全数字摄影测量基础解析PPT教学课件
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摄影测量学 8 数字摄影测量68页PPT
摄影测量学 8 数字摄影测量
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
全数字摄影测量基础解析PPT课件
第8页/共91页
一. 影像灰度
F0
底
F
片
图8-1 底片透光能力
透光率T： T F阻光率O： F0
影像灰度：D lg O
第9页/共91页
O F0 F
二. 数字影像及获取方法
第10页/共91页
二. 数字影像及获取方法
数字影像表达形式
g0,0
g
g1,0
g0,1 g0,n1
g1,1
g1,n1
及最邻近像元法。
第18页/共91页
四.影像数字化器
对摄取的航摄像片进行采样和量化，是获取数字影 像的方法之一。 形式：电子光学扫描器和固体陈列数字化器。
图8-3 滚筒式电子-光学数字化器结果示意图
第19页/共91页
第三节 基于灰度的 数字影像相关
第20页/共91页
主要内容
概念 基于灰度的数字影像相关 基于灰度的数字影像相关方法
第21页/共91页
一. 影像相关
影像匹配
立体测图的关键：寻找同名像点在左右像片上的位 置。
模拟测图：是作业人员通过双眼不断地在左右像片 上寻找同名像点。
数字摄影测量中，以影像匹配的方法自动确定同名 像点。
第22页/共91页
一. 影像相关
影像匹配
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。
流
计算最佳
程
计算参数值
匹配的点位
图
结束
第43页/共91页
三. 基于灰度的数字影像相关方法
➢二维最小二乘影像相关
➢系数 c1 1 c2 g2
c3
g2 x2
x2 a0
(g2 )x
g x
c4
一. 影像灰度
F0
底
F
片
图8-1 底片透光能力
透光率T： T F阻光率O： F0
影像灰度：D lg O
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O F0 F
二. 数字影像及获取方法
第10页/共91页
二. 数字影像及获取方法
数字影像表达形式
g0,0
g
g1,0
g0,1 g0,n1
g1,1
g1,n1
及最邻近像元法。
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四.影像数字化器
对摄取的航摄像片进行采样和量化，是获取数字影 像的方法之一。 形式：电子光学扫描器和固体陈列数字化器。
图8-3 滚筒式电子-光学数字化器结果示意图
第19页/共91页
第三节 基于灰度的 数字影像相关
第20页/共91页
主要内容
概念 基于灰度的数字影像相关 基于灰度的数字影像相关方法
第21页/共91页
一. 影像相关
影像匹配
立体测图的关键：寻找同名像点在左右像片上的位 置。
模拟测图：是作业人员通过双眼不断地在左右像片 上寻找同名像点。
数字摄影测量中，以影像匹配的方法自动确定同名 像点。
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一. 影像相关
影像匹配
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。
流
计算最佳
程
计算参数值
匹配的点位
图
结束
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三. 基于灰度的数字影像相关方法
➢二维最小二乘影像相关
➢系数 c1 1 c2 g2
c3
g2 x2
x2 a0
(g2 )x
g x
c4
摄影测量基础知识PPT课件
摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取 的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射 投影地形图
.
28
三、航摄像片上特殊的点、线、面
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 系称为透视变换
.
29
航摄像片中的重要点、线、面
Es S ho
例 尺
大比例尺 中比例尺
1:4000 ～1:6000 1:8000 ～1:12000 1:15000～1:20000 1:10000～1:35000
1:1000 1:2000， 1:5000 1:5000 1:10000
小比例尺
1:20000～1:30000 1:35000～1:55000
1:25000 1:50000
式中m为像片比例尺分母，f为摄影机主距，H为摄影高度或称航 高。
按照摄影测量要求，像片比例尺分母的相对误差一般不应超过5 ％。因此，空中摄影测量飞行航高H的变换量也称航高差应限 制为：
.
15
另外，测量规范还规定同一航带内最大航高与最小航高 之差不得大于30m；摄影区域内实际航高与设计航高 之差不得大于50m。
的像对
p1
p2 p1
P2
S1
S2
S1
S2
理想像对
E 正直像对
.
E
19
7同名光线、同名像点、核线、核面
摄影基线
S1
同名像点
p1 l1
核面
S2
同名核线
p2 l2
A
.
20
核面：摄影基线与同一地面点发出的两条 同名光线组成的面
核线：核面与左右像片面的交线为同名核 线
《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。
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。
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首先，取出其中以待定点为中心的小区域中的影像 信号，然后，取出其在另一幅影像中相应区域的影 像信号，计算两者的相关函数，以相关函数最大值 对应的相应区域中心点为同名点。
以影像信号分布最相似的区域为同名区域，同名区
域的中心点为同名点。
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24
示意图
目 标 区
同名点
2020/10/16
摄影测量工作站(DPW)
2020/10/16
4
一. 影像量测方式的发展
早期的摄影测量阶段，对影像量测均需人工进行， 通过人眼与脑对影像进行人工定位、匹配与识别。
现阶段，计算机技术的发展，逐渐用计算机代替人 工完成一些摄影测量任务，即自动化测图。
电子相关技术：将像片上的灰度信号转化为电信号
光学相关技术
数字影像获取方式：直接获取；利用数字 化器对光学影像经过采样和量化而获得。 采样：将连续的灰度函数模型离散化
灰度量化：将采样得到的各像素点的灰度值取整 的过程。
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13
二. 数字影像及获取方法
采样
对实际连续函数模型离 散化的量测过程
样点
被量测的“点”是小的区 域----像素
采样间隔
第七章 数字摄影测量
2020/10/16
1
主要内容
§7.1.概述
§7.2.数字影像及数字影像重采样
§7.3.基于灰度的数字影像相关
§7.4.SIFT匹配方法
§7.5.核线相关与同名核线的确定
§7.6.数字摄影测量系统
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2
第一节 概述
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3
主要内容
影像量测方式的发展 数字摄影测量的概念 数字摄影测量系统(DPS)或数字
2020/10/16
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一. 影像相关
影像匹配
立体测图的关键：寻找同名像点在左右像片上的位 置。
模拟测图：是作业人员通过双眼不断地在左右像片 上寻找同名像点。
数字摄影测量中，以影像匹配的方法自动确定同名 像点。
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一. 影像相关
影像匹配
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。
卷积核是一个三角形函数
y1
y2
y
a
x1
11 y x 12
P
x2
13 b 14
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x
18
三.影像重采样理论
g 1 2[ (x1) (y1)g1(y1)x1g2 x1y1g3(x1)y1g4]
影像灰度内插方法：双线性内插法、双三次卷积法 及最邻近像元法。
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四.影像数字化器
矩形（或正方形）的长与
宽通常称为像素的大小
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14
二. 数字影像及获取方法
灰度量化的方法：将航摄像片上有可能出现的最 大灰度范围进行等分为若干个“灰度等级”，当 采样点的灰度值落在某个灰度级内，则取其为此 像素点的灰度值。
灰度等级的表示：
i2M (M 1 ,2 , ,8 )
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8
主要内容
影像灰度 数字影像及获取方法 数字影像重采样 影像数字化器
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9
一. 影像灰度
F0
底
F
片
图8-1 底片透光能力
透光率T： T F阻光率O： F0
O F0 F
影像灰度：DlgO
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10
二. 数字影像及获取方法
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二. 数字影像及获取方法
数字影像表达形式
g0,0
g
g1,0
g0,1 g0,n1
g1,1
g1,n1
gm1,0 gm1,1 gm1,n1
xx0i (i0 ,1 , n 1 ) 20y 20 /10y /10 6j (j0 ,1 , m 1 )
频率域
傅立叶变化
12
二. 数字影像及获取方法
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6
三. 数字摄影测量系统(DPS)或 数字摄影测量工作站(DPW)
普通计算机影像数据处理系统
软件：影像数据处理软件系统
硬件：影像数字化装置、影像或图形输出装置、电 子计算机(微机或工作站)
自动化功能还有限，很多工作还要人工参与。
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7
第二节 数字影像及 数字影像重采样
坐标组成误差方程式，平差解算。
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16
三.影像重采样理论
求解不在原始像片上的像元素中心的像点的坐标值 时的再一次采样，称为重采样(Resampling)
•••••
• • •• • •
不
•••••
在 采
•••••
样
•••••
点
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三.影像重采样理论
双线性插值法
W (x ) 1 (x )0 , x 1
2则020认/10/为16 (c，r)为同名点。此处，i=4，j=4。
28
二. 基于灰度的数字影像相关
2.一维相关
在核线影像上，只需要进行一维搜索。
目标区的选择：理论上，目标窗和搜索窗均可以是一 维窗口。但是，由于两影像窗口的相似性测度一般是 统计量，目标窗口中的像素不应太少；若目标区长， 由于一般情况下，灰度信号的重心与几何重心并不重 合，而相关函数的高峰值总是与最强信号一致，加之 影像的几何变形，就会产生相关误差。
数字相关技术：电信号转化为数字信号，由计算机
实现202相0/10关/16运算
5
二. 数字摄影测量的概念
利用数字灰度信号，采用数字相关技术量测同名像 点，再通过解析计算，进行内定向、相对定向和绝 对定向，建立数字立体模型，从而建立数字高程模 型，绘制等高线，制作正射影像以及为地理信息系 统提供基础信息等的工作。
15Байду номын сангаас
二. 数字影像及获取方法
像素点的平面坐标：数字化影像中同一像点的像
平面坐标x，y与其扫描坐标 x, y不相等，需进行 换算(数字影像内定向)，用仿射变换公式变换
xh0h1xh2y
yk0k1xk2y h 0 、 h 1 、 h 2 、 k 0 、 k 1 、 k 2为内定向参数，其数值由
像片上四个框标点的扫描坐标及其相应的像平面
对摄取的航摄像片进行采样和量化，是获取数字影 像的方法之一。 形式：电子光学扫描器和固体陈列数字化器。
图8-3 滚筒式电子-光学数字化器结果示意图
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第三节 基于灰度的 数字影像相关
2020/10/16
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主要内容
概念 基于灰度的数字影像相关 基于灰度的数字影像相关方法
互相 关函 数
搜 索 区
相似程
度
25
影像匹配---同名点寻找
2020/10/16
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二. 基于灰度的数字影像相关
利用计算机对数字影像进行数值计算完成影像的相关
l
1. 二维相关
n
搜
k
索
m
i,j
区
目标区
2020/10/16
27
1
2
3
测相 度似
性
4
5
6
7
8
9
c,rm aix jji ji0 0 k 2 2 l n 2 m 2 ,,,,ii0 0 2 lk 2 n 2 m 2