注冊測繪師考試攝影測量課件

攝影測量的分類按照研究對象不同，分為地形攝影測量和非地形攝影測量兩大類；按攝影站的位置或傳感器平臺，分為航天(衛(wèi)星)攝影測量、航空攝影測量、地面攝影測量等。攝影測量的分類1攝影測量的發(fā)展發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝影測量像片物理投影模擬測圖儀作業(yè)員手工模擬產(chǎn)品解析攝影測量像片數(shù)字投影解析測圖儀機助作業(yè)員操作模擬產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字攝影測量數(shù)字化影像數(shù)字影像數(shù)字投影計算機+外圍設(shè)備自動化操作+作業(yè)員的干擾數(shù)字產(chǎn)品模擬產(chǎn)品攝影測量的發(fā)展發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝2遙感及其發(fā)展

遙感泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性的技術(shù)。攝影測量是遙感的前身。遙感技術(shù)主要由遙感圖像獲取技術(shù)和遙感信息處理技術(shù)兩大部分組成。

按電磁波波段的工作區(qū)域，分為可見光遙感、紅外遙感、微波遙感和多波段遙感等。按傳感器的運載工具分為航天遙感、航空遙感和地面遙感；按傳感器工作方式分為主動方式和被動方式兩種。遙感及其發(fā)展遙感泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何3攝影測量與遙感的結(jié)合

國際攝影測量與遙感學(xué)會(ISPRS)與1988年在日本京都召開的第十六屆大會上給出定義:“攝影測量與遙感乃是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達進行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)”。

攝影測量與遙感的結(jié)合國際攝影測量與遙感學(xué)會(ISP4第2章攝影測量基礎(chǔ)單張航攝像片解析像點坐標的量測立體測圖的原理與方法攝影測量解析計算基礎(chǔ)數(shù)字攝影測量基礎(chǔ)第2章攝影測量基礎(chǔ)單張航攝像片解析5航攝像片與地圖的區(qū)別

航攝像片是地面景物的中心投影構(gòu)像，地圖是地面景物的正射投影。只有當?shù)孛鎳栏袼角蚁衿矅栏袼綍r，上述兩種投影結(jié)果才等效。AaBbCcSBbAaCc正射投影中心投影航攝像片與地圖的區(qū)別AaBbCcSBbAaCc正射投影中心投6像片傾斜引起的像點位移

一般情況下，航空攝影所獲取的像片是傾斜的，即使地面嚴格水平，航攝像片上的目標物體也會因為像片傾斜而產(chǎn)生變形或像點位移?？捎孟衿m正的方法予以改正。SfHPP0Aa0像片傾斜引起的像點位移SfHPP0Aa07地面起伏引起的投影差航空攝影的對象主要是地球表面，地球表面有起伏，包括自然地地形起伏和有人工建筑物。植被等引起的起伏。由于地球表面起伏所引起的像點位移稱為像片上的投影差。SABA1B1地面起伏引起的投影差SABA1B18飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x'y'如何表示像點量測坐標？JIAo'x'y'2、掃描坐標系(A－IJ)用于表示掃描后數(shù)字影像的量測象素坐標飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x9飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x'y'

大地坐標系是指高斯平面坐標和高程所組成的左手空間系；描述地面點的空間位置；攝影測量的成果最終轉(zhuǎn)化到該坐標系中。

3、大地坐標系

用于表示像點量測坐標。飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x10SoAaxyxySyxyxa-fyxz

像空間坐標系s-xyz

表示像點在像方空間位置的空間直角坐標系。xyz原點、軸向、作用常用的坐標系(x,y,-f)(x,y,-f)O右手系？？左手系SoAaxyxySyxyxa-fyxz像空間坐標系11三個直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的坐標值(Xs、Ys、Zs)。三個角元素(、、)，表示攝影光束空間姿態(tài)(像片在攝影瞬間空間姿態(tài)的要素）XYZApSXsYsZs三個直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的坐標值(X12框標坐標系像空間坐標系地面輔助坐標系大地坐標系像點地面點攝影測量關(guān)系?內(nèi)方位元素外方位元素關(guān)系?關(guān)系已知像片的方位元素框標坐標系像空間坐標系地面輔助坐標系大地坐標系像點地面點攝影13SfAo

在理想情況下，攝影瞬間像點、投影中心、物點位于同一條直線上，描述這三點共線的數(shù)學(xué)表達式稱之為共線條件方程。共線條件方程的定義CollinearityConditionEquationsaaaSfAo在理想情況下，攝影瞬間像點、投影中心、物點位14SoAaxyxyxyz（3）S用地面點坐標表示像點坐標的共線條件方程共線條件方程的推導(dǎo)SoAaxyxyxyz（3）S用地面點坐標表示像點坐標的共線15像點坐標的量測量測像點的像片坐標(x,y)

傳統(tǒng)的量測方法包括單像坐標量測儀和立體坐標量測儀?？赏ㄟ^立體影像匹配進行自動量測。像點坐標的系統(tǒng)誤差改正主要由攝影材料變形、攝影物鏡畸變、大氣折光以及地球曲率等因素引起，是系統(tǒng)誤差。像點坐標的量測像點坐標的系統(tǒng)誤差改正16立體像對的基本概念S1S2ABCDS’2幾何模型立體像對的基本概念S1S2ABCDS’2幾何模型17航向重疊60％航向重疊60％18視差理論生理視差：

生理視差是產(chǎn)生立體感覺的生理基礎(chǔ)。像對的立體觀察視差角視差理論生理視差：生理視差是產(chǎn)生立體感覺的生理基礎(chǔ)。像對的19立體觀察條件①兩張像片必須是從不同攝影站攝取的。②兩眼各看一張像片，即必須分像。③必須使同名像點的連線與眼基線平行，以保證兩視線在同一個視平面內(nèi)。④比例尺基本一致像對的立體觀察立體觀察條件①兩張像片必須是從不同攝影站攝取的。像對的立體觀20①袖珍立體鏡②反光立體鏡③立體量測觀察系統(tǒng)①立體觀察工具像對的立體觀察3、分像方法①袖珍立體鏡①立體觀察工具像對的立體觀察3、分像方法21注冊測繪師考試攝影測量課件223、分像方法②互補色法像對的立體觀察3、分像方法②互補色法像對的立體觀察233、分像方法③偏振光法像對的立體觀察3、分像方法③偏振光法像對的立體觀察243、分像方法④交替光闌法（閃閉法、光閘法）像對的立體觀察3、分像方法④交替光闌法像對的立體觀察25像對的立體量測量測的內(nèi)容：像點坐標量測、左右視差量測、上下視差量測。借助于有測量標志的量測工具或儀器進行。測標測標的作用測標的種類像對的立體量測量測的內(nèi)容：測標測標的作用測標的種類26

利用地面控制點及其在片像上的像點，確定像片外方位元素的方法。1、什么叫單像空間后方交會2、單像空間后方交會的基本方法角錐體法

利用共線條件方程解算像片的外方位元素3、單像空間后方交會對控制點的要求

至少有三個不在一條直線上的地面控制點空間后方交會aCBcbS(XS、YS、ZS)AXZY利用地面控制點及其在片像上的像點，確定像片外27空間前方交會定義

S2o2a2S1o1a1A利用立體像對兩張像片的內(nèi)方位元素、同名像點坐標和像對的相對方位元素（或外方位元素）解算模型點坐標（或地面點坐標）的工作。A1、利用立體像對兩張像片的相對方位元素，計算模型點的三維坐標；2、利用立體像對兩張像片的外方位元素，計算地面點的地面坐標?？臻g前方交會空間前方交會定義S2o2a2S1o1a28空間前方交會公式BAP1P2a空間前方交會公式BAP1P2a29相對定向理論共面條件方程在恢復(fù)兩張像片的相對方位元素之后，同名光線對對相交S2S1

AP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1共面條件的向量表達式相對定向理論共面條件方程在恢復(fù)兩張像片的相對方位元素之后，同30S2BS1Aa1a2BZBYBX連續(xù)像對系統(tǒng)連續(xù)像對相對定向元素：S2BS1Aa1a2BZBYBX連續(xù)像對系統(tǒng)連續(xù)像對相對定向31S1a1a2ABS2單獨像對系統(tǒng)單獨像對相對定向元素：S1a1a2ABS2單獨像對系統(tǒng)單獨像對相對定向元素：321234563、連續(xù)像對相對定向方程初值給定BX…..點數(shù)、點位S2BS1Aa1a2BZBYBX模型點的上下視差Q1234563、連續(xù)像對相對定向方程初值給定點數(shù)、點位S2B33絕對定向理論2、空間相似變換絕對定向理論2、空間相似變換342、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論352、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論362、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論372、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論38數(shù)字攝影測量基礎(chǔ)影像數(shù)字化與影像重采樣

影像數(shù)字化包括量化和采樣采樣：每隔一個間隔獲取一個點的灰度值。

對實際連續(xù)函數(shù)模型離散化的量測過程量化：將各點的灰度值轉(zhuǎn)換為整數(shù)，將透明底片有可能出現(xiàn)的最大灰度變化范圍進行等分，分為若干灰度等級，一般都取為，時得到256個灰度級，其級數(shù)是介于0到255之間的一個整數(shù)，0為黑，255為白，每個像元素的灰度值占8bit，即一個字節(jié)

數(shù)字攝影測量基礎(chǔ)影像數(shù)字化與影像重采樣采樣：每隔一個間隔獲取39影像的內(nèi)定向：內(nèi)定向參數(shù)，利用四個框標點平差解算問題的提出：經(jīng)典的攝影測量已經(jīng)建立了一整套像點坐標與對應(yīng)的物點坐標間的關(guān)系，只要確定掃描坐標系與像平面坐標系之間的關(guān)系（內(nèi)定向）就能利用原有理論兩種坐標之間存在仿射變換內(nèi)定向的目的：確定掃描坐標系和像片坐標系之間的關(guān)系數(shù)字化的掃描方向數(shù)字化的步進方向xyoO影像的內(nèi)定向：內(nèi)定向參數(shù)，利用四個框標點平差解算問題的提出：40基于灰度的影像匹配

（AreaBasedImageMatching）

全數(shù)字化攝影測量的核心問題：如何在兩幅（或多幅）影像之間自動識別同名像點（影像相關(guān)）匹配點確定的基礎(chǔ)：匹配測度?；诓煌睦碚摽梢远x各種不同的匹配測度，因而形成了各種影像匹配方法數(shù)字影像相關(guān)：利用計算機對數(shù)字影像進行數(shù)值計算的方式完成影像的相關(guān)（匹配）基于灰度的影像匹配

（AreaBasedImageMa41一、相關(guān)系數(shù)法:目標區(qū)：以左片目標點為中心選取個像素的灰度陣列搜索區(qū)：估計出右片上同名點可能出現(xiàn)的范圍，建立一個個像素的灰度陣列nnm目標區(qū)搜索區(qū)l計算相關(guān)系數(shù)值：依次在搜索區(qū)內(nèi)取出個像素的灰度陣列，計算其與目標區(qū)的相似性測度相關(guān)系數(shù)，可求出(l-n+1)*(m-n+1)個相關(guān)系數(shù)一、相關(guān)系數(shù)法:nnm目標區(qū)搜索區(qū)l計算相關(guān)系數(shù)值：依次在搜42結(jié)果：目標區(qū)相對于搜索區(qū)不斷移動一個整像素，當相關(guān)系數(shù)最大時，對應(yīng)窗口的中心點即是目標點的同名像點特點：搜索的結(jié)果均以整像素為單位相關(guān)系數(shù)是標準化協(xié)方差函數(shù)，目標影像的灰度與搜索影像的灰度之間存在線性畸變時，仍能較好地評價它們之間的相似性程度目標區(qū)和搜索區(qū)都是一個二維的影像窗口，二維相關(guān)結(jié)果：目標區(qū)相對于搜索區(qū)不斷移動一個整像素，當相關(guān)系數(shù)最大時43二、協(xié)方差法nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n+1)個協(xié)方差值，當協(xié)方差值為最大時，對應(yīng)的相關(guān)窗口的中點就是待定點的同名像點。l二、協(xié)方差法nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n44差平方和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n+1)個S2值，當S2為最小時，對應(yīng)的相關(guān)窗口的中點就是待定點的同名像點灰度差的平方和最小l差平方和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n45差絕對值和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n+1)個S值，當S為最小時，對應(yīng)的相關(guān)窗口的中點就是待定點的同名像點灰度差的絕對值最小l差絕對值和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-46三、高精度最小二乘影像匹配問題的引出：匹配怎樣達到子像素精度？

在相關(guān)運算中引入變形參數(shù)，補償兩相關(guān)窗口之間的輻射畸變幾何畸變引入的變換參數(shù)作為待定值，一同納入到最小二乘解算中，使匹配可達到1/10甚至1/100像素的高精度（子像素精度）

由德國Stuttgart大學(xué)Ackermann教授與Pertl提出

影像灰度的系統(tǒng)變形輻射畸變（產(chǎn)生的原因）照明及被攝物體輻射面的方向攝影處理條件的差異影像數(shù)字化過程中產(chǎn)生的誤差等

幾何畸變：產(chǎn)生了影像灰度分布之間的差異（相對移位、圖形變化）攝影方位不同所產(chǎn)生的影像畸變由于地形坡度所產(chǎn)生的影像畸變等三、高精度最小二乘影像匹配問題的引出：匹配怎樣達到子像素精度47最小二乘影像匹配的精度

相關(guān)系數(shù)法：相關(guān)系數(shù)越大，匹配質(zhì)量越好。但是無法獲得其精度指標最小二乘匹配算法：根據(jù)法方程式系數(shù)矩陣的逆矩陣，同時求得其精度指標

最小二乘影像匹配的精度相關(guān)系數(shù)法：相關(guān)系數(shù)越大，匹配質(zhì)量越48核線的性質(zhì)：同名像點必然位于同名核線上沿核線（一維）進行相關(guān)計算效果：沿同名核線進行相關(guān)計算會加快搜索速度和增加影像匹配的可靠性

過程：左核線上建立目標區(qū)，目標的長度為n個像素在右片上沿同名核線建立搜索區(qū)，其長度為m個像素計算相關(guān)系數(shù):共計算個相關(guān)系數(shù)

注意事項：相似性測度一般是統(tǒng)計量，應(yīng)有較多的樣本進行估計（窗口中的像素數(shù)不應(yīng)太少），目標區(qū)長，灰度信號重心與幾何重心不重合，產(chǎn)生相關(guān)誤差，目標區(qū)、搜索區(qū)都取二維窗口，搜索過程只在核線上進行

基于核線的一維影像匹配核線的性質(zhì)：同名像點必然位于同名核線上效果：沿同名核線進行相49第4章攝影測量與遙感

處理系統(tǒng)數(shù)字攝影測量系統(tǒng)遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)機載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)第4章攝影測量與遙感

處理系統(tǒng)數(shù)字攝影測量系統(tǒng)50數(shù)字攝影測量系統(tǒng)主要功能影像數(shù)字化影像預(yù)處理坐標量測影像定向自動空中三角測量構(gòu)成核線影像影像匹配建立數(shù)字地面模型及其編輯自動繪制等高線

數(shù)字攝影測量系統(tǒng)主要功能51制作正射影像正射影像鑲嵌與修補數(shù)字測圖制作影像地圖制作透視圖、景觀圖制作立體匹配片GIS功能近景攝影測量功能遙感圖像處理功能制作正射影像52常用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)簡介VirtuoZo數(shù)字攝影測量系統(tǒng)武漢大學(xué)張祖勛院士主持研發(fā)，是一個功能齊全、高度自動化的現(xiàn)代攝影測量系統(tǒng)，能完成從自動空中三角測量(AAT)到各種比例尺4D產(chǎn)品的測繪生產(chǎn)。JX-4數(shù)字攝影測量系統(tǒng)中國測繪科學(xué)研究院劉先林院士主持研發(fā)的一套半自動化的微機數(shù)字攝影測量系統(tǒng)。常用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)簡介531、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770DPW（DigitalPhotogrammtricWorkstations）由美國Helawa

和瑞士Leica

公司生產(chǎn)。

雙屏，3D鼠標，手輪、腳盤，腳踏開關(guān)。

偏振顯示屏、偏振光眼鏡

3Dlabs圖形卡。1、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770DP541、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770

高精度圖像掃描儀DSW1、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770高精度圖像552、Intergraph的數(shù)字攝影測量工作站Imagestation

Imagestation

由美國Intergraph公司生產(chǎn)。

雙屏，3D鼠標。CrystalEyes(液晶)立體眼鏡和發(fā)射器。3DLabs'WildcatII5110立體幀緩存用于立體顯示2、Intergraph的數(shù)字攝影測量工作站Images563、Leica的數(shù)字攝影測量工作站LPS偏振顯示屏、偏振光眼鏡，3D鼠標。3、Leica的數(shù)字攝影測量工作站LPS偏振顯示屏、偏574、武大的數(shù)字攝影測量工作站VirtuoZo

VirtuoZo由武漢大學(xué)研制。4、武大的數(shù)字攝影測量工作站VirtuoZo585、中國測繪科學(xué)研究院的JX－4DPW

5、中國測繪科學(xué)研究院的JX－4DPW59機載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)機載LIDAR系統(tǒng)機載LIDAR集激光測距儀、GPS全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）于一體。航拍時，GPS確定傳感器的空間位置（經(jīng)緯度），慣導(dǎo)系統(tǒng)（INS）測量飛機的俯仰角、測滾角和航向角，激光測距儀直接測量地形。

機載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)機載LIDAR系統(tǒng)60LIDAR數(shù)據(jù)的優(yōu)勢：1、采用主動性工作方式，不受日照和天氣條件的限制，全天候?qū)Φ赜^測。2、發(fā)射的激光脈沖具有很強的穿透能力，能部分地穿透樹林遮擋，直接獲取真實地面的高精度三維信息。3、能快速獲取大面積的目標空間信息，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的及時采集，從而可以應(yīng)用與需自動監(jiān)控的行業(yè)。4、通過對目標的直接掃描來描述目標特征，使用龐大的點陣和濃密的格網(wǎng)來獲取目標信息，采樣點之間間隔很小，具有精度高、密度大的特點。5、既可以作為獲取地表資源、環(huán)境信息的一種重要技術(shù)手段，又可以同其他技術(shù)手段集成使用，為數(shù)字地球信息智能化處理提供新的融合數(shù)據(jù)源。LIDAR數(shù)據(jù)的優(yōu)勢：61車載移動測圖系統(tǒng)移動測圖系統(tǒng)(MMS)是指在移動載體平臺上集成多種傳感器，通過多種傳感器自動采集各種三維連續(xù)地理空間數(shù)據(jù)，并使用一定的數(shù)據(jù)處理方法，對所采集的數(shù)據(jù)進行處理和加工，最終生成各種空間信息應(yīng)用系統(tǒng)所需要的圖形、數(shù)據(jù)等信息的科學(xué)和技術(shù)。

MMS基本部件：系統(tǒng)控制模塊、定位定姿模塊、影像獲取模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。車載移動測圖系統(tǒng)(L-MMS)是以汽車作為平臺，它是在車上裝備GPS接收機、CCD、INS等傳感器和設(shè)備，在車輛高速行駛過程中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。車載移動測圖系統(tǒng)62第5章野外像片調(diào)繪

與像片控制測量野外像片調(diào)繪像片控制測量第5章野外像片調(diào)繪

與像片控制測量野外像片調(diào)繪63野外像片調(diào)繪像片判讀特征與判讀方法

1.像片判讀特征形狀、大小、色調(diào)、陰影、紋形、布局、位置

2.目視判讀一般方法從宏觀到細部，從一般細部到個別細部，從一只特征到位置特征，從局部特征到整個區(qū)域的判讀特征。有直判法、對比法、綜合判認法

野外像片調(diào)繪像片判讀特征與判讀方法64像片調(diào)繪的基本知識

像片調(diào)繪是以像片判讀為基礎(chǔ)，把航攝像片上的影像所代表的地物識別和辨認出來，并按照規(guī)定的圖示符號和主機方式表示在航測像片上。像片調(diào)繪的基本知識65像片的綜合取舍

綜合取舍對地物地貌進行選擇和概括的過程像片調(diào)繪的基本作業(yè)流程

準備工作—像片判讀—綜合取舍—著鉛—詢問檢查—量測—補測新增地物—清繪—復(fù)查—接邊像片的綜合取舍66主要地形目標的調(diào)繪像片調(diào)繪可采用全野外調(diào)繪法或室內(nèi)綜合調(diào)繪法。在調(diào)繪中應(yīng)判讀準確，描繪清楚，圖示符號運用恰當，各種助劑準確無誤。對地物地貌的取舍，以圖面負載量和保持實地特征為原則。通過調(diào)繪獲取成果后需要對調(diào)繪像片進行整飾和接邊，以便提供下一工序使用。主要地形目標的調(diào)繪67調(diào)繪像片的整飾與接邊調(diào)繪像片的整飾及時清繪，清繪時各種地物中心位置要準確，中心的、中心線應(yīng)按圖示規(guī)定繪出。調(diào)繪像片的接邊

a.圖幅內(nèi)部接邊、幅與幅之間接邊

b.同期作業(yè)接邊、不通氣作業(yè)接邊調(diào)繪像片的整飾與接邊68新增地物的補測

新增地物必須在調(diào)繪時進行補測，通常采用交會法、坐標法、截距法和比較法確定新增地物的位置。新增地物的補測69像片控制測量野外像片控制點的布點方案

1.全野外布點方案

通過野外控制測量獲得的航片像片控制點不需內(nèi)業(yè)加密，直接提供內(nèi)業(yè)測圖定向或糾正使用。

2.非全野外布點方案

按航線數(shù)分為單航線和區(qū)域網(wǎng)兩種

3.特殊情況的布點方案像片控制測量野外像片控制點的布點方案70野外控制點的選擇

航外像片控制點的布設(shè)不僅和布點方案有關(guān)，還須考慮航測成圖過程中像點量測的精度、絕對定向和各類誤差改正對像片控制點的具體點位要求。野外控制點的選擇71野外控制點的編號、整飾和注記野外像片控制點的施測

1.刺點目標的選擇要求

2.像片控點平面坐標和高程的施測

先整體到局部，先控制后碎步

3.控制點接邊野外控制點的編號、整飾和注記72第6章基于攝影測量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)4D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流解析空中三角測量數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)字正射影像圖(DOM)數(shù)字線劃地圖(DLG)數(shù)字柵格地圖(DRG)第6章基于攝影測量與遙感的4D產(chǎn)品生產(chǎn)4D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流734D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流

數(shù)字攝影測量與遙感的產(chǎn)品主要包括3大類：

1.影像類產(chǎn)品

2.點和矢量類產(chǎn)品

4D產(chǎn)品是指DEM、DOM、DLG和DRG。

3.影像和矢量相結(jié)合的產(chǎn)品另外，還有各種可視化的立體模型，各種工程設(shè)計所需的三維信息，各種信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫所需的空間信息等都屬于數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的產(chǎn)品范疇。4D產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流74解析空中三角測量

數(shù)字攝影測量與遙感的產(chǎn)品主要包括3大類：

1.影像類產(chǎn)品

2.點和矢量類產(chǎn)品

4D產(chǎn)品是指DEM、DOM、DLG和DRG。

3.影像和矢量相結(jié)合的產(chǎn)品另外，還有各種可視化的立體模型，各種工程設(shè)計所需的三維信息，各種信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫所需的空間信息等都屬于數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的產(chǎn)品范疇。解析空中三角測量75解析空中三角測量概述

解析空中三角測量指的是用攝影測量解析法確定區(qū)域內(nèi)所有影像的外方位元素及待定點的地面坐標。解析空中三角測量概述76空中三角測量、區(qū)域網(wǎng)平差它是利用少量控制點對整個區(qū)域所有影像恢復(fù)它們的外方位元素空中三角測量、區(qū)域網(wǎng)平差它是利用77解析空中三角測量分類

解析空中三角測量分類78一、建立航帶模型1、像點坐標量測及系統(tǒng)誤差改正2、每個像對進行連續(xù)像對法相對定向：得到模型點在各自像空間輔助坐標系坐標（坐標原點和比例尺不同）航帶網(wǎng)法空中三角測量S1S2S3S4各模型的像空間輔助坐標系相互平行，每個像對以左片為基礎(chǔ)，求出右片相對左片的相對定向元素①②模型點在各自像空間輔助坐標系坐標一、建立航帶模型航帶網(wǎng)法空中三角測量S1S2S3S4各模型的793、模型連接：利用相鄰模型公共點在像空間輔助坐標系的坐標應(yīng)相等，求出比例尺歸化系數(shù)，得到模型點在統(tǒng)一的航帶像空間輔助坐標系坐標S2S3①②M1M2S1模型①和模型②比例尺不等，公共點在模型①位于M1,在模型②位于M2（錯開），需要統(tǒng)一比例尺歸化：對模型②的比例尺進行歸化，與模型①具有相同的比例尺，使M1、M2重合3、模型連接：利用相鄰模型公共點在像空間輔助坐標系的坐標應(yīng)相80計算方法：一般在模型重疊區(qū)域內(nèi)取上、中、下三個點測求比例歸化系數(shù)，取算術(shù)平均值將模型點的坐標都納入到全航帶統(tǒng)一的像空間輔助坐標系（第一張像片的像空間（輔助）坐標系）（一個一個像對依次進行）S1S2S3S4①②每一模型的左站在統(tǒng)一的像空間輔助坐標系坐標計算順序：后一模型向前一模型進行歸化計算計算方法：一般在模型重疊區(qū)域內(nèi)取上、中、下三個點測求比例歸化81模型點在統(tǒng)一的像空間輔助坐標系中坐標(以米為單位）：二、航帶模型的絕對定向：將模型點在統(tǒng)一的航帶像空間輔助坐標系坐標變換為航帶統(tǒng)一的地面攝影測量坐標為整體平差方便，改成以米為單位：坐標值乘以攝影比例尺分母再除以1000，用m表示重心化模型點在統(tǒng)一的像空間輔助坐標系中坐標(以米為單位）：二、航帶82三、航帶網(wǎng)的非線性變形改正：問題的提出：航帶模型仍存在偶然誤差和殘余的系統(tǒng)誤差的影響，模型連接時誤差的累積使航帶產(chǎn)生變形，致使絕對定向后獲得的地面坐標只是概略值改正方法：用待定參數(shù)構(gòu)成的多項式來逼進復(fù)雜的變形曲面，通過最小二乘擬合，使控制點處的變形值與實際相差最小，平差解求多項式的系數(shù)，進行坐標的改正，消除誤差的影響解決的辦法：航帶網(wǎng)的非線性變形改正觀測誤差的累計影響使X、Y、Z呈現(xiàn)明顯的誤差三、航帶網(wǎng)的非線性變形改正：改正方法：用待定參數(shù)構(gòu)成的多項式83四、航帶網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)平差:由幾條航帶構(gòu)成一個區(qū)域，整體平差解求各航帶的非線性變形改正系數(shù)，求得整個測區(qū)內(nèi)全部待定點的坐標，主要過程：各像對進行連續(xù)像對相對定向：得到像點在各自坐標模型連接：求比例尺歸化系數(shù)，得到模型點在統(tǒng)一的航帶坐標各航帶模型的絕對定向：將模型點在統(tǒng)一坐標變換到全區(qū)域統(tǒng)一的地面攝影測量坐標系（各航帶坐標重心化）修正后的坐標航帶網(wǎng)的非線性變形改正：平差整體解求航帶的非線性改正系數(shù)，進行坐標的改正，得到改正后的坐標值四、航帶網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)平差:由幾條航帶構(gòu)成一個區(qū)域，整體平差解求各84注冊測繪師考試攝影測量課件85獨立模型法解析空三基本思想：每像對進行獨立像對法相對定向：得到模型點在每個像對的像空間輔助坐標系的坐標各模型進行絕對定向：在滿足模型公共點（連接點）的坐標應(yīng)相等及控制點的計算坐標應(yīng)與實測坐標相等的條件下，平差整體解求每個模型的七個絕對定向元素，求出所有加密點的地面坐標（公共點取均值）各單元模型分別進行空間相似變換獨立模型法解析空三基本思想：各單元模型分別進行空間相似變換86光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量一、光束法區(qū)域網(wǎng)基本思想以每張像片一束光線為單元，區(qū)域內(nèi)每張像片的控制點、加密點都列立共線條件方程式建立全區(qū)域統(tǒng)一的誤差方程，統(tǒng)一平差解算，整體解求區(qū)域內(nèi)每張像片的6個外方位元素所有加密點的地面坐標為計算方便，可消去一類未知數(shù)，得到改化法方程（消去X）法方程光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量一、光束法區(qū)域網(wǎng)基本思想為計算方便，87加密（待定）點坐標：多片前方交會二、三種區(qū)域網(wǎng)平差方法的比較獨立模型法：較航帶法嚴密計算較費時不能很好地消除系統(tǒng)誤差的影響，對粗差有較好的抵抗能力航帶法：分步近似平差，不嚴密，精度較差計算速度快，可以提供初始值加密（待定）點坐標：多片前方交會二、三種區(qū)域網(wǎng)平差方法的比較88光束法：理論最嚴密，精度最高，成為解析空三的主流方法計算量最大以像點坐標為觀測值，對系統(tǒng)誤差反映最敏感，通過自檢校法消除系統(tǒng)誤差，達到厘米級精度可方便地加入粗差檢測，對粗差有較好的抵抗能力三、解析空三的精度分析誤差分布的規(guī)律1、最弱精度位于區(qū)域四周，平面控制點應(yīng)布設(shè)在四周2、控制點稀疏布點時，理論精度隨區(qū)域的增大而降低；增大旁向重疊度，可以提高理論精度3、周邊密集布點，光束法的精度不隨區(qū)域大小改變，是常數(shù)4、高程理論精度取決于高程控制點間的跨度與區(qū)域大小無關(guān)由平差可以得到坐標的理論精度光束法：三、解析空三的精度分析誤差分布的規(guī)律由平差可以得到坐89實際精度：通過多余控制點的地面實際測量坐標與攝影測量加密坐標值的差值（真誤差）估計點位精度：理論精度：反映偶然誤差的影響，與控制點點位的分布有關(guān)實際情況：受偶然誤差和殘余系統(tǒng)誤差的綜合影響，理論精度與實際精度有差異實際的解算結(jié)果仍呈現(xiàn)明顯的系統(tǒng)誤差和不正常情況（如光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度低于獨立模型法等），需進一步進行殘余系統(tǒng)誤差的改正實際精度：通過多余控制點的地面實際測量坐標與攝影測量加密坐標90GPS輔助空中三角測量簡介GPS定位技術(shù)定位特點：實時、快速、精確給解析空三帶來怎樣的影響？將攝站的高精度三維坐標做觀測值，以減少地面控制點，與攝影測量數(shù)據(jù)一起進行聯(lián)合平差作業(yè)過程：分別在地面基準站和飛機設(shè)置至少兩臺GPS接收機GPS數(shù)據(jù)處理，解求攝站坐標將GPS攝站坐標視為帶權(quán)觀測值，與攝影測量數(shù)據(jù)一起進行聯(lián)合平差GPS輔助空中三角測量簡介GPS定位技術(shù)給解析空三帶來怎樣的91單差分方式相對動態(tài)GPS定位示意圖帶GPS的航空攝影單差分方式相對動態(tài)GPS定位示意圖帶GPS的航空攝影92效果：無失鎖、周跳等信號間斷，不考慮基準，GPS攝站坐標可完全取代地面控制為解決基準問題，改正由于失鎖、周跳等引起的系統(tǒng)誤差，需加入少量控制可用于生產(chǎn)效果：無失鎖、周跳等信號間斷，不考慮基準，GPS攝站坐標可完93POS輔助空中三角測量

POS（Position&OrientationSystem）系統(tǒng)直接獲取攝影曝光時刻航攝儀的空間位置和姿態(tài)，即影像的外方位元素：1.差分GPS獲取高精度位置測量數(shù)據(jù)2.高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)（INS）輸出高采樣率的位置數(shù)據(jù)，通過差分GPS修正慣導(dǎo)系統(tǒng)可以獲取高精度、高采樣率的位置信息，慣導(dǎo)系統(tǒng)的精密陀螺可以輸出高精度的姿態(tài)數(shù)據(jù)POS輔助空中三角測量94機載POS系統(tǒng)的組成：a.慣性測量裝置(IMU)b.GPS接收機c.計算機系統(tǒng)d.數(shù)據(jù)后處理團建機載POS系統(tǒng)的組成：95POS系統(tǒng)與航空攝影系統(tǒng)的集成：

將POS系統(tǒng)和航攝儀集成在一起，通過GPS載波相位差分定位獲取航攝儀的位置參數(shù)及慣性測量單元IMU測定航攝儀的姿態(tài)參數(shù)，經(jīng)IMU、DGPS數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理，可直接獲得測圖所需的每張像片6個外方位元素，從能夠大大減少乃至無須地面控制直接進行航空影像的空間地理定位，為航空影像的進一步應(yīng)用提供快速、便捷的技術(shù)手段。POS系統(tǒng)與航空攝影系統(tǒng)的集成：96數(shù)字高程模型(DEM)

數(shù)字高程模型DEM（DigitalElevationModel）：是表示區(qū)域D上地形的三維向量有限序列.

｛Vi=（Xi，Yi，Zi），i=1，2，…n｝

其中（Xi，Yi）∈D是平面坐標，Zi是（Xi，Yi）對應(yīng)的高程.DEM是DTM的一個子集，是對地球表面地形地貌的一種離散的數(shù)字表達，是DTM的地形分量。數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)字高程模型DEM（Digit97地面信息的不同表達方式地形圖：優(yōu)點：直觀，便于人工使用缺點：計算機不能直接利用，不能滿足自動化要求，管理不便DTM：地表信息的數(shù)字表達形式優(yōu)點：直接輸入計算機，計算機輔助設(shè)計，便于修改、更新、管理，便于轉(zhuǎn)換成其它形式的產(chǎn)品地面信息的不同表達方式地形圖：優(yōu)點：直觀，便于人工使用DTM98數(shù)字高程模型DEM表示形式

規(guī)則矩形格網(wǎng)（Grid)

利用一系列在X，Y方向上等間隔排列的地形點的高程Z表示地形，形成一個矩形格網(wǎng)DEMDEM：基本信息+規(guī)則存放的高程值優(yōu)點：存儲量最小，易管理，應(yīng)用最廣泛缺點：不能準確表達地形的結(jié)構(gòu)和細部任一點P(i,j)的數(shù)字高程模型DEM表示形式規(guī)則矩形格網(wǎng)（Grid)利用99優(yōu)點：顧及地貌特征點、線，表達復(fù)雜地形較準確缺點：數(shù)據(jù)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用、管理復(fù)雜不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)：按地形特征采集的點以一定規(guī)則連接成覆蓋整個區(qū)域互不重疊的三角形優(yōu)點：顧及地貌特征點、線，表達復(fù)雜地形較準確缺點：數(shù)據(jù)量大，100數(shù)據(jù)點的獲取DEM數(shù)據(jù)采集方法野外實測：全站儀、GPS施測現(xiàn)有圖數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化掃描數(shù)字化攝影測量方法解析測圖儀、自動化的測圖系統(tǒng)進行采集（自動化DEM數(shù)據(jù)采集）空間傳感器：遙感系統(tǒng)、雷達等數(shù)據(jù)點的獲取DEM數(shù)據(jù)采集方法101格式轉(zhuǎn)換：數(shù)據(jù)格式不同，轉(zhuǎn)換為內(nèi)插軟件需要的格式坐標系統(tǒng)的變換：變換到地面坐標系，一般采用國家坐標數(shù)據(jù)編輯：交互方式，查錯、補測柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)：掃描數(shù)字化得到灰度陣列（柵格數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換為按順序排列的點坐標（矢量數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)分塊：數(shù)據(jù)采集方式不同，排列順序不同，內(nèi)插計算只與周圍點有關(guān)，分塊可保證在大量數(shù)據(jù)中找到需要的點數(shù)據(jù)預(yù)處理格式轉(zhuǎn)換：數(shù)據(jù)格式不同，轉(zhuǎn)換為內(nèi)插軟件需要的格式數(shù)據(jù)預(yù)處理102數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內(nèi)插數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內(nèi)插103數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)內(nèi)插的特點：基于原始函數(shù)的連續(xù)光滑性大范圍內(nèi)的地形很復(fù)雜，整個地球表面起伏不可能用一個多項式擬合，采用局部函數(shù)內(nèi)插地表既有連續(xù)光滑的特點，又有由于自然或人為的原因產(chǎn)生的不連續(xù)數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)內(nèi)插：根據(jù)參考點上的高程計算其它待定點處高程的方法用鄰近的數(shù)據(jù)點內(nèi)插出待定點采集的原始數(shù)據(jù)規(guī)則格網(wǎng)非規(guī)則排列非采樣點的高程？數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)內(nèi)插的特點：數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)內(nèi)插：根據(jù)參考點104內(nèi)插方法1、移動曲面擬合法*2、線性內(nèi)插*3、雙線性內(nèi)插*4、三次樣條函數(shù)內(nèi)插*5、多面函數(shù)法6、最小二乘配置法7、有限元內(nèi)插法內(nèi)插方法105是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在測繪中用于繪制等高線、坡度坡向圖、立體透視圖，制作正射影像圖與地圖的修測數(shù)字地面模型的應(yīng)用領(lǐng)域：在軍事上可用于導(dǎo)航及導(dǎo)彈制導(dǎo)在工業(yè)上可利用DSM繪制出表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體的形狀DEM的主要應(yīng)用在環(huán)境與規(guī)劃中用于土地利用現(xiàn)狀分析、規(guī)劃、洪水險情規(guī)劃是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在測繪中用于繪制等高線、坡度坡向圖、106數(shù)字正射影像圖(DOM)

數(shù)字正射影像圖(DigitalOrthophotoMap，簡稱DOM)是利用數(shù)字高程模型（DEM）對掃描數(shù)字化的（或直接以數(shù)字化方式獲取的）航空像片或航天影像，經(jīng)數(shù)字微分糾正、數(shù)字鑲嵌，再根據(jù)圖幅范圍剪切生成的影像數(shù)據(jù)集，是我國基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品的重要組成部分之一。數(shù)字正射影像圖(DOM)數(shù)字正射影像圖(Digital107DOM制作方法1.航空攝影測量法a.設(shè)置正射影像參數(shù)b.正射糾正c.單片正射影像鑲嵌d.圖幅正射影像鑲嵌2.航天遙感測量法DOM制作方法108真正射影像制作采用傳統(tǒng)方法制作的正射影像上仍然存在有投影差的現(xiàn)象，這是因為傳統(tǒng)正射影像的制作是以2.5維的DEM為基礎(chǔ)進行數(shù)字糾正計算的。真正射影像，就是在數(shù)字微分糾正過程中，以數(shù)字表面模型(DSM)為基礎(chǔ)來進行數(shù)字微分糾正。真正射影像制作109DOM的質(zhì)量控制正射影像圖的質(zhì)量控制主要包括幾何精度和影像質(zhì)量檢查兩方面。正射影像的影像質(zhì)量主要是指影像的輻射(亮度、色彩)質(zhì)量，一般采用目視檢查方法進行，主要內(nèi)容包括：整張影像色調(diào)是否均勻，反差及亮度是否適中，影像拼接處色調(diào)是否一致，影像上是否存在斑點、劃痕或其他原因所造成的信息缺失的現(xiàn)象等。DOM的質(zhì)量控制110DOM的勻光處理由于受光學(xué)航空遙感影像獲取的時間、外部光照條件以及其他內(nèi)部因素的影響，導(dǎo)致獲取的影像在色彩上存在不同程度的差異，這種差異會不同程度地影響到后續(xù)數(shù)字正射影像的生產(chǎn)。為了消除影像色彩上的差異，需要對影像進行色彩平衡處理，即勻光處理。DOM的勻光處理111數(shù)字線劃地圖(DLG)

數(shù)字線劃地圖(DigitalLineGraphs，簡稱DLG)是現(xiàn)有地形圖上基礎(chǔ)地理要素分層存儲的矢量數(shù)據(jù)集。數(shù)字線劃地圖(DLG)112數(shù)字線劃圖的制作1.航空攝影測量法2.航天遙感測量法3.地形圖掃描矢量化法4.數(shù)字線劃圖縮編法數(shù)字線劃圖的制作113數(shù)字柵格地圖（DRG）

數(shù)字柵格地圖(DigitalRasterGraphic,DRG)是紙質(zhì)地形圖的柵格形式的數(shù)字化產(chǎn)品，是對現(xiàn)有紙質(zhì)、膠片等地形圖經(jīng)掃描、幾何糾正及色彩糾正等處理后得到的。數(shù)字柵格地圖（DRG）數(shù)字柵格地圖(DigitalRas114數(shù)字柵格地圖的制作掃描過程中，通過CCD線陣探測器對圖形的分割，可生成二維數(shù)字陣列，同時對每一陣列元素的灰度(或分色)進行量化，再經(jīng)灰度而之花、圖形定向、幾何校正等處理即可形成一幅數(shù)字柵格地圖。主要內(nèi)容包括：

(1)圖形掃描

(2)圖幅定向

(3)幾何校正

(4)色彩校正數(shù)字柵格地圖的制作115謝謝大家！謝謝大家！116攝影測量的分類按照研究對象不同，分為地形攝影測量和非地形攝影測量兩大類；按攝影站的位置或傳感器平臺，分為航天(衛(wèi)星)攝影測量、航空攝影測量、地面攝影測量等。攝影測量的分類117框標坐標系像空間坐標系地面輔助坐標系大地坐標系像點地面點攝影測量關(guān)系?內(nèi)方位元素外方位元素關(guān)系?關(guān)系已知像片的方位元素框標坐標系像空間坐標系地面輔助坐標系大地坐標系像點地面點攝影118絕對定向理論2、空間相似變換絕對定向理論2、空間相似變換119一、相關(guān)系數(shù)法:目標區(qū)：以左片目標點為中心選取個像素的灰度陣列搜索區(qū)：估計出右片上同名點可能出現(xiàn)的范圍，建立一個個像素的灰度陣列nnm目標區(qū)搜索區(qū)l計算相關(guān)系數(shù)值：依次在搜索區(qū)內(nèi)取出個像素的灰度陣列，計算其與目標區(qū)的相似性測度相關(guān)系數(shù)，可求出(l-n+1)*(m-n+1)個相關(guān)系數(shù)一、相關(guān)系數(shù)法:nnm目標區(qū)搜索區(qū)l計算相關(guān)系數(shù)值：依次在搜120調(diào)繪像片的整飾與接邊調(diào)繪像片的整飾及時清繪，清繪時各種地物中心位置要準確，中心的、中心線應(yīng)按圖示規(guī)定繪出。調(diào)繪像片的接邊

a.圖幅內(nèi)部接邊、幅與幅之間接邊

b.同期作業(yè)接邊、不通氣作業(yè)接邊調(diào)繪像片的整飾與接邊121數(shù)據(jù)點的獲取DEM數(shù)據(jù)采集方法野外實測：全站儀、GPS施測現(xiàn)有圖數(shù)字化手扶跟蹤數(shù)字化掃描數(shù)字化攝影測量方法解析測圖儀、自動化的測圖系統(tǒng)進行采集（自動化DEM數(shù)據(jù)采集）空間傳感器：遙感系統(tǒng)、雷達等數(shù)據(jù)點的獲取DEM數(shù)據(jù)采集方法122是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在測繪中用于繪制等高線、坡度坡向圖、立體透視圖，制作正射影像圖與地圖的修測數(shù)字地面模型的應(yīng)用領(lǐng)域：在軍事上可用于導(dǎo)航及導(dǎo)彈制導(dǎo)在工業(yè)上可利用DSM繪制出表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體的形狀DEM的主要應(yīng)用在環(huán)境與規(guī)劃中用于土地利用現(xiàn)狀分析、規(guī)劃、洪水險情規(guī)劃是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在測繪中用于繪制等高線、坡度坡向圖、123數(shù)字線劃圖的制作1.航空攝影測量法2.航天遙感測量法3.地形圖掃描矢量化法4.數(shù)字線劃圖縮編法數(shù)字線劃圖的制作124攝影測量的分類按照研究對象不同，分為地形攝影測量和非地形攝影測量兩大類；按攝影站的位置或傳感器平臺，分為航天(衛(wèi)星)攝影測量、航空攝影測量、地面攝影測量等。攝影測量的分類125攝影測量的發(fā)展發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝影測量像片物理投影模擬測圖儀作業(yè)員手工模擬產(chǎn)品解析攝影測量像片數(shù)字投影解析測圖儀機助作業(yè)員操作模擬產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字攝影測量數(shù)字化影像數(shù)字影像數(shù)字投影計算機+外圍設(shè)備自動化操作+作業(yè)員的干擾數(shù)字產(chǎn)品模擬產(chǎn)品攝影測量的發(fā)展發(fā)展階段原始資料投影方式儀器操作方式產(chǎn)品模擬攝126遙感及其發(fā)展

遙感泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性的技術(shù)。攝影測量是遙感的前身。遙感技術(shù)主要由遙感圖像獲取技術(shù)和遙感信息處理技術(shù)兩大部分組成。

按電磁波波段的工作區(qū)域，分為可見光遙感、紅外遙感、微波遙感和多波段遙感等。按傳感器的運載工具分為航天遙感、航空遙感和地面遙感；按傳感器工作方式分為主動方式和被動方式兩種。遙感及其發(fā)展遙感泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何127攝影測量與遙感的結(jié)合

國際攝影測量與遙感學(xué)會(ISPRS)與1988年在日本京都召開的第十六屆大會上給出定義:“攝影測量與遙感乃是對非接觸傳感器系統(tǒng)獲得的影像及其數(shù)字表達進行記錄、量測和解譯，從而獲得自然物體和環(huán)境的可靠信息的一門工藝、科學(xué)和技術(shù)”。

攝影測量與遙感的結(jié)合國際攝影測量與遙感學(xué)會(ISP128第2章攝影測量基礎(chǔ)單張航攝像片解析像點坐標的量測立體測圖的原理與方法攝影測量解析計算基礎(chǔ)數(shù)字攝影測量基礎(chǔ)第2章攝影測量基礎(chǔ)單張航攝像片解析129航攝像片與地圖的區(qū)別

航攝像片是地面景物的中心投影構(gòu)像，地圖是地面景物的正射投影。只有當?shù)孛鎳栏袼角蚁衿矅栏袼綍r，上述兩種投影結(jié)果才等效。AaBbCcSBbAaCc正射投影中心投影航攝像片與地圖的區(qū)別AaBbCcSBbAaCc正射投影中心投130像片傾斜引起的像點位移

一般情況下，航空攝影所獲取的像片是傾斜的，即使地面嚴格水平，航攝像片上的目標物體也會因為像片傾斜而產(chǎn)生變形或像點位移?？捎孟衿m正的方法予以改正。SfHPP0Aa0像片傾斜引起的像點位移SfHPP0Aa0131地面起伏引起的投影差航空攝影的對象主要是地球表面，地球表面有起伏，包括自然地地形起伏和有人工建筑物。植被等引起的起伏。由于地球表面起伏所引起的像點位移稱為像片上的投影差。SABA1B1地面起伏引起的投影差SABA1B1132飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x'y'如何表示像點量測坐標？JIAo'x'y'2、掃描坐標系(A－IJ)用于表示掃描后數(shù)字影像的量測象素坐標飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x133飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x'y'

大地坐標系是指高斯平面坐標和高程所組成的左手空間系；描述地面點的空間位置；攝影測量的成果最終轉(zhuǎn)化到該坐標系中。

3、大地坐標系

用于表示像點量測坐標。飛行方向1、框標坐標系(o'-x'y')常用的坐標系統(tǒng)o'x134SoAaxyxySyxyxa-fyxz

像空間坐標系s-xyz

表示像點在像方空間位置的空間直角坐標系。xyz原點、軸向、作用常用的坐標系(x,y,-f)(x,y,-f)O右手系？？左手系SoAaxyxySyxyxa-fyxz像空間坐標系135三個直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的坐標值(Xs、Ys、Zs)。三個角元素(、、)，表示攝影光束空間姿態(tài)(像片在攝影瞬間空間姿態(tài)的要素）XYZApSXsYsZs三個直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標系中的坐標值(X136框標坐標系像空間坐標系地面輔助坐標系大地坐標系像點地面點攝影測量關(guān)系?內(nèi)方位元素外方位元素關(guān)系?關(guān)系已知像片的方位元素框標坐標系像空間坐標系地面輔助坐標系大地坐標系像點地面點攝影137SfAo

在理想情況下，攝影瞬間像點、投影中心、物點位于同一條直線上，描述這三點共線的數(shù)學(xué)表達式稱之為共線條件方程。共線條件方程的定義CollinearityConditionEquationsaaaSfAo在理想情況下，攝影瞬間像點、投影中心、物點位138SoAaxyxyxyz（3）S用地面點坐標表示像點坐標的共線條件方程共線條件方程的推導(dǎo)SoAaxyxyxyz（3）S用地面點坐標表示像點坐標的共線139像點坐標的量測量測像點的像片坐標(x,y)

傳統(tǒng)的量測方法包括單像坐標量測儀和立體坐標量測儀。可通過立體影像匹配進行自動量測。像點坐標的系統(tǒng)誤差改正主要由攝影材料變形、攝影物鏡畸變、大氣折光以及地球曲率等因素引起，是系統(tǒng)誤差。像點坐標的量測像點坐標的系統(tǒng)誤差改正140立體像對的基本概念S1S2ABCDS’2幾何模型立體像對的基本概念S1S2ABCDS’2幾何模型141航向重疊60％航向重疊60％142視差理論生理視差：

生理視差是產(chǎn)生立體感覺的生理基礎(chǔ)。像對的立體觀察視差角視差理論生理視差：生理視差是產(chǎn)生立體感覺的生理基礎(chǔ)。像對的143立體觀察條件①兩張像片必須是從不同攝影站攝取的。②兩眼各看一張像片，即必須分像。③必須使同名像點的連線與眼基線平行，以保證兩視線在同一個視平面內(nèi)。④比例尺基本一致像對的立體觀察立體觀察條件①兩張像片必須是從不同攝影站攝取的。像對的立體觀144①袖珍立體鏡②反光立體鏡③立體量測觀察系統(tǒng)①立體觀察工具像對的立體觀察3、分像方法①袖珍立體鏡①立體觀察工具像對的立體觀察3、分像方法145注冊測繪師考試攝影測量課件1463、分像方法②互補色法像對的立體觀察3、分像方法②互補色法像對的立體觀察1473、分像方法③偏振光法像對的立體觀察3、分像方法③偏振光法像對的立體觀察1483、分像方法④交替光闌法（閃閉法、光閘法）像對的立體觀察3、分像方法④交替光闌法像對的立體觀察149像對的立體量測量測的內(nèi)容：像點坐標量測、左右視差量測、上下視差量測。借助于有測量標志的量測工具或儀器進行。測標測標的作用測標的種類像對的立體量測量測的內(nèi)容：測標測標的作用測標的種類150

利用地面控制點及其在片像上的像點，確定像片外方位元素的方法。1、什么叫單像空間后方交會2、單像空間后方交會的基本方法角錐體法

利用共線條件方程解算像片的外方位元素3、單像空間后方交會對控制點的要求

至少有三個不在一條直線上的地面控制點空間后方交會aCBcbS(XS、YS、ZS)AXZY利用地面控制點及其在片像上的像點，確定像片外151空間前方交會定義

S2o2a2S1o1a1A利用立體像對兩張像片的內(nèi)方位元素、同名像點坐標和像對的相對方位元素（或外方位元素）解算模型點坐標（或地面點坐標）的工作。A1、利用立體像對兩張像片的相對方位元素，計算模型點的三維坐標；2、利用立體像對兩張像片的外方位元素，計算地面點的地面坐標?？臻g前方交會空間前方交會定義S2o2a2S1o1a152空間前方交會公式BAP1P2a空間前方交會公式BAP1P2a153相對定向理論共面條件方程在恢復(fù)兩張像片的相對方位元素之后，同名光線對對相交S2S1

AP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1共面條件的向量表達式相對定向理論共面條件方程在恢復(fù)兩張像片的相對方位元素之后，同154S2BS1Aa1a2BZBYBX連續(xù)像對系統(tǒng)連續(xù)像對相對定向元素：S2BS1Aa1a2BZBYBX連續(xù)像對系統(tǒng)連續(xù)像對相對定向155S1a1a2ABS2單獨像對系統(tǒng)單獨像對相對定向元素：S1a1a2ABS2單獨像對系統(tǒng)單獨像對相對定向元素：1561234563、連續(xù)像對相對定向方程初值給定BX…..點數(shù)、點位S2BS1Aa1a2BZBYBX模型點的上下視差Q1234563、連續(xù)像對相對定向方程初值給定點數(shù)、點位S2B157絕對定向理論2、空間相似變換絕對定向理論2、空間相似變換1582、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論1592、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論1602、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論1612、空間相似變換[二]絕對定向理論2、空間相似變換[二]絕對定向理論162數(shù)字攝影測量基礎(chǔ)影像數(shù)字化與影像重采樣

影像數(shù)字化包括量化和采樣采樣：每隔一個間隔獲取一個點的灰度值。

對實際連續(xù)函數(shù)模型離散化的量測過程量化：將各點的灰度值轉(zhuǎn)換為整數(shù)，將透明底片有可能出現(xiàn)的最大灰度變化范圍進行等分，分為若干灰度等級，一般都取為，時得到256個灰度級，其級數(shù)是介于0到255之間的一個整數(shù)，0為黑，255為白，每個像元素的灰度值占8bit，即一個字節(jié)

數(shù)字攝影測量基礎(chǔ)影像數(shù)字化與影像重采樣采樣：每隔一個間隔獲取163影像的內(nèi)定向：內(nèi)定向參數(shù)，利用四個框標點平差解算問題的提出：經(jīng)典的攝影測量已經(jīng)建立了一整套像點坐標與對應(yīng)的物點坐標間的關(guān)系，只要確定掃描坐標系與像平面坐標系之間的關(guān)系（內(nèi)定向）就能利用原有理論兩種坐標之間存在仿射變換內(nèi)定向的目的：確定掃描坐標系和像片坐標系之間的關(guān)系數(shù)字化的掃描方向數(shù)字化的步進方向xyoO影像的內(nèi)定向：內(nèi)定向參數(shù)，利用四個框標點平差解算問題的提出：164基于灰度的影像匹配

（AreaBasedImageMatching）

全數(shù)字化攝影測量的核心問題：如何在兩幅（或多幅）影像之間自動識別同名像點（影像相關(guān)）匹配點確定的基礎(chǔ)：匹配測度?；诓煌睦碚摽梢远x各種不同的匹配測度，因而形成了各種影像匹配方法數(shù)字影像相關(guān)：利用計算機對數(shù)字影像進行數(shù)值計算的方式完成影像的相關(guān)（匹配）基于灰度的影像匹配

（AreaBasedImageMa165一、相關(guān)系數(shù)法:目標區(qū)：以左片目標點為中心選取個像素的灰度陣列搜索區(qū)：估計出右片上同名點可能出現(xiàn)的范圍，建立一個個像素的灰度陣列nnm目標區(qū)搜索區(qū)l計算相關(guān)系數(shù)值：依次在搜索區(qū)內(nèi)取出個像素的灰度陣列，計算其與目標區(qū)的相似性測度相關(guān)系數(shù)，可求出(l-n+1)*(m-n+1)個相關(guān)系數(shù)一、相關(guān)系數(shù)法:nnm目標區(qū)搜索區(qū)l計算相關(guān)系數(shù)值：依次在搜166結(jié)果：目標區(qū)相對于搜索區(qū)不斷移動一個整像素，當相關(guān)系數(shù)最大時，對應(yīng)窗口的中心點即是目標點的同名像點特點：搜索的結(jié)果均以整像素為單位相關(guān)系數(shù)是標準化協(xié)方差函數(shù)，目標影像的灰度與搜索影像的灰度之間存在線性畸變時，仍能較好地評價它們之間的相似性程度目標區(qū)和搜索區(qū)都是一個二維的影像窗口，二維相關(guān)結(jié)果：目標區(qū)相對于搜索區(qū)不斷移動一個整像素，當相關(guān)系數(shù)最大時167二、協(xié)方差法nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n+1)個協(xié)方差值，當協(xié)方差值為最大時，對應(yīng)的相關(guān)窗口的中點就是待定點的同名像點。l二、協(xié)方差法nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n168差平方和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n+1)個S2值，當S2為最小時，對應(yīng)的相關(guān)窗口的中點就是待定點的同名像點灰度差的平方和最小l差平方和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n169差絕對值和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-n+1)個S值，當S為最小時，對應(yīng)的相關(guān)窗口的中點就是待定點的同名像點灰度差的絕對值最小l差絕對值和測度nnm目標區(qū)搜索區(qū)可求出(l-n+1)*(m-170三、高精度最小二乘影像匹配問題的引出：匹配怎樣達到子像素精度？

在相關(guān)運算中引入變形參數(shù)，補償兩相關(guān)窗口之間的輻射畸變幾何畸變引入的變換參數(shù)作為待定值，一同納入到最小二乘解算中，使匹配可達到1/10甚至1/100像素的高精度（子像素精度）

由德國Stuttgart大學(xué)Ackermann教授與Pertl提出

影像灰度的系統(tǒng)變形輻射畸變（產(chǎn)生的原因）照明及被攝物體輻射面的方向攝影處理條件的差異影像數(shù)字化過程中產(chǎn)生的誤差等

幾何畸變：產(chǎn)生了影像灰度分布之間的差異（相對移位、圖形變化）攝影方位不同所產(chǎn)生的影像畸變由于地形坡度所產(chǎn)生的影像畸變等三、高精度最小二乘影像匹配問題的引出：匹配怎樣達到子像素精度171最小二乘影像匹配的精度

相關(guān)系數(shù)法：相關(guān)系數(shù)越大，匹配質(zhì)量越好。但是無法獲得其精度指標最小二乘匹配算法：根據(jù)法方程式系數(shù)矩陣的逆矩陣，同時求得其精度指標

最小二乘影像匹配的精度相關(guān)系數(shù)法：相關(guān)系數(shù)越大，匹配質(zhì)量越172核線的性質(zhì)：同名像點必然位于同名核線上沿核線（一維）進行相關(guān)計算效果：沿同名核線進行相關(guān)計算會加快搜索速度和增加影像匹配的可靠性

過程：左核線上建立目標區(qū)，目標的長度為n個像素在右片上沿同名核線建立搜索區(qū)，其長度為m個像素計算相關(guān)系數(shù):共計算個相關(guān)系數(shù)

注意事項：相似性測度一般是統(tǒng)計量，應(yīng)有較多的樣本進行估計（窗口中的像素數(shù)不應(yīng)太少），目標區(qū)長，灰度信號重心與幾何重心不重合，產(chǎn)生相關(guān)誤差，目標區(qū)、搜索區(qū)都取二維窗口，搜索過程只在核線上進行

基于核線的一維影像匹配核線的性質(zhì)：同名像點必然位于同名核線上效果：沿同名核線進行相173第4章攝影測量與遙感

處理系統(tǒng)數(shù)字攝影測量系統(tǒng)遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)機載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)第4章攝影測量與遙感

處理系統(tǒng)數(shù)字攝影測量系統(tǒng)174數(shù)字攝影測量系統(tǒng)主要功能影像數(shù)字化影像預(yù)處理坐標量測影像定向自動空中三角測量構(gòu)成核線影像影像匹配建立數(shù)字地面模型及其編輯自動繪制等高線

數(shù)字攝影測量系統(tǒng)主要功能175制作正射影像正射影像鑲嵌與修補數(shù)字測圖制作影像地圖制作透視圖、景觀圖制作立體匹配片GIS功能近景攝影測量功能遙感圖像處理功能制作正射影像176常用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)簡介VirtuoZo數(shù)字攝影測量系統(tǒng)武漢大學(xué)張祖勛院士主持研發(fā)，是一個功能齊全、高度自動化的現(xiàn)代攝影測量系統(tǒng)，能完成從自動空中三角測量(AAT)到各種比例尺4D產(chǎn)品的測繪生產(chǎn)。JX-4數(shù)字攝影測量系統(tǒng)中國測繪科學(xué)研究院劉先林院士主持研發(fā)的一套半自動化的微機數(shù)字攝影測量系統(tǒng)。常用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)簡介1771、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770DPW（DigitalPhotogrammtricWorkstations）由美國Helawa

和瑞士Leica

公司生產(chǎn)。

雙屏，3D鼠標，手輪、腳盤，腳踏開關(guān)。

偏振顯示屏、偏振光眼鏡

3Dlabs圖形卡。1、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770DP1781、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770

高精度圖像掃描儀DSW1、LH的數(shù)字攝影測量工作站DPW770高精度圖像1792、Intergraph的數(shù)字攝影測量工作站Imagestation

Imagestation

由美國Intergraph公司生產(chǎn)。

雙屏，3D鼠標。CrystalEyes(液晶)立體眼鏡和發(fā)射器。3DLabs'WildcatII5110立體幀緩存用于立體顯示2、Intergraph的數(shù)字攝影測量工作站Images1803、Leica的數(shù)字攝影測量工作站LPS偏振顯示屏、偏振光眼鏡，3D鼠標。3、Leica的數(shù)字攝影測量工作站LPS偏振顯示屏、偏1814、武大的數(shù)字攝影測量工作站VirtuoZo

VirtuoZo由武漢大學(xué)研制。4、武大的數(shù)字攝影測量工作站VirtuoZo1825、中國測繪科學(xué)研究院的JX－4DPW

5、中國測繪科學(xué)研究院的JX－4DPW183機載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)機載LIDAR系統(tǒng)機載LIDAR集激光測距儀、GPS全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）于一體。航拍時，GPS確定傳感器的空間位置（經(jīng)緯度），慣導(dǎo)系統(tǒng)（INS）測量飛機的俯仰角、測滾角和航向角，激光測距儀直接測量地形。

機載LIDAR和車載移動測圖系統(tǒng)機載LIDAR系統(tǒng)184LIDAR數(shù)據(jù)的優(yōu)勢：1、采用主動性工作方式，不受日照和天氣條件的限制，全天候?qū)Φ赜^測。2、發(fā)射的激光脈沖具有很強的穿透能力，能部分地穿透樹林遮擋，直接獲取真實地面的高精度三維信息。3、能快速獲取大面積的目標空間信息，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的及時采集，從而可以應(yīng)用與需自動監(jiān)控的行業(yè)。4、通過對目標的直接掃描來描述目標特征，使用龐大的點陣和濃密的格網(wǎng)來獲取目標信息，采樣點之間間隔很小，具有精度高、密度大的特點。5、既可以作為獲取地表資源、環(huán)境信息的一種重要技術(shù)手段，又可以同其他技術(shù)手段集成使用，為數(shù)字地球信息智能化處理提供新的融合數(shù)據(jù)源。LIDAR數(shù)據(jù)的優(yōu)勢：185車載移動測圖系統(tǒng)移動測圖系統(tǒng)(MMS)是指在移動載體平臺上集成多種傳感器，通過多種傳感器自動采集各種三維連續(xù)地理空間數(shù)據(jù)，并使用一定的數(shù)據(jù)處理方法，對所采集的數(shù)據(jù)進行處理和加工，最終生成各種空間信息應(yīng)用系統(tǒng)所需要的圖形、數(shù)據(jù)等信息的科學(xué)和技術(shù)。

MMS基本部件：系統(tǒng)控制模塊、定位定姿模塊、影像獲取模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。車載移動測圖系統(tǒng)(L-MMS)是以汽車作為平臺，它是在車上裝備GPS接收機、CCD、INS等傳感器和設(shè)備，在車輛高速行駛過程中，快速采集道路及道路兩旁地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。車載移動測圖系統(tǒng)186第5章野外像片調(diào)繪

與像片控制測量野外像片調(diào)繪像片控制測量第5章野外像片調(diào)繪

與像片控制測量野外像片調(diào)繪187野外像片調(diào)繪像片判讀特征與判讀方法

1.像片判讀特征形狀、大小、色調(diào)、陰影、紋形、布局、位置

2.目視判讀一般方法從宏觀到細部，從一般細部到個別細部，從一只特征到位置特征，從局部特征到整個區(qū)域的判讀特征。有直判法、對比法、綜合判認法

野外像片調(diào)繪像片判讀特征與判讀方法188像片調(diào)繪的基本知識

像片調(diào)繪是以像片判讀為基礎(chǔ)，把航攝像片上的影像所代表的地物識別和辨認出來，并按照規(guī)定的圖示符號和主機方式表示在航測像片上。像片調(diào)繪的基本知識189像片的綜合取舍

綜合取舍對地物地貌進行選擇和概括的過程像片調(diào)繪的基本作業(yè)流程

準備工作—像片判讀—綜合取舍—著鉛—詢問檢查—量測—補測新增地物—清繪—復(fù)查—接邊像片的綜合取舍190主要地形目標的調(diào)繪像片調(diào)繪可采用全野外調(diào)繪法或室內(nèi)綜合調(diào)繪法。在調(diào)繪中應(yīng)判讀準確，描繪清楚，圖示符號運用恰當，各種助劑準確無誤。對地物地貌的取舍，以圖面負載量和保持實地特征為原則。通過調(diào)繪獲取成果后需要對調(diào)繪像片進行整飾和接邊，以便提供下一工序使用。主要地形目標的調(diào)繪191調(diào)繪像片的整飾與接邊調(diào)繪像片的整飾及時清繪，清繪時各種地物中心位置要準確，中心的、中心線應(yīng)按圖示規(guī)定繪出。調(diào)繪像片的接邊

a.圖幅內(nèi)部接邊、幅與幅之間接邊

b.同期作業(yè)接邊、不通氣作業(yè)接邊調(diào)繪像片的整飾與接邊192新增地物的補測

新增地物必須在調(diào)繪時進行補測，通常采用交會法、坐標法、截距法和比較法確定新增地物的位置。新增地物的補測193像片控制測量野外像片控制點的布點方案

1.全野外布點方案

通過野外控制測量獲得的航片像片控制點不需內(nèi)業(yè)加密，直接提供內(nèi)業(yè)測圖定向或糾正使用。

2.非全野外布點方案

按航線數(shù)分為單航線和區(qū)域網(wǎng)兩種

3.特殊情況的布點方案像片控制測量野外像片控制點的布點方案194野外控制點的選擇

航外像片控制點的布設(shè)不僅和布點方案有關(guān)，還須考慮航測成圖過程中像點量測的精度、絕對定向和各類誤差改正對像片控制點的具體點位要求。野外控制點的選擇195野外控制點的編號、整飾和注記野外像片控制點的施測

1.刺點目標的選擇要求

2.像片控點平面坐標和高程的施測