對(duì)定向，其殘差的中誤差（均方根誤差）可達(dá)35 m,這相當(dāng)于在分辨率為2醫(yī) m的解析測(cè)圖儀上人工量測(cè)的結(jié)果.對(duì)于解析測(cè)圖儀，其 點(diǎn)位觀測(cè)精度通常為分辨率的23倍.影象匹配即使在定位到整像素的情況下，其理論精度也可達(dá)到 0. 29像素的精度，約為三分之一像素.在提高量測(cè)精度方面，用于單像量測(cè)的”高精度定位算子”和用于立體量測(cè)的高精度影象匹配”，其理論精度均可達(dá) 1/10像素，即達(dá)到子像素級(jí)精度.Ackermann 教授提出的最小二乘影象匹配（LeastSquare I mage Matching）,影象匹配

58、可達(dá)到 1/101/100 的高精度.9. 數(shù)字微分糾正原理 Pr i nci pl e of Di gi t al Di f f er ent i al Rect i f i cat i on進(jìn)行 片糾 儀， 控縫 器，正正沆射為成用中 變使量 它，測(cè) 將中影 要量攝 ，測(cè)析 影影解 投攝在如光為例隙均影將正，糾 投儀用2射 直正利Z正 正糾，的作司些 公這OSS圖 el地Z象 1影 O射 的正 。 心擬器 中模圖冷H儀 匚 VA 二口 為在面么常正 像。平ca正糾 影正片el糾機(jī) 攝糾像L學(xué)光要像影機(jī)儀 需攝投過(guò)的 ，航射通正rT 正 取 獲 法 方 正 糾 分 微 用 采 中 量 測(cè) 影

59、 攝 字 數(shù) 在象， 即按像點(diǎn)和物點(diǎn)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型，根 據(jù)數(shù)字地面模型（DTM）及有關(guān)參數(shù)，對(duì)原始的非正射 影像進(jìn)行映射變換，獲取正射影象。數(shù)字微分糾正，依劃分的最小糾正單元，可分為點(diǎn)元素 糾正和線元素糾正兩類。數(shù)字微分糾正與光學(xué)微分糾正一樣，其基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)兩 個(gè)二維圖象之間的幾何變換。在數(shù)控正射投影儀中，是利用反算公式（共線方程式）， 解求縫隙兩端點(diǎn)的對(duì)應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)，然后由計(jì)算機(jī)解求微分 線段的糾正參數(shù)，通過(guò)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)正射投影儀的光學(xué)、 機(jī)械系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線元素的糾正。在糾正運(yùn)算中，任一點(diǎn)的 高程Z,由DEM內(nèi)插求得。在數(shù)字糾正中，則解求對(duì)應(yīng) 像元素的位置，然后進(jìn)行灰度的內(nèi)插

60、與賦值運(yùn)算。解 際 實(shí) 的 正 糾 字 數(shù)，元單 正單該的際實(shí)在但般“一個(gè), 4 的元法統(tǒng)說(shuō) 來(lái) 上 理 原正元 ，糾力 為悌 作占八 形像 方的正點(diǎn) 以角正 糾 為 作算面 計(jì)“ 式在 公向 算方 反一 用口 利不XO元沿 單再單 正 糾 得 求 插 內(nèi) 性 線 內(nèi)元 線 為 仍 質(zhì) 實(shí) 其Re mot e Sens i ng I mageMat chi ng在遙感圖象復(fù)合之前，首先應(yīng)作圖象的幾何校正，使不 同遙感圖象在幾何上能完全匹配，空間分辨率一致化。例 如，要把高分辨率黑白圖象與低分辨率多波段圖象進(jìn)行復(fù) 合，首先需利用控制點(diǎn)將兩種圖象糾正到同一投影系統(tǒng)， 并把低分辨率多波段圖象按高分辨