摄影测量的现状与发展-张祖勋院士

摄影测量学的发展状况

摄影测量学的发展状况Last revision on 21 December 2020

摄影测量学的发展状况 胡鹏 中国石油大学（华东）青岛校区，266555 摘要本文主要介绍了摄影测量学的概念及发展状况。随着信息时代的发展，3S技术的逐渐成熟，数字地球的逐步发展，以及先进的仪器设备制造产业的发展，摄影测量的应用领域也越来越宽.定位技术，空三，DOM制作，影像匹配，自动变换匹配是摄影测量学的核心，围绕着这些方法技术，摄影测量学的发展更加完善。 关键词摄影；测量；数字地球；定位技术；空三；DOM制作；影像匹配；自动变换匹配 The State of The Photographic Surveying Hu Peng China University of Petroleum（Qingdao Campus）26555 Abstract This passage is mainly about the concept and development of Photographic Surveying。With the development of information era，the maturity of 3S Technology, the development of the Digital Earth, and the development of the instrument equipment manufacturing industry, the application fields of the Photographic Surveying has become wider and wider. Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching are the core of the Photographic Surveying, around with these methods and technology, the development of Photographic Surveying will become more and more complete. Key words :Photography, Surveying, Digital Earth, Positioning technology, aerial triangulation, DOM producing, image matching, automation matching. 0 引言 随着计算机技术以及数字图像处理、模式识别、计算机视觉和人工智能等相关技术的不断发展,摄影测量与计算机学科相互渗透交叉,摄影测量在经历模拟摄影测量、解析摄影测量两个发展阶段后,现已进入数字摄影测量阶段,这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。从测绘学科而言,传统的摄影测量已发展为新兴的信息产业;从摄影测量学科而言,经典的摄影测量已发展为摄影测量与计算机视觉。数字摄影测量所使用的设备最终将是计算机加上相应的标准外设,它的产品形式是全数字化的数字产品。随着传感器技术和自动化技术的发展,当代数字摄影测量不仅依然是遥感空间信息获取的重要分支学科,而且其研究及应用范围变得非常广泛。 现代测绘技术, 已向集成化、实时化、动态化、数字化、自动化、智能化方向发展。经典的大地测量平面定位手段逐步被全球卫星定位系统技术所取代;传统的地图测制手段正向数字化测图技术过渡;传统的模拟测绘产品逐步向数字化地理信息产品转变;传统的测绘“老三仪”,即经纬仪、水准仪、平板仪开始向以为代表的现代测绘技术手段转化, 传统的测绘产业逐步向现代地理信息产业或现代测绘产业转变。尤其3S集成, 满足实时、准时要求的空间信息处理技术的应用, 将大大加快空间信息获取、处理与更新的速度, 为国民经济建设和社会发展以及管理决策提供更广泛、更有效的服务

摄影测量学基础复习资料

名词解释 1空中三角测量：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法。 2像点位移：由于在实际航空摄影时，在中心投影的情况下，当航摄的飞行姿态出现较大倾斜即像片有倾斜，地面有起伏时，便会导致地面点在航摄像片上构像相对于在理想情况下的构像，产生了位置的差异，这一差异称为像点位移。 3摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点间的空间距离。 4航向重叠：同一条航线上，相邻两张像片应有一定范围的影像重叠，称为航向重叠。 5旁向重叠：相邻航线相邻两像片的重叠度 6同名核线：同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面。 7像片的内方位元素：表示摄影中心与像片之间相互位置的参数，f,x0,y0 8像片的外方位元素：表示摄影中心和像片在地面坐标系中的位置和姿态的参数。 9相对定向：根据立体像对内在的几何关系恢复两张像片之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立与地面相似的立体模型。即确定一个立体像对两像片的相对位置。 10绝对定向元素：描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数。 11单像空间后方交会：利用至少三个已知地面控制点的坐标，与其影像上对应三个像点的影像坐标，根据共线条件方程，反求该像片的外方位元素。 12空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方法，称为空间前方交会。 13同名像点：同名光线在左右相片上的构像 填空 1、4D 产品是指 DEM 、DLG 、DRG 、DOM 。 2、摄影测量按用途可分为地形摄影测量、非地形摄影测量。 3、摄影测量学的发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。 4、模拟摄影测量是利用光学/机械投影方法实现摄影过程的反转。 5、解析摄影测量以电子计算机为主要手段，通过对摄影像片的量测和解析计算方法的交会方式来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质及其相互关系，并提供各种摄影测量产品的一门科学。 6、像点坐标的系统误差改正主要包括底片变形改正，摄影机物镜畸变差改正，大气折光改正和地球曲率改正。 7、共线方程表达的是像点、投影中心与地面点之间关系。 8、立体摄影测量基础是共面条件方程。 9、把一条航线的航摄像片根据地物影像拼接起来，各张像片的主点连线不在一条直线上，而呈现为弯弯曲曲的折线，称航线弯曲。 10、航摄像片为量测像片，有光学框标和机械框标。 11、地图是地面的正射投影，像片是地面的中心投影。 12、在像空间坐标系中，像点的z 坐标值都为-f 。 13、一张像片的外方位元素包括：三个直线元素(Xs 、Ys 、Zs ）：描述摄影中心的空间坐标值；三个角元素(?、ω、κ) ) ：描述像片的空间姿态。 14、相对定向的理论基础、目的、标准是两像片上同名像点的投影光线对对相交。 15、双像解析摄影测量的任务是利用解析计算方法处理立体像对，获取地面点的三维空间信息。 16、在摄影测量中，一个立体像对的同名像点在各自的像平面坐标系的x 、y 坐标之差，分别称为左右视差、上下视差。 17、解析法相对定向的理论基础是同名光线对对相交于核面内。 18、解析绝对定向需要量测 2 个平高和 1 个高程以上的控制点，一般是在模型四个角布设四个控制点。 19、解析空中三角测量按数学模型分为航带法、独立模型法、光束法。 20、像底点上不存在投影差，但存在倾斜误差。倾斜航片上等比线上点的倾斜误差等于零。 21、立体模型空间相对定向时，连续像对的相对定向元素为 ，单独像对的相对定向元素为 。 22、某像点的像平面坐标为(x,y)，摄影仪主距为f ，则该点在像空间坐标系中的坐标为(x ，y ，-f )。 23、摄影测量采用的五种常用坐标系中，地面测量坐标系是左手系。 222 v w b b φωκ、、、、22211ωκ?κ?、、、、

浅谈摄影测量技术及其发展历史

浅谈摄影测量技术及其发展历史 [作者信息] [摘要] 从19世纪中叶开始至今，摄影测量的发展可划分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个发展阶段。摄影测量学是测绘学的分支学科，它指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。 [关键词]摄影测量作用特点发展历史 1 前言 随着信息技术不断发展，科技水平飞速提高，电子产品、网络、出行工具等等都有了翻天覆地的变化，测绘技术也不例外。摄影测量学是测绘学的分支学科，它指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。 2 什么是摄影测量 2.1摄影测量的作用和特点 摄影测量的主要任务是对地观测，因此测绘各种比例尺的地形图和专题图，建立地形图数据库，并贮备各种地理信息系统的建立与更新时需要的基础数据。另外摄影测量还广泛应用在非地形测绘领域，比如对爆破、高温、真空等危险现场进行监测。 摄影测量的优点主要体现在以下几个方面： (1)影像记录的物体目标客观、信息丰富、图像清晰，人们可以比较方便的获得所需要的几何或物理信息。将影像信息作为制图的依据具有非常突出的优势。 (2)摄影测量不需要接触被测目标实物，因此测量作业不受工作现场条件的约束。例如对滑坡、泥石流等地质灾害的监测具有危险性，不可能让人去现场进行实地观测，摄影测量手段的应用就显得尤为重要了。 (3)摄影测量可以绘制动态变化或移动的目标。影像记录是对目标物体某时刻状态的真实反映，因此摄影测可以用来研究动态的目标。并且，这种研究是整体、全面、同时的，而非局部、片面、有时差的。例如研究液体、气体等移动的非固定目标时可以应用摄影测量技术。 (4)摄影测量可以绘制形态复杂的目标。在地形绘制中，应用经纬仪测绘山区的地形将会显得非常的困难，采集地形地貌的特征点时，如果丢失或缺少关键的特征点将会影响所绘地形图的准确性。 (5)影像资料可以重复使用，永久保存。一份影像资料客观详细的反映了该地的地表情况，成为记录当地信息的重要资料，通过对不同时期的影像资料对比，可以研究该地的地貌变化特征和发展规律。 在进行地貌测绘时，与全站仪的测绘方法相比，摄影测量有很大的优势。 ①出图时间短，生产快； ②操作人员劳动强度低，以内业工作为主。因为摄影工作将大部分测绘工作搬到了室内进行； ③节约测绘时所需要的经费； ④摄影测绘的地图精度高，客观逼真。 正因为摄影测量具有如此多的优势，所以这项技术的应用范围在逐渐扩展。 2.2摄影测量的基本原理 摄影测量学的方法很多，其中航空摄影测量的理论是最常用的。航空摄影测量是利用飞

摄影测量学复习资料

摄影测量学 第一章 1、摄影测量的定义、任务？ 定义：摄影测量与遥感是从非接触成像和其他传感器系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体可靠信息的工艺，科学与技术。其中摄影测量侧重于提取几何信息，遥感侧重于物理信息。任务：（1）测绘各种比例尺地形图。（2）建立数字地面模型（地形数据库）。 2、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所得的构象信息，从几何方面和物理方面 加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 3、解决的基本问题：几何定位和影像解译。 4、摄影测量的三个发展阶段及其特点。 1、航摄仪物镜的焦距与其主距有什么不同？ 焦距：自物方主点S1到物方焦点F1的距离称为光学系的物方焦距f1；自像方主点S2到像方焦点F2的距离称为镜头的像方焦距f2。 主距：像主点和摄影机物镜后节点之间的距离称为摄影机主距。 2、量测摄影机与非量测摄影机的区别？ （1）量测摄影机的主距是一个固定的已知值 （2）量测摄影机的承片框上具有框标，即固定不变的承片框上，四个边的中点各安置一个机械标志；框标，其目的是建立像片的直角，框标坐标系。 （3）量测摄影机的内方位元素是已知值。 3、航向重叠：摄影时飞机沿相邻影像之间必须保持一定的重叠度。一般P=50%~65%；P值最小不能小于53%。 旁向重叠：完成一条航线的摄影后，飞机进入另一条航线进行测量摄影，相邻航线影像之间也必须有一定的重叠。一般q=30%~40%，最小不得小于15%。 4、B与近景C之间这一段间隔内的所有景物，在像面上仍可获得清晰的图像，此时，近景 与远景之间的纵深度称为景深。 5、超焦点距离：当物镜向无限远物体对光时，不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜 不小于某一距离H的所有物体，其构象都很清晰，这个距离H就称为超焦点距离。 第三章 1、航摄像片上特殊的点、线、面。 （1）像主点：摄影中心S在像片平面上的投影点。 （2）像底点：主垂线与像片面P的交点n称为像底点。 （3）等角点：倾角α的平分线与像片面交于点C称C点为等角点。 （4）主纵线：主垂面W与像平面P的交线称为主纵线W。 （5）等比线：过像主点平行于合线的直线称为等比线。 2、摄影测量常用的坐标系统，它们是如何定义的？ （1）像平面坐标系：是以该像片的像主点为坐标原点的坐标系，用来表示像点在像片面上的位置，在实际应用中，常采用框标连线的交点为坐标原点，称为框标平面坐标系。X、y轴的方向按需要而定，常取与航线方向一致的连线为x轴，航线方向为正。 （2）像空间坐标系：以摄影中心S为坐标原点，X轴和Y轴分别与像平面直角坐标系的X轴和Y轴平行，Z轴与主光轴重合，向上为正，像点的像空间坐标系表示为（x、y、-f）。 （3）像空间辅助坐标系：其坐标原点是摄影中心S坐标轴依情况而定，通常有三种方法：a、以每一条航线的第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。 b、取u、v、w轴系分别平行于地面摄影测量坐标系D-XYZ，这样同一像点a在像空间坐标系中的坐标为x、y、z=（-f），而在像空间辅助坐标系中的坐标为u、v、w。 c、以每个像片对的左片摄影中

浅谈测量技术的发展历史和现状

浅谈测量技术的发展历史和现状 摘要：测量技术的发展也同其他技术一样，由原始的、落后的方式，经漫长的人类社会发展历程，一步步的发展起来。生产力的发展促进了测量科学的发展，同时测量技术的应用又为生产力的发展创造了条件，最终服务于科学研究、国防建设和国民经济建设。 关键词：测量技术；发展历史；现状；高新技术 1 引言 科学的产生和发展是由生产力决定的。测量科学也不例外，它是人类长期以来在生产、生活方面与自然斗争的结晶。测量技术的发展也经历了一个长期的、艰难的历程，且至今仍处在不断发展之中。本文主要对这一历程进行了总结概述。 2 测量技术的发展历史 2.1 地图测绘方面 目前见于记载最早的古地图是西周初年的洛邑城址附近的地形图。战国时管仲著有《管子》一书，书中第十卷专门论述了地图的重要用途和内容。但遗憾的是，秦代以前的古地图都已失传。长沙马王堆三号墓出土的公元前168年陪葬的古长沙国驻军图和地形图是现在能见到的最早的古地图。图上有军事要素、道路、河流、山脉和居民地等。西晋时裴秀编制了《方丈图》和《禹贡地域图》，并创立了《制图六体》的地图编制理论。此后，历代都编制过各种地图，如明代郑和下西洋绘制的《郑和航海图》；清代康熙年间绘制的《皇舆全览图》；1934年，上海申报馆出版的《中华民国新地图》等。在我国历史上，能绘制出如此水平的地图，与测量技术的发展是密切相关的。 我国古代测量长度的工具有记里鼓车、步车、测绳和丈杆等。测量高程的工具仪器有水平(相当于现在的水准仪)和矩。测量方向的仪器有指南针和望筒。测量技术的发展离不开数理知识的支撑。公元前问世的《九章算术》和《周髀算经》都记载有利用相似三角原理进行测量的知识。之后，三国时期刘徽所著的《海岛算经》，介绍了利用丈杆进行两次、三次甚至多次测量的方法求解河宽、山高的实例，极大地推动了我国测量技术的发展。 2.2 研究地球大小和形状方面 早在公元前就已经有人提出通过丈量子午线上的弧长来推断地球大小和形状的方法。唐代在僧一行的主持下，实际测量了北极的高度及从河南白马，经扶沟、浚仪到上菜的距离，算得子午线上一度的弧长为132.3km，为正确认识地球做出了巨大贡献。17世纪末，惠更斯和牛顿从力学的观点出发，提出了地球是两极略扁的“地扁说”，从此与地缘说展开了一场大论战。直到1739年经过弧长

摄影测量学考试复习.docx

4D 产品是指DEM、DLG、DRG、DOM。 摄影测量学:是利用光学摄影机摄取照片，通过像片来研究和确定被摄物体的形状大小位置和相互关系的一门科学技术摄影测量按远近分为航天摄影测量、航空摄影测量，地面摄影测量，近景摄影测量，显微镜摄影测量。 摄影测量按用途口J分为地形摄影测量、非地形摄影测量。 摄影测量学的发展经过了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量三个阶段。 2.由于立体像对选取的像空间辅助坐标系的不同分为连续邃戒与里独像对 摄影机的主距：航空摄影物镜中心至底片面的距离是固定值1?摄影比例尺：严格讲，摄影比例尺是指航摄像片上一线段为J与地向上相应线段的水干距L之比。摄影像片的影像比例尺处处均不相等 3?摄影航高：摄影机的物镜中心至该面的距离 2?绝对航高:摄影物镜相对于平均海平而的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。 3?相对航高：摄影物镜相对于某一基准面或某一点的高度 2 ?制定航摄计划： 1.确定摄区范围； 2.选择航摄仪； 3.确定航摄仪的比例尺；4,确定摄影航高；5,需要像片数，F1期等。 5.摄影基线：航线方向相邻两摄站点间的空间距离称为摄影基线。 2?摄影资料的基本要求：1.影像的色调，2.像片的重叠，3.像片倾角，4.航线弯曲，5,像片旋角 2?像片倾角：空中摄影采用竖直摄影方式，即摄影瞬间摄影机的主光轴近似与地面垂直，它偏离铅垂线的夹角应小于3D,夹角称为像片倾角。 3?航向重叠：同一条航线内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠，一般要求在60%以上。目的：保 证像片立体量测与拼接 4?旁向重叠：相邻航线的重叠称为旁向重叠，重叠度要求在24%以上 5?中心投影：投影光线会聚与一点 7?像主点：摄影机主光轴在框标平面上的垂足 &像底点：主垂线与像片面的交点 2 ?摄影测量常用的坐标系统有哪些? 像平面坐标系；像空间坐标系；像空间辅助坐标系；摄影测量坐标系；地面测量坐标系 3.对于一张航摄像片其内外方位元素为内外方位元素均为常数， 8?内方位元素：内方位元素是表示摄影中心与像片之间相关位置的参数，包括三个参数。即摄影中心 到像片的垂距（主距）f及像主点o在像框标坐标系中的坐标兀。,儿 9?外方位元素：在恢复内方位元素的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置与姿态的参数称为外方位元素， 外方位角元素：确定像空间坐标系的三轴在地面坐标系中的方向。 14 ?像点在像空间直角坐标系与像空间辅助坐标系的变换关系： U X坷a2 a3X V=R y—久b2伏y W-f°1 C2°3-f 13?同名像点：同名光线在左右相片上的构像 14 ?摄影基线：同一航线内相邻两摄站的连线 15?核线：核面与像片的交线，核线会聚于核点 16?核面：摄影基线与地而点所作平而 17.同名像点：地面上一点在相邻两张像片上的构像

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。 5、计算机怎样确定对应关系。 其基本原理是： （1）、物体表面一般都是光滑的，因此物体表面上各点在图像上的投影是连续的，其视差也是连续的。 （2）、区域匹配。即粗匹配，是指将大的表面分成几个部分，然后通过某种对应关系或者某种方法，将同一场景不同视点的区域进行匹配。 （3）、用两个摄像机同时观察空间点，则该点在摄像机中分别所成的像，成为对应点，且一一对应。 （4）、极线约束。 6、摄影测量的两个基本问题。

浅谈无人机航空摄影测量技术在水利工程中的应用_吴定邦

DOI ：10.3969/j.issn．1004－4701．2016．01．13 收稿日期：2015-12-16 作者简介：吴定邦(1972-)，男，工程硕士，高级工程师. 浅谈无人机航空摄影测量技术在水利工程中的应用 吴定邦 （江西省水利规划设计研究院，江西南昌330029） 0引言 近年来，国家加大水利建设投入，中小型抗旱规划建设项目较多，如新建乡镇抗旱应急水源工程、连通工程、其他配套工程等。而这类工程项目测量又是不可缺少的一部分基础性工作，特别是坝址控制测量、水库淹没范围测量、征地移民测量等均涉及老百姓的切身利益。如何提高此类项目测量的精度和速度、降低工程成本则是测量须解决的问题。 水利工程高程准确性至关重要，常规的水库工程建设中都是用全站仪、RTKGPS 数字化测图，这些方法可以确保测量点高程精度，但是要耗费大量的人力、物力和时间，采用无人机航空摄影测量技术获取平面位置，RTKGPS 测量技术采集点的高程，二者结合后生成数字化地形地类图，可以提高工作效率，降低成本，保证测量点精度。 1无人机航空摄影测量 1.1无人机航空摄影测量技术介绍 无人机航空摄影测量系统主要由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括机载系统和地面监控系统；软件系统则涵盖了航线设计、飞行控制、远程监控、航摄检查、数据预处理等5个主要的系统[1]。该系统已经形成了一整套适时快速的工作机制，各个系统配合紧密， 其中该系统的动力系统主要采用燃油系统或电动装 置。航空摄影测量系统是整个系统的重要组成部分，成为实现任务要求的技术指标并实现完整覆盖的关键因素。 无人机航空摄影测量系统融合了多种先进的技术类型，因而表现出了很多应用优势。主要有体积小、重量轻、精度高、反应迅速、飞行条件低等技术特点[2]。航空摄影测量系统可以将影像的分辨率控制在0.05～ 0.2m 之间，进而有效满足1：500～1：2000的比例尺测 量要求。 1.2无人机航空摄影测量流程1. 2.1外业像控点布设 像片控制点测量采用区域网布设方案，在照片拍摄之前进行实地选点布控制标志和航拍后明显地物点相片刺点的方法。水利工程像控点一般布设在沿河道的两旁公路边或地面较平坦处，由于涉及到淹没的问题，所以在较平坦的耕地集中处布置较多像控点；田间工程等区域平均布点[3]。 1.2.2航空摄影 航线网布点确保航线首尾末端上下的控制点布设在通过主点并且垂直于方向线的直线上，确保上下点在同一立体相对位置内。根据摄影区域进行航线设计，确保测量区域之间存在重叠，一般设置航向重叠度为 60%～70%，旁向的重叠度为30%～50%。选择无风、 云雾少、大气透明度好天气进行摄影。 1.2.3立体测图 摘要：水利工程高程准确性至关重要．本文结合工程实践，利用无人机快速灵活、成本低的优势，将无人机航空摄影测量技 术和ＲＴＫＧＰＳ技术运用在水利工程中，生成数字化地形图．该方法可以提高工效，节约生产成本，满足工程建设要求． 关键词：无人机；航空摄影测量系统；水利工程；应用中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1004-4701（2016）01-0057-05 第42卷第1期江西水利科技Vol.42No.12016年2月 JIANGXI HYDRAULIC SCIENCE &TECHNOLOGY Feb.2016

摄影测量的发展与趋势(作业)

一、摄影测量的发展历史： 摄影测量学发展至今，经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个发展阶段 摄影测量学三个发展阶段的特点： 我国摄影测量的发展历史 中国的摄影测量历史最早可追溯到1902年，当年的北洋大学曾用进口的摄影经纬仪做过建筑摄影测量试验。 中国的航空摄影测量始于1931年，浙江省水利局航测队与德国测量公司合作进行首次航空摄影，摄取了钱塘江支流浦阳江一段河道的航片，随后，国民党政府成立航测队。主要测制了中国局部地区1:1万和1:2.5万军事要塞图，以及湘黔、成渝一带l:5万地形图。 1949年中华人民共和国成立以后，航空摄影得到飞速发展。国家测绘局、林业、农业、地质、铁道、石油、水利等部门都积极开展了航空摄影。1980年前，中国利用航空摄影测量主要制作1:25000-1:100000各种比例尺地形图，采用的是分工法和全能法测图。 1980年后，利用解析和数字摄影测量方法，全国范围主要制作1:50000地形图，各省市主要制作1:10000和1:5000地形图，城市则是制作1:1000和1:2000地形图，构成各类GIS的地形数据库。 21世纪初，数码摄影仪面世之后，城市大比例尺航测制作正射影像图得到了迅速发展，现在已经发展到制作三维城市电子地图。目前，中国已经构建了1:1000000、1:250000和1:50000全国空间数据库，包括的数据产品有DOM、DEM、DLG和DRG四类，还有地名数据库和土地利用数据库等，各省市已经或正在建立1:10000全省空间数据库。许多大中城市已建立了1:500-1：2000空间数据库。这些都成为构建“数字中国”、“数字省区”和“数字城市”的重要基础。 2006年国家测绘局启动了西部测图计划，使用了一批新设备、新技术、新航空航天遥感影像，将改写中国西部200多万平方公里无1：50000地形图的历史。

摄影测量学考试知识点汇总

摄影测量学习题 一、名词解释： 1、摄影测量学：是对研究的对象进行摄影，根据所获得的构像信息，从几何方面和物理方 面加以分析研究，从而对所摄对象的本质提供各种资料的一门学科。 2、光圈号数 ：相对孔径的倒数 3、景深 ：远景与近景之间的纵深距离称为景深 4、超焦点距离：当物镜向无限远物体对光时，不仅远处的物体构象清晰，而且在离开物镜 不小于某一距离H 的所有物体，其构象都很清晰，这个距离H 就称为超焦点距离或称为无限远起点 5、视场： 将物镜对光于无穷远，在焦面上会看到一个照度不均匀的明亮圆。这个直径为 ab 的明亮圆的范围称为视场 6、视场角 ：物镜的像方主点与视场直径所张的角2α。 7、像场 ：在视场面积内能获得清晰影像的区域 8、像场角； 物镜的像方主点与像场直径所张的角2β。 像主点：摄影机轴在框标平面上的垂足。 11、航向重叠 ：沿飞行方向上相邻像片所摄地面的重叠区。 12、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠 主光轴 ：通过诸透镜光轴的轴 主点： 主平面与光轴的交点 13、摄影基线 ：相邻像片摄影站(投影中心)之间的空间连线。 15、内方位元素 确定物镜后节点和像片面相对位置的数据。 16、外方位元素 确定摄影摄影机或像片的空间位置和姿态的参数 焦点 平行光轴的投射光线经物镜后产生折射，该折射线与光轴的交点。 17、像片倾角 航摄仪光轴与通过物镜中心的铅垂线所夹的角称为像片的倾斜角 19、像片旋角 相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向两框标连线之间的夹角称为像片的旋 偏角 20、倾斜误差 因像片倾斜引起的像点位移 节点 投射光线与成像光线与光轴的交角u 和u ′相等时，投射光线与成像光线与光轴的交点。 21、投影差 因地形起伏引起的像点位移 22、摄影比例尺 航摄相片上某一线段构成的长度与地面上相应水平距离之比。 23、像片控制点 为联系地面与相片而测定地面坐标的像点。 相对孔径 物镜焦距与有效孔径之比 25、左右视差 同名像点在各自像平面坐标系中的x 坐标之差 26、上下视差 同名像点在各自像平面坐标系中的Y 坐标之差 27、核点 基线延长线与左、右像片的交点k 1、k 2称为核点 28、核线 核面与像片的交线称为核线 29、核面 通过摄影基线S 1S 2与任一地面点A 所作的平面W A 30、投影基线 两摄站的连线 31、像片基线 指相邻两张像片主点的连线 32、解析空中三角测量 即在一条航带几十条像对覆盖的区域或由几条航带几百哥像对构成 的区域内，仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平差 解算出摄影测量作业过程中所需的全部控制点及每张像片的外方位元素 33、空间后方交会 就是利用地面控制点的已知坐标值反求像片外方位元素 ()()()()(){} 2332233213322232332 1[]Z X Y X Y Y Y X X X Z Y X X Y Z X Y Y X Z X Y X Y =-+-+-+-+--

浅析无人机航空摄影测量系统及应用

浅析无人机航空摄影测量系统及应用 发表时间：2017-10-26T19:53:11.473Z 来源：《建筑科技》2017年9期作者：舒永国 [导读] 发展低空无人飞行器航测遥感系统是提高测绘现势性的迫切需要，是做好应急救急工作的迫切需要，是构建数字中国、数字城市建设的迫切需要。基于此，本文主要对无人机航空摄影测量系统及应用进行分析探讨。 北京市自来水集团禹通市政工程有限公司北京 100089 摘要：测绘测量技术系统是应对自然灾害、有效处置突发事件、构建完善保障系统与加强防灾减灾工作建设的重要组成部分，也是目前的一个重要战略问题。发展低空无人飞行器航测遥感系统是提高测绘现势性的迫切需要，是做好应急救急工作的迫切需要，是构建数字中国、数字城市建设的迫切需要。基于此，本文主要对无人机航空摄影测量系统及应用进行分析探讨。 关键词：无人机；航空摄影；测量系统；应用 1、前言 航空数字摄影测量是基础地理信息采集的最有效手段之一。随着计算机技术的发展和微处理机的广泛应用，政府各部门对测绘资料的需求越来越大，对资料现势性要求越来越高，对资料所能包涵的信息容量越来越多。无人机航空摄影测量作为一种新型的测量方式不断呈现在大家的面前，伴随着高科技技术环境下测绘技术与测绘装备的快速发展，融合了无人机技术、航空摄影技术、移动测量技术、数字通信技术等一系列新兴技术形态的无人机航空摄影测量系统成为防灾减灾的重要手段，它建立起一整套综合应急测绘保障服务系统。 2、无人机航空摄影测量系统 目前，国内已经投入使用的无人机航空摄影测量系统有“华鹰”、“飞象”、“QuickEye”等。无人机航空摄影测量系统主要由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括机载系统和地面监控系统；软件系统则涵盖了航线设计、飞行控制、远程监控、航摄检查、数据预处理等五个主要的系统。 2.1硬件系统 2.1.1无人机机载系统 在整个无人机航空摄影测量系统构成中，无人机作为主要的系统搭载平台，是整个系统集成与融合的重要基础。这一硬件系统主要由无人机、数字摄影系统、导航与飞行控制系统、通信系统等部分构成。在该系统工作的过程中，整个系统会按照预先设定的航线进行相应的自主飞行，并且完成预先设定的航空摄影测量任务，同时实时地把飞机的速度、高度、飞行状态、气象状况等参数传输给地面控制系统。 2.1.2地面飞行监控系统 这一分支系统是影响飞行平台运行的重要因素，主要有电子计算机、飞行控制软件、电子通信控制介质和电台等设备。在飞行平台的运行过程中，地面飞行控制系统可以据无人机飞行控制系统发回的飞行参数信息，实时在地图上精确标定飞机的位置、飞行路线、轨迹、速度、高度和飞行姿态，使地面操作人员更容易掌握无人机的飞行状况。 2.2软件系统 2.2.1航线设计软件 航线设计在无人机航空摄影测量系统中扮演着十分重要的角色，其直接决定了整个系统工作的方向和精准度。这一分支系统作为信息采集的关键步骤，需要对于系统运行经过的作业范围、地形地貌特点、属性精度要求、摄影测量参数以及摄影测量的结果进行综合设定。航线设计软件需要对相关的工作参数进行综合设定，诸如计算行高、重叠度和地面分辨率等飞行参数，进而获得飞行所需的曝光点坐标、基线长度等参数。此外，航线设计软件还有一个十分重要的功能，那就是对于设计好的航线进行检查，诸如：航线走向、摄影基面、行高、地面分辨率和像片重叠度等。 2.2.2数据接受与预处理系统 这是无人机系统中最为重要的软件系统，也是无人机航空摄影测量系统室外作业的最后一步，直接影响到后续的图像数据处理质量。一般情况下，无人机航空摄影测量系统在影像获取过程中，由于受外界和内部因素的影响，可能降低获取的原始图像的质量。为避免原始图像后续处理的质量问题，在影像配准、拼接之前，必须对原始影像进行预处理。这一预处理的过程，先后涵盖了图像校正、图像增强等方面。 3、项目应用实践 3.1工程概况 井山水库位于抚河流域东乡河南港支流黎圩水上游，地处江西省抚州市东乡县黎圩镇内，坝址位于南港支流东乡县黎圩镇井山村上游河段1.0km狭谷段，坝址区距黎圩镇约5km，距东乡县县城约25km，控制流域面积25.2km2，正常蓄水位83.00m（黄海高程，下同），总库容2250×104m3，是一座灌溉、供水等综合效益的中型水利枢纽工程。 3.2外业测量 3.2.1航摄 航摄仪采用Sonya7R，焦距35mm，相幅大小为：7360×4192，像元分辨率为4.88um。本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度为724m，地面分辨率为0.09m，航摄面积约10km2。两个架次飞行质量和影像良好，影像清晰度较高，且照片色彩均匀，饱和度良好，能够表达真实的地物信息，可以满足1:2000成图要求。本次飞行航向重叠度为75%，旁向重叠度为50%。 3.2.2像控测量 像控点的布设应能够有效控制成图的范围，测区的四周及中心位置必须布设控制点，根据测区的情况，每个测区布设控制点20多个，且都设置为平高点。 3.2.3空中三角测量 本项目采用SVS软件进行空三加密，根据航空飞行及影像分布情况，将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，保证在2/3个像素以内。加入外业像控点对本

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。数字影像的变形主要是在影像数字化的过程中产生的，主要的类型是仿射变形。②然后是相对定向，其目的是为了恢复构成立体相片的相对方位，从而建立被测量对象的几何模型。③最后是绝对定向，就是要将模型点在空间辅助坐标系的坐标变换为地面参考坐标系。（4）影像匹配预处理.影像匹配预处理主要用于自动影像匹配前的预处理，主要是针对某些匹配比较困难的地区所作的一些处理。例如：山脊、沟谷，被黑影遮盖地区、大片居

摄影测量学 考前知识点整理

摄影比例尺： 摄影比例尺越大，像片地面的分辨率越高，有利于影像的解译与提高成图精度 摄影航高： 相对航高： 绝对航高： 摄影测量生产对摄影资料的基本要求： 影像的色调、 像片倾角（摄影机主光轴与铅垂线的夹角，α＝ 0 时为最理想的情形） 像片重叠：航向重叠：同一航线内相邻像片应有一定的影像重叠 旁向重叠：相邻航线也应有一定的重叠 航线弯曲：一条航线内各张像片的像主点连线不在一条直线上 像片旋角：相邻两像片的主点的连线与像片沿航线方向的两框标连线之间的夹角 像片旋角过大会减小立体相对的有效观察范围 中心投影：所有投射线或其延长线都通过一个固定点的投影 阴位：投影中心位于物和像之间。（距摄影中心f ） 阳位：投影中心位于物和像同侧。（距摄影中心f ） 像方坐标系：像平面坐标系（像主点o 为原点） 像空间坐标系(x 、y 、-f) 像空间辅助坐标系S-uvw 物方坐标系：地面测量坐标系T-XYZ （高斯平面坐标+高程）左手系 地面摄影测量坐标系D-XYZ 内方位元素: x 0，y 0，f 作用： 1、像点的框标坐标系向像空间坐标系的改化； 2、确定摄影光束的形状； 外方位元素：确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 线元素（X S ，Y S ，Z S ） 角元素（航向倾角?、 旁向倾角ω、 像片旋角κ） 共线条件方程（摄影中心、像点、地面点） 像点位移：因像片倾斜引起的像点位移 同摄站同主距的倾斜像片和水平像片沿等比线重 合时,地面点在倾斜像片上的像点与相应水平像片上像点之间的直线移位 像点位于等比线上，无像片倾斜引起的像点位移 等比线上部的像点的像片倾斜误差方向向着等角点 等比线下部的像点的像片倾斜误差方向背向等角点 （1） 当 时， ，即等比线上的点不会因像片倾斜产生像点位移 （2）当 ，像点位移朝向等角点(一、二像限) （3）当 ，像点位移背向等角点(三、四像限) （4）当 时，主纵线上点的位移最大 像片纠正：因像片倾斜产生的影像变形改正 因地面起伏引起的像点位移（投影差）：当地面有起伏时，高于或低于所选定的基准面 的地面点的像点，与该地面点在基准面上的垂直投影点的像点之间的直线移位 ???????-+-+--+-+--=-+-+--+-+--=)Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f y )Z Z (c )Y Y (b )X X (a )Z Z (c )Y Y (b )X X (a f x S S S S S S S S S S S S 333222333111

浅谈倾斜摄影测量与传统航空摄影测量的区别

浅谈倾斜摄影测量与传统航空摄影测量的区别 摘要：随着科学技术的发展，测绘行业的产品不仅仅局限于二维地图导航和定位，还能更直观地看到真实的3d场景。本文基于倾斜摄影测量技术的特点，同 传统的航空摄影测量相比较，从图像，结果显示形式等将倾斜摄影和传统航空摄 影的区别做简单的描述。 关键词：倾斜摄影；航空摄影测量；特点；区别 1 前言 倾斜摄影是近年来国际测绘领域发展起来的一种高新技术，它颠覆了以前的 正交投影垂直摄影的局限。其通过相同飞行平台上的多个传感器，同时从垂直、 四个倾斜、五个不同的角度收集图片，更加直观的展示了世界。其核心原理也是 基于共线方程，通过区域网平差计算图像的外方位元素，然后使用高性能计算机 和匹配算法来提取特征点云，在密集点云的基础上得到一系列产品。 2 倾斜摄影测量技术特点 倾斜摄影测量的特殊性主要体现在其对地面物体真实情况的反应能力。在进 行物体测量的环节中，使用摄影测量法，通过对三维数据进行进一步的实现，反 映了物体外观的准确性，并进一步确定了物体的位置，测量了高度、海拔等具体 的属性，以显示三维数据的真实性和生命力。倾斜摄影具有性价比高的特点。例如，通过对DOM数据结果的分析，实现对数据的全面掌握，有利于将三维建模 成本最小化。倾斜摄影测量技术在测绘应用环节，可以通过合理应用无人机（uav）和其他飞行载体，实现自动三维建模。 3 与传统航空摄影的区别 3.1 影像获取方式的不同 传统航空摄影影像通常采用飞行平台搭载一个镜头相机，获取地面影像，单 架次仅能获取下视视角的影像（图1）。倾斜摄影增加了倾斜角度的镜头，例如PAN-5型号相机，采用增加了前视、后视、左视、右视4个倾斜视角镜头同时曝 光的方式，同时获取下视和倾斜视角的影像，倾斜视角与下视方向成15度以上 的夹角（图2）。 3.2 影像信息的不同 传统航空摄影视觉形象，大多只能获得地物的俯视信息，视角的图像边缘也能获取一部 分地物的侧面信息，没有重叠区域及横向投影的差别，内容被遮挡的地方几乎没有特性信息。例如，大多数传统航空摄影只能访问到屋顶和房子的少量纹理。建筑很高，由于投影差的原因，生产过程中模糊特性正射影像很难处理（图3），倾斜摄影不仅可以得到传统的航空摄 影俯视图，还可获得四个方向倾角特性的信息，能更多访问特性的表面信息，图4为阴影下 看不到的情况大大减少。 3.3 影像数据量不同 影像数据量的不同，原因大致有三点，①图像重叠率不同。②超出了摄影范围的面积增加，如果你想获得倾斜照片相同的项目范围，考虑到覆盖，倾斜角度的需求将超出航空摄影 的项目范围，通常倾斜摄影飞行距离会超越传统的航空摄影两倍多，如图5所示，图中白线 是项目的范围线，点是满足传统的航空摄影图像曝光点，可以满足传统的航空摄影生产，灰 色和黑色是满足倾斜测量产品图像的曝光点。 ③增加数字相机捕捉影像的同时，倾斜摄影测量共获得五个视角，包括阿布视角的图像，以作者参与的实际项目估算，地面分辨率相同的倾斜摄影的数据量将达到传统航空摄影的25 到40倍。 3.4 区域网平差的异同