数字摄影测量学.doc

数字摄影测量复****要点()
1、摄影测量发展历程
模拟摄影测量(1851-1970)
模拟摄影测量主要是根据摄影过程的几何反转,反求地面点的空间位置。它所采用的仪器为光学投影器、机械投影器或光学-机械投影器模拟摄影过程,用光线交会被摄物体的空间位置。
解析摄影测量(1950-1980)
1957年,Helava提出用“数字投影代替”物理投影,数字投影就是利用电子计算机实时的进行共线方程的解算,从而交会出被摄物体的空间位置。
数字摄影测量(1970-现在)
利用数字影像相关技术,实现真正的自动化测图。
数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别:
1)处理的原始信息主要是数字影像;
2)以计算机视觉代替人眼的立体观测。
2、数字摄影测量的任务、特点
主要任务:使用星载(机载)传感器所获取的可见光影像对地球陆地区域进行信息提取,具体包括:目标量测、影像解译、地形图测绘、正射影像图制作、数字高程模型生成。
特点:数据量大、计算机运算速度快、技术精度高。
3、数字摄影测量
定义:数字摄影测量是利用影像相关技术来代替人眼的目视观测,自动识别同名点,实现几何信息的自动提取。
主要内容:影像及特征点的识别、同名像点的自动相关和匹配、数字影像纠正技术、数字高程模型(DEM)的制作、数字摄影测量系统的完整操作和测绘产品的生产。
4、计算机辅助测图
计算机辅助测图(又称数字测图)是利用解析测图仪或具有机助系统的模拟测图仪,进行数据采集和数据处理,测绘数字地图,制作数字高程模型,建立测量数据库。计算机辅助测图系统所处理的依旧是传统像片,且对影像的处理仍然需要人眼的立体量测,计算机则起数据记录与辅助处理的作用,是一种半自动化的方式。计算机辅助测图是摄影测量从解析化向数字化的过渡阶段。
5、影像的点、线、面特征
点特征主要指明显点,如角点、圆点等。提取点特征的算子称为兴趣算子或有利算子,即运用某种算法从数字影像中提取我们感兴趣的即有利于某种目的的点。常用的兴趣算子有Moravec算子、Hannah算子和Forstner算子等。
线特征是指线状或面状地物的边缘在像片上的构像。线特征提取算子也称边缘检测算子。边缘检测通常是检测一阶导数(对离散数据为差分)最大或二阶导数(差分)为零的点。常用检测算子有差分算子、拉普拉斯算子、LOG算子等。
6、影像定向
1)定义
在传统摄影测量中,是将模拟像片放到仪器承片盘进行量测,所量测的像点坐标为影像架坐标或仪器坐标,随后,应基于平面相似变换将仪器坐标变换为以像主点为原点的像平面坐标系坐标,这个变换过程称为影像内定向。
在数字摄影测量中,在扫描数字化时,模拟像片在扫描仪上的放置具有一定的随意性,也就是说,扫描后得到的数字化影像的像素坐标应转换为像平面坐标系坐标,这同样是影像内定向。(严密内定向还包括透镜畸变改正)
2)如何进行内定向(实例见PDF Lec2)
内定向实际上是确定像素坐标(I,J)与像平面坐标(x,y)转换关系——即多项式变换的过程。一般可采用6参数的仿射变换,其模型为:
为确定ai和bi (i=0,1,2)这6个参数,需要借助影像的框标来解决。所有框标坐标已知(由相机检定提供),且可通过量测数字影像上所有框标的像素坐标,因此根据这框标上的这两套坐标和最小二乘来求解