攝影測(cè)量緒論00

1、課程名稱(chēng)工具解算形式解算方法測(cè)量結(jié)果產(chǎn)品控制測(cè)量經(jīng)緯儀,水準(zhǔn)儀,全站儀控制網(wǎng)(三角網(wǎng),導(dǎo)線(xiàn)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(cè)量飛機(jī)航空攝影機(jī)前方交會(huì),后方交會(huì),光束法平差,空中三角測(cè)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(cè)量學(xué)的定義與任務(wù)1.2 模擬攝影測(cè)量1.3 解析攝影測(cè)量1.4 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量1.5 當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的若干典型問(wèn)題本章主要內(nèi)容:第一章 緒論定義

2、:國(guó)際攝影測(cè)量與遙感協(xié)會(huì)ISPRS（International Society of Photogrammetry and Remote Sensing）1998年給攝影測(cè)量與遙感的定義是：攝影測(cè)量與遙感是從非接觸成像和其它傳感器系統(tǒng)，通過(guò)記錄、量測(cè)、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(cè)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(shuō)，攝影測(cè)量是從非接觸成像系統(tǒng)，通過(guò)記錄、量測(cè)、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(cè)量學(xué)的定義與任務(wù)2. 攝影測(cè)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(guān)測(cè)Aa1a2S1S2攝影測(cè)量學(xué)的方法攝影測(cè)量學(xué)的方法3. 攝影測(cè)量的分類(lèi):攝影測(cè)量應(yīng)用對(duì)象地形攝影測(cè)量(Topography Photogrammetry): 地形圖和專(zhuān)題圖,為GIS提供3D數(shù)據(jù)非地形攝影測(cè)量: 工業(yè),建筑,考古,醫(yī)學(xué),生物,體育,變形觀(guān)測(cè),公安偵破,事故調(diào)查.應(yīng)用廣泛攝影距離航天攝影測(cè)量, 航空攝影測(cè)量(Aerial Photogrammetry),近景攝影測(cè)量(Digital Close-range Photogrammetry),顯微攝影測(cè)量利用航空像片測(cè)制地形圖地形攝影測(cè)量應(yīng)用：測(cè)制地形圖近景攝影測(cè)量應(yīng)用舉

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

5、發(fā)明攝影術(shù)，攝影測(cè)量已經(jīng)有160多年的歷史。將攝影技術(shù)真正用于測(cè)量的是18511859年法國(guó)陸軍上校勞塞達(dá)(Laussedat)，用地面正直攝影進(jìn)行交會(huì)攝影測(cè)量測(cè)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(cè)量成為可能。在第一次世界大戰(zhàn)中，第一臺(tái)航空攝影機(jī)問(wèn)世后，使航空攝影測(cè)量成為20世紀(jì)以后大面積測(cè)制地形圖最有效的快速方法。我國(guó)航空攝影測(cè)量開(kāi)始于1930年，但進(jìn)入興旺發(fā)達(dá)時(shí)期是1949年新中國(guó)成立以后的事。Father of PhotogrammetryLaussedat(1819-1907) 模擬法立體測(cè)圖是用光學(xué)或機(jī)械投影

6、的方法模擬攝影過(guò)程，多數(shù)采用兩個(gè)投影器模擬攝影時(shí)相鄰兩像片的空間位置、姿態(tài)和相互關(guān)系，形成一個(gè)比實(shí)地縮小了的幾何模型。這一模擬過(guò)程就是實(shí)現(xiàn)攝影過(guò)程的幾何反轉(zhuǎn)。在此模型上量測(cè)，即相當(dāng)于對(duì)原物體的量測(cè)。所得到的結(jié)果，通過(guò)機(jī)械或齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方式直接在繪圖桌上繪出各種地形圖與專(zhuān)題圖。如圖1-2-2所示。這個(gè)發(fā)展時(shí)期是模擬法航空攝影測(cè)量的黃金時(shí)代，在我國(guó)，它一直延伸到70年代。 Wild A8 模擬測(cè)圖儀 丘爾奇30年代開(kāi)始研究解析法空間前方交會(huì)、后方交會(huì)和雙點(diǎn)交會(huì)，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(cè)量。1.3 解析攝影測(cè)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(cè)圖的思想，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，經(jīng)過(guò)了近20年的研究和試用，到70年代中期，解析測(cè)圖儀才走上實(shí)用階段。 BrownKarara1.4 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量(Digital Photogrammetry) 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對(duì)象用數(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。 Softcopy photogrammetry(U.S.A),full digital photogrammetry(China) 利用計(jì)

8、算機(jī)對(duì)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(jué)（Computer Vision）（其核心是影像匹配與影像識(shí)別）來(lái)代替人眼的立體量測(cè)與識(shí)別，完成影像幾何與物理信息的自動(dòng)提取。 此時(shí)，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(dòng)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(cè)量的若干典型問(wèn)題一、輻射信息當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測(cè)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(chǔ)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(duì)于人工作業(yè)已經(jīng)足夠了。但是，對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，幾乎沒(méi)有多余觀(guān)測(cè)

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(cè)量在攝影時(shí)，應(yīng)盡量加大重疊度。三、速度與精度數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量已經(jīng)獲得了迅速的發(fā)展，無(wú)論量測(cè)的速度還是達(dá)到的精度，都大大超過(guò)了人們預(yù)期的想象。但是，由于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中量測(cè)與識(shí)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(shí)完成。因此，對(duì)許多需要實(shí)時(shí)完成的應(yīng)用，還需要一些快速算法。四、自動(dòng)化與影像匹配自動(dòng)化是當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量最突出的特點(diǎn)，是否具有自動(dòng)化（或半自動(dòng)化）的能力，是當(dāng)代數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與傳統(tǒng)攝影測(cè)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(cè)量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)立體量測(cè)的關(guān)鍵，也是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的重要研究?jī)?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?jī)?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(cè)量的基本范疇還是確定被攝對(duì)象的幾何與物理屬性，即量測(cè)與理解。前者雖然有很多問(wèn)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(shū)籍:張祖勛. 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量學(xué)， 武漢大學(xué)出版社金為銑. 攝影測(cè)量學(xué) , 武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社. 李德仁. 攝影測(cè)量與遙感概論 , 武漢大學(xué)出版社專(zhuān)業(yè)期刊:1、測(cè)繪學(xué)報(bào)2、武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版）3、遙感學(xué)報(bào)4、International Journal o