攝影測量重點(diǎn)知識匯總6頁

1、一、定向 內(nèi)定向：簡單的說內(nèi)定向就是根據(jù)像片的框標(biāo)和相應(yīng)的攝影機(jī)檢定參數(shù)，恢復(fù)像片與攝影機(jī)的相關(guān)位置，即建立像片坐標(biāo)系。 內(nèi)定向的目的：是將像片糾正到像片坐標(biāo)，通常方法是像片的周邊有一系列的框標(biāo)點(diǎn)，通常有4個或8個，它們的像片坐標(biāo)是事先經(jīng)過嚴(yán)格校正過的，利用這些點(diǎn)構(gòu)成一個仿射變換的模型（或多項式），把象素糾正到像片坐標(biāo)系。通過這一步基本上消除了像片因掃描、壓平等因素導(dǎo)致的變形。 外定向：恢復(fù)像對的外方位元素，包括相對定向和絕對定向。相對定向：恢復(fù)或確定立體像對兩個光束在攝影瞬間相對位置關(guān)系的過程。絕對定向：確定立體模型在物方坐標(biāo)系中所處方位和比例的作業(yè)過程。二、特征提取與定位 特征提?。菏菑膱D

2、像中提取圖像特征的技術(shù)過程，或說是從原始圖像中提取區(qū)分某類目標(biāo)圖像依據(jù)的技術(shù)過程。 特征提取的方法：1、興趣值的選定興趣值是判定所檢測像元是否為感興趣的特征的基本依據(jù)。2、閾值的選定閾值是判定所檢測像元是否為感興趣的特征的標(biāo)準(zhǔn)。一、點(diǎn)特征提取算子點(diǎn)特征提取算子：是指運(yùn)用某種算法使圖像中獨(dú)立像點(diǎn)更為突出的算子，它又被稱為興趣算子或有利算子，主要用于提取我們感興趣的點(diǎn)（如角點(diǎn)、圓點(diǎn)等）。 二、線特征提取算子線特征提取算子：是指運(yùn)用某種算法使圖像中的“線”更為突出的算子，通常也稱邊緣檢測算子。線特征：是指影像的“邊緣”與“線”，“邊緣”可定義為影像局部區(qū)域特征不相同的那些區(qū)域間的分界線，而“線”則可

3、以認(rèn)為是具有很小寬度的、其中間區(qū)域具有相同的影像特征的邊緣對，也就是距離很小的一對邊緣構(gòu)成一條線。重要性：線特征存在于目標(biāo)與背景、目標(biāo)與目標(biāo)、區(qū)域與區(qū)域之間因此它是圖像分割所依賴的重要特征，也是紋理特征的重要信息源和形狀特征的基礎(chǔ)。特性：沿邊緣走向的灰度變化平緩，而垂直于邊緣走向的灰度變化劇烈。三、面特征提?。ㄓ跋穹指睿┯跋裰械奈矬w,除了在邊界表現(xiàn)出不連續(xù)性之外,在物體區(qū)域內(nèi)部具有某種同一性。 根據(jù)這種同一性,把一整幅影像分為若干子區(qū)域,每一區(qū)域?qū)?yīng)于某一物體或物體的某一部分,這就是影像分割。方法：1、邊界檢測 2、閾值分割 3、區(qū)域生長 4、聚類分割 特征定位的原因：（1）離散造成的誤差（2

4、）特征提取算子本身誤差（3）隨機(jī)噪聲的影響 定位的基本方法：離散空間-連續(xù)空間，在連續(xù)空間中確定特征點(diǎn)坐標(biāo)。 定位算子：指運(yùn)用某種算法來精確確定圖像中特征的具體位置的算子三、影像匹配 影像匹配：影像匹配是在兩幅(或多幅)影像之間識別同名元素(點(diǎn))的過程,它是計算機(jī)視覺及數(shù)字?jǐn)z影測量的核心問題。 數(shù)字影像匹配：自動地在數(shù)字立體像對中建立同名元素之間對應(yīng)關(guān)系的過程。 匹配的方法：1、基于灰度的匹配2、基于特征的匹配3、關(guān)系匹配或整體匹配一、基于灰度的影像匹配(Area-Based Image Matching，Gray-Scale Based Image Matching)：以數(shù)字影像局部范圍內(nèi)的

5、灰度值及其分布作為匹配對象，通過計算相似性測度確定立體像對上同名對象的影像匹配方法。常用的相似性測度有：相關(guān)函數(shù)測度，協(xié)方差函數(shù)測度，相關(guān)系數(shù)測度，差平方和測度，差絕對和測度?；诨叶鹊挠跋衿ヅ渲械钠ヅ鋵ο笫且粋€窗口，稱為“目標(biāo)窗口”；而在另一張像片上移動的窗口稱為“搜索窗口”；搜索窗口遍歷的范圍稱為“搜索區(qū)域”。 基于灰度影像匹配的計算過程：1、在左影像上選一個要匹配的點(diǎn)，稱為目標(biāo)點(diǎn)。2、以目標(biāo)點(diǎn)為中心，開取一定大小的窗口，稱為目標(biāo)窗口。3、以影像的重疊范圍以及其他的先驗(yàn)知識，確定右影像上同名點(diǎn)可能存在的范圍，稱為搜索區(qū)域。4、以搜索區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)為中心，開取同樣大小的窗口，稱為搜索窗口。5

6、、對于每一個搜索窗口，計算目標(biāo)窗口與搜索窗口之間的相似性側(cè)度-相關(guān)系數(shù)。6、以相關(guān)系數(shù)最大值所對應(yīng)的匹配窗口作為目標(biāo)窗口的配準(zhǔn)窗口，即共軛窗口；同時配準(zhǔn)窗口的中心像素就作為目標(biāo)點(diǎn)的配準(zhǔn)點(diǎn)，或共軛點(diǎn)。7、進(jìn)行精度評定,如要求達(dá)到子像素精度，可采取內(nèi)插措施。二、基于特征的影像匹配：以影像上提取的特征為匹配對象，以特征的描述參數(shù)為基礎(chǔ)，通過計算不同影像上特征之間的相似性測度實(shí)現(xiàn)同名特征相對應(yīng)的影像匹配方法，稱為基于特征的影像匹配(Feature-Based Image Matching)。主要過程：特征提取-利用一組參數(shù)對特征進(jìn)行描述-利用參數(shù)進(jìn)行特征匹配。三、整體匹配：是一類顧及共軛實(shí)體之間的相容

7、性、一致性和整體協(xié)調(diào)性的影像匹配方法。它具有匹配可靠性高的特點(diǎn)。一般情況，地形可認(rèn)為是連續(xù)的，因此鄰近點(diǎn)的高程（或視差）就有很強(qiáng)的相關(guān)性。如何顧及它們之間的相關(guān)性，產(chǎn)生最佳的整體匹配結(jié)果，這是提高影像匹配可靠性、匹配結(jié)果之間的一致性的重要途徑。 數(shù)字影像匹配的一般過程：1. 在一張影像上選取待匹配的目標(biāo),選擇匹配實(shí)體,確定目標(biāo)區(qū)域2. 在另一張影像上確定搜索區(qū)域,計算相似性測度3. 依據(jù)相似性測度,確定共軛實(shí)體4. 進(jìn)行匹配質(zhì)量評價 影像匹配在攝影測量中的應(yīng)用：1、內(nèi)定向：框標(biāo)影像同二維的框標(biāo)模型相匹配的過程。2、相對定向：一張影像的局部同另一張影像的局部匹配的過程。3、數(shù)字空三中的轉(zhuǎn)點(diǎn)：一張

8、影像的局部同另一張影像的局部匹配的過程。4、絕對定向：影像或模型局部同控制特征描述相匹配的過程，最常用的控制特征是地面控制點(diǎn)。5、DEM獲?。阂粡堄跋竦木植客硪粡堄跋竦木植肯嗥ヅ洌靡陨?維目標(biāo)點(diǎn)。6、影像解譯：影像局部同目標(biāo)模型相匹配的過程，用以對目標(biāo)進(jìn)行識別與定位。四、DEM 數(shù)字地面模型（DTM）：是地形表面形態(tài)等多種信息的一個數(shù)字表示。嚴(yán)格地說,DTM是地形、資源、環(huán)境、土地利用、人口分布等多種信息的定量或定性描述。 數(shù)字高程模型（DEM）：是DTM的地形分量，主要描述地面起伏情況，可以用于提取各種的地形參數(shù)，進(jìn)行應(yīng)用分析；比如提取坡度、坡向等，進(jìn)行通視分析、表面積計算、儲量計算等

9、。 DEM數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式：1、規(guī)則格網(wǎng) 優(yōu)點(diǎn)是：存儲量小，便于使用且容易管理。缺點(diǎn)是：有時不能準(zhǔn)確表示地形結(jié)構(gòu)與細(xì)部。2、不規(guī)則格網(wǎng)（TIN）優(yōu)點(diǎn)是：能較好顧及地貌特征點(diǎn)、線，表示復(fù)雜地形較規(guī)則格網(wǎng)精確。缺點(diǎn)是：數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而使用與管理復(fù)雜。3、等高線模型 4、層次模型 DEM數(shù)據(jù)的采集方式：地面測量（野外直接測量）、現(xiàn)有地圖數(shù)字化、空間傳感器、數(shù)字?jǐn)z影測量方法。 數(shù)字?jǐn)z影測量中DEM的采集方式：沿等高線采樣、規(guī)則格網(wǎng)采樣、沿斷面掃描、漸進(jìn)采樣、選擇采樣、混合采樣、自動化DEM數(shù)據(jù)采樣。 DEM數(shù)據(jù)預(yù)處理：DEM格式轉(zhuǎn)換、DEM坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、DEM數(shù)據(jù)編輯、柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)

10、分塊、子區(qū)邊界的提取。 DEM內(nèi)插方法：1、移動曲面擬合法內(nèi)插：在局部較小范圍內(nèi)，認(rèn)為地形是連續(xù)光滑的，鄰近的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間存在較大的相關(guān)性。因此，在該范圍內(nèi)，可以用一個二次曲面來擬合地形的起伏。2、多面函數(shù)法：任何一個圓滑的數(shù)學(xué)表面總是可以用一系列有規(guī)則的數(shù)學(xué)表面的總和，以任意的精度進(jìn)行逼近。 DEM在測繪中的應(yīng)用：1、 繪制等高線2、 繪制坡度、坡向圖3、 繪制立體透視圖4、 制作正射影像圖5、 地形圖修測五、數(shù)字空中三角測量 解析空中三角測量：利用計算的方法，根據(jù)航攝像片上所量測的像點(diǎn)坐標(biāo)以及極少量的地面控制點(diǎn)求出地面加密點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)，稱之為解析空中三角測量，俗稱攝影測量加密。 解析空中

11、三角測量的方法：按數(shù)學(xué)模型分為：1、光束法2、航帶法3、獨(dú)立模型法按平差范圍分為：1、單模型法2、航帶法3、區(qū)域網(wǎng)法 光束法空中三角測量的基本思想：以一張像片組成的一束光線作為一個平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過各光線束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線實(shí)現(xiàn)最佳交會，將整個區(qū)域最佳地納入到控制點(diǎn)坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)及像片的外方位元素。 光束法空中三角測量的基本流程：1、獲取像片內(nèi)方位元素、像點(diǎn)坐標(biāo)和地面控制點(diǎn)坐標(biāo)。2、確定像片外方位元素和加密點(diǎn)地面坐標(biāo)近似值。3、逐點(diǎn)建立誤差方程式并法化。4、建立改化法方程式。5、采用循環(huán)分塊法解求改化法方程。6、求出

12、像片的外方位元素。7、計算加密點(diǎn)坐標(biāo)。 航帶法空中三角測量的基本思想：把許多立體像對構(gòu)成的單個模型連結(jié)成一個航帶模型，將航帶模型視為單元模型進(jìn)行解析處理，通過消除航帶模型中積累的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測圖坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)。 航帶法空中三角測量的基本流程：1、像點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)誤差預(yù)改正。2、立體像對相對定向。3、模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)。4、航帶網(wǎng)的概略絕對定向。5、航帶模型非線性改正。6、加密點(diǎn)坐標(biāo)計算。 GPS輔助空中三角測量：是指利用機(jī)載GPS接收機(jī)與地面基準(zhǔn)站的GPS接收機(jī)，至少兩臺GPS信號接收機(jī)同步、快速、連續(xù)地觀測GPS衛(wèi)星信號、同時獲取航空攝影瞬間航攝儀快門開

13、啟脈沖，經(jīng)過GPS載波相位測量差分定位技術(shù)的離線數(shù)據(jù)后處理，獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標(biāo)，然后將其視為附加觀測值引入攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差中，以取代(或減少)地面控制，經(jīng)采用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型和算法來整體確定目標(biāo)點(diǎn)位和像片方位元素，并對其質(zhì)量進(jìn)行評定的理論、技術(shù)和方法。六、數(shù)字微分糾正 數(shù)字微分糾正的概念：根據(jù)有關(guān)的參數(shù)與數(shù)字地面模型，利用相應(yīng)的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型用控制點(diǎn)解算，從原始非正射投影的數(shù)字影像獲取正射影像，這種過程是將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進(jìn)行糾正，且使用的是數(shù)字方式處理，故叫做數(shù)字微分糾正。 正射影像：消除了傾斜誤差和投影誤差具有統(tǒng)一比例尺的影像，利用正射投影技術(shù)得到的

14、影像。 數(shù)字正射影像地圖：將航空攝影正射影像或航天遙感正射影像與重要的地形要素符號及注記疊置，并按相應(yīng)的地圖分幅標(biāo)準(zhǔn)分幅，以數(shù)字形式表達(dá)的地圖。 數(shù)字正射影像圖的制作：一、正射影像的拼接與色調(diào)調(diào)整1、正射影像的拼接拼接線的選擇-沿拼接線裁剪-沿拼接線拼接（拼接線兩邊無幾何錯位）2、色彩調(diào)整用勻光技術(shù)消除同一幅圖內(nèi)多個影像之間和同一影像內(nèi)部的色調(diào)差別，使得拼接后的影像色調(diào)均勻一致。二、相關(guān)信息的疊置與圖外整飾1、相關(guān)信息的疊置部分等高線、重要但影像難以識別的地物的符號、必要的文字和數(shù)字注記。2、圖外整飾七、數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng) 數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的分類：按設(shè)計原理分為：混合型數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)和全數(shù)字型數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)按功能分為：多用途數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)和專用數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng) 數(shù)字?jǐn)z影工作站的組成：1、 硬件2、 軟件數(shù)字影像處理：影像旋轉(zhuǎn)/影像濾波/影像增強(qiáng)/特征提取 模式識別：特征識別與定位/影像匹配/目標(biāo)識別 解析攝影測量：定向參數(shù)計算/空中三角測量解算/核線關(guān)系解算/數(shù)值內(nèi)插/投影變換輔助功能軟件：數(shù)據(jù)輸入輸出/數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換/注記/質(zhì)量報告/圖廓整飾/人機(jī)交互 數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的功能