第五章改后 数字摄影测量及其发展
摄影测量技术的应用与发展
摄影测量技术的应用与发展摄影测量技术是一种通过摄影测量仪器对地物进行精确测量的技术方法。
它通过对照片进行测量，可以获取地物的空间位置、形状、尺寸等信息。
摄影测量技术已经广泛应用于地理信息系统、城市规划、农业测绘、环境保护等领域，为这些领域的发展和进步做出了巨大贡献。
摄影测量技术的应用非常广泛，其中最常见的应用就是地理信息系统（GIS）。
GIS是一种专门用于地理空间数据管理和分析的工具，可以高效地存储、查询和分析大量的地理空间数据。
摄影测量技术可以通过对地物进行高精度的测量，获取大量的地理空间数据，并通过GIS工具对这些数据进行处理和分析，从而为城市规划、土地利用等决策提供科学依据。
在城市规划领域，摄影测量技术可以为城市的规划和建设提供重要参考。
通过对城市地貌、用地类型等进行摄影测量，可以获得准确的地理空间数据，并通过GIS工具进行分析，从而为城市的规划和建设提供科学依据。
例如，通过对城市土地利用、建筑物高度等进行测量，可以评估城市的发展潜力和规划需求，为城市的规划和建设提供科学依据。
在农业测绘领域，摄影测量技术可以为农业生产提供重要支持。
通过对农田的测量，可以获取农田的形状、尺寸等信息，并通过GIS工具进行分析，从而为农田的管理和决策提供科学依据。
例如，通过对农田的测量和分析，可以评估土壤质量、农田排水情况等，从而指导农民合理选择农作物种植方式和施肥方案，提高农作物的产量和质量。
在环境保护领域，摄影测量技术可以为环境监测和保护提供重要支持。
通过对环境污染源、自然资源等进行摄影测量，可以获取准确的地理空间数据，并通过GIS工具进行分析，从而评估环境污染的程度和影响范围，提供科学依据给环保部门采取控制和治理措施。
例如，在水污染监测中，摄影测量技术可以用来测量河流、湖泊等水体的污染程度和变化，为环保部门提供科学依据和决策支持。
然而，尽管摄影测量技术已经取得了巨大的进步和应用，但它仍然面临一些挑战和问题。
数字摄影测量的发展与展望
数字摄影测量的发展与展望引言随着数字技术的快速发展，数字摄影测量在许多领域得到了广泛的应用。
数字摄影测量是指通过采用数字相机或激光扫描仪等设备采集物体图像或点云数据，并运用计算机技术对数据进行处理和分析，以获取有关物体自身和其周围环境的空间位置、方位关系、形态和三维图形等各种信息的技术。
本文将对数字摄影测量的发展历程以及未来的展望做一个简要的介绍。
数字摄影测量的发展历程数字摄影测量是传统摄影测量的一种发展形式。
传统摄影测量是指通过在相机内部放置准直仪等测量设备，测量控制点的三维坐标并对其进行校正，然后在采集影像时将相片上的控制点投影到像片上，再通过影像计量处理得到细节数据和物理量的测量值；数字摄影测量则采用数字相机或激光扫描仪等新型设备直接采集物态图像或点云数据，并利用计算机技术对数据进行处理和分析，以生成三维图形。
数字摄影测量在工程测量、城市规划、遗址保护、测绘制图、地理信息系统等领域得到了广泛应用。
数字摄影测量的应用领域工程测量数字摄影测量在工程测量中应用最广泛，它可以大大降低测量的成本和时间，并且能够快速获取三维模型数据、网格化数据等。
数字摄影测量技术已经被应用于道路建设、桥梁工程、隧道工程、水文工程等。
采用数字摄影测量技术可以准确地确定工程建设中的建筑信息、土地利用信息、路网布局等，来指导工程建设的整体规划，因此在工程建设中得到了越来越广泛的应用。
城市规划数字摄影测量在城市规划领域也得到了广泛的应用。
采用数字摄影测量技术可以快速获取城市建筑物的三维模型数据，并以此为基础开展城市规划、城市更新等项目。
通过数字摄影测量可以在建筑物高度、朝向、位置、总体布局等方面获得大量的信息数据，以帮助城市规划师做出更为准确和可靠的规划方案。
遗址保护数字摄影测量也被广泛应用于遗址保护领域。
采用数字摄影测量技术可以精确地测量遗址的三维尺寸，绘制出遗址模型，并进行三维重建，帮助保护人员恢复遗址的原貌，以及通过数字化技术，可以系统地对遗址进行监测和保护，使得遗址环境得到更加恰当和细致的保护。
10 第五章数字摄影测量(2)
g2(xi)
Xi
搜索窗
Xi -X0
目标窗
可有： 可有：
∆g ( xi ) = g 2 ( xi ) − g 1 ( xi ) = g1 ( xi − x0 ) − g1 ( xi ) + n 2 ( x i ) − n1 ( x i ) g1 ( xi − x0 ) = g1 ( xi ) − (
2
σ gg' = σ gg =
1 n
2
∑∑(g
i =1 j =1 n n
n
n
ij
′ − g)(gij − g′)
1 n
2
∑ ∑
i=1
n
n
∑∑
i=1 j =1 n n
(g − g)2
ij
g
n
ij
j =1
1 n
2
∑ ∑
i =1
n
g i′ ,
σ g'g' =
j
1 n
2
∑∑
i=1 j =1
′ (gij − g′)2
.
.
5.4 同名核线与核线匹配
一、 二、 三、 四、 核线及性质 相对水平像对同名核线获取 核线重采样 核线匹配
cj
一、 核线及性质
1、核线定义 、 2、核线性质 、
cj
倾斜影像
水平影像
左核 线
cj
S1
a
1
S2 核 面
A′ A
x(p) a2′ a
2
右核 线
a2〞
左右视 差
y(q) 地表
二、相对水平像对同名核线获取
x = − f d1xt + d 2 d 3xt + 1 e1 x t + e 2 y = − f e3 xt + 1
数字摄影测量解析摄影测量的进一步发展是数字摄影测量
数字摄影测量：解析摄影测量的进一步发展是数字摄影测量。
从广义上讲，数字摄影测量是指从摄影测量与遥感所获取的数据中，采用数字摄影影像或数字化影像，在计算机中进行各种数值、图像和图像处理，以研究目标的几何和物理特性，从而获得各种形式的数字化产品和目视化产品。
计算机辅助测图：数字测图，是利用解析测图仪或具有机助系统的模拟测图仪，进行数据采集和数据处理，测绘数字地图，制作数字高程模型，建立测量数据库。
影像数字化测图：是利用计算机对数字影像或数字化影像进行处理，由计算机视觉代替人眼进行立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。
数字摄影测量分类：1.计算机辅助测图2.影像数字化测图：混合数字摄影测量全数字摄影测量（通用全数字摄影测量和实时摄影测量）全数字摄影测量的若干典型问题：辐射信息、数据量、速度与精度、影像匹配、影像解译 一个完整的机助测图系统包括：数据采集、数据处理与数据输出矢量数据采集主要过程 ：内定向、相对定向、绝对定向、输入参数（基本参数：如测图比例尺、图廓坐标、测图窗口参数等 ）、输入属性、地物量测、联机编辑、结束属性码编码，按地形图图式编码分为：顺序编码 、类别编码菜单输入：仪器面板菜单 ；数字化仪菜单：屏幕菜单：属性码表ACL ：在对每一地物进行采集前，输入其属性码。
如不输入新的属性码，系统自动取前因而在外存中是固定长度的记录，可以随机存取坐标表CL ：量测数据每一点的三维坐标（X ，Y ，Z ）是数字测图数据的主体 ，后面的都是链接指当量测地物第一点时，要将该点在坐标表中的行号填入属性码表中的首点指针项，以后各点则应将其在坐标表中的行号填入前一点的后向指针。
以后可以通过ACL 中的首点指针可以从坐标表中取出该地物的第一点，然后由第一点的后向指针取出第二点，依此类推取出该地物的全部点。
为了方便绘图，设置了连接码，表明每一点与前一点绘图的连接方式。
C= 1，不连接 C= 2，直线连接C= 3，曲线连接如果双向检索，还应设立fp ，记录其前一点在坐标表的行号，并在属性表中增加一终点指针，当量测最后一点时将其点序号记入终点指针项，就可以实现双向检索，此时首点的前向指针给以特殊标志。
浅谈数字摄影测量的意义及发展
浅谈数字摄影测量的意义及发展摘要：数字摄影测量对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响，本文阐述了数字摄影测量及全数字摄影测量站的概念和内容，并对其发展进行探讨。
关键词：数字摄影测量；变革；发展就摄影测量本身而言，从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术，而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看，它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术，也就是在“室内”重建地形的三维表面模型，然后在模型上进行测绘。
在数字摄影测量系统中，整个的生产流程与作业方式，与传统的摄影测量差别似乎不大，但是它给传统的摄影测量带来了重大的改革。
它对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响，而且，它的影响远远不能认为仅仅是一种技术的发展、一个生产设备的改进以及生产效率的提高。
事实上，数字摄影测量的许多概念，以及它在整个地理信息产业的影响，都远远超过模拟摄影测量到解析摄影测量的变革。
摄影测量经过了模拟摄影测量、解析摄影测量的发展历程，正在进入数字摄影测量阶段。
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。
全数字摄影测量工作站作为新兴的第三代摄影测量仪器。
也得到了越来越广泛的应用。
一、数字摄影测量工作站的组成（一）硬件组织数字摄影测量工作站的硬件由计算机及其外部设备组成。
1、计算机：目前可以是个人计算机（PC）或工作站。
2、外部设备：其外部设备分为立体观测及操作控制设备与输入输出设备。
（1）立体观测及操作控制设备立体观测设备：计算机显示屏可以配备为单屏幕或双屏幕。
立体观测装备可以试以下四种之一：红绿眼镜；立体反光镜；闪闭式液晶眼镜；偏振光眼镜操作控制设备：操作控制设备可以是以下三种之一：手轮、脚盘与普通鼠标；三位鼠标与普通鼠标；普通鼠标（2）输入输出设备输入设备：影响数字化仪（扫描仪）输出设备：矢量绘图仪；栅格绘图仪（二）软件组成数字摄影测量工作站的软件由数字影像处理软件、模式识别软件、解析摄影测量软件及辅助功能软件组成。
摄影测量学及其发展
摄影测量及其发展一、摄影测量的基本原理1、概论摄影测量学的主要任务是从理论上研究摄影像片与所摄物体之间的内在几何和物理关系。
利用这种几何关系可以确定被摄物体的形状、大小、位置等几何特性；利用它们之间的物理关系可以判定所摄物体的性质，做出正确的解释。
为了实现上述目的，还需要从技术上研究和制造出摄影像片获取和处理的仪器、材料和作业方法。
摄影测量从本质上讲就是由二维影像→三维空间的学科。
由测绘学科而言，摄影测量来自于“前方、后方交会”。
而普通的测量定义则是在两个已知点1,2上，安置经纬仪，对未知点A测定水平角、垂直角，进行前方交会来测量未知点的坐标。
2、摄影测量的阶段：模拟摄影测量→解析摄影测量→数字摄影测量。
其中模拟摄影测量主要是指模拟测图仪进行的摄影测量，属于手工操作的模拟产品；解析摄影测量则主要是依据像片像点与相应地面点的数字关系，借助计算机用数学解算方法进行的摄影测量，属于机助作业员操作的模拟数字产品；数字摄影测量是从数字影像中获取物体三维空间数字信息的摄影测量，属于自动化操作的数字产品。
3、摄影测量的分类：（1）、航天摄影测量（卫星）：利用航天摄影资料所进行的摄影测量。
（2）、航空摄影测量（飞机）：利用航空摄影资料所进行的摄影测量。
（3）、地面摄影测量（近景）：利用地面摄影的像片对所摄目标物进行的摄影测量。
二、摄影测量的基本原理与方法1、摄影测量的两个基本内容。
（1）、建立起影像和物体的基本关系，即在两张影像上测定同一目标点——对应性。
（2）、由影像坐标计算空间坐标——建立影像与空间的解析关系。
2、由影像到物体的变换差数。
3、由影像到物体的解析关系。
通过同名特征点的提取，获得一组观测值，应用于电脑处理搞定。
4、怎样确定9个方位元素。
九个方位元素主要包括内方位元素，即其在坐标轴上的横、纵、高坐标和外方位元素，即在空间坐标系中和地面辅助坐标系中坐标。
前者一般是已知的，而后者则主要靠航摄像片来确定。
《数字摄影测量系统》课件
三维重建技术
立体视觉技术
解释双目立体视觉和多目立体视觉的基本原理， 以及它们在三维重建中的应用。
点云生成与处理
阐述如何从多视角图像中生成三维点云数据，以 及如何进行点云数据的处理和分析。
表面重建
介绍从点云数据生成三维表面模型的方法和流程 。
精度控制技术
相机标定技术
解释相机标定的原理和方法，以及如何通过标定获取相机的内外 参数。
土地利用调查
通过数字摄影测量技术，可对城市土地利用现状 进行调查，为城市规划和土地管理提供依据。
3
城市三维建模
基于数字摄影测量技术，构建城市三维模型，为 城市建设和规划提供可视化分析和模拟。
文化遗产保护中的应用
文物数字化存档
01
利用数字摄影测量系统对文物进行高精度测量和三维重建，实
现文物的数字化存档和永久保存。
《数字摄影测量系统》ppt课件
目录
• 数字摄影测量系统概述 • 数字摄影测量系统的组成与工作原理 • 数字摄影测量系统的关键技术 • 数字摄影测量系统的应用案例 • 数字摄影测量系统的未来发展与挑战
01
数字摄影测量系统概述
定义与特点
定义
数字摄影测量系统是一种基于数 字图像处理、计算机视觉和地理 信息系统技术的综合性测量系统 。
资源环境监测
利用数字摄影测量系统对资源环境进行实时监测，及时发现资源环 境变化情况，为资源管理和环境保护提供依据。
灾害预警与评估
基于数字摄影测量技术，可对地质灾害、气象灾害等进行预警和评估 ，为灾害防治和应急救援提供支持。
环境监测与灾害评估中的应用
环境质量监测
通过数字摄影测量技术对大气污染、水体污染等进行监测，为环 境质量评估和治理提供依据。
数字摄影测量的发展与展望
数字摄影测量的发展与展望数字摄影测量是将数字摄影技术应用于实现三维空间数据采集、模型构建和空间分析的一种技术方法。
随着数字摄影技术的不断发展和完善，数字摄影测量技术也得到了迅速发展。
本文将探讨数字摄影测量技术的发展现状和未来发展趋势。
发展现状数字摄影测量起源于20世纪90年代，起初主要是用于建筑测量和工厂设备管理等领域。
随着数字摄影技术的不断发展和提高，数字摄影测量技术应用领域不断拓展，例如：陆地测绘、水下测量、航空摄影测量等领域。
数字摄影测量技术的发展，主要集中在以下几方面：（1）设备技术不断创新：数字相机、激光扫描仪、无人机等设备的出现和不断提高，使得数字摄影测量能够实现更高精度、更大范围的测量。
（2）算法技术不断进步：数字摄影测量的算法不断创新，例如基于多视图几何约束的三维重建算法、分层网格法、多尺度分析算法等等，提高了测量精度和效率。
（3）应用领域不断扩展：数字摄影测量技术的应用范围不断扩展，如城市规划、工厂设计、地形测绘、文物保护等等领域，为经济社会的发展提供了有力的支撑。
未来展望数字摄影测量技术在未来的发展趋势有以下几个方向：（1）高精度化：数字摄影测量技术将致力于进一步提高精度，满足更高精度的数据采集和模型构建。
（2）智能化：数字摄影测量技术将不断引入人工智能技术，实现现场数据采集、处理与建模的自动化，提高数据处理效率和质量。
（3）大数据化：数字摄影测量技术将引入大数据技术，实现对大规模数据的处理和分析，用于城市规划、安全检测、交通管理等领域。
总之，数字摄影测量技术的发展具有广泛的应用前景，将为人们的生产和生活带来巨大的改变。
数字摄影测量技术的应用和前景展望
数字摄影测量技术的应用和前景展望摄影测量技术作为地理信息领域的重要分支之一，早期主要以传统摄影测量为主，但随着数字技术的不断进步和应用，数字摄影测量技术逐渐崭露头角，成为摄影测量领域的重要发展方向。
本文将围绕数字摄影测量技术的应用和前景展望展开讨论。
一、数字摄影测量技术的应用1. 地理测绘领域数字摄影测量技术在地理测绘领域的应用非常广泛。
通过无人机或航空摄影，可以获取高分辨率、全景视角的影像数据，能够快速获取大范围地理信息，如地形地貌、土地利用、水系分布等。
同时，基于数字摄影测量技术，可以进行三维建模与空间分析，为城市规划、土地利用规划等提供可靠的数据支持。
2. 建筑与工程领域在建筑与工程领域，数字摄影测量技术有着重要的应用价值。
通过无人机或摄影测量系统获取的高精度影像，可以帮助建筑师和工程师进行建筑物的设计与规划。
同时，数字摄影测量技术还可以用于工程施工过程的监测与管理，实时跟踪工程进展情况，提高施工质量和效率。
3. 文化遗产保护与管理数字摄影测量技术在文化遗产保护与管理方面也有着广阔的应用前景。
通过高清晰度影像的获取和数字三维建模技术的应用，可以实现文物的虚拟重建与保护。
同时，数字传承技术的发展，使得文物的数字档案化和数字化保存成为可能，为文化遗产的传承与研究提供了新的手段和渠道。
二、数字摄影测量技术的前景展望1. 精度的提升随着传感器技术不断进步，数字摄影测量技术的精度将不断提升。
高精度传感器和先进的影像处理算法的应用，将进一步提高摄影测量数据的精度，满足多领域的需求。
尤其是在精确测绘和工程测量中，数字摄影测量技术的发展将更加迅猛。
2. 地理信息与智慧城市数字摄影测量技术与地理信息系统的结合，将为智慧城市的发展提供重要的支持。
通过数字摄影测量技术获取的大规模地理信息数据，可以为智慧城市的规划、交通管理、环境监测等提供准确的数据支持。
数字摄影测量技术所带来的高精度、高分辨率的地理信息数据，将为智慧城市的建设和管理提供更好的数据基础。
摄影测量及发展趋势
摄影测量及发展趋势摘要本文主要介绍摄影测量发展的三个阶段，并展望一下摄影测量的发展趋势关键字模拟解析数字地球空间信息实时化1、引言二十世纪发展起来的摄影测量学，特别是航空、航天摄影测量是我国传统测绘重要组成部分，在大地、航测和制图三大组成部分中，航测是测制地形图的最基本手段。
由于科学技术的飞速发展，特别是计算机的飞速发展，摄影测量正受到史无前例的影响，正在经历一场深刻的变革。
2、摄影测量的发展历史：摄影测量就是利用摄影技术(主要是航空摄影也可是地面摄影)摄取物体的影像，从而识别此物体并测求其形状及位置。
摄影测量发展至今可分为三个阶段，即模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。
摄影测量学三个发展阶段的特点：2.1模拟摄影测量在二十世纪三十年代，针对当时的摄影测量仪器，德国著名的摄影测量专家V.Gruber 给摄影测量下了这样的定义：“摄影测量是一种技术，它可以避免计算”。
这是因为，这些摄影测量仪器解决了传统野外测量中前方交会、后方交会的计算问题。
实质上，当时的摄影测量仪器本身就是一台精密的、机械的、模拟计算器。
由于这些仪器均采用光学投影器或机械投影器或是光学一机械投影器“模拟”摄影过程，用它们交会被摄物体的空间位置，所以我们称之为“模拟摄影测量仪器”。
因此，这一发展时期也被称为“模拟摄影测量时代”。
在这时期，能够用来解决摄影测量主要问题的现有的全部的摄影测量测图仪，实际上都以同样的原理为基础，这个原理可以称为“模拟原理”。
该“计算器”用两根精密的空间导杆模拟前方交会，从像点坐标直接解算，给出其模型坐标。
因此，当时的模拟测量仪器，多称为自动测图仪(Autograph)。
所谓自动，就是可以避免人工的计算。
从这个角度来说，摄影测量当时就与计算机联系在一起，而不是真正的不需要计算。
但是所谓自动，它并不是可以离开作业员的观测进行自动测图，而只是避免了人工的计算，不需要人工用“对数表”或机械的手摇计算机，进行前方和后方交会计算。
数字摄影测量学备课教案
数字摄影测量学备课教案第一章：数字摄影测量学简介1.1 课程定位与目的1.2 摄影测量学的发展历程1.3 数字摄影测量学的特点与优势1.4 数字摄影测量学的应用领域第二章：数字摄影测量基本原理2.1 摄影测量学的基本概念2.2 数字摄影测量的基本原理2.3 数字影像的处理与分析方法2.4 数字摄影测量数据的获取与处理第三章：数字摄影测量仪器与设备3.1 数字摄影测量仪器的分类与结构3.2 数字相机与扫描仪的选择与使用3.3 数字摄影测量仪器的主要性能指标3.4 数字摄影测量设备的维护与管理第四章：数字摄影测量数据处理4.1 数字影像预处理4.2 立体影像的匹配与重建4.3 数字高程模型与数字表面模型的4.4 数字摄影测量成果的应用与分析第五章：数字摄影测量在工程应用中的案例分析5.1 数字摄影测量在土地测绘中的应用5.2 数字摄影测量在建筑设计与施工中的应用5.3 数字摄影测量在环境保护与监测中的应用5.4 数字摄影测量在交通规划与管理中的应用第六章：数字摄影测量软件与应用6.1 数字摄影测量软件的分类与功能6.2 常见数字摄影测量软件介绍6.3 数字摄影测量软件的操作与应用实例6.4 数字摄影测量软件的选用与评估第七章：数字摄影测量在资源调查与监测中的应用7.1 资源调查与监测的基本概念7.2 数字摄影测量在资源调查与监测中的优势7.3 数字摄影测量在矿产资源调查中的应用7.4 数字摄影测量在土地资源监测与评估中的应用第八章：数字摄影测量在文化遗产保护与考古中的应用8.1 文化遗产保护与考古的基本概念8.2 数字摄影测量在文化遗产保护与考古中的优势8.3 数字摄影测量在考古发掘与现场记录中的应用8.4 数字摄影测量在文化遗产管理与展示中的应用第九章：数字摄影测量在环境监测与灾害评估中的应用9.1 环境监测与灾害评估的基本概念9.2 数字摄影测量在环境监测中的应用9.3 数字摄影测量在灾害评估与预警中的应用9.4 数字摄影测量在灾害应急响应与救援中的应用第十章：数字摄影测量的发展趋势与展望10.1 数字摄影测量技术的发展趋势10.2 数字摄影测量技术在未来的应用前景10.3 数字摄影测量领域的研究热点与挑战10.4 数字摄影测量学在国家战略与发展中的作用与地位重点和难点解析一、数字摄影测量学简介难点解析：数字摄影测量学与传统摄影测量学的区别；数字摄影测量学的技术优势及其在各个应用领域中的具体体现。
数字摄影测量学备课教案
数字摄影测量学备课教案第一章：概述1.1 教学目标了解数字摄影测量学的定义、发展历程和应用领域。
理解数字摄影测量系统的基本组成和工作原理。
1.2 教学内容数字摄影测量学的定义和发展历程。
数字摄影测量系统的组成，包括相机、控制装置、数据处理软件等。
数字摄影测量的工作原理和特点。
1.3 教学方法采用讲授和互动讨论相结合的方式，介绍数字摄影测量学的基本概念。
通过实物展示和图像演示，帮助学生理解数字摄影测量系统的工作原理。
1.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对数字摄影测量学的理解程度。
布置课后作业，要求学生绘制数字摄影测量系统的组成示意图。
第二章：数字相机和图像传感器2.1 教学目标了解数字相机的基本组成和功能。
理解图像传感器的类型和工作原理。
2.2 教学内容数字相机的基本组成，包括镜头、传感器、图像处理器等。
不同类型的图像传感器，如CCD、CMOS等。
图像传感器的工作原理和性能指标。
2.3 教学方法通过实物展示和图像演示，介绍数字相机的基本组成。
采用案例分析和讨论，深入研究图像传感器的工作原理和性能。
2.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对数字相机和图像传感器的理解程度。
布置课后作业，要求学生分析不同类型图像传感器的性能差异。
第三章：数字图像处理基础3.1 教学目标了解数字图像处理的基本概念和目的。
掌握数字图像处理的基本操作和技术。
3.2 教学内容数字图像处理的基本概念和目的，包括图像增强、复原、压缩等。
数字图像处理的基本操作，如图像采样、量化、滤波等。
常用的数字图像处理技术，如直方图均衡化、边缘检测等。
3.3 教学方法通过案例分析和互动讨论，介绍数字图像处理的基本概念和技术。
使用图像处理软件进行实际操作，帮助学生掌握数字图像处理的方法。
3.4 教学评估进行课堂讨论，评估学生对数字图像处理的理解程度。
布置课后作业，要求学生利用图像处理软件进行实际操作。
第四章：数字摄影测量原理4.1 教学目标了解数字摄影测量的基本原理和方法。
摄影测量原理与应用
关于量化
量化即定量描述（举例）
F0 投射量
F 透过量 透过率: T = F / F0 不透过率: O = F0 / F 影像灰度：D = logO = log(1/T) ≈ 0.2~1.8 量化成 2m 级表示
采样和量化的结果
结果：得到数字化影像 (二维灰度阵列)
g 0,0 g 1, 0 g= M g m −1,0 g 0 ,1 g1,1 M g m −1,1 g 0 ,n −1 L g1,n −1 M L g m −1, n −1 m×n L
数字图像处理概述
数字影像与数字化影像
q 什么叫数字影像？（胶片相机与数码相机） q 什么叫数字化影像？
影像扫描数字化
q 数字影像获取基本方法
胶片摄影机
模拟像片
扫描仪 DPWS
数码摄影机
数字影像
影像扫描数字化
q 影像数字化过程：采样和量化 q 影像数字化仪器：扫描仪（器）
ü 电子光学扫描器 § 平台式 § 滚筒式 ü 固体阵列扫描器
v u 重采样后
影像重采样 常用的灰度内插方法： q 邻近点法 q 双线性内插法 q 沿核线重采样
影像重采样
q 双线性采样
影像重采样
q 双线性采样
1 g = 2 [(∆ − x1)(∆ − y1) g1 + (∆ − y1) x1g2 + x1 y1g3 + (∆ − x1) y1g4 ] ∆
数字摄影测量的核心问题之一
影像匹配
数字影像匹配
q 影像匹配（相关）是数字摄影测量的核心 问题之一，是指在数字摄影测量中以影像 匹配技术代替传统的人工观测，以达到自 动确定同名像点（特征）的目的（狭义）
数字摄影测量技术的原理与使用方法
数字摄影测量技术的原理与使用方法概述：随着科技的快速发展，在数字化时代，数字摄影测量技术成为了现代测绘领域中不可或缺的重要工具。
本文将介绍数字摄影测量技术的基本原理以及应用方法，着重探讨其在测绘、建筑、地理信息系统等领域的实际运用。
1. 数字摄影测量技术的基本原理数字摄影测量技术是利用数字摄影仪获取图像信息，并通过计算机软件将图像转换为真实地物的三维坐标的测量技术。
它主要包括三个基本原理：立体视觉原理、重建原理和空间定位原理。
立体视觉原理是指通过两个或多个摄影机同时拍摄同一目标物，通过计算机软件将不同视角下的图像进行匹配，确定目标物在图像中的位置和形状。
重建原理是指利用多视角的图像信息进行三维模型的重建。
通过对不同视角下的图像进行特征点匹配和三维投影，可以建立起真实物体的三维模型。
空间定位原理是指利用已知点或已知物体作为控制点，通过图像的几何关系和数学计算，推算出其他未知点或物体在三维空间中的坐标。
2. 数字摄影测量技术的使用方法数字摄影测量技术的应用方法主要包括数据采集、图像处理和数据分析。
数据采集是指通过数字摄影仪进行图像拍摄。
在进行采集前，需要选定拍摄区域、确定拍摄参数、设置地面控制点等。
随着无人机技术的普及，无人机航拍成为了目前最常见的数据采集方式。
图像处理是指将采集到的图像进行处理和优化，以提高图像的质量和精度。
图像处理主要涉及图像校正、几何纠正、镜头畸变校正等步骤。
通过这些处理，可以消除图像中的畸变，使其更加符合实际场景。
数据分析是利用图像处理后的图像数据进行测量、分析和建模。
通过对图像数据的数字化，可以获取真实物体的三维坐标、尺寸、形状等信息。
这些数据可以用于测绘、建筑设计、城市规划等领域。
3. 数字摄影测量技术的应用领域数字摄影测量技术被广泛应用于测绘、建筑、地理信息系统等领域。
以下是一些典型的应用案例：测绘领域：数字摄影测量技术能够高效地获取地表的三维数据，可以用于制图、地形分析、遥感影像匹配等方面。
数字摄影测量
数字摄影测量的现状与发展姓名：学号：班序号：数字摄影测量经过几十年的发展，已经取得了相当的成就。
但这是远远不够的，下面就数字摄影测量的发展趋势和发展重点两个方面进行分析：一、发展趋势摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息科学，是地球空间信息学（Geospatial information，或称Geomatics）的核心。
地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和应用的集成科学与技术，属于现代空间信息科学与技术范畴。
其发展有以下几方面的趋势：1.空间信息获取的发展趋势地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。
随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展，人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上，用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像，大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。
形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法，为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。
随着新一代全球卫星导航定位系统的发展，将以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置和姿态，从而实现无地面控制的实时摄影测量与遥感。
2.空间信息处理的发展趋势地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化。
通过从时空基准、遥感成像机理、模式识别、计算机视觉及数据挖掘等诸多方面取得突破，实现几何与物理方程的整体反演求解，进而实现空间信息处理和信息提取的定量化、自动化和实时化。
3.空间信息管理的发展趋势地球空间信息管理与分析的发展趋势是走向信息共享、互操作和网格化。
随着全球信息网格（GIG）概念的提出，建立全球统一的空间信息网格已势在必行。
为此应在全球统一地理坐标框架下，根据自然社会发展的不平衡特征将全球分成粗细不等的格网，格网中心为经纬度坐标和全球地心坐标系坐标，格网内存贮各个地物及其属性特征，这种存贮方法特别适合于国家社会经济数据的空间统计与分析，使基于空间数据的分析、空间数据挖掘和辅助决策上一个新的台阶。
数字摄影测量的发展、思考与对策
发信人: jing (ing), 信区: Geoexplor标题: 数字摄影测量的发展、思考与对策发信站: 牡丹园新站 (Tue Sep 16 10:36:35 2003)For personal use only in study and research; not for commercial use数字摄影测量的发展、思考与对策------------------------------------------------------------------------------ --For personal use only in study and research; not for commercial use作者:张祖勋张剑清来源:武汉测绘科技大学发表日期:2002-11-02 点击:804------------------------------------------------------------------------------ For personal use only in study and research; not for commercial use--众所周知，摄影测量发展到今天，已经进入了它的第三个阶段——数字摄影测量阶段For personal use only in study and research; not for commercial use。
它对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响。
而且，它的影响远远不能认为仅仅是一种技术的发展、一个生产设备的改进以及生产效率的提高。
事实上，数字摄影测量的许多概念，以及它在整个地理信息产业的影响，都远远超过模拟摄影测量到解析摄影测量的变革。
因此，我们不仅仅要探讨技术方面的发展，更重要的是需要思考它对我们产生的影响、地理信息产业发展的规划以及我们所采用的决策。
一、对摄影测量教学、科研的思考就摄影测量本身而言，从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术；而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看，它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术，也就是在“室内”重建地形的三维表面模型，然后在模型上进行测绘。
数字摄影测量发展现状和趋势
数字摄影测量发展现状和趋势【摘要】当代信息技术的发展，促使摄影测量不可避免的进入了“全数字摄影测量”阶段，本文介绍分析了数字摄影测量技术的发展状况和应用，并研究了数字摄影测量和遥感测量相结合的发展趋势。
【关键词】数字摄影测量发展和应用遥感测量发展趋势1 数字摄影测量技术的发展状况摄影测量的发展主要经过了三个阶段.即模拟摄影测量阶段、解析摄影测量阶段和数字摄影测量阶段。
目前数字摄影测量已经开始在实际中大量应用，但全数字摄影测量作为更先进于数字摄影测量的一种技术，已经开始进行了大量的研究和初步应用。
数字摄影测量技术是以数字影像为基础，利用计算机和专业的摄影测量软件分析和量测来采集被测物体的三维空间信息，已经成为国际上比较流行的地球空间数据获取的重要技术手段。
其数据采集测量仪器主要包括纠正仪、正射投影仪、立体坐标仪、转点仪等，另外还有各种类型的解析测量仪器。
尤其是计算机技术的快速发展，不但可以替代进行测绘中的识别被测物体和识别测试点，而且已经完全可以替代人工来进行大量的计算，其计算结果的可靠性是人工计算多无法比拟的，从而为摄影测量实现了真正的自动化发展。
数字摄影测量的数据获取主要是通过数字摄像机，但是数字摄影测量工作站虽全面替代了传统的解析测图仪，但摄像结果仍然是以胶片为主的，另外对胶片的后期处理并没有出现新的突破，这种测绘方式只能称为数字摄影测量。
目前，数字摄影测量技术已经将全数字测量技术作为研究的重点。
数字摄影测量所获得的大量数据处理是通过数字摄影测量软件来完成的，不但可以节省人力，还具有速度快和精度高等特点。
2 数字摄影测量技术的应用（1）首先获取数字摄影对象及其相关的数据参数，主要包括地面控制点坐标和相机参数。
获得的参数一般是数字摄影参数，如果是航片，需要先转换成影像文件，进而导入影像文件参数软件。
（2）将获得的模型初始化并设置各种相关的各种参数，所获得的的每个模型即为一个航空对象。
（3）模型定向分析：①首先内定向，其目的是为了确定扫描坐标系和所获得相片坐标系之间的数量和参数关系以及数字影像可能存在的变形。
数字摄影测量的发展与展望
数字摄影测量的发展与展望论文导读：通过上世纪八九十年代对数字摄影测量的研究、开发与推广，进入21世纪，我国数字摄影测量以世人难以想象的速度发展，数字摄影测量工作站在中国的摄影测量生产中获得了普遍的应用与推广，摄影测量的教学也由过去只有少数院校才能进行的“贵族”式的教学得到了极大的普及。
由于摄影测量生产的转型，影像扫描仪已被大量应用，全国扫描仪数量已超过100台。
所有这一切表明，新一代传感器、定位系统的迅速发展以及数字摄影测量工作站的大规模推广，都对摄影测量自身的发展提出一个非常严峻而现实的问题：摄影测量向何处去？下面我们就针对摄影测量的发展讨论一下。
关键词：摄影测量，发展，应用通过上世纪八九十年代对数字摄影测量的研究、开发与推广，进入21世纪，我国数字摄影测量以世人难以想象的速度发展，数字摄影测量工作站在中国的摄影测量生产中获得了普遍的应用与推广，摄影测量的教学也由过去只有少数院校才能进行的“贵族”式的教学得到了极大的普及。
由于摄影测量生产的转型，影像扫描仪已被大量应用，全国扫描仪数量已超过100台。
同时航空摄影机也在加速引进。
应用于航空摄影过程中的GPS／IMU系统也已引进，Z／I公司的数字航空摄影机也已经开始在中国应用。
与此同时，高分辨率的遥感影像、以及其定位参数文件的应用，只要极少量的外业控制点，就能迅速生成正射影像图，它已在城市、土地的变迁、规划中得到愈来愈广泛的应用。
所有这一切表明，新一代传感器、定位系统的迅速发展以及数字摄影测量工作站的大规模推广，都对摄影测量自身的发展提出一个非常严峻而现实的问题：摄影测量向何处去？下面我们就针对摄影测量的发展讨论一下。
免费论文参考网。
1.数字摄影测量发展的新契机从20世纪初起，以纯精密、光机的模拟摄影测量仪器为特征的摄影测量一直持续了半个多世纪。
在此期间，摄影测量的教学、极少量的科研，除所谓的变换光束理论研究以外，多数是围绕欧洲的几个著名厂商生产的模拟摄影测量仪器进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章数字摄影测量及其发展测绘1402班寇浪浪※1.摄影测量发展的三个阶段及特点：模拟摄影测量：利用光学或机械仪器对重叠的像片重建三维几何，测绘地形图。
解析摄影测量：计算机取代光学或机械仪器，解析摄影测量产品是数字地图、数字高程。
数字摄影测量：使用数字影像，利用计算机存储、处理数字影像，输出数字地图、数字高程、数字正摄影像，与遥感和GIS集成。
2.全数字化摄影测量：计算机对数字/数字化影像进行全自动数字处理方法。
1）自动影像匹配与定位（计算机视觉方法）：特征提取和影像匹配，空间几何定位，建立高程和正射影像。
2）自动影像判读（遥感）：灰度、特征和纹理等图像理解。
3. 数字摄影测量的发展：20世纪30年代------自动化测图的研究；1950年------第一台自动测图仪；60年代，美国研制自动解析测图仪，由计算机实现数字相关；1988年，第16届国际摄影测量与遥感大会，进入数字摄影测量的迅速发展阶段。
4.获得数字图像的方法：1）利用数字化扫描仪对像片进行扫描，称为数字化影像。
2）数字摄影机（CCD阵列扫描仪或摄影机）或数码像机获得的数字影像；3）直接由二维离散数学函数生成数字图像。
5. 影像数字化：将透明正片或负片放在影像数字化器上，把像片上像点的灰度值用数字形式记录下来。
6.数字图像处理的基本算法：代数运算、几何运算、图像变换、图像增强、图像编码、图像复原、模式识别、图像融合7.影像灰度：（透过率T、不透过率O参看教材P140）透明像片上影像的灰度值反映像片的透明程度，即透光能力。
像点愈黑，透过的光愈少；当光线全部透过时，透过率为1，影像的灰度为0；当光线透过1%，影像的灰度为2。
航空底片的灰度在0.3---1.8之间。
※8.采样：对实际连续函数模型离散化的量测过程。
采样间隔的确定：采样过程会给影像的灰度带来误差，相邻两个点的影像被丢失，采样间隔越小越好；采样间隔越小---数据量增大，增加运算工作量及对设备的要求。
要根据精度要求和影像的分解力，还要考虑到数据量和存贮设备的容量。
※9.量化：将各点的灰度值取为整数。
灰度等级：将透明像片有可能出现的最大灰度变化范围进行等分，等分的数目。
通常分为256个灰度级。
将灰度换算为0---255之间的一个整数。
0为黑，255为白。
10.扫描数字化成果：一个二维的数字矩阵，每个元素为代表象元黑白程度的灰度值。
11. 内定向：像片在数字化过程中获得的扫描坐标，由于像片的扫描坐标系与像平面坐标系不平行，坐标原点不同，所进行的二维平面变换。
※12.重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数g(x,y)的数值时就需进行内插。
※13．数字影像重采样方法：双线性插值法；双三次卷积法；最近邻像元法。
三种重采样方法比较：最邻近像元法最简单，计算速度快，且能不破坏原始影像的灰度信息；双三次卷积法较费时，边缘增强；双线性插值法较宜，边缘平滑。
14. 影像匹配：摄影测量中双像(立体像对)的量测是提取物体三维信息的基础。
在模拟测图仪上或解析测图仪上作业，作业员通过人眼的立体观察，不断地从左、右像片上搜索同名点。
※15.数字摄影测量的核心问题：从左右数字影像中寻找同名像点（数字匹配）。
16.数字匹配的方法：基于灰度的影像相关、基于特征的影像相关。
※17.影像相关：是利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点。
18.基于灰度的影像相关方法：相关系数法;协方差法高精度最小二乘相关※19. 最小二乘影像匹配的基本思想：在影像匹配中引入辐射畸变和几何畸变参数，同时按最小二乘原则求解这些参数。
步骤：1.几何变形改正 2.重采样 3.辐射畸变改正 4.求解变形参数改正值 5.停机条件。
※20.核面：通过摄影基线与任一物房点所作的平面称为通过该物方点的核面。
主核面：通过像主点的核面。
一般两个主核面是不重合。
核线：核面与影像面的交线称。
※21.同名核线的确定：（1）基于数字影像几何纠正的核线解析关系：以等间隔取一系列的采样点，在倾斜像片上的核线上对应一系列的点，将倾斜像片上像点的灰度值赋予水平像片上相应的像点，获得了水平像片上核线影像。
（2）基于共面条件的同名核线几何关系：不通过“水平”影像作媒介，直接在倾斜影像上获取同名核线。
（3）采用单独像对相对定向方位元素确定同名核线※22.两种重采样方式：在“水平”影像上获取核线影像；直接在倾斜像片上获取核线影像：1）线性内插；2）邻近点内插。
23.重采样原因：数字影像的扫描行与核线并不重合，为了获得核线的灰度序列，必须对原始数字影像灰度进行重采样。
24.基于核线的影像相关：在核线影像上，只需要进行一维搜索。
※25.基于灰度的影像相关与基于特征的影像匹配比较：基于灰度的影像相关：直接以待定点为中心的窗口内灰度值为依据进行同名点的搜索---基于面积的影像相关；不顾及图像的总体结构，而是机械的按照某种或几种相似性判据逐像元以一定大小的窗口顺序进行相关搜索。
对于信息贫乏地区，或相关影像之间存在较大比例尺差异或扭曲的地区，相关难免失败。
基于特征的影像匹配（基本思想）：首先用某种特征提取算子提取影像中的特征（点、线、面）；然后对提取的特征进行参数的描述；最后以特征的参数值为依据进行同名特征的搜索，继而获得同名像点。
26．用于提取点特征的有利算子：（1） Moravec 算子：利用灰度方差提取点特征。
通过逐像元量测与其邻元的灰度差，搜索相邻像元之间具有高反差的点。
①计算各像元的有利值IV。
②给一定的阈值，确定待定的有利点。
③抑制局部非最大。
（2）Forstner 算子：通过计算各像元的Robert梯度和协方差矩阵寻找尽可能小而园的误差椭圆的点为特征点。
（计算较复杂，但能给出特征点类型且精度高。
）①计算各像素的Robert’s梯度、协方差矩阵及有利值q,w②确定待选有利窗口③抑制局部非最大④在最佳窗口中确定加权中心作为最后所需要的有利点，即特征点。
（3）LY 算子：图像可分为信息含量丰富区、不含或少含信息的区域。
点特征和线特征必然存在于信息含量丰富的区域。
1）用简单算子从I提取F；2）用Robert梯度和协方差矩阵从F提取TF。
27. 边缘：线特征。
点在四周都有差异；边缘在一个方向上有差异。
28.边缘：影像局部区域特征不相同的那些区域间的分界线。
线：具有很小宽度的起中间区域具有相同的影像特征的边缘对。
距离很小的一对边缘构成一条线。
线是一对边缘，很窄的区域。
29.边缘检测算子：（1）直方图法：计算图像中每个灰度值的像元素数或频数；绘制直方图，横轴为灰度值，纵轴为频数。
（以一个影像窗口为一个计算单元，提取边缘的结果对窗口的大小依赖性较大；对噪声非常敏感，一般先对图像进行低通滤波。
）（2）微分算子：一、梯度算子（用梯度值代替像素的灰度值生成梯度图像。
在梯度图像上具有较大值的部分就是边缘。
）二、Roberts梯度算子三、Sobel算子（3）二阶差分算子：（变化率的变化率，更加突出灰度值突变部分）：影像中点特征或线特征点上灰度与其周围或两侧影像灰度平均值的差别较大，因此可用二阶差分的原理提取。
一、方向二阶差分算子二、拉普拉斯（Laplace）算子三、高斯-拉普拉斯（LOG）算子（4）特征分割法特征分割法提取特征的步骤：（教材P160-161）特征段由三个特征点：一个灰度梯度变化最大的点 ---零交点；两个拐点（特征段两端相对于该零交点具有最大灰度变化的拐点）。
特征描述参数:A.零交点Z处的梯度B.两个拐点的灰度差C.三个特征点的像元号(点位)（5）Hough变换：用于检测图像中的直线、圆、抛物线等形状能够用一定函数关系描述的曲线。
(探测、检测算子,边缘追踪)（6）定位算子：Wong-Trinder 圆点定位算子Forstner 定位算子高精度交点与直线定位算子（老师的PPT实在太恶心，因为内容太多，以上部分相当混乱，大家凑合着看）30.特征匹配适用场合：当待匹配点位于低反差区，窗口内信息缺乏，信噪比很小，匹配成功率低；目的只需要配准某些点线面；城市中大多数是人工建筑物，出现影像不连续、阴影与被遮蔽等情况。
31.特征匹配步骤（特征匹配分为点线面）：特征提取；特征描述；特征匹配。
32.特征点的两种分布形式：随机分布；均匀分布。
33.基于特征点的影像匹配：（1）特征提取：将特征点分成几个等级，不同的目的提取不同特征点。
（2）特征点匹配：影像方为参数未知时，必须进行二维影像匹配；建立影像模型、形成核线，进行一维匹配。
34.跨接法影像匹配（参看教材P163）35.跨接法匹配窗口的特点：1)待匹配的特征始终位于边缘，不是窗口的中心；2)窗口的大小不固定，由影像的纹理特征决定。
影像纹理越丰富，窗口越小，更合理。
3)由于目标窗口与搜索窗口在核线上有三个特征点对应，有利于在匹配之前进行变形改正，从而提高匹配的可靠性。
36.关于当代数字摄影测量发展的问题、挑战等没讲，参看教材P164-166的五个方面。