摄影测量PPT
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摄影测量PPT
共线方程—单片空间后方交会
已知值 x0 , y0 , f , m, X, Y, Z 观测值 x,y 未知数 Xs, Ys, Zs, , , , 泰勒级数展开
z
s(Xs, Ys, Zs)
y
x
Z Y
b
B
a
c C
V Ax l
x ( AT A) 1 ( AT l )
A
X
vx vy
S1 Z
x1
z2
a1(x1,y1)
y2 S2 x 2
a2(x2,y2)
V Ax l
x ( AT A) 1 ( AT l )
Y A(X,Y,Z)
X
共线方程—立体空间前方交会
2、点投影系数法
Z1
s1
Z1
Z2
Y1
Y2
X2
X1
X1
Ztp Ytp M
Zs1 Xs1 Y
Y1
XA- Xs1
s1
Xtp
）。 ）。
摄影测量投影关系
将空间点、线作中心投影，在投影平 面 P 上得到一一对应的点、线，这种经中心投影取得的一 ） 一对应的投影关系
透视变换（
J
Es i v S h i o h o h c T c i n h V v N hC o O c T
hP
W V
E
摄影测量坐标系
摄影测量中常用的坐标系有（像平面直角坐标系 ） 、（像空间直角坐标系 ）、（ 像空间辅助坐标系 ） 地面摄影测量坐标系） 、（摄影测量坐标系 ）、 （ Z 和（ 地面测量坐标系 ）。
vq
X 1Y 2 X 2Y1 1 X 1 1 2 Z1 Z1 YY (Z 1 1 2 ) 2 X 2 2 q Z1
摄影测量学第三章像点位移与方向偏差PPT课件
02
它反映了地物在像片上的位置变 化，是立体观察和量测的基础。
像点位移的原因和影响
原因
摄影中心与投影中心的不重合是导致像点位移的主要原因。
影响
像点位移会影响立体观察的效果和量测精度，因此需要进行 校正。
像点位移的测量和计算
测量方法
可以采用立体量测仪进行像点位移的 测量，通过比较同名像点的位置差异 来获取位移值。
课程目标和意义
掌Hale Waihona Puke 像点位移和方向偏差的概念、 产生原因及对摄影测量精度的影
响。
学习如何减小像点位移和方向偏 差的方法，提高摄影测量的精度。
通过案例分析，加深对像点位移 和方向偏差的理解，提高解决实
际问题的能力。
02 像点位移
像点位移的定义
01
像点位移是指摄影像片上同名像 点在立体观察时，由于摄影中心 与投影中心的不重合而产生的移 动。
在实际应用中，可以采用先进的摄影测 量技术和方法，如数字摄影测量、自动 化测图等，以提高测量精度和效率。
通过建立数学模型，将像点位移和方 向偏差对测量结果的影响进行量化， 以便进行误差分析和精度评估。
05 实际应用案例
航空摄影测量中的像点位移和方向偏差
航空摄影测量是利用航空器上安装的摄像设备，对地面物体进行拍摄，然后通过处理这些照 片来获取地形信息的方法。在航空摄影测量中，像点位移和方向偏差是常见的问题，它们会 对测量结果造成影响。
三维重建中的像点位移和方向偏差处理
三维重建是指利用多张照片或者多个角 度的影像来重建物体三维表面的方法。 在三维重建中，像点位移和方向偏差的
处理也是非常重要的。
像点位移和方向偏差会导致重建的三维 模型与实际物体存在偏差，影响重建结 果的精度和可靠性。因此，需要进行一
它反映了地物在像片上的位置变 化，是立体观察和量测的基础。
像点位移的原因和影响
原因
摄影中心与投影中心的不重合是导致像点位移的主要原因。
影响
像点位移会影响立体观察的效果和量测精度，因此需要进行 校正。
像点位移的测量和计算
测量方法
可以采用立体量测仪进行像点位移的 测量，通过比较同名像点的位置差异 来获取位移值。
课程目标和意义
掌Hale Waihona Puke 像点位移和方向偏差的概念、 产生原因及对摄影测量精度的影
响。
学习如何减小像点位移和方向偏 差的方法，提高摄影测量的精度。
通过案例分析，加深对像点位移 和方向偏差的理解，提高解决实
际问题的能力。
02 像点位移
像点位移的定义
01
像点位移是指摄影像片上同名像 点在立体观察时，由于摄影中心 与投影中心的不重合而产生的移 动。
在实际应用中，可以采用先进的摄影测 量技术和方法，如数字摄影测量、自动 化测图等，以提高测量精度和效率。
通过建立数学模型，将像点位移和方 向偏差对测量结果的影响进行量化， 以便进行误差分析和精度评估。
05 实际应用案例
航空摄影测量中的像点位移和方向偏差
航空摄影测量是利用航空器上安装的摄像设备，对地面物体进行拍摄，然后通过处理这些照 片来获取地形信息的方法。在航空摄影测量中，像点位移和方向偏差是常见的问题，它们会 对测量结果造成影响。
三维重建中的像点位移和方向偏差处理
三维重建是指利用多张照片或者多个角 度的影像来重建物体三维表面的方法。 在三维重建中，像点位移和方向偏差的
处理也是非常重要的。
像点位移和方向偏差会导致重建的三维 模型与实际物体存在偏差，影响重建结 果的精度和可靠性。因此，需要进行一
摄影测量坐标系ppt课件
像 片 外 方 位Z 角 元 素
D
像片倾角
Z zy Y
x s
o
Y
X
像片旋角
v
N
方位角
A
X
§3.6 像点的空间直角坐标变换 与中心投影构像方程
一
像
点 x x'cos y'sin 的 y x'sin y'cos
y y’
a x’
平 面
o
x
坐 标
x
y
cos sin
sin x
cos
y
变
X A
YA
Z A
Xs Ys Zs
X x a1 a2 a3 x
Y
Z
R y f
bc11
b2 c2
b3 c3
y f
x f a1 ( X A X s ) b1 (YA Ys ) c1 (Z A Z s ) a3 ( X A X s ) b3 (YA Ys ) c3 (Z A Z s )
cos
0
0 sin cos sin 0 cos 0
0 1
a1 a2 a3
b1
b2
b3
c1 c2 c3
2、以X 轴为主轴的’-’-’转角系统的坐标变换
a1 coscos a2 cossin a3 sin b1 cossin sin sin cos b2 coscos sin sin sin b3 sin cos c1 sin sin cossin cos c2 sin cos cossin sin c3 coscos
正交变换矩阵的特点
a2 1
a22
a32
1
b2 1
b2 2
《摄影测量测》课件
4 其他应用领域
摄影测量测可用于测量建筑物的尺寸、 形态和变形等，为建筑设计和维护提供 便利。
摄影测量测还广泛应用于城市规划、环 境保护、灾害监测等各行业领域。
结论
摄影测量测对我们的意义不可忽视。它为我们提供了准确的地理信息，支持各行业的决策和规划。
未来，随着技术的不断发展，摄影测量测将在更多领域得到应用，为人类的发展做出更多贡献。 感谢大家参与本次摄影测量测的PPT课件学习，希望对大家有所启发和帮助。
《摄影测量测》PPT课件
欢迎大家来到本次摄影测量测的PPT课件。今天我们将介绍摄影测量测的基础 知识、方法、数据处理以及应用领域。让我们一起探索摄影测量测在地理信 息领域的重要性和未来发展前景。
介绍
什么是摄影测量测？摄影测量测是利用相机、经纬仪、测距仪等设备通过测量影像几何信息来推 算实地地物位置和形态的一门高科技技术。
基本原理
摄影测量测基于相机的 光学成像原理，通过测 量影像中的几何信息推 算地物位置和形态。
主要内容
摄影测量测的主要内容 包括摄影测量测仪器、 方法和数据处理等方面。
摄影测量测的仪器和设备
相机
航空摄影机是摄影测量测中最常用的工具，用 于获取地物的影像。
经纬仪
经纬仪用于测量相机在空间中的姿态，为影像 几何校正提供基础。
测距仪
测距仪用于测量地面上地物与相机的距离，为 影像测量提供距离信息。
其他仪器和设备
除相机、经纬仪和测距仪外，还有其他辅助设 备，如航空平台、GPS等。
摄影测量测的方法
1
后方交会法
2
通过已知地物的三维坐标和对应影
像上的投影坐标，调整相机的姿态
参数。
3
尺法，还有其他影像处理和几何推
摄影测量基础知识课件
05
摄影测量实践与技能提升
掌握基本操作技能与规范要求
摄影测量仪器设备使用
熟悉各类摄影测量仪器设备的性能、特点和操作流程，能 够准确设置参数和操作流程，确保测量数据的准确性和可 靠性。
摄影测量软件应用
掌握摄影测量软件的基本功能和应用技巧，包括数据处理 、图像拼接、三维建模等，提高数据处理和图像分析的效 率。
THANK YOU
像片控制测量与空中三角测量
像片控制测量
像片控制测量是摄影测量的重要环节之一，通过在像片上选择控制点并测定其坐标，为后续的空中三角测量提供 基础。控制点的选择应遵循一定原则，如分布均匀、覆盖整个拍摄范围等。
空中三角测量
空中三角测量是摄影测量的核心环节，通过在多张像片上确定像片之间的几何关系，从而实现对目标点的三维定 位。空中三角测量需要借助像片控制点坐标和相机内外参数等信息，通过一定的算法计算出目标点的空间位置。
摄影测量基础知识课件
目 录
• 摄影测量概述 • 摄影测量基本技术 • 摄影测量应用领域与案例 • 摄影测量新技术与发展趋势 • 摄影测量实践与技能提升
01
摄影测量概述
摄影测量的定义与分类
定义
摄影测量是指通过使用摄影机或其他传感器系统获取图像，并通过测量和分析 这些图像来获取目标物体的形状、大小、位置和运动信息的一门技术。
03
摄影测量应用领域与案例
城市规划与土地利用调查
城市规划
摄影测量技术可以提供高精度的地形 数据和空间信息，有助于城市规划师 合理规划城市空间布局，合理安排公 共设施、交通网络和绿地等。
土地利用调查
通过摄影测量技术，可以获取各类土 地利用数据，包括建设用地、农业用 地、林地等，为土地资源管理和利用 提供基础数据。
摄影测量基础知识ppt
P
重
on f tg
要
oc f tg
2
v S
i
o
W
oi f ctg
T
c
点
n
线 得
J V vN C O
V E
数
ON Htg
T
学
CN Htg
关
2
Si ci f
sin
系
SJ iV H
sin
透视变换得练习1
已知 E 平面上有 A 点,在像平面上作对应得像 a
主合点
中
心
投
影
作
像片得方位元素:确定航空摄影瞬间,摄影中心 与像片在地面设定得空间坐标系中得位置与姿 态得参数称为像片得方位元素。
一、像平面上得坐标系
1、框标坐标系 边框标
原点：框标连线交点P x轴：航向框标连线方向
y轴：y 旁向框标连线方向
x
P
机械框标（或边框标）
角框标
原点：框标连线交点P x轴：框标连线在航向方向夹角的平分线 y轴：垂直于x轴的方向作为y轴
坐标轴得正方向都按右手定则确定。
2、像平面坐标系(o-xy) 原点:象主点o x、y轴分别平行于框标坐标系得x、y轴。
交点为a 4)连T1i1与SB,
交点为b 5)a与b 连线
透视变换得练习3
已知垂直物面得空间直线 AB,在像平面上作对应得像 ab
中
心
投
影
作
图
v
迹点
主合点
P
S
i
T
b
a
B
v
AE
T
作图步骤: 1)按E面上点作图方式确
定a 2)找像底点n 3)连接na 4) na与SB得交点为b 5)a与b 连线
《摄影测量学》PPT课件
7-4 航测立体测图作业工序流程
精选ppt
6
目录
第八章 数字地面模型概述
第九章 像片纠正、正射投影技术及综合法测图
9-1 像片纠正的概念与分类 9-2 透视投影变换纠正（常规纠正） 9-3 数字纠正 9-4 综合法测图
精选ppt
7
目录
第十章 数字摄影测量基础知识
10-1 10-2 10-3 10-4
精选ppt
17
第四章 立体观察和立体量测 返回目录
§4-5 立体坐标量测仪
⑸ p车架 带动右像片相对左像片作x方向运动（左片不动） 带动p读数装置（0.01mm）
⑹ q车架 带动右光路相对左光路作y方向运动（左光路不动） 带动q读数装置（0.01mm）
⑺ 像片盘
18cm×18cm 或23cm×23cm
坐标量测精度达1µm
具有坐标自动记录功能
2、 解析立体测图仪（使用立体坐标量测功能）
1833年，惠斯通（英）证实，人眼的分辨远近的本 质是生理视差。
设远近不同的两点A、B在人眼视网膜上产生的生理 视差为σ
BAb1a1b2a2
BA0 BA0 BA0
感B 觉 近 A远
rBrA
感B 觉 远 A近
rBrA
感A 觉 、 B等远近 rBrA
精选ppt
10
第四章 立体观察和立体量测 返回目录
精选ppt
18
第四章 立体观察和立体量测 返回目录
§4-5 立体坐标量测仪
⑻ 照明设备 一般使用透明正片或负片
精选ppt
19
第四章 立体观察和立体量测 返回目录
§4-5 立体坐标量测仪
2、立体坐标量测作业过程 ⑴ 像片归心 使像平面上坐标系
《摄影测量基础知识》课件
摄影测量基本原理包括相对定 向、绝对定向、影像立体模型 构建、影像测量及精度分析。
摄影测量的数据获取
摄影测量的设备 摄影测量的数据处理流程
摄影测量中的摄影参数
航空及卫星遥感影像、数字相机、扫描影像仪等。
包括相对定向、绝对定向、立体模型构建、三维 测量以及误差分析和精度评价。
包括焦距、主距、透镜畸变、像点坐标等。
摄影测量的数据处理
数据处理方法
数字摄影测量使用计算机对影像 进行处理，包括同名点测量、影 像匹配、立体三角测量、DEM生 成等。
错误分析和精度评价
摄影测量中的误差来源包括影像 畸变、摄影量测误差和DEM精度 误差等，需要进行错误分析和精 度评价。
摄影测量的应用
摄影测量在地图制图、建筑设计、 环境监测、城市规划等领域上都 有广泛的应用。
摄影测量基础知识
本PPT课件将介绍摄影测量的基础知识，包括定义、基础原理、数据处理、应 用以及未来趋势和影响。
什么是摄影测量
1 定义
2 作用
摄影测量是一种基于摄影 的测量方法，用于从影像 中测量物体的坐标、形状、 大小和位置等特征。
摄影测量可用于制作高精 度地图、评估路网、监测 建筑物变形、计算土地利 用、测量水体面积等众多 领域。
3 应用
摄影测量广泛应用于地理 信息、测绘、城市规划、 环境监测、农业等领域。
摄影测量的基础知识
光学基础知识
摄影测量需要了解光学基础知 识，例如相机的光学结构、感 光几何基础知 识，例如坐标和距离的计算、 三角形成像原理、投影变换等。
摄影测量的基本原理
1
最新进展
数字化、智能化、自动化、精确化是摄
未来趋势
2
影测量技术的最新趋势，立体匹配和对 象提取等技术将得到更广泛的应用。
摄影测量学ppt课件
33
Virtuozo NT数字摄影测量工作站工作流程
34
本章思考题
什么是数字相关？ 什么是数字摄影测量？全数字摄影测量？ 什么是影像相关？什么是影像匹配？ 获取数字化影像有哪几种途径？数字化过 程包括？ 什么是采样、量化？ 什么是影像分割？ 什么是同名核线？什么是核线相关？
35
N 1
u
gg
u
v
g g 1
u
v
gv2
gu2
(Gi, j1 Gi1, j )
ji
gv2
(Gi, j Gi1, j1)
ji
(guv )
(Gi, j1 Gi1, j )(Gi, j Gi1, j1)
Z
S1
22
2. 匹配窗口的构成
传统的影像匹配中，以影像窗口中心为匹配点。
跨接法的匹配窗口将两个窗口连接起来构成一个匹配窗口。
其中一个特征可以是已经匹配的特征 Fb，也可以是待匹配的
特征 ；另一个是待匹配的特征。
S2
S2
Z
Z
S1
S1
Fb Fe
Fb
Fe
这种窗口是随着影像的纹理结构而变化的。
23
1跨)待接匹法配匹的配特窗征始口终的位特于点边缘，不是窗口的中心；
以 x0为阈值, 将窗口内的影像分为大于 x0
和小于 x0 两个区域,区域的边界形成了
频
边缘.
数
不理想的 直方图
x0
x灰度
17
2. 梯度算子
一个灰度函数 f ( x0 , y0 )在坐标 (x0 , y0 ) 上的梯度：
f
G
摄影测量与遥感之综合知识ppt课件
灾害监测与评估
灾害预警
通过分析遥感影像，可以及时发现灾害 隐患，如滑坡、泥石流等，为灾害预警 提供支持。
VS
灾后评估
在灾害发生后，可以利用遥感技术评估灾 害损失，如 展
高光谱遥感
高光谱遥感是一种新型的遥感技术，通过获取地物的高光谱 信息，实现对地物的精细分类和识别。随着遥感技术的不断 发展，高光谱遥感的应用范围越来越广泛，在环境监测、城 市规划、农业管理等领域发挥着重要作用。
监测环境和资源变化
通过定期的遥感监测，可以及时发现环境和资源的变化， 为环境保护、资源管理和可持续发展提供决策依据。
提高生产力和效率
摄影测量与遥感技术能够提高生产力和效率，减少人力和 物力的投入，缩短项目周期，降低成本。
促进科学研究
摄影测量与遥感技术能够提供大量的地理信息数据，为科 学研究提供重要的数据支持，促进地理学、环境科学、地 球科学等相关学科的发展。
高光谱遥感的优点在于能够获取地物丰富的光谱信息，从而 更加准确地识别地物类型和特征。同时，高光谱遥感还可以 通过分析地物的光谱曲线，推断出地物的物理和化学性质， 为相关领域的研究和应用提供有力支持。
雷达遥感
雷达遥感是一种主动式遥感技术，通过向地面发射电磁波并接收反射回来的信号，实现对地面的观测 。与传统的光学遥感相比，雷达遥感具有不受光照和时间限制的优点，因此在夜间和恶劣天气条件下 具有更好的应用效果。
应用领域拓展
随着技术的发展和应用需求的增加，摄影测量与遥感技术的应用领域不断拓展，不仅应用 于资源调查、环境监测等领域，还逐渐拓展到城市规划、智慧城市、自动驾驶等领域。
02 摄影测量技术
航空摄影测量
航空摄影测量的优点包括
覆盖范围广、信息量大、精度高、可重复性强等。
摄影测量与遥感-ppt.
1、利用立体像对两张像片的 相对方位元素，计算模型点 的三维坐标；
2、利用立体像对两张像片 的外方位元素，计算地面点 的地面坐标。
o1 a1
o2 a2
S1
S2
AA
Z
Y
B
S
BX
Z Y X aP1
Z
Y
S
X
BZ
BY
Z
P2
a
X X
Y
Z
Z
Y X A X Y
X NX BX X BX N X
XT XT
XS XS
) b1(YT ) b3(YT
YS YS
) c1( ZT ) c3( ZT
ZS ZS
) )
y
f
a2(
XT
XS
)
b2 (YT
YS
) c2(
ZT
ZS
)
a3( XT X S ) b3(YT YS ) c3( ZT ZS )
(X(TX,Y,YT ,,ZZT ) A
③立体量测观察系统
3、分像方法
②互补色法
3、分像方法
③偏振光法
3、分像方法
④交替光阑法 （闪闭法、光闸法）
量测的内容：
像点坐标量测、左右视差量测、上下视差量测。借助于有测
量标志的量测工具或仪器进行。
测标
测标的作用
测标的种类
1、什么叫单像空间后方交会 利用地面控制点及其在片像上的像点，确定像
匹配方法基 基于 于特 灰征 度的 的影 影像 像匹 匹配 配(（小影区像域特内征影为像匹灰配度基分础布） 为匹配基础）
匹配点确定的基础：匹配测度。基于不同的理论可以定义各 种不同的匹配测度，因而形成了各种影像匹配方法
摄影测量基础知识 ppt课件
2、平行投影与中心投影 [Central Projection & Parallel Projection ]
投射线互相平行的
正射投影（垂直投影）
投影，叫做平行投影。
§3-2中心投影的基本知识
2、平行投影与中心投影
地形图是地面的什么投影？
AB
D C
地形图
a0
b0 c0
d0
地形图在局部范围内是地面的正射投影！ 航摄像片？？
夹角。要求像片旋角<6
片
旋
角
o2
o1
像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
§3-2中心投影的基本知识
一 中心投影的基本知识
1、投影[Projection]
一个空间点按一定方式在一个平面上的构像，叫做该 空间点的投影。
物点、像点、投射线、像面（投影平面）
物点
像面
投影射线 像点
§3-2中心投影的基本知识
数学工具：微 分
dc
f
ab
P0 P
S
H
AB
CD
§3-1 航空摄影
1、像点比例尺的概念和一般公式
？
• 像点比例尺的概念
1lims ds m s0S dS
点比例尺定义：为像片上 某点在某一方向上的无穷 小线段与地面上相应线段 长度比的极限。
§3-1 航空摄影
摄影比例尺与成图比例尺的关系
§3-1 航空摄影
绝对航高：航摄仪物镜 中心S在摄影瞬间相对于 大地水准面的高度。
H0hHT
§3-1 航空摄影
航高差
同一航线上相邻像片的航高差不得大于30m，最大航高与 最小航高之差不得大于50m；
摄影分区内实际航高与设计航高之差不得大于设计航高的 5%。
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数字摄影测量技术在构建数字城 市中的应用
1、数字摄影测量技术 2、数字城市 3、数字摄影测量技术的应用
一、数字摄影测量技术
数字摄影测量（Basic concept of digital photogrammetry）是基于数字影像和摄影测量的 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 对像以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。美国等国称之为软拷贝摄影测量 （Softcopy Photogrammetry），我国王之卓教 授称为全数字摄影测量（Full Digital Photogrammetry）。这种定义认为，在数字摄影 测量过程中，不仅产品是数字的，而且中间数据的 记录以及处理的原始资料均是数字的。
二、数字城市
• 随着数字城市技术的发展，以二维数据为肢体的 GIS应用，已经不能满足城市专业应用的空间数 据表现形式； • 一种更加直观的，所见既所得的三维空间数据逐 渐成为一种崭新的，客户热衷的数据表达方式， 它将成为数字城市乃至数字地球的核心数据。
三维数字城市建设中的关键及问题
• • • • 三维数字城市中 1、数据是数字城市的核心物质基础 数据标准 数据生产工艺 2、软件平台是系统运行的基础保障: • E都市、都市圈、城市猎人到Google Earth, Skyline、 World Wind • 国内:京国遥新天地信息技术有限公司开发的EV-Globe、 适普软件有限公司的IMAGIS，灵图软件技术有限公司的 VRMaP、武汉地大信息科技发展有限公司的 InfoEarth,TelluroMap、高德等。 • 3、行业应用是系统的生命力所在
3.2建立数字正射影像图(DOM)
1.2.2城市建模
• 随着城市信息化的发展，数码城市与城市建模越来越受到重视。其基本原还是利用 DSM与相应的影响结合，实现城市建模。 • 三维城市模型，又称为城市三位模型，它的构建与应用是目前国际遥感。地理信息系 统及相关学科研究的热点，目前三维建模大致有如下解决方法：一是直接使用三维制 作软件，比如计算机辅助绘图设计软件（AUTOCAD）、三维动画设计软件 （3DMAX）等建模，这种方法能逼真地表达城市的精细结构和材质特征，基本上能 够满足虚拟现实技术的3I（immersion、interactive、imagination，即沉浸、交互、 构想）的要求，特别是对于那些自然景物和不规则建筑物等效果比较好，但是对于大 范围的区域，如果每个模型都这样建立，不仅费时费力，而且也不经济；而是直接利 用传统GIS的二维线划数据及其相应的高度属性进行三维建模，各建筑物表面还可以 加上相应的纹理， • 但是采用此方法只局限于较规则建筑物的三位模型，此外还有一种方法就是利用数字 摄影技术进行三维建模，这种方法具有自动化程度高、建模速度快、 • 易于实时更新等特点，利用数字摄影测量技术能方便快捷地进行数字线划矢量图 （DLG）的测绘、数字高程模型（DEM）的建立、数字正摄影像图（DOM）的制作、 3DCM的建立，甚至还可以提取建筑物的纹理，建立纹理库等。
但目前,三维数字城市建设过程中普遍存在的问题 批评和质疑声音不绝于耳 ― 花瓶、昂贵的城市名片、除了看看没有用… 原因一：数据覆盖范围与业务需求不匹配只建设城市核 心地带三维数据城市经济活跃区往往位于城乡 结合部深层原因：建设成本高、建设速度慢 原因二：软件难以支撑大数据量管理和多类型数据整合 原因三：缺乏结合业务的行业应用 在三维数字城市建设过程中, 数据是三维数字城市的核 心. 但现实世界纷乱复杂，三维建模如何取舍？ • ―： 道路、建筑物、纹理、城市部件、绿化… • 二：真实与美观之间，哪个更重要？ • • • • • • • • •
• • • •
4D效果图
数字摄影测量技术建立三维模型
• 1.2建模原理
• 1.2.1基于影像的三位建模原理 • 基于摄影测量与计算机视觉技术正越来越广泛地应用于各 个领域。 • 其基本原理是首先利用摄影测量的影像，构建三位数字表 面模型（ • DSM）。对物体摄取一组影像，由此构建其数字表面模型 并生成“点云”，将它连接构建TIN。最后将影像的“纹理” 映射到由点云构成的空间三角网上，就能建立空间物体的 三位模型。
数字三维模型图
三、数字摄影测量技术在构建数字城市 的应用
• “数字城市”是以城市的基础空间信息为基础的。 其基础空间信息包括：数字高程模型(DEM)、全 要素数字地形图以及数字正射影像图等。
• 3．1建立数字高程模型(DEM)
数字高程模型，是建立数字城市的基础信息之一，是 赖以构建城市三维景观和进行各种工程设计的基础信息。 目前我国仅有约1／8的城市建立了一定范围的DEM ， 使用的格网尺寸为5-25m，格网点高程精度为0．25— 1．2m。数字摄影测量系统具有自动大规模生产DEM 、 自动生成等高线等功能，可提高生成等高线的效率。
4D产品
• • • • • • DOM (数字正射影像图) 利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像4D效果 数DEM格网图 据。 它的信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和 社会经济信息 DEM (数字高程模型) 数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。可制作透视图、断面图，进行工 程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、 洪水淹没区分析。 DRG (数字栅格地图) 数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。 可作为背景与其他空间信息相关， 用于数据采集、评价与更新，与DOM、DEM集成派生出新的可视信息。 DLG (数字线划地图) 现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。数字线划图既包括空间信息也包括 属性信息，可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、 环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础。
1、数字摄影测量技术 2、数字城市 3、数字摄影测量技术的应用
一、数字摄影测量技术
数字摄影测量（Basic concept of digital photogrammetry）是基于数字影像和摄影测量的 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 对像以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。美国等国称之为软拷贝摄影测量 （Softcopy Photogrammetry），我国王之卓教 授称为全数字摄影测量（Full Digital Photogrammetry）。这种定义认为，在数字摄影 测量过程中，不仅产品是数字的，而且中间数据的 记录以及处理的原始资料均是数字的。
二、数字城市
• 随着数字城市技术的发展，以二维数据为肢体的 GIS应用，已经不能满足城市专业应用的空间数 据表现形式； • 一种更加直观的，所见既所得的三维空间数据逐 渐成为一种崭新的，客户热衷的数据表达方式， 它将成为数字城市乃至数字地球的核心数据。
三维数字城市建设中的关键及问题
• • • • 三维数字城市中 1、数据是数字城市的核心物质基础 数据标准 数据生产工艺 2、软件平台是系统运行的基础保障: • E都市、都市圈、城市猎人到Google Earth, Skyline、 World Wind • 国内:京国遥新天地信息技术有限公司开发的EV-Globe、 适普软件有限公司的IMAGIS，灵图软件技术有限公司的 VRMaP、武汉地大信息科技发展有限公司的 InfoEarth,TelluroMap、高德等。 • 3、行业应用是系统的生命力所在
3.2建立数字正射影像图(DOM)
1.2.2城市建模
• 随着城市信息化的发展，数码城市与城市建模越来越受到重视。其基本原还是利用 DSM与相应的影响结合，实现城市建模。 • 三维城市模型，又称为城市三位模型，它的构建与应用是目前国际遥感。地理信息系 统及相关学科研究的热点，目前三维建模大致有如下解决方法：一是直接使用三维制 作软件，比如计算机辅助绘图设计软件（AUTOCAD）、三维动画设计软件 （3DMAX）等建模，这种方法能逼真地表达城市的精细结构和材质特征，基本上能 够满足虚拟现实技术的3I（immersion、interactive、imagination，即沉浸、交互、 构想）的要求，特别是对于那些自然景物和不规则建筑物等效果比较好，但是对于大 范围的区域，如果每个模型都这样建立，不仅费时费力，而且也不经济；而是直接利 用传统GIS的二维线划数据及其相应的高度属性进行三维建模，各建筑物表面还可以 加上相应的纹理， • 但是采用此方法只局限于较规则建筑物的三位模型，此外还有一种方法就是利用数字 摄影技术进行三维建模，这种方法具有自动化程度高、建模速度快、 • 易于实时更新等特点，利用数字摄影测量技术能方便快捷地进行数字线划矢量图 （DLG）的测绘、数字高程模型（DEM）的建立、数字正摄影像图（DOM）的制作、 3DCM的建立，甚至还可以提取建筑物的纹理，建立纹理库等。
但目前,三维数字城市建设过程中普遍存在的问题 批评和质疑声音不绝于耳 ― 花瓶、昂贵的城市名片、除了看看没有用… 原因一：数据覆盖范围与业务需求不匹配只建设城市核 心地带三维数据城市经济活跃区往往位于城乡 结合部深层原因：建设成本高、建设速度慢 原因二：软件难以支撑大数据量管理和多类型数据整合 原因三：缺乏结合业务的行业应用 在三维数字城市建设过程中, 数据是三维数字城市的核 心. 但现实世界纷乱复杂，三维建模如何取舍？ • ―： 道路、建筑物、纹理、城市部件、绿化… • 二：真实与美观之间，哪个更重要？ • • • • • • • • •
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4D效果图
数字摄影测量技术建立三维模型
• 1.2建模原理
• 1.2.1基于影像的三位建模原理 • 基于摄影测量与计算机视觉技术正越来越广泛地应用于各 个领域。 • 其基本原理是首先利用摄影测量的影像，构建三位数字表 面模型（ • DSM）。对物体摄取一组影像，由此构建其数字表面模型 并生成“点云”，将它连接构建TIN。最后将影像的“纹理” 映射到由点云构成的空间三角网上，就能建立空间物体的 三位模型。
数字三维模型图
三、数字摄影测量技术在构建数字城市 的应用
• “数字城市”是以城市的基础空间信息为基础的。 其基础空间信息包括：数字高程模型(DEM)、全 要素数字地形图以及数字正射影像图等。
• 3．1建立数字高程模型(DEM)
数字高程模型，是建立数字城市的基础信息之一，是 赖以构建城市三维景观和进行各种工程设计的基础信息。 目前我国仅有约1／8的城市建立了一定范围的DEM ， 使用的格网尺寸为5-25m，格网点高程精度为0．25— 1．2m。数字摄影测量系统具有自动大规模生产DEM 、 自动生成等高线等功能，可提高生成等高线的效率。
4D产品
• • • • • • DOM (数字正射影像图) 利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像4D效果 数DEM格网图 据。 它的信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和 社会经济信息 DEM (数字高程模型) 数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。可制作透视图、断面图，进行工 程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、 洪水淹没区分析。 DRG (数字栅格地图) 数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。 可作为背景与其他空间信息相关， 用于数据采集、评价与更新，与DOM、DEM集成派生出新的可视信息。 DLG (数字线划地图) 现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。数字线划图既包括空间信息也包括 属性信息，可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、 环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础。