摄影测量论文

摄影测量的发展与展望
摄影测量是通过二维影像进行三维空间量测的学科，它与计算机视觉（CV）、计算机图形学(CG)有密切的关系。
摄影测量有两个基本内容：二维影像的像点坐标x、y与三维空间点坐x、y、z之间的解析关系；影像与影像之间的对应性关系；而这也是摄影测量中的两个基本问题，即解决由二维到三维世界的解析关系和与计算机的对应问题
摄影测量的基本方法为摄影过程的反馈；随着3D电影、3D电视、3D影像机逐渐进入人们的生活，3D（three dimensional）必将愈来愈被人们说熟悉。————而3D（立体）则是摄影测量的基本方法
摄影测量的应用：
学生现在课程里所接触的概念，如：空间后方交会、双像投影测图、相对定向、绝对定向等，都是在十九世纪末提出的，可见，摄影测量最基本最原始的应用即地形如的绘制
而随着工业的发展和社会的进步，摄影测量学广泛应用于不同的领域，如：地籍管理，国土资源调查；各种比例尺的地形图、专题图、DTM（数字地面模型）DEM（数字立体模型）制作；地址考察、工程质量管理、建筑物检测、气象检测、环境保护、自然灾害防治、生物医学、公安侦破等等
在交通运输中，公路桥梁的勘察设计与施工、公路管理、铁路的选线和控制、港口的管理和监控以及航海图的制作都和摄影测量有着密不可分的联系，铁道部第一勘察设计院从20世纪50年代开始勘测青藏铁路，采用航测数字摄影测量技术完成勘测任务。这是我国第一条全面应用先进的全数字摄影测量工作站进行全数字测图勘测设计的铁路，第一个应用三维动画和沙盘模型技术，直观形象地反映工程设计的真实效果，为工程建设提供服务。
此外，摄影技术也应用于交通事故现场测绘勘察，这是一交通事故现场勘察为目的、立体摄影测量技术为核心的高新技术产品。该系统操作方便快捷、测量数据准确完整，功能完善可靠，通过拍摄几组照片就能过快速出具现场实景尺寸图及比例图，为交通事故现场提供里强有力的手段，大为缓解里因交通事故造成的道路拥堵所带来的压力，为实现“科技强警”的没标创造来条件。它出土规范、标准且现场快速绘制，现场车里后数据可重复测量，便于事故分析与公开、公正执法，测量精度高，可避免人为因素的影响，让事故现场高空概览与地面摄影测量相结合。
值得一提的是摄影测量在西部测图工程中的应用，包括IMU/DGPS辅助的航空影像测图技术，基于RFM的稀少控制高分辨率卫星影像测图技术，机载干涉合成孔径雷达测图技术，内外业影像综合判调技术。摄影测量与遥感能全天侯、高精

度、高密集度、快速和低成本地获取地面影像数据, 这些新技术必将在西部测图工程建设中发挥不可估量的作用,把我国的工程建设提高到一个新的水平 。基于国家的西部大开发战略，摄影测量也必将成为万众瞩目的关键技术。
张祖勋院士向我们简述了当代摄影测量从模拟测量、解析摄影测量、数字摄影测量以及当代摄影测量的发展过程。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。目前，全国至少有40多所大专院校的测绘工程专业开设摄影测量课程，这极大地拓宽了摄影测量所需人才的培养渠道。
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。航空激光扫描雷达也愈
来愈成熟。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？
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。到50年代末计算机开始进入摄影测量，摄影测量的研究领域得到了很大的扩展：如解析法空中三角测量、在线空中三角测量、区域网平差、粗差检测理论、正射纠正、数字测图等。90年代随着数字摄影测量时代的到来，相对于传统的模拟、解析摄影测量，其最大的特点是将计算机视觉、模式识别技术应用到摄影测量，实现了内定向、相对定向、空中三角测量、数字高程模型（DEM）生成等的（半）自动化。数字摄影测量不仅仅将传统摄影测量仪器各种功能全部计算机，以提高工效、降低对作业员的要求，而且正在不断地扩充摄影测量的功能。
但是我们必须清醒地认识到：一些数字摄影测量工作站只是解析测图仪的替代品；目前的数字摄影

测量工作站主要只适合于航空、航天摄影测量，而近景、地面摄影测量与它有很大差异，将数字摄影测量应用于近景摄影测量，摄影测量的理论必须进一步发展；即使是当前自动化程度较高的数字摄影测量工作站，摄影测量的主要研究还仅仅在“同名点”的影像匹配技术。因此，我们必须跳出传统摄影测量的束缚，必须从计算机的特点考虑数字摄影测量的理论发展，这正是数字摄影测量为其理论与实践的发展提出了崭新的契机，例如：灭点理论与应用、广义点理论与应用和多基线立体理论与应用。

数字摄影测量发展的重要方向
当前数字影像、DEM、摄影机位置、姿态数据的直接获取等技术正在迅速发展，它们对于加快摄影测量成图周期、减少野外工作量将发挥愈来愈重要的作用。例如利用高分辨率的卫星影像与对应的有理多项式系数（RPC）定位数据文件，再加以极少量的GPS点作控制，即能快速生产1：1万乃至1：5000的正射影像图。但是，与此相对应的摄影测量自身的发展与任务是什么？这是一个摄影测量工作者必须回答的问题。不管数据获取手段如何发展，航空（航天）摄影测量发展的中心任务之一是数据更新，实现建立国家基本地形图的由定期更新到动态更新机制。特别是对于处于经济快速发展的我国，GIS数据更新显得尤为重要。
但是，数据更新不是重测地形图，具体而言：

数据更新的复杂性 利用航空摄影的影像进行测绘，纵然在模拟测图期间，其生产流程、各种规范已经成熟，到解析、特别是数字摄影测量时代，摄影测量的流程虽然有很大的改变，但是基本任务与规范没有根本的变化。而数据更新则不同，其情况比“新测或重测”要复杂得多。它的复杂性来自如何利用已有数据，减少外业、内业的工作量，加速成图周期。由此就产生很多问题，必须予以考虑，例如：已有的数据是什么？是正射影像图＋DEM，还是线划图＋DEM？数据更新的地区是什么？是城区、郊区、还是山区？更新的地形图比例尺，是大比例尺，还是小比例尺？等等.例如在郊区、山区、小比例尺地图数据更新时，可以利用“新影像”与已有的“正射影像图＋DEM”直接进行配准，进行无（或减少）控制点的空中三角测量。
数字摄影测量的前景：
美国Ohio大学Schenk教授在其著作《数字摄影测量学》的序言中指出：“摄影测量与猫一样，他们由一个共同的特点，他们都有几次生命，摄影测量的总结已经被多次预测。”他对国际上对摄影测量发展提出的的“疑虑”做除了明确的回答：“数字摄影测量是一门相对年轻的、并且迅速发展的学科、它的

许多基本概念与方法来自影像处理与计算机视觉。但是不管它们对它的影响有多强烈，数字摄影测量都是一门有自己特色的学科。”
而且除测绘各种比例尺的地形图外，摄影测量的应用范围很宽，大到航天、小到文物考古、医学摄影测量。随着社会的发展，摄影测量将与人们的生活愈来愈近。在它的功能上讲：它对国家基本图更新与其现实性的作用将会显得愈来愈重要。
而伴随着城市化、工业化进程的加快，科技进一步融入我们的生活，摄影测量必将在更广阔的领域里发挥自己的作用，它也将会愈来愈被重视。